Zasada działania i schemat połączeń przekaźnika termicznego

Ochrona silników elektrycznych, rozruszników magnetycznych i innych urządzeń przed obciążeniami powodującymi przegrzanie odbywa się za pomocą specjalnych urządzeń ochrony termicznej. Aby dokonać właściwego wyboru modelu ochrony termicznej, musisz znać jego zasadę działania, urządzenie, a także główne kryteria wyboru.

Urządzenie i zasada działania

Przekaźnik termiczny (TR) jest przeznaczony do ochrony silników elektrycznych przed przegrzaniem i przedwczesną awarią. Podczas długotrwałego rozruchu silnik elektryczny jest narażony na przeciążenia prądowe, ponieważ. podczas rozruchu siedmiokrotny pobór prądu, co prowadzi do nagrzewania się uzwojeń. Prąd znamionowy (In) - prąd pobierany przez silnik podczas pracy. Ponadto TR zwiększa żywotność sprzętu elektrycznego.

Przekaźnik termiczny, którego urządzenie składa się z najprostszych elementów:

1. element termoczuły.
2. Kontakt z samozwrotem.
3. Łączność.
4. Wiosna.
5. Przewodnik bimetaliczny w postaci płytki.
6. Przycisk.
7. Zadany regulator prądu.

Element wrażliwy na temperaturę to czujnik temperatury używany do przekazywania ciepła do płyty bimetalicznej lub innego elementu ochrony termicznej. Kontakt z samopowrotem pozwala po podgrzaniu natychmiast otworzyć obwód zasilania odbiornika elektrycznego, aby uniknąć przegrzania.

Płyta składa się z dwóch rodzajów metalu (bimetalu), z których jeden ma wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej (Kp). Łączy się je ze sobą przez spawanie lub walcowanie w wysokich temperaturach. Po podgrzaniu blacha termoochronna wygina się w kierunku materiału z mniejszym Kp, a po schłodzeniu blacha przyjmuje swoją pierwotną pozycję. Zasadniczo płyty są wykonane z inwaru (niższy Kp) i stali niemagnetycznej lub chromoniklowej (wyższy Kp).

Przycisk załącza TR, ustawienie regulatora prądu jest niezbędne do ustawienia optymalnej wartości I dla odbiorcy, a jej przekroczenie doprowadzi do działania TR.

Zasada działania TR opiera się na prawie Joule-Lenza. Prąd to ukierunkowany ruch naładowanych cząstek, które zderzają się z atomami sieci krystalicznej przewodnika (wartość ta jest oporem i jest oznaczona przez R). To oddziaływanie powoduje pojawienie się energii cieplnej uzyskanej z energii elektrycznej. Zależność czasu trwania przepływu od temperatury przewodnika określa prawo Joule'a-Lenza.

Sformułowanie tego prawa jest następujące: kiedy przechodzę przez przewodnik, ilość ciepła Q generowanego przez prąd podczas interakcji z atomami sieci krystalicznej przewodnika jest wprost proporcjonalna do kwadratu I, wartość R dyrygenta i czas, w którym prąd działa na dyrygenta.Matematycznie można to zapisać w następujący sposób: Q = a * I * I * R * t, gdzie a to współczynnik konwersji, I to prąd płynący przez żądany przewodnik, R to wartość rezystancji, a t to czas przepływu I.

Gdy współczynnik a = 1, wynik obliczeń mierzony jest w dżulach, a pod warunkiem, że a = 0,24, wynik mierzony jest w kaloriach.

Materiał bimetaliczny jest podgrzewany na dwa sposoby. W pierwszym przypadku przechodzę przez bimetal, a w drugim przez uzwojenie. Izolacja uzwojenia spowalnia przepływ energii cieplnej. Łącznik termiczny nagrzewa się bardziej przy wysokich wartościach I niż przy kontakcie z elementem czujnika temperatury. Sygnał zadziałania styku jest opóźniony. Obie zasady są stosowane w nowoczesnych modelach TR.

Ogrzewanie bimetalowej płyty urządzenia ochrony termicznej odbywa się po podłączeniu obciążenia. Połączone ogrzewanie pozwala uzyskać urządzenie o optymalnych właściwościach. Płyta jest ogrzewana ciepłem wytworzonym przeze mnie podczas przechodzenia przez nią oraz przez specjalną grzałkę, gdy jestem obciążony. Podczas nagrzewania bimetaliczny pasek odkształca się i działa na styk z samopowrotem.

Główna charakterystyka

Każdy TR posiada indywidualną charakterystykę techniczną (TX). Przekaźnik należy dobrać zgodnie z charakterystyką obciążenia i warunkami użytkowania podczas pracy silnika elektrycznego lub innego odbiornika energii elektrycznej:

1. Wartość In.
2. Zakres regulacji zadziałania I.
3. Napięcie.
4. Dodatkowe zarządzanie pracą TR.
5. Moc.
6. Limit operacji.
7. Wrażliwość na nierównowagę faz.
8. Klasa podróży.

Wartość prądu znamionowego to wartość I, dla której zaprojektowano TR.Jest wybierany zgodnie z wartością In odbiorcy, do którego jest bezpośrednio podłączony. Ponadto należy wybrać z marginesem In i kierować się następującym wzorem: Inr \u003d 1,5 * Ind, gdzie Inr - In TR, który powinien być 1,5 razy większy niż prąd znamionowy silnika (Ind).

Granica regulacji pracy I jest jednym z ważnych parametrów zabezpieczenia termicznego. Oznaczeniem tego parametru jest zakres regulacji wartości In. Napięcie - wartość napięcia zasilania, dla którego zaprojektowane są styki przekaźnika; przekroczenie dopuszczalnej wartości spowoduje awarię urządzenia.

Niektóre typy przekaźników są wyposażone w oddzielne styki do sterowania pracą urządzenia i odbiornika. Moc jest jednym z głównych parametrów TR, który określa moc wyjściową podłączonego odbiorcy lub grupy odbiorców.

Granica wyzwalania lub próg wyzwalania to czynnik zależny od prądu znamionowego. Zasadniczo jego wartość mieści się w przedziale od 1,1 do 1,5.

Czułość na asymetrię faz (asymetrię faz) pokazuje procentowy stosunek fazy z asymetrią do fazy, przez którą przepływa prąd znamionowy o wymaganej wielkości.

Klasa wyzwalania to parametr, który reprezentuje średni czas wyzwalania TR w zależności od wielokrotności prądu nastawy.

Główną cechą, według której należy wybrać TR, jest zależność czasu pracy od prądu obciążenia.

Schemat połączeń

Schematy podłączenia przekaźnika termicznego do obwodu mogą się znacznie różnić w zależności od urządzenia.Jednak TR są połączone szeregowo z uzwojeniem silnika lub cewką rozrusznika magnetycznego do styku normalnie otwartego, ponieważ ten rodzaj połączenia pozwala chronić urządzenie przed przeciążeniami. W przypadku przekroczenia wskaźników poboru prądu TR odłącza urządzenie od zasilania.

W większości obwodów podczas podłączania używany jest stale otwarty styk, który działa, gdy jest połączony szeregowo z przyciskiem stop na panelu sterowania. Zasadniczo ten kontakt jest oznaczony literami NC lub H3.

Styk normalnie zamknięty może być użyty do podłączenia alarmu zabezpieczającego. Dodatkowo w bardziej skomplikowanych obwodach styk ten służy do realizacji programowego sterowania zatrzymaniem awaryjnym urządzenia za pomocą mikroprocesorów i mikrokontrolerów.

Termostat jest łatwy do podłączenia. W tym celu należy kierować się następującą zasadą: TR umieszcza się za stycznikami rozrusznika, ale przed silnikiem elektrycznym, a zestyk trwale zamknięty włączany jest poprzez połączenie szeregowe z przyciskiem stop.

Rodzaje przekaźników termicznych

Istnieje wiele typów, na które dzielą się przekaźniki termiczne:

1. Bimetaliczny - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek i ptlr).
2. Stan stały.
3. Przekaźnik do monitorowania reżimu temperaturowego urządzenia. Główne oznaczenia to: RTK, NR, TF, ERB i DU.
4. Przekaźnik topienia stopu.

Bimetaliczne TR mają prymitywną konstrukcję i są prostymi urządzeniami.

Zasada działania przekaźnika termicznego typu półprzewodnikowego różni się znacznie od typu bimetalicznego. Przekaźnik półprzewodnikowy to urządzenie elektroniczne, które jest również nazywane Schneider i jest wykonane na elementach radiowych bez styków mechanicznych.

Należą do nich RTR i RTI IEK, które obliczają średnie temperatury silnika elektrycznego, monitorując jego rozruch i In. Główną cechą tych przekaźników jest odporność na iskry, tj. mogą być stosowane w środowiskach zagrożonych wybuchem. Ten typ przekaźnika jest szybszy w czasie pracy i łatwiejszy do regulacji.

Zegary RTC są przeznaczone do kontrolowania reżimu temperaturowego silnika elektrycznego lub innego urządzenia za pomocą termistora lub rezystancji termicznej (sonda). Gdy temperatura wzrasta do trybu krytycznego, jego rezystancja gwałtownie wzrasta. Zgodnie z prawem Ohma, gdy R wzrasta, prąd maleje, a konsument wyłącza się, ponieważ. jego wartość nie wystarcza do normalnego funkcjonowania konsumenta. Ten typ przekaźnika jest stosowany w lodówkach i zamrażarkach.

Konstrukcja przekaźnika termicznego stopu różni się znacznie od innych modeli i składa się z następujących elementów:

1. Uzwojenie grzałki.
2. Stop o niskiej temperaturze topnienia (eutektyczny).
3. mechanizm zerwania łańcucha.

Stop eutektyczny topi się w niskiej temperaturze i chroni obwód zasilania odbiornika poprzez zerwanie styku. Ten przekaźnik jest wbudowany w urządzenie i jest stosowany w pralkach i technice motoryzacyjnej.

Doboru przekaźnika termicznego dokonuje się analizując parametry techniczne i warunki pracy urządzenia, które należy chronić przed przegrzaniem.

Jak wybrać przekaźnik termiczny?

Bez skomplikowanych obliczeń można dobrać odpowiednią ocenę przekaźnika elektrotermicznego do silnika pod względem mocy (tabela charakterystyk technicznych urządzeń ochrony termicznej).

Podstawowy wzór na obliczenie prądu znamionowego TR to:

wewn. = 1,5 * wewn.

Na przykład należy obliczyć In TP dla asynchronicznego silnika elektrycznego o mocy 1,5 kW, zasilanego z trójfazowej sieci prądu przemiennego o wartości 380 V.

To dość łatwe. Aby obliczyć wartość prądu znamionowego silnika, należy skorzystać ze wzoru na moc:

P = ja * U.

Stąd Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Wartość prądu znamionowego TR oblicza się w następujący sposób: Intr \u003d 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.

Na podstawie obliczeń dobiera się TR typu RTL-1014-2 z nastawianym zakresem prądu nastawczego od 7 do 10 A.

Jeśli temperatura otoczenia jest zbyt wysoka, ustaw wartość zadaną na wartość minimalną. Przy niskiej temperaturze otoczenia należy liczyć się ze wzrostem obciążenia uzwojeń stojana silnika i w miarę możliwości nie włączać go. Jeżeli okoliczności wymagają pracy silnika w niesprzyjających warunkach, konieczne jest rozpoczęcie strojenia z niskim prądem nastawczym, a następnie zwiększenie go do wymaganej wartości.

Podobne artykuły: