Тепловое реле: конструкция, схема, работа и применение

А реле представляет собой переключатель с электрическим приводом, который используется для размыкания и замыкания цепей или для замыкания или разрыва электрических соединений путем простого получения электрических сигналов от внешних источников. Они необходимы, когда электрическая изоляция является обязательной в цепях управления, в противном случае, когда необходимо управлять несколькими цепями с помощью одного сигнала. Они разные типы реле доступные на рынке, которые используются в зависимости от приложения. Итак, тепловое реле – это один из видов реле, предназначенный для обеспечения полной защиты от однофазных, несимметричных напряжений и перегрузок. Тепловые реле — идеальное решение для защиты двигателей, обеспечивающее наиболее точное отключение электродвигателя при однофазном включении и перегрузке. В этой статье обсуждается обзор тепловое реле – работа с приложениями.

Что такое тепловое реле?

Определение теплового реле; реле, которое используется для обеспечения электромеханической защиты электродвигателей от перегрузки, а также от чрезмерного потребления входного тока, известно как тепловое реле. Эти реле обеспечивают надежную защиту от стабильных электрических повреждений при таких электрических аномалиях, как перенапряжения и обрыв фазы. Символ теплового реле показан ниже.

Строительство теплового реле

Конструкция теплового реле достаточно проста. Это реле состоит из таких важных деталей, как биметаллические пластины, нагревательные катушки и ТТ ( трансформатор тока ).

Трансформатор тока (ТТ) в этом реле просто подает ток на катушки нагревателя. Таким образом, тепловая энергия змеевика нагревателя будет нагревать биметаллические полосы, изготовленные из различных материалов, таких как сталь и никелевый сплав. Эти материалы имеют максимальное удельное сопротивление стали, а также не подвержены термическому старению.

В приведенном выше реле изолированный рычаг печени просто соединяется с катушкой отключения через биметаллические полоски и пружину. Натяжение пружины изменяется с помощью пластины секторной модели.
Когда система находится в нормальном рабочем состоянии, пружина остается прямой. Поэтому, когда в системе возникает какая-либо неисправность, биметаллическая пружина нагревается и изгибается. Натяжение пружины разомкнется, чтобы разомкнуть контакты реле. Таким образом, контакт реле подаст питание на кристалл цепи отключения, к которому замыкаются контакты автоматического выключателя. Таким образом, система остается безопасной.

Принцип работы теплового реле

Принцип работы теплового реле заключается в том, что при биметаллическая полоса в тепловом реле нагревается через нагревательную спираль, затем изгибается и замыкает нормально разомкнутые (НО) контакты.

Когда двигатель работает нормально, термоэлемент теплового реле не будет выделять достаточно тепла для срабатывания функции защиты, а его нормально замкнутый (НЗ) контакт останется в замкнутом состоянии. Как только двигатель перегружен, тепловой элемент в реле будет выделять достаточно тепла, чтобы сработала функция защиты, а его нормально замкнутый (НЗ) контакт будет разорван, что приведет к потере мощности электродвигателя по всей цепи управления для защиты электродвигателя. После устранения неполадок это реле должно быть сброшено до перезапуска электродвигателя.

Как правило, тепловое реле имеет две формы сброса: автоматический и ручной сброс. Преобразование этих двух форм сброса просто завершается простой заменой винта сброса. Как только тепловое реле спроектировано, производитель обычно устанавливает для него режим автоматического сброса. При использовании то, настроено ли реле на состояние автоматического или ручного сброса, в основном зависит от конкретного состояния цепи управления.

Типы тепловых реле

Тепловые реле доступны в трех типах: биметаллические тепловые, полупроводниковые и термореле.

Биметаллический термальный

Биметаллическое тепловое реле использует биметаллическую полосу для механического размыкания контактов. Эта полоса состоит из двух соединенных металлических частей, которые увеличиваются с разной скоростью при воздействии тепла. При нагревании биметаллическая полоса изгибается. В этом реле биметаллическая планка соединена с контактом пружиной. Как только избыток тепла заставляет полосу изгибаться из-за перегрузки по току, и пружина вытягивается, контакты в реле размыкаются, и цепь разрывается. После того, как полоска остынет, она снова обретет свою первоначальную форму.

Твердотельное реле

Твердотельные реле не имеют механических или движущихся частей. Это реле просто вычисляет информацию о тепловом реле перегрузки и нормальную температуру двигателя, просто контролируя его начальный и рабочий токи. Эти реле быстрее по сравнению с электромеханическими реле, а также имеют время срабатывания и регулируемые уставки, поскольку они не способны генерировать искру, поэтому используются в нестабильных условиях.

Реле контроля температуры

Эти типы реле используются для непосредственного определения температуры двигателя с помощью термодатчика сопротивления и термистора, закрепленных в обмотке двигателя. Как только достигается номинальная температура датчика RTD, его сопротивление быстро увеличивается. После этого это увеличение фиксируется пороговой схемой, которая размыкает контакты реле.

Реле плавления сплава

Тепловое реле из плавящегося сплава включает в себя катушку нагревателя, эвтектический сплав и механизм для разрыва цепи. При использовании этой катушки нагревателя это реле будет измерять температуру двигателя, просто контролируя потребляемый ток.

Схема теплового реле и работа

Ниже показана схема теплового реле для защиты от перегрузки, которая используется для предотвращения отказа двигателя. Эта схема защиты от перегрузки состоит из предохранителя, контактора, теплового реле, кнопки пуска и останова.

Когда тепловое реле используется для защиты двигателя от перегрузки, тепловой элемент реле просто подключается последовательно к обмотке статора двигателя. Нормально замкнутый контакт теплового реле подключается просто последовательно с цепью управления контактора переменного тока.

Если электродвигатель перегружен, то поток тока в обмотке будет увеличиваться и поток тока в тепловом элементе реле также будет увеличиваться, а температура биметаллического листа увеличивается выше и уровень изгиба увеличивается. После этого он нажимает на размыкающий контакт, чтобы отключить и разъединить цепь катушки контактора переменного тока, так что этот контактор отключает питание электродвигателя. Таким образом, электродвигатель будет защищен остановкой.

Таким образом, катушка силового контактора переменного тока выключается, а главный контакт выключается, чтобы остановить электродвигатель М. Наконец, пробой перегрузки обмотки двигателя будет эффективно устранен. Как только перегрузка будет устранена, будет нажата кнопка сброса теплового реле и кнопка запуска ST, чтобы двигатель снова начал работать.

Как выбрать тепловое реле?

Функция теплового реле заключается в защите электродвигателя от перегрузки. Чтобы убедиться, что электродвигатель может обеспечить как достаточную, так и необходимую защиту от перегрузки, необходимо полностью знать характеристики двигателя и назначить ему соответствующее тепловое реле для достижения требуемых настроек. Как правило, сопутствующими условиями двигателя являются пусковой ток, рабочая среда, рабочая система, характер нагрузки, допустимая перегрузочная способность и т. д.

Правильный выбор этого реле во многом зависит от работы двигателя. Как только тепловое реле используется для защиты двигателя в течение длительного времени, оно выбирается на основе номинального тока двигателя. Например, значение уставки теплового реле может быть эквивалентно 0,95-1,05-кратному номинальному току двигателя, в противном случае медианное значение уставки тока реле эквивалентно номинальному току двигателя и после этого корректируется.

Как только это реле используется для защиты двигателя, который часто включается в течение короткого времени, это реле имеет просто определенный диапазон гибкости. Если на каждый час приходится несколько срабатываний, то следует предпочесть тепловое реле с трансформатором тока с насыщением скорости.

Для определенных двигателей, работающих с частым включением и выключением фаз вперед и назад, не рекомендуется использовать эти реле в качестве устройств защиты от перегрузки. В качестве альтернативы в обмотках двигателей используются температурные реле или термисторы для их защиты.

Это реле имеет низкую перегрузочную способность, поэтому оно в основном рассчитано на работу при превышении тока в 6-7 раз по сравнению с током полной нагрузки.

Это реле не используется в условиях короткого замыкания. Когда ток короткого замыкания повышает температуру биметаллической пластины, контакты реле замыкаются. Таким образом, это реле в основном используется реле короткого замыкания только с предохранителем ограничения времени.

Преимущества

К преимуществам тепловых реле можно отнести следующее.

• Тепловые реле обладают большей точностью.
• Они защищают электродвигатели от перегрева в конечном итоге. Поэтому их удобно использовать в двигателях 1 и 3 θ.
• Эти реле легко устанавливаются.
• Их можно монтировать непосредственно на подрядчиков или легко монтировать на панель управления с помощью переходников.
• Некоторые модели реле просто оснащаются внутренними кнопками выбора класса отключения.
• Эти реле доступны с функциями автоматического и ручного сброса для простых операций.
• Они включают внутреннюю тестовую кнопку, используемую для устранения неполадок.
• Они очень активны в широком и регулируемом диапазоне тока.
• Они имеют механизм без отключения, используемый для оптимальной работы.
• Они включают функции температурной компенсации, используемые для точного функционирования.
• Их можно легко использовать где угодно.

Недостатки

К недостаткам тепловых реле можно отнести следующее.

• Тепловые реле не имеют защиты от короткого замыкания, хотя они обеспечивают электрическую защиту.
• Большинство устройств на базе тепловых реле работают медленно.
• Они не предназначены для прямого отключения, но их необходимо использовать с другими электрическими защитными и коммутационными устройствами для отключения цепи под напряжением.
• Они оптимально работают против низкоомных цепей.
• Когда они используются в тяжелых схемах, они не всегда работают хорошо.
• Они не выдерживают вибраций и ударов током.
• Эти реле не имеют высокой частоты переключения, поэтому им часто требуется время, чтобы остыть, когда они сработали и перегрелись.

Приложения

Применение тепловых реле включает следующее.

• Тепловое реле используется для защиты двигателя от перегрузки.
• Это защитное устройство, в основном предназначенное для отключения питания, когда электродвигатель потребляет дополнительный ток в течение длительного периода времени.
• Эти реле полезны для защиты электрических устройств, двигателей и трансформаторов от перегрева.
• Это реле в основном предназначено для защиты токозависимых приложений при нормальных условиях пуска от недопустимо высокого повышения температуры в результате обрыва фазы или перегрузки.
• Это защитные электроприборы, используемые в основном для защиты от перегрузок электрических цепей и устройств.
• Это используется в основном в двигателях постоянного тока с низкой выходной мощностью и низковольтных асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором.
• Эти реле используются в цепях пускателя двигателя, чтобы предотвратить использование двигателем экстремального тока, который очень опасен для изоляции двигателя.
• Эти реле предотвращают повреждение двигателя, а также обеспечивают работу оборудования в течение очень долгого времени.
• Это реле используется в двигателе постоянного тока с низкой выходной мощностью и асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором с низким напряжением.

Таким образом, это обзор термального реле - рабочее с приложениями. Эти реле представляют собой защитные электрические устройства, в основном используемые для защиты от перегрузки электродвигателей, электрооборудования и электрических цепей. Вот вопрос к вам, какова функция реле?