Пристрій і принцип дії теплового реле

 Принцип дії теплових реле. Теплові реле - це електронні апарати, створені для захисту електродвигунів від струмового перевантаження. Найбільш поширені типи термічних реле - ТРП, ТРН, РТЛ і пропонує дану послугу. Довговічність енергетичного обладнання в значній мірі залежить від перевантажень, яким воно піддається під час роботи. Для будь-якого об`єкта можна відшукати залежність тривалості протікання струму від його величини, при яких забезпечується надійна і довга експлуатація обладнання. Ця залежність представлена ​​на малюнку (крива 1). При номінальному струмі допустима тривалість його протікання дорівнює нескінченності. Протікання струму, більшого, ніж номінальний, призводить до додаткового збільшення температури і додаткового старіння ізоляції. Тому чим більше перевантаження, тим Коротше вона допустима. Крива 1 на малюнку встановлюється виходячи з необхідної тривалості життя обладнання. Чим коротше його життя, то більші перевантаження допустимі.

Час-струмові властивості термічного реле і захищається

При бездоганною захисту об`єкта залежність tср (I) для термічного реле повинна йти трохи ні-же кривої для об`єкта.
Для захисту від перевантажень, більш широкого розповсюдження набули термічні реле з біметалічною пластинкою.
Біметалічна пластинка термічного реле складається з 2-ух пластинок, одна з яких має більший температурний коефіцієнт розширення, інша - найменший. У місці прилягання один до одного пластинки агресивно скріплені або за рахунок прокату в жаркому стані, або за рахунок зварювання. Якщо закріпити нерухомо таку пластинку і підігріти, то станеться вигин пластинки в сторону матеріалу з найменшим. Саме це явище вживається в термічних реле.
Широке поширення в термічних реле отримали матеріали інвар (мале значення a) і немагнітна або хромонікелева сталь (величезне значення a).
Нагрівання біметалічного елемента термічного реле може виконуватися за рахунок тепла, що виділяється в платівці струмом навантаження. Дуже нерідко нагрів биметалла робиться від спеціального нагрівача, по якому протікає струм навантаження. Найкращі властивості виходять при комбінованому нагріванні, коли платівка гріється і за рахунок тепла, що виділяється струмом, що проходить через біметал, і за рахунок тепла, що виділяється особливим нагрівачем, також обтічним струмом навантаження.

Прогинаючись, біметалічна пластинка своїм вільним кінцем вплине на контактну систему термічного реле.
Час-струмові властивості термічного реле
Основною рисою термічного реле є залежність часу спрацьовування від струму навантаження (времятоковая риса). У загальному випадку до початку перевантаження через реле протікає струм Iо, який нагріває пластинку до температури qо.
При перевірці времятокових рис термічних реле слід врахувати, з якого стану (прохолодного або перегрітого) відбувається спрацьовування реле.
При перевірці термічних реле необхідно пам`ятати, що нагрівальні елементи термічних реле термічно нестійкі при токах короткого замикання.
Вибір термічних реле
Номінальний струм термічного реле вибирають виходячи з номінального навантаження електродвигуна. Обраний ток термічного реле становить (1,2 - 1,3) номінального значення струму електродвигуна (струму навантаження), т. Е.терміческое реле спрацьовує при 20 - 30% перевантаження протягом 20 хвилин.

Постійна часу нагрівання електродвигуна залежить від тривалості струмового перевантаження. При короткостроковій перевантаження в нагріванні бере участь тільки обмотка електродвигуна і незмінна нагріву 5 - 10 хвилин. При довготривалій перевантаження в нагріванні бере участь вся маса електродвигуна і постійна нагріву 40-60 хвилин. Тому застосування термічних реле доцільно тільки тоді, коли тривалість включення більше 30 хвилин.
Вплив температури середовища на роботу термічного реле
Нагрівання біметалічною пластинки термічного реле залежить від температури середовища, тому з ростом температури середовища струм спрацьовування реле зменшується.
При температурі, дуже відрізняється від номінальної, потрібно або проводити додаткову (плавну) регулювання термічного реле, або підбирати нагрівальний елемент з урахуванням реальної температури середовища.

Для того щоб температура середовища менше впливала на струм спрацьовування термічного реле, потрібно, щоб температура спрацьовування вибиралася може бути більше.
Для правильної роботи термічний захисту реле краще розташовувати в тому ж приміщенні, що і об`єкт, що захищається. Не можна розташовувати реле поблизу концентрованих джерел тепла - нагрівальних печей, систем опалення і т. Д. В даний час випускаються реле з температурною компенсацією (серії ТРН).
Конструкція термічних реле
Прогин біметалічною пластинки відбувається повільно. Якщо з платівкою конкретно зв`язати рухливий контакт, то мала швидкість його руху, не зможе забезпечити гасіння дуги, що виникає при виключенні ланцюга. Тому платівка діє на контакт через прискорює пристрій. Більш досконалим є «стрибучий» контакт.
У знеструмленому стані пружина 1 робить момент щодо точки 0, замикає контакти 2. Біметалічна пластинка 3 при нагріванні згинається на право, положення пружини змінюється. Вона робить момент, який розмикає контакти 2 за час, що забезпечує надійне гасіння дуги. Сучасні контактори й пускачі оснащуються з термічними реле ТРП (одно-фазна) і ТРН (двофазне).
Термічні реле ТРП
Термічні струмові однополюсні реле серії ТРП з номінальними струмами термічних частин від 1 до 600 А передбачені головним чином для захисту від неприпустимих перевантажень трифазних асинхронних електродвигунів, що працюють від мережі з номінальною напругою до 500 В при частоті 50 і 60 Гц. Термічні реле ТРП на струми до 150 А використовують в мережах постійного струму з номінальною напругою до 440 В.
Пристрій термічного реле типу ТРП
Біметалічна пластинка термічного реле ТРП має комбіновану систему нагріву. Платівка 1 гріється як за рахунок нагрівача 5, так і за рахунок проходження струму через саму платівку. При прогині кінець біметалічної пластинки вплине на стрибучий контактний місток 3.
Термічне реле ТРП дозволяє мати плавне регулювання струму спрацьовування в межах (± 25% номінального струму уставки). Це регулювання здійснюється ручкою 2, яка змінює первісну деформацію пластинки. Таке регулювання дозволяє різко знизити число потрібних варіантів нагрівача.
Повернення реле ТРП в початкове положення після спрацьовування робиться кнопкою 4. Можливо виконання і з самоповерненням після охолодження біметалу.

Висока температура спрацьовування (вище 200 ° С) зменшує залежність роботи реле від температури середовища.
Уставка термічного реле ТРП змінюється на 5% при зміні температури середовища на КУС.
Висока ударо і вібростійкість термічного реле ТРП дозволяють використовувати його в найважчих умовах.
Термічні реле РТЛ
Реле термічне РТЛ створено для забезпечення захисту електродвигунів від струмових перевантажень неприпустимої тривалості. Вони також забезпечують захист від НЕ симетрії струмів в фазах і від випадіння однієї з фаз. Випускаються електротепловие реле РТЛ з спектром струму від 0.1 до 86 А.
Термічні реле РТЛ можуть встановлюватися як конкретно на пускачі ПМЛ, так і окремо від пускачів (в останньому випадку вони повинні бути забезпечені Клемники КРЛ). Розроблено і випускаються реле РТЛ і клемники КРЛ які мають ступінь захисту ІР20 і можуть встановлюватися на стандартну рейку. Номінальний струм контактів дорівнює 10 А.
Термічні реле РТТ
Реле термічні НІГ створені для захисту трифазних асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором від перевантажень неприпустимої тривалості, в тому числі тих, що при випаданні однієї з фаз, також від несиметрії в фазах.
Реле РТТ створені для впровадження в якості комплектуючих виробів в схемах керування електроприводами, також для вбудовування в магнітні пускачі серії ПМА з метою змінного струму напругою 660В частотою 50 або 60 Гц, в ланцюгах постійного струму напругою 440В.