Ochrana elektromotorov, magnetických štartérov a iných zariadení pred záťažami, ktoré spôsobujú prehriatie, sa vykonáva pomocou špeciálnych tepelných ochranných zariadení. Aby ste si vybrali správny model tepelnej ochrany, musíte poznať jeho princíp činnosti, zariadenie, ako aj hlavné kritériá výberu.
Obsah
Zariadenie a princíp činnosti
Tepelné relé (TR) je určené na ochranu elektromotorov pred prehriatím a predčasným zlyhaním. Pri dlhodobom štarte elektromotor podlieha prúdovým preťaženiam, pretože. počas štartovania sa spotrebuje sedemnásobok prúdu, čo vedie k zahrievaniu vinutia. Menovitý prúd (In) - prúd spotrebovaný motorom počas prevádzky. Okrem toho TR zvyšuje životnosť elektrických zariadení.
Tepelné relé, ktorého zariadenie pozostáva z najjednoduchších prvkov:
- termosenzitívny prvok.
- Kontakt s vlastným návratom.
- Kontakty.
- Jar.
- Bimetalový vodič vo forme platne.
- Tlačidlo.
- Regulátor požadovaného prúdu.
Prvok citlivý na teplotu je teplotný snímač používaný na prenos tepla na bimetalovú platňu alebo iný tepelný ochranný prvok. Kontakt so samospätným chodom umožňuje pri zahrievaní okamžite otvoriť napájací obvod elektrického spotrebiča, aby sa zabránilo prehriatiu.
Doska sa skladá z dvoch druhov kovu (bimetal), z ktorých jeden má vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti (Kp). Sú navzájom spojené zváraním alebo valcovaním pri vysokých teplotách. Pri zahriatí sa doska tepelnej ochrany ohne smerom k materiálu s nižším Kp a po ochladení doska zaujme svoju pôvodnú polohu. V zásade sú platne vyrobené z Invaru (nižšie Kp) a nemagnetickej alebo chrómniklovej ocele (vyššie Kp).
Tlačidlom sa zapne TR, regulátor nastavenia prúdu je potrebný na nastavenie optimálnej hodnoty I pre spotrebiteľa a jeho prekročenie povedie k prevádzke TR.
Princíp fungovania TR je založený na Joule-Lenzovom zákone. Prúd je usmernený pohyb nabitých častíc, ktoré sa zrážajú s atómami kryštálovej mriežky vodiča (táto hodnota je odpor a označuje sa R). Táto interakcia spôsobuje vzhľad tepelnej energie získanej z elektrickej energie. Závislosť trvania toku od teploty vodiča je určená Joule-Lenzovým zákonom.
Formulácia tohto zákona je nasledovná: keď I prechádza vodičom, množstvo tepla Q generovaného prúdom, pri interakcii s atómami kryštálovej mriežky vodiča, je priamo úmerné druhej mocnine I, hodnota z R vodiča a čas pôsobenia prúdu na vodič.Matematicky to možno zapísať takto: Q = a * I * I * R * t, kde a je konverzný faktor, I je prúd pretekajúci požadovaným vodičom, R je hodnota odporu a t je doba prietoku vodiča. ja
Keď koeficient a = 1, výsledok výpočtu sa meria v jouloch a za predpokladu, že a = 0,24, sa výsledok meria v kalóriách.
Bimetalický materiál sa zahrieva dvoma spôsobmi. V prvom prípade prechádzam cez bimetal a v druhom cez vinutie. Izolácia vinutia spomaľuje tok tepelnej energie. Tepelný spínač sa pri vysokých hodnotách I zahrieva viac ako pri kontakte s teplotným snímacím prvkom. Signál aktivácie kontaktu je oneskorený. Oba princípy sa využívajú v moderných TR modeloch.
Zahrievanie bimetalovej dosky zariadenia tepelnej ochrany sa vykonáva pri pripojení záťaže. Kombinované vykurovanie umožňuje získať zariadenie s optimálnymi vlastnosťami. Doska sa ohrieva teplom, ktoré vytvára I pri prechode cez ňu, a špeciálnym ohrievačom, keď je I zaťažená. Počas zahrievania sa bimetalový pás deformuje a pôsobí na kontakt so samospiatočkou.
Hlavné charakteristiky
Každý TR má individuálne technické vlastnosti (TX). Relé je potrebné zvoliť podľa charakteristík záťaže a podmienok použitia pri prevádzke elektromotora alebo iného spotrebiča elektriny:
- Hodnota In.
- Rozsah nastavenia ovládania I.
- Napätie.
- Dodatočné riadenie prevádzky TR.
- Moc.
- Prevádzkový limit.
- Citlivosť na fázovú nerovnováhu.
- Trieda výletov.
Hodnota menovitého prúdu je hodnota I, pre ktorú je TR navrhnutý.Vyberá sa podľa hodnoty In spotrebiteľa, ku ktorému je priamo pripojený. Okrem toho si musíte vybrať s rezervou In a riadiť sa nasledujúcim vzorcom: Inr \u003d 1,5 * Ind, kde Inr - In TR, čo by malo byť 1,5-krát viac ako menovitý prúd motora (Ind).
Hranica nastavenia prevádzky I je jedným z dôležitých parametrov zariadenia tepelnej ochrany. Označenie tohto parametra je rozsah nastavenia hodnoty In. Napätie - hodnota výkonového napätia, pre ktoré sú kontakty relé navrhnuté; ak je prekročená povolená hodnota, zariadenie zlyhá.
Niektoré typy relé sú vybavené samostatnými kontaktmi na ovládanie prevádzky zariadenia a spotrebiteľa. Výkon je jedným z hlavných parametrov TR, ktorý určuje výstupný výkon pripojeného spotrebiča alebo skupiny spotrebiteľov.
Limit vypnutia alebo prah vypnutia je faktor, ktorý závisí od menovitého prúdu. V podstate sa jeho hodnota pohybuje v rozmedzí od 1,1 do 1,5.
Citlivosť na fázovú nerovnováhu (fázová asymetria) ukazuje percentuálny pomer fázy s nevyváženosťou k fáze, ktorou preteká menovitý prúd požadovanej veľkosti.
Trip class je parameter, ktorý predstavuje priemernú dobu vypnutia TR v závislosti od násobku nastavovacieho prúdu.
Hlavnou charakteristikou, podľa ktorej musíte zvoliť TR, je závislosť doby prevádzky od záťažového prúdu.
Elektrické schéma
Schémy pripojenia tepelného relé k okruhu sa môžu výrazne líšiť v závislosti od zariadenia.TR sú však zapojené sériovo s vinutím motora alebo cievkou magnetického štartéra k normálne otvorenému kontaktu, napr tento druh pripojenia vám umožňuje chrániť zariadenie pred preťažením. Pri prekročení indikátorov odberu prúdu TR odpojí zariadenie od napájania.
Vo väčšine obvodov sa pri zapájaní používa trvalo otvorený kontakt, ktorý funguje pri sériovom zapojení s tlačidlom stop na ovládacom paneli. V zásade je tento kontakt označený písmenami NC alebo H3.
Pri pripojení ochranného alarmu je možné použiť normálne uzavretý kontakt. Okrem toho sa v zložitejších obvodoch tento kontakt používa na implementáciu softvérového riadenia núdzového zastavenia zariadenia pomocou mikroprocesorov a mikrokontrolérov.
Termostat sa jednoducho pripája. Aby ste to dosiahli, musíte sa riadiť nasledujúcim princípom: TR je umiestnený za stýkačmi štartéra, ale pred elektromotorom a trvalo uzavretý kontakt je zapnutý sériovým pripojením pomocou tlačidla stop.
Typy tepelných relé
Existuje mnoho typov, do ktorých sú tepelné relé rozdelené:
- Bimetalické - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek a ptlr).
- Pevné skupenstvo.
- Relé na monitorovanie teplotného režimu zariadenia. Hlavné označenia sú nasledovné: RTK, NR, TF, ERB a DU.
- Relé na tavenie zliatiny.
Bimetalické TR majú primitívny dizajn a sú to jednoduché zariadenia.
Princíp činnosti tepelného relé v tuhom stave sa výrazne líši od bimetalického typu. Polovodičové relé je elektronické zariadenie, ktoré sa tiež nazýva Schneider a je vyrobené na rádiových prvkoch bez mechanických kontaktov.
Patria sem RTR a RTI IEK, ktoré vypočítavajú priemerné teploty elektromotora sledovaním jeho štartovania a In. Hlavnou črtou týchto relé je schopnosť odolávať iskrám, t.j. môžu byť použité vo výbušnom prostredí. Tento typ relé je rýchlejší v prevádzkovom čase a ľahšie sa nastavuje.
RTC sú určené na riadenie teplotného režimu elektromotora alebo iného zariadenia pomocou termistora alebo tepelného odporu (sondy). Keď teplota stúpne na kritický režim, jeho odpor sa prudko zvýši. Podľa Ohmovho zákona, keď sa R zvyšuje, prúd klesá a spotrebiteľ sa vypína, pretože. jeho hodnota nestačí na bežnú prevádzku spotrebiteľa. Tento typ relé sa používa v chladničkách a mrazničkách.
Konštrukcia tepelného taviaceho relé zliatiny sa výrazne líši od iných modelov a pozostáva z nasledujúcich prvkov:
- Vinutie ohrievača.
- Zliatina s nízkou teplotou topenia (eutektická).
- mechanizmus prerušenia reťaze.
Eutektická zliatina sa topí pri nízkej teplote a chráni napájací obvod spotrebiteľa prerušením kontaktu. Toto relé je zabudované v zariadení a používa sa v práčkach a automobilovej technike.
Výber tepelného relé sa vykonáva analýzou technických charakteristík a prevádzkových podmienok zariadenia, ktoré musí byť chránené pred prehriatím.
Ako si vybrať tepelné relé
Bez zložitých výpočtov si môžete zvoliť vhodný výkon elektrotepelného relé pre motor (tabuľka technických charakteristík zariadení tepelnej ochrany).
Základný vzorec na výpočet menovitého prúdu TR je:
Intr = 1,5 * Ind.
Napríklad musíte vypočítať In TP pre asynchrónny elektromotor s výkonom 1,5 kW, napájaný z trojfázovej striedavej siete s hodnotou 380 V.
Je to dosť jednoduché. Na výpočet hodnoty menovitého prúdu motora musíte použiť vzorec výkonu:
P = ja * U.
Preto Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Hodnota menovitého prúdu TR sa vypočíta takto: Intr \u003d 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.
Na základe výpočtov sa vyberie TR typu RTL-1014-2 s nastaviteľným rozsahom nastavenia prúdu od 7 do 10 A.
Ak je okolitá teplota príliš vysoká, nastavte požadovanú hodnotu na minimálnu hodnotu. Pri nízkej okolitej teplote je potrebné vziať do úvahy zvýšenie zaťaženia vinutia statora motora a ak je to možné, nezapínajte ho. Ak okolnosti vyžadujú použitie motora za nepriaznivých podmienok, potom je potrebné začať ladiť s nízkym nastavovacím prúdom a potom ho zvýšiť na požadovanú hodnotu.
Podobné články:
