Η προστασία ηλεκτρικών κινητήρων, μαγνητικών εκκινητήρων και άλλου εξοπλισμού από φορτία που προκαλούν υπερθέρμανση πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών συσκευών θερμικής προστασίας. Για να κάνετε τη σωστή επιλογή ενός μοντέλου θερμικής προστασίας, πρέπει να γνωρίζετε την αρχή λειτουργίας του, τη συσκευή, καθώς και τα κύρια κριτήρια επιλογής.
Περιεχόμενο
Συσκευή και αρχή λειτουργίας
Το θερμικό ρελέ (TR) έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει τους ηλεκτροκινητήρες από υπερθέρμανση και πρόωρη βλάβη. Κατά τη διάρκεια μιας μακροχρόνιας εκκίνησης, ο ηλεκτροκινητήρας υπόκειται σε υπερφορτώσεις ρεύματος, επειδή. κατά την εκκίνηση, καταναλώνεται επτά φορές το ρεύμα, με αποτέλεσμα τη θέρμανση των περιελίξεων. Ονομαστικό ρεύμα (In) - το ρεύμα που καταναλώνεται από τον κινητήρα κατά τη λειτουργία. Επιπλέον, το TR αυξάνει τη διάρκεια ζωής του ηλεκτρικού εξοπλισμού.
Θερμικό ρελέ, η συσκευή του οποίου αποτελείται από τα πιο απλά στοιχεία:
- θερμοευαίσθητο στοιχείο.
- Επαφή με αυτοεπιστροφή.
- Επαφές.
- Ανοιξη.
- Διμεταλλικός αγωγός σε μορφή πλάκας.
- Κουμπί.
- Ρυθμιστής ρεύματος σημείου ρύθμισης.
Το ευαίσθητο στη θερμοκρασία στοιχείο είναι ένας αισθητήρας θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά θερμότητας σε διμεταλλική πλάκα ή άλλο στοιχείο θερμικής προστασίας. Η επαφή με την αυτόματη επιστροφή επιτρέπει, όταν θερμαίνεται, να ανοίξει αμέσως το κύκλωμα τροφοδοσίας ενός ηλεκτρικού καταναλωτή για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση.
Η πλάκα αποτελείται από δύο τύπους μετάλλου (διμεταλλικό), εκ των οποίων το ένα έχει υψηλό συντελεστή θερμικής διαστολής (Kp). Στερεώνονται μεταξύ τους με συγκόλληση ή κύλιση σε υψηλές θερμοκρασίες. Όταν θερμαίνεται, η πλάκα θερμικής προστασίας κάμπτεται προς το υλικό με χαμηλότερο Kp και μετά την ψύξη, η πλάκα παίρνει την αρχική της θέση. Βασικά, οι πλάκες είναι κατασκευασμένες από Invar (χαμηλότερη Kp) και μη μαγνητικό ή χρωμιονικέλιο χάλυβα (υψηλότερη Kp).
Το κουμπί ενεργοποιεί το TR, ο ρυθμιστής ρεύματος ρύθμισης είναι απαραίτητος για τη ρύθμιση της βέλτιστης τιμής του I για τον καταναλωτή και η περίσσεια του θα οδηγήσει στη λειτουργία του TR.
Η αρχή λειτουργίας του TR βασίζεται στο νόμο Joule-Lenz. Το ρεύμα είναι η κατευθυνόμενη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων που συγκρούονται με τα άτομα του κρυσταλλικού πλέγματος του αγωγού (αυτή η τιμή είναι η αντίσταση και συμβολίζεται με R). Αυτή η αλληλεπίδραση προκαλεί την εμφάνιση της θερμικής ενέργειας που λαμβάνεται από την ηλεκτρική ενέργεια. Η εξάρτηση της διάρκειας της ροής από τη θερμοκρασία του αγωγού καθορίζεται από το νόμο Joule-Lenz.
Η διατύπωση αυτού του νόμου είναι η εξής: όταν περνάω από τον αγωγό, η ποσότητα θερμότητας Q που παράγεται από το ρεύμα, όταν αλληλεπιδρά με τα άτομα του κρυσταλλικού πλέγματος του αγωγού, είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο του I, την τιμή του R του αγωγού και την ώρα που το ρεύμα ενεργεί στον αγωγό.Μαθηματικά, μπορεί να γραφτεί ως εξής: Q = a * I * I * R * t, όπου a είναι ο συντελεστής μετατροπής, I είναι το ρεύμα που διαρρέει τον επιθυμητό αγωγό, R είναι η τιμή αντίστασης και t είναι ο χρόνος ροής του ΕΓΩ.
Όταν ο συντελεστής a = 1, το αποτέλεσμα υπολογισμού μετριέται σε τζάουλ και με την προϋπόθεση ότι a = 0,24, το αποτέλεσμα μετριέται σε θερμίδες.
Το διμεταλλικό υλικό θερμαίνεται με δύο τρόπους. Στην πρώτη περίπτωση, περνάω από το διμεταλλικό, και στη δεύτερη, από την περιέλιξη. Η μόνωση περιελίξεων επιβραδύνει τη ροή της θερμικής ενέργειας. Ο θερμικός διακόπτης θερμαίνεται περισσότερο σε υψηλές τιμές I παρά όταν έρχεται σε επαφή με το στοιχείο ανίχνευσης θερμοκρασίας. Το σήμα ενεργοποίησης επαφής έχει καθυστερήσει. Και οι δύο αρχές χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα μοντέλα TR.
Η θέρμανση της διμεταλλικής πλάκας της διάταξης θερμικής προστασίας πραγματοποιείται όταν είναι συνδεδεμένο το φορτίο. Η συνδυασμένη θέρμανση σάς επιτρέπει να αποκτήσετε μια συσκευή με βέλτιστα χαρακτηριστικά. Η πλάκα θερμαίνεται από τη θερμότητα που παράγεται από το I όταν το περνάω και από μια ειδική θερμάστρα όταν είμαι φορτωμένος. Κατά τη θέρμανση, η διμεταλλική λωρίδα παραμορφώνεται και δρα στην επαφή με αυτοεπιστροφή.
Τα κύρια χαρακτηριστικά
Κάθε TR έχει μεμονωμένα τεχνικά χαρακτηριστικά (TX). Το ρελέ πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του φορτίου και τις συνθήκες χρήσης κατά τη λειτουργία ηλεκτρικού κινητήρα ή άλλου καταναλωτή ηλεκτρικής ενέργειας:
- Η αξία του In.
- Εύρος ρύθμισης της ενεργοποίησης I.
- Τάση.
- Πρόσθετη διαχείριση λειτουργίας TR.
- Εξουσία.
- Όριο λειτουργίας.
- Ευαισθησία σε ανισορροπία φάσης.
- Κατηγορία ταξιδιού.
Η ονομαστική τιμή ρεύματος είναι η τιμή του I για την οποία έχει σχεδιαστεί το TR.Επιλέγεται σύμφωνα με την τιμή In του καταναλωτή με τον οποίο είναι άμεσα συνδεδεμένο. Επιπλέον, πρέπει να επιλέξετε με ένα περιθώριο In και να καθοδηγηθείτε από τον ακόλουθο τύπο: Inr \u003d 1,5 * Ind, όπου Inr - In TR, το οποίο πρέπει να είναι 1,5 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα κινητήρα (Ind).
Το όριο ρύθμισης λειτουργίας I είναι μία από τις σημαντικές παραμέτρους της συσκευής θερμικής προστασίας. Ο χαρακτηρισμός αυτής της παραμέτρου είναι το εύρος προσαρμογής της τιμής In. Τάση - η τιμή της τάσης ισχύος για την οποία έχουν σχεδιαστεί οι επαφές του ρελέ. Εάν ξεπεραστεί η επιτρεπόμενη τιμή, η συσκευή θα αποτύχει.
Ορισμένοι τύποι ρελέ είναι εξοπλισμένοι με ξεχωριστές επαφές για τον έλεγχο της λειτουργίας της συσκευής και του καταναλωτή. Η ισχύς είναι μία από τις κύριες παραμέτρους του TR, η οποία καθορίζει την ισχύ εξόδου του συνδεδεμένου καταναλωτή ή της ομάδας καταναλωτών.
Το όριο ταξιδιού ή το κατώφλι ταξιδιού είναι ένας παράγοντας που εξαρτάται από το ονομαστικό ρεύμα. Βασικά, η τιμή του κυμαίνεται από 1,1 έως 1,5.
Η ευαισθησία στην ανισορροπία φάσης (ασυμμετρία φάσης) δείχνει την ποσοστιαία αναλογία της φάσης με ανισορροπία προς τη φάση μέσω της οποίας ρέει το ονομαστικό ρεύμα του απαιτούμενου μεγέθους.
Η κλάση ταξιδιού είναι μια παράμετρος που αντιπροσωπεύει τον μέσο χρόνο ενεργοποίησης του TR ανάλογα με το πολλαπλάσιο του ρεύματος ρύθμισης.
Το κύριο χαρακτηριστικό με το οποίο πρέπει να επιλέξετε TR είναι η εξάρτηση του χρόνου λειτουργίας από το ρεύμα φορτίου.
Διάγραμμα συνδεσμολογίας
Τα διαγράμματα για τη σύνδεση ενός θερμικού ρελέ σε ένα κύκλωμα μπορεί να διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με τη συσκευή.Ωστόσο, τα TR συνδέονται σε σειρά με την περιέλιξη του κινητήρα ή το μαγνητικό πηνίο εκκίνησης σε μια κανονικά ανοιχτή επαφή, όπως Αυτό το είδος σύνδεσης σάς επιτρέπει να προστατεύετε τη συσκευή από υπερφόρτωση. Σε περίπτωση υπέρβασης των ενδείξεων κατανάλωσης ρεύματος, το TR αποσυνδέει τη συσκευή από την παροχή ρεύματος.
Στα περισσότερα κυκλώματα, χρησιμοποιείται μια μόνιμα ανοιχτή επαφή κατά τη σύνδεση, η οποία λειτουργεί όταν συνδέεται σε σειρά με ένα κουμπί διακοπής στον πίνακα ελέγχου. Βασικά, αυτή η επαφή σημειώνεται με τα γράμματα NC ή H3.
Μια κανονικά κλειστή επαφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη σύνδεση ενός συναγερμού προστασίας. Επιπλέον, σε πιο πολύπλοκα κυκλώματα, αυτή η επαφή χρησιμοποιείται για την εφαρμογή λογισμικού ελέγχου της έκτακτης διακοπής της συσκευής χρησιμοποιώντας μικροεπεξεργαστές και μικροελεγκτές.
Ο θερμοστάτης συνδέεται εύκολα. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να καθοδηγηθείτε από την ακόλουθη αρχή: Το TR τοποθετείται μετά τους επαφές της μίζας, αλλά πριν από τον ηλεκτροκινητήρα και η μόνιμα κλειστή επαφή ενεργοποιείται με σειριακή σύνδεση με το κουμπί διακοπής.
Τύποι θερμικών ρελέ
Υπάρχουν πολλοί τύποι στους οποίους χωρίζονται τα θερμικά ρελέ:
- Διμεταλλικά - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek και ptlr).
- Στερεάς κατάστασης.
- Ρελέ για την παρακολούθηση του καθεστώτος θερμοκρασίας της συσκευής. Οι κύριες ονομασίες είναι οι εξής: RTK, NR, TF, ERB και DU.
- Ρελέ τήξης κράματος.
Τα διμεταλλικά TR έχουν πρωτόγονη σχεδίαση και είναι απλές συσκευές.
Η αρχή λειτουργίας ενός θερμικού ρελέ τύπου στερεάς κατάστασης διαφέρει σημαντικά από τον διμεταλλικό τύπο. Ένα ρελέ στερεάς κατάστασης είναι μια ηλεκτρονική συσκευή, η οποία ονομάζεται επίσης Schneider και κατασκευάζεται σε ραδιοστοιχεία χωρίς μηχανικές επαφές.
Αυτά περιλαμβάνουν τα RTR και RTI IEK, τα οποία υπολογίζουν τις μέσες θερμοκρασίες του ηλεκτροκινητήρα παρακολουθώντας την εκκίνηση και την είσοδο του. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των ρελέ είναι η ικανότητα αντίστασης σε σπινθήρες, δηλ. μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εκρηκτικά περιβάλλοντα. Αυτός ο τύπος ρελέ είναι ταχύτερος σε χρόνο λειτουργίας και πιο εύκολος στη ρύθμιση.
Τα RTC έχουν σχεδιαστεί για να ελέγχουν το καθεστώς θερμοκρασίας ενός ηλεκτροκινητήρα ή άλλης συσκευής χρησιμοποιώντας θερμίστορ ή θερμική αντίσταση (ανιχνευτή). Όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει στην κρίσιμη λειτουργία, η αντίστασή της αυξάνεται απότομα. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, όσο αυξάνεται το R, το ρεύμα μειώνεται και ο καταναλωτής σβήνει, επειδή. η αξία του δεν επαρκεί για την κανονική λειτουργία του καταναλωτή. Αυτός ο τύπος ρελέ χρησιμοποιείται σε ψυγεία και καταψύκτες.
Ο σχεδιασμός του ρελέ θερμικής τήξης του κράματος διαφέρει σημαντικά από άλλα μοντέλα και αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:
- Περιέλιξη θερμαντήρα.
- Κράμα με χαμηλό σημείο τήξης (ευτηκτική).
- μηχανισμός θραύσης αλυσίδας.
Το ευτηκτικό κράμα λιώνει σε χαμηλή θερμοκρασία και προστατεύει το κύκλωμα ισχύος του καταναλωτή διακόπτοντας την επαφή. Αυτό το ρελέ είναι ενσωματωμένο στη συσκευή και χρησιμοποιείται σε πλυντήρια ρούχων και τεχνολογία αυτοκινήτων.
Η επιλογή ενός θερμικού ρελέ γίνεται με ανάλυση των τεχνικών χαρακτηριστικών και των συνθηκών λειτουργίας της συσκευής, η οποία πρέπει να προστατεύεται από υπερθέρμανση.
Πώς να επιλέξετε ένα θερμικό ρελέ
Χωρίς σύνθετους υπολογισμούς, μπορείτε να επιλέξετε την κατάλληλη βαθμολογία του ηλεκτροθερμικού ρελέ για τον κινητήρα όσον αφορά την ισχύ (πίνακας τεχνικών χαρακτηριστικών συσκευών θερμικής προστασίας).
Ο βασικός τύπος για τον υπολογισμό του ονομαστικού ρεύματος ενός TR είναι:
Intr = 1,5 * Ind.
Για παράδειγμα, πρέπει να υπολογίσετε το In TP για έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα ισχύος 1,5 kW, που τροφοδοτείται από ένα τριφασικό δίκτυο AC με τιμή 380 V.
Αυτό είναι αρκετά εύκολο να γίνει. Για να υπολογίσετε την τιμή του ονομαστικού ρεύματος κινητήρα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον τύπο ισχύος:
P = I * U.
Ως εκ τούτου, Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Η τιμή του ονομαστικού ρεύματος του TR υπολογίζεται ως εξής: Intr \u003d 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.
Με βάση τους υπολογισμούς, επιλέγεται ένα TR του τύπου RTL-1014-2 με ρυθμιζόμενο εύρος ρεύματος ρύθμισης από 7 έως 10 A.
Εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι πολύ υψηλή, ρυθμίστε το σημείο ρύθμισης στην ελάχιστη τιμή. Σε χαμηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η αύξηση του φορτίου στις περιελίξεις του στάτη του κινητήρα και, εάν είναι δυνατόν, να μην το ενεργοποιήσετε. Εάν οι περιστάσεις απαιτούν τη χρήση του κινητήρα υπό δυσμενείς συνθήκες, τότε είναι απαραίτητο να ξεκινήσετε τον συντονισμό με χαμηλό ρεύμα ρύθμισης και, στη συνέχεια, να το αυξήσετε στην απαιτούμενη τιμή.
Παρόμοια άρθρα:
