Теплове реле для електродвигуна: схема, принцип дії, технічні характеристики

Що являє собою теплове реле, для чого воно служить? На чому заснований принцип дії пристрою, і якими характеристиками воно має? Що потрібно враховувати при виборі реле і його встановлення? На ці та інші питання ви знайдете відповіді в нашій статті. Також ми розглянемо основні схеми підключення реле.

Що таке теплове реле для електродвигуна

Приладом під назвою теплове реле (ТР) називають ряд пристроїв, розроблених для захисту електромеханічних машин (двигунів) і акумуляторних батарей від перегріву при струмових перевантаженнях. Також цього реле типу присутні в електричних ланцюгах, які здійснюють контроль температурного режиму на стадії виконання різних технологічних операцій у виробництві і схемах нагрівальних елементів.


Базовим компонентом, вбудованим в теплове реле, є група металевих пластин, частини яких мають різний коефіцієнт теплового розширення (біметал). Механічна частина представлена рухливою системою, пов'язаної з електричними контактами захисту. Електротепловое реле зазвичай йде разом з магнітним пускачем і автоматом захисту.

Принцип дії пристрою

Теплові перевантаження в двигунах та інших електричних пристроях відбуваються тоді, коли величина проходить через струму навантаження перевищує номінальний робочий струм апарату. На властивості струму розігрівати провідник при проходженні та побудовано ТР. Вбудовані в нього біметалічні пластини розраховані на певну струмовий навантаження, перевищення якої приводить до сильної їх деформації (вигину).


Пластини натискають на рухливий важіль, який, в свою чергу, впливає на захисний контакт, який розмикає ланцюг. По суті, струм, при якому ланцюг разомкнулась, і є струмом спрацьовування. Його величина еквівалентна температурі, перевищення якої може призвести до фізичного руйнування електричних приладів. Сучасні ТР мають стандартну групу контактів, одна пара яких є нормально замкнутої – 9596; інша – нормально розімкнутого – 9798. Перша призначена для підключення пускача, друга – для схем сигналізації. Теплове реле для електродвигуна здатна працювати в двох режимах. Автоматичний передбачає самостійне включення контактів пускача при охолодженні пластин. В ручному режимі контакти в початковий стан повертає оператор, натискаючи на кнопку «скидання». Також можна відрегулювати поріг спрацьовування пристрою шляхом обертання підлаштування гвинта. Ще однією функцією захисного пристрою є відключення двигуна при обриві фази. У такому випадку двигун також перегрівається, споживаючи більший струм, і, відповідно, пластини реле розривають ланцюг. Для запобігання впливу струмів короткого замикання, від якого ТР не в силах захистити двигун, в ланцюг обов'язково включають автомат захисту.

Види теплових реле

Існують наступні модифікації пристроїв – РТЛ, ТРН, РТТ та ТРП.

Особливості ТРП-реле. Пристрій цього типу підходить для застосування в умовах підвищеної механічної навантаження. Воно має ударостійкий корпус і вибростойким механізмом. Чутливість елемента автоматики не залежить від температури навколишнього простору, так як точка спрацьовування лежить за межею 200 градусів за Цельсієм. В основному застосовують з двигунами асинхронного типу трифазного живлення (межа по струму – 600 ампер і харчування – до 500 вольт) і в ланцюгах постійного струму величиною до 440 вольт. Схема реле передбачає спеціальний нагрівальний елемент для передачі тепла пластині, а також плавне регулювання вигину останньої. За рахунок цього можна міняти межа спрацьовування механізму до 5 %.

Особливості РТЛ-реле. Механізм пристрою виконаний таким чином, що дозволяє захищати навантаження електродвигуна від перевантажень по струму, а також в тих випадках, коли стався обрив фази, і виникла фазова асиметрія. Робочий діапазон по току лежить в межах 010-8600 ампер. Бувають моделі, суміщені з пускачами або ні.

Особливості РТТ-реле. Призначенням є захист асинхронних двигунів, де ротор коротко замкнутий, від струмових стрибків, а також у випадках невідповідності фаз. Бувають вбудовані в магнітні пускачі і схеми, керовані електроприводами.

Технічні характеристики

Найважливіша характеристика теплового реле для електродвигуна – це залежність швидкості відключення контактів від величини струму. Вона показує швидкодію пристрою при перевантаженнях і називається час-струмовим показником. До основним характеристикам відносять:

Номінальний струм. Це робочий струм, на який розраховано спрацьовування пристрою.

Номінальний струм робочої пластини. Струм, при якому біметал здатний деформуватися в робочому межі без необоротних порушень.

Межі регулювання уставки по струму. Діапазон струму, в якому реле буде спрацьовувати, виконуючи захисну функцію.

Як підключити реле в схему

Найчастіше ТР підключають до навантаження (двигуна) не напряму, а через пускач. В класичній схемі підключення в якості керуючого контакту використовують КК1.1 який у вихідному стані замкнутий. Силова група (через неї йде електрика на двигун) представлена КК1-контактом.
В момент, коли автомат захисту подає фазу, що живить ланцюг через стоп-кнопку, вона проходить на кнопку "пуск" (3 контакт). При натисканні останньої харчування отримує обмотка пускача, а він, у свою чергу, підключає навантаження. Фази, що надходять на двигун, також проходять через біметалічні пластини реле. Як тільки величина струму що проходить починає перевищувати номінальний, захист спрацьовує і знеструмлює пускач. Наступна схема дуже схожа на описану вище з тим лише відмінністю, що КК1.1-контакт (95-96 на корпусі) включений в нуль обмотки пускача. Це спрощений варіант, який широко застосовують. За реверсної схемою підключення двигуна в ланцюги присутні два пускача. Управління ними за допомогою теплового реле можливо тільки, коли останнє включено в розрив нульового проводу, що є спільним для обох пускачів.

Вибір реле

Головний параметр, по якому вибирають теплове реле для електродвигуна – це номінальний струм. Цей показник вираховують, спираючись на величину робітника (номінального) струму електродвигуна. Ідеально, коли струм спрацьовування пристрою вище робітника в 02-03 рази при тривалості перевантаження в третину години. Слід розрізняти короткочасне перевантаження, де гріється лише дріт обмотки електромашини, від перевантаження тривалої, яку супроводжує розігрів всього корпусу. В останньому варіанті нагрівання триває до години, і, отже, лише в цьому випадку доцільно застосування ТР. На вибір теплового реле також впливають зовнішні фактори експлуатації, а саме температура навколишнього середовища і її стабільність. При постійних коливаннях температури необхідно, щоб схема реле мала вбудовану температурну компенсацію типу ТРН.

Що потрібно враховувати при установці реле

Важливо пам'ятати, що біметалева пластина може нагріватися не тільки від минаючого струму, але і від температури оточення. Це в першу чергу впливає на швидкість спрацьовування, хоча перевантажень по струму може і не бути. Інший варіант, коли реле захисту двигуна потрапляє в зону примусового охолодження. У цьому випадку, навпаки, двигун може відчувати теплову перевантаження, а пристрій захисту не спрацьовувати. Щоб уникнути подібних ситуацій, слід дотримуватися таких правил установки:

Вибирати реле допустимо з більшою температурою спрацьовування без шкоди для навантаження.

Встановлювати захисний пристрій у приміщенні, де розташований сам двигун.

Уникати місць підвищеного теплового випромінювання або близькість кондиціонерів.

Застосовувати моделі, що мають функцію вбудованої термокомпенсації.

Користуватися регулюванням спрацьовування пластини, настроїти відповідно з фактичною температурою в місці установки.

Висновок

Всі електромонтажні роботи по підключенню реле та іншого високовольтного обладнання повинен виконувати кваліфікований фахівець, який має допуск і профільну освіту. Самостійне проведення таких робіт пов'язане з небезпекою для життя і працездатності електричних пристроїв. Якщо ж все-таки необхідно розібратися з тим, як підключити реле, при його покупці потрібно вимагати роздруківку схеми, яка зазвичай йде в комплекті з виробом.