Elektros variklio šiluminė relė: veikimo principas, įtaisas, kaip pasirinkti

Eksploatuojant energetinę įrangą, ją nuolat veikia srovės perkrovos, mažinančios ilgaamžiškumą. Apsaugą tokiose situacijose užtikrina šiluminė relė elektros varikliui, atjungianti elektros tiekimą, kai susidaro neįprastos aplinkybės.

Siūlome susipažinti su konstrukcija, veikimo principu, rūšimis ir prijungimo niuansais apsauginio įrenginio. Be to, papasakosime, kokius parametrus ir charakteristikas verta atsižvelgti renkantis šiluminę relę.

Šiluminių relių konstrukcinis vykdymas

Visų tipų šiluminės relės turi panašų įtaisą. Svarbiausias bet kurios iš jų elementas – jautri bimetalinė plokštelė.

Veikimo srovės vertę veikia aplinkos, kurioje veikia relė, temperatūriniai rodikliai. Temperatūros kilimas sumažina veikimo laiką.

Kad šią įtaką sumažinti iki minimumo, įrenginių kūrėjai pasirenka kuo didesnę bimetalo temperatūrą. Tuo pačiu tikslu kai kurias reles aprūpina papildoma kompensacine plokštele.

Prietaisą sudaro korpusas, nichrominis šildytuvas, bimetalinė plokštelė, sklendė, varžtas, svirtis, judantis kontaktas ir grąžinimo mygtukas (+)

Jei į relės konstrukciją įtraukti nichrominiai šildytuvai, jų prijungimas atliekamas pagal lygiagrečią, nuoseklią arba lygiagrečiai-nuoseklią schemą su plokštele.

Srovės vertę bimetalyje reguliuoja šuntais. Visos detalės sumontuotos korpuse. U formos bimetalinis elementas fiksuotas ant ašies.

Cilindrinė spyruoklė remiasi į vieną plokštelės galą. Kitu galu ji remiasi į subalansuotą izoliacinę trinkelę, sukasi apie ašį ir yra kontaktinio tiltelio, turinčio sidabrinius kontaktus, atrama.

Nustatytosios srovės koordinavimui bimetalinė plokštelė savo kairiuoju galu sujungta su jos mechanizmu. Reguliavimas vyksta veikiant pirminę plokštelės deformaciją.

Jei perkrovos srovių dydis tampa lygus arba didesnis už nustatytąją, izoliacinė trinkelė pasisuka veikiama plokštelės. Jai apverčiant, įvyksta įrenginio atjungiamojo kontakto išjungimas.

Šiluminė relė TRT pjūvyje. Pagrindiniai elementai: korpusas (1), nustatymo mechanizmas (2), mygtukas (3), ašis (4), sidabriniai kontaktai (5), kontaktinis tiltelis (6), izoliacinė plokštė (7), spyruoklė (8), bimetalinė plokštelė (9), ašis (10)

Relė automatiškai grįžta į pradinę padėtį. Savaiminio grįžimo procesas trunka ne ilgiau kaip 3 minutes nuo apsaugos įjungimo. Galimas ir rankinis grįžimas, tam numatytas specialus Reset mygtukas.

Naudojant šį mygtuką, prietaisas grįžta į pradinę padėtį per 1 minutę. Norėdami suaktyvinti mygtuką, pasukite jį prieš laikrodžio rodyklę, kol jis pakils virš korpuso. Nustatymo srovė paprastai nurodyta skydelyje.

Prietaiso veikimo principas

Atlikdamas apsauginę funkciją, automatinis jungiklis atjungia maitinimo grandines. Nuo jo skiriasi šiluminė relė, kuri viršijus apkrovą tiesiog išduoda valdymo signalą. Esant tokiai apsaugai, mažos vertės srovės perjungiamos vienoje valdymo grandinėje.

Schemoje prieš termorelę yra magnetinis paleidiklis. Kai grandinės atsidaro avariniu būdu, nebereikia dubliuoti kontaktoriaus darbo. Vadinasi, nenaudojama medžiaga galios kontaktinių grupių gamybai.

Populiariausi yra prietaisai su bimetalinėmis plokštelėmis. Pati plokštelė susideda iš dviejų analogiškų elementų.

Vienas iš jų turi didelį temperatūros koeficientą, o kitas – šiek tiek mažesnį. Šie du komponentai glaudžiai priglunda vienas prie kito.

Kadangi bimetalinės plokštelės sudedamosios dalys pagamintos iš poros skirtingų metalų, turinčių nevienodus plėtimosi koeficientus, kaitinimas priverčia ją lenktis ir sąveikauti su kontaktais.

Toks tvirtas sujungimas užtikrinamas suvirinant arba karšto valcavimo būdu. Kadangi plokštelė yra nejudamai pritvirtinta, kaitinant ji lenkiasi link elemento su mažesniu temperatūros koeficientu. Šis principas naudojamas kuriant šilumines reles.

Jų gamyboje naudojamas chromo-nikelio plienas ir nemagnetinis plienas, turintys didelį temperatūros koeficientą. Kaip medžiaga su maža šio parametro verte naudojamas invaras – nikelio ir geležies lydinys.

Pagal tokią schemą veikia šiluminė relė. Neįtvirtintas bimetalinės plokštelės galas, jai išsilenkiant, veikia termorelės kontaktus (+).

Bimetalinę plokštelę šildo apkrovos srovės. Jos dažniausiai teka per specialų šildytuvą. Egzistuoja ir kombinuotas šildymas, kai be šildytuvo skleidžiamos šilumos bimetalą šildo ir per jį einanti srovė.

Kaip prijungti šiluminę relę

Uždarasis kontaktas (normal connected), kuriuo prijungiamas terminis modulis prie magnetinio starterio, žymimas NC (normaliai uždarytas). Raidžių deriniu NO žymimas normaliai atidarytas kontaktas.

Paprastoje schemoje jis naudojamas signalizuoti, kad įsijungė variklio apsauga dėl per aukštos temperatūros.

Įdiegus į sudėtingas valdymo schemas, jis gali avariniu būdu suformuoti signalą konvejerio išvedimui iš darbinės būsenos.

Terminė relė išdėstoma už kontaktorių, bet prieš variklį. Normal connected kontakto prijungimas prie mygtuko „Stop“ valdymo pulte atliekamas nuosekliai (+)

Kontaktorių gnybtų žymėjimą nustato GOST: normaliai uždarytas – 95-96, normaliai atidarytas – 97-98. Prie pirmosios poros prijungiamas starteris, antroji naudojama signalizacijos schemoms. Kadangi variklį ir terminę relę reikia apsaugoti nuo trumpojo jungimo, grandinėje turi būti apsauginis automatas.

Prietaiso schema apima mygtukus „Testas“ ir „Stop“ arba „Atstatyti“. Pirmuoju tikrinamas veikimas, o antruoju rankiniu būdu išjungiama apsauga.

Perjungimo svirtimi po apsaugos įjungimo vėl paleidžiamas variklis. Ant gaminio stiklinio dangtelio uždedamas ženklinimas ir užplombuojama.

Pagal prijungimo tipą galima išskirti dvi dideles termorelių grupes:

• pirmoji grupė – įrenginiai, montuojami už magnetinio starterio ir tie, kurie jungiami naudojant trumpiklius;
• antroji grupė – prietaisai, montuojami tiesiai ant starterio kontaktoriaus.

Pastaruoju atveju paleidžiant pagrindinė apkrova tenka kontaktorini. Čia terminis modulis turi varinius kontaktus, tiesiogiai prijungtus prie starterio įėjimų.

Terminės relės schema. Joje yra valdymo elementų ir išvadų žymėjimai. Skirtingų modelių šie žymėjimai gali skirtis (+)

Prie TR jungiami variklio laidai. Pati relė šioje schemoje yra tarpinis mazgas, analizuojantis srovę, tekančią tranzitu į variklį iš magnetinio starterio.

Prietaiso įrengimo niuansai

Terminio modulio veikimo greičiui įtakos gali turėti ne tik srovės perkrovos, bet ir aplinkos temperatūra. Apsauga gali suveikti net ir be perkrovų.

Būna ir taip, kad veikiant priverstinei ventiliacijai variklis patiria terminę perkrovą, bet apsauga nesuveikia.

Norint išvengti tokių reiškinių, reikia laikytis specialistų rekomendacijų:

1. Renkantis relę orientuotis į maksimalią leistiną veikimo temperatūrą.
2. Apsaugą montuoti toje pačioje patalpoje kaip ir saugomą objektą.
3. Montavimui pasirinkti vietas, kuriose nėra šilumos šaltinių ar ventiliacijos įrenginių.
4. Reikia sureguliuoti šiluminį modulį, atsižvelgiant į realią aplinkos temperatūrą.
5. Geriausias variantas – relės konstrukcijoje integruota terminė kompensacija.

Papildoma termorelės funkcija yra apsauga fazės nutrūkimo arba viso elektros tinklo atveju. Trifaziams varikliams tai ypač aktualu.

Terminėje relėje srovė teka nuosekliai per jos šildymo modulį ir toliau į variklį. Su paleidiklio apvija prietaisą jungia papildomi kontaktai (+).

Esant gedimui vienoje fazėje, kitos dvi prisiima didesnę srovę. Dėl to greitai įvyksta perkaitimas, o vėliau – atsijungimas. Esant neefektyviam relės darbui, gali sugesti ir variklis, ir laidai.

Esami įrenginių tipai

Terminių relių klasė apima keletą tipų: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Kiekvieno taikymą lemia konstrukcijos ypatumai.

Dvifazė srovės relė (TRN) dažniausiai naudojama asinchroninių variklių su trumpai sujungtu rotoriumi elektros apsaugai. Paprastai jos veikia iš tinklo, kurio vardinė įtampa iki 500 V, dažnis 50 Hz.

Relėje yra rankinis kontaktų valdymo mechanizmas. TRN matmenys leidžia jas įmontuoti tiek uždarų, tiek atvirų tipo stotelių, koordinuojančių pavarų darbą, komplektiniuose įrenginiuose. Jos neatlieka trumpojo jungimo apsaugos funkcijos ir pačios to reikalauja.

TRP relės turi mechanizmą, atsparų vibracijoms, bei smūgiams atsparų korpusą. Jos sukurtos apsaugoti asinchroninius trifazius variklius, veikiančius esant didelėms mechaninėms apkrovoms.

Jos skirtos maksimaliai 600 A srovei ir ne didesnei kaip 500 V įtampai, o nuolatinės srovės grandinėse – 440 V. Automatika nejautri išorinei temperatūrai ir suveikia, kai rodiklis viršija 200°C.

RTL prietaisai yra trifaziai, jie be variklio apsaugos nuo perkrovų, taip pat apsaugo nuo rotoriaus užstrigimo. Jie apsaugo jį nuo gedimų fazių disbalanso atveju ar užsitęsusio paleidimo metu.

Veikia savarankiškai su KRL gnybtinėmis jungtimis ir modifikacijoje su magnetiniu paleidikliu PML. Srovės darbinis intervalas – nuo 0,10 iki 86 A.

Kontaktorius poroje su termine rele. Kai prietaisas suveikia, normaliai uždarytas ir normaliai atidarytas kontaktas sinchroniškai keičia savo padėtį.

RTT – prietaisas apsaugo asinchroninius variklius nuo srovės šuolių, fazių disbalanso, užstrigimo ir kitų nenumatytų situacijų. Naudojamas ir kaip savarankiškas prietaisas, ir kaip įmontuojamas į paleidiklius PMA, PME.

Trifazis gaminys RTI turi tas pačias funkcijas kaip ir ankstesnis, tačiau naudojamas modifikacijoje su paleidikliais KTM ir KMI.

Kaip pasirinkti šiluminę relę

Varikliui reikalinga apsauginė relė, kai dėl technologinių priežasčių kyla potenciali perkrovos grėsmė. Antras atvejis – būtinybė apriboti paleidimo laiką esant sumažintai įtampai.

Šie reikalavimai pateikti atitinkamoje instrukcijoje. Joje išdėstytas pageidavimas aprūpinti apsauginį gaminį laiko atlaikymu. Visa tai įgyvendinama naudojant termines reles.

Pagrindinės prietaisų charakteristikos

Pagrindiniai variklį saugančio įrenginio duomenys yra:

1. Kontaktų veikimo greitis priklausomai nuo srovės parametrų – laiko ir srovės rodiklis.
2. Darbo srovė, kai suveikia termorelė.
3. Ribiniai srovės nustatymo reguliavimai. Visuose skirtingų gamintojų gaminamuose prietaisuose šis parametras skiriasi nežymiai. Nominalo viršijimas 20% lemia prietaiso suveikimą maždaug po 25 minučių.
4. Vardinė darbinės bimetalinės plokštelės srovės vertė. Turima omenyje reikšmė, kurią viršijus relė neatjungiama iš karto.
5. Srovės diapazonas, kuriame suveikia relė.

Informaciją apie terminę relę galima gauti iššifravus jos žymėjimą. Simbolis, žymintis vykdymo tipą, gali skirtis.

Kontaktorius kartu su termine rele. Kai įrenginys suveikia, normaliai uždarytas ir normaliai atidarytas kontaktas sinchroniškai keičia savo padėtį (+)

Vietinių termorelių išdėstymo vietos reglamentuotos GOST 15150. Jų darbui įtakos turi tokie veiksniai kaip aukštis virš jūros lygio, vibracija, smūgiai, pagreičiai.

Visus šiuos niuansus gamintojai atspindi savo gaminių žymėjime. Kai kurie iš jų papildomai įtraukia informaciją apie galimybę dirbti esant kenksmingoms medžiagoms ir sprogiosioms dujoms.

Įrenginio pasirinkimas pagal taisykles

Reikalavimai termorelei išdėstyti instrukcijoje. Čia taip pat nurodyta, kad apsauga turi turėti laiko atlaikymą. Visi prašymai įgyvendinami naudojant specialius prietaisus.

TR ir saugomo variklio laiko ir srovės charakteristikos. Esant trumpojo jungimo srovėms, relės kaitinimo elementai tampa termiškai nestabilūs (+)

Analizuojant TR laiko ir srovės charakteristikas, reikia atsižvelgti, kad suveikimas gali įvykti iš perkaitintos arba šaltos būsenos.

Nepriekaištinga apsauga numato, kad kreivė, vaizduojanti optimalią be problemų veikiančios įrangos srovės tekėjimo trukmės priklausomybę nuo srovės dydžio relei ir varikliui, yra skirtingos. Pirmoji turi būti žemesnė už antrąją.

Lentelėje pateiktos RTL tipo termorelės techninės charakteristikos. Pagal ją galima parinkti apsauginį įrenginį su reikalingais parametrais pagal variklio galią (+)

Taisyklingas apsauginio gaminio parinkimas atliekamas pagal tokį parametrą kaip darbinė vardinė srovė. Jos vertė susijusi su elektros variklio apkrovos vardine srove.

Tiek tarptautiniais, tiek vietiniais standartais numatyta, kad variklio vardinė srovė yra analogiška terminės relės veikimo srovės nustatymui.

Tai reiškia, kad prietaisas įsijungia esant 20-30% perkrovai arba kai Isr x 1,2 arba 1,3, ne vėliau kaip per 20 minučių.

Remiantis tuo, pasirinkimas turi būti atliekamas taip, kad termorelės neveikimo srovė vidutiniškai 12% viršytų saugomo objekto vardinę srovę. In vertė nurodyta prietaiso pase ir ant korpuso pritvirtintos lentelės.

Remiantis ja, parenkama tiek termorelė, tiek atitinkamas starteris. Relės skalė sukalibruota amperais ir paprastai atitinka nustatymo srovę.

Kaip pavyzdį galima pateikti terminės relės parinkimą asinchroniniam varikliui, prijungtam prie 380 V tinklo, 1,5 kW galios.

Darbinė vardinė srovė jam - 2,8 A, taigi termorelei slenksčio srovė bus: 1,2*2,8 = 3,36 A. Pagal lentelę pasirinkimas turi būti sustabdytas ties RTL-1008, kurio reguliavimo diapazonas yra nuo 2,4 iki 4 A.

Suveikus apsaugai, pirmiausia pašalinama pirminė sustojimo priežastis, o tada "termorelė" grąžinama į pradinę būseną naudojant grąžinimo mygtuką.

Kai variklio paso duomenys nežinomi, srovė nustatoma naudojant specialius prietaisus - srovės matavimo reples arba multimetrą su atitinkama funkcija. Matavimai atliekami kiekvienoje fazėje.

Svarbu renkantis atkreipti dėmesį į ant prietaiso nurodytą įtampą. Jei planuojama naudoti termorelės-starterio tandemą, reikia atsižvelgti į kontaktų skaičių.

Įjungiant įrenginį į trifazį tinklą, reikalingas modulis su apsaugos funkcija laidų perdegimo ar fazių disbalanso atvejais.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Efektyvios variklio apsaugos schema:

Terminės relės sudedamosios dalys:

Įvairių prietaisų tarpusavio sąveikos principas skirtinguose terminės relės prijungimo variantuose yra vienodas. Norint geriau orientuotis schemose, reikia mokėti "skaityti" įrenginių ženklinimą. Idealiu atveju visus prijungimo darbus turėtų atlikti meistras, turintis leidimą dirbti aukštos įtampos sąlygomis.

Ar turite ką pridurti, ar kilo klausimų dėl terminės relės pasirinkimo ir naudojimo? Galite palikti komentarus prie publikacijos, dalyvauti diskusijose ir dalintis savo patirtimi naudojant šiuos įrenginius. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.