Przekaźnik termiczny do silnika elektrycznego: zasada działania, urządzenie, jak wybrać

Podczas pracy urządzeń elektroenergetycznych jest on stale narażony na przeciążenia prądowe, które zmniejszają jego trwałość.Zabezpieczeniem w takich sytuacjach jest przekaźnik termiczny silnika elektrycznego, który wyłącza zasilanie w przypadku wystąpienia nietypowych okoliczności.

Sugerujemy zrozumienie konstrukcji, zasady działania, rodzajów i niuansów podłączania urządzeń ochronnych. Ponadto podpowiemy, jakie parametry i cechy należy wziąć pod uwagę przy wyborze przekaźnika termicznego.

Projektowanie przekaźników termicznych

Przekaźniki termiczne wszystkich typów mają podobne urządzenie. Najważniejszym elementem każdego z nich jest czuły pasek bimetaliczny.

Na wartość prądu roboczego ma wpływ temperatura otoczenia, w którym pracuje przekaźnik. Wzrost temperatury skraca czas reakcji.

Aby zminimalizować ten wpływ, twórcy urządzeń wybierają najwyższą możliwą temperaturę bimetalu. W tym samym celu niektóre przekaźniki są wyposażone w dodatkową płytkę kompensacyjną.

Urządzenie składa się z obudowy, grzejnika nichromowego, płytki bimetalicznej, zatrzasku, śruby, dźwigni, styku ruchomego i przycisku powrotu (+)

Jeżeli w konstrukcji przekaźnika uwzględnione są grzejniki nichromowe, są one połączone w obwód równoległy, szeregowy lub szeregowy równoległy z płytką.

Wartość prądu w bimetalu jest regulowana za pomocą boczników. Wszystkie części są wbudowane w korpus. Element bimetaliczny w kształcie litery U jest zamocowany na osi.

Sprężyna śrubowa opiera się o jeden koniec płytki. Drugi koniec oparty jest na wyważonym bloku izolacyjnym, który obraca się wokół osi i stanowi podporę dla mostka stykowego wyposażonego w srebrne styki.

Aby skoordynować prąd nastawczy, płytka bimetaliczna jest połączona na lewym końcu z mechanizmem. Regulacja następuje w wyniku wpływu na pierwotne odkształcenie płyty.

Jeśli wielkość prądów przeciążeniowych stanie się równa lub większa niż ustawienia, blok izolacyjny obraca się pod wpływem płyty. Po przewróceniu styk normalnie zwarty urządzenia zostaje wyłączony.

Przekaźnik termiczny TRT w sekcji. Tutaj głównymi elementami są: obudowa (1), mechanizm nastawczy (2), przycisk (3), oś (4), styki srebrne (5), mostek stykowy (6), kostka izolacyjna (7), sprężyna (8), płyta bimetaliczna (9), oś (10)

Przekaźnik automatycznie powraca do swojej pierwotnej pozycji. Proces samopowrotu trwa nie dłużej niż 3 minuty od momentu włączenia zabezpieczenia. Możliwy jest także reset ręczny, do którego służy specjalny przycisk Reset.

Podczas jego używania urządzenie przyjmuje swoją pierwotną pozycję w ciągu 1 minuty. Aby aktywować przycisk, obróć go w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aż uniesie się nad korpusem. Prąd instalacji jest zwykle wskazany na panelu.

Zasada działania urządzenia

Pełni funkcję ochronną, wyłącznik obwodu odłącza obwody zasilania. Przekaźnik termiczny różni się od niego tym, że po przekroczeniu obciążenia po prostu wysyła sygnał sterujący. Przy takim zabezpieczeniu małe prądy są przełączane w jednym obwodzie sterującym.

W obwodzie przed przekaźnikiem termicznym jest Magnetyczny przełącznik. W przypadku awaryjnego rozwarcia obwodów nie ma potrzeby powielania operacji stycznika. W rezultacie do produkcji grup styków mocy nie zużywa się żadnego materiału.

Najpopularniejsze są urządzenia wyposażone w płytki bimetaliczne. Sama płyta składa się z dwóch podobnych elementów.

Jeden z nich ma znaczny współczynnik temperaturowy, drugi natomiast nieco mniejszy. Te dwa elementy ściśle ze sobą współgrają.

Ponieważ elementy paska bimetalicznego składają się z pary różnych metali o nierównych współczynnikach rozszerzalności, ogrzewanie powoduje jego zginanie i interakcję ze stykami

Takie sztywne mocowanie zapewnia spawanie lub walcowanie na gorąco. Ze względu na to, że płyta jest unieruchomiona w bezruchu, po nagrzaniu ugina się w kierunku elementu o niższym współczynniku temperaturowym. Zasada ta została przyjęta jako podstawa podczas tworzenia przekaźniki termiczne.

Do ich produkcji wykorzystuje się stal chromowo-niklową oraz stal niemagnetyczną, które charakteryzują się wysokim współczynnikiem temperaturowym. Jako materiał o niskiej wartości tego parametru stosowany jest inwar, związek niklu i żelaza.

Przekaźnik termiczny działa zgodnie z tym schematem. Luźny koniec płytki bimetalicznej po zgięciu wpływa na styki przekaźnika termicznego (+)

Płyta bimetaliczna jest podgrzewana przez prądy obciążenia. Najczęściej przepływają przez specjalny grzejnik. Istnieje również ogrzewanie kombinowane, w którym oprócz ciepła oddawanego przez grzejnik, bimetal nagrzewa się także pod wpływem przepływającego przez niego prądu.

Jak podłączyć przekaźnik termiczny

Styk zamknięty (połączony normalnie), który służy do podłączenia modułu termicznego do rozrusznika magnetycznego, jest oznaczony jako NC lub NC, co oznacza normalnie zamknięty. Kombinacja liter NO oznacza styk normalnie otwarty.

W prostym obwodzie służy do zapewnienia sygnału wskazującego, że zadziałało zabezpieczenie silnika z powodu przekroczenia temperatury progowej.

Po zaimplementowaniu w złożonych obwodach sterujących jest w stanie wygenerować sygnał awaryjny wyłączający przenośnik.

Przekaźnik termiczny znajduje się za stycznikami, ale przed silnikiem elektrycznym. Podłączenie normalnego styku connectde do przycisku „Stop” na panelu sterowania odbywa się według obwodu sekwencyjnego (+)

Oznaczenie zacisków stycznika jest podyktowane GOST: normalnie zamknięty - 95-96, normalnie otwarty - 97-98. Do pierwszej pary podłączony jest rozrusznik, druga służy do obwodów sygnalizacyjnych. Ponieważ silnik i przekaźnik termiczny muszą być chronione przed zwarciami, obwód musi zawierać wyłącznik automatyczny.

Obwód urządzenia zawiera przyciski „Test”, „Stop” lub „Reset”. Pierwsza służy do sprawdzenia funkcjonalności, druga zaś do ręcznego wyłączenia ochrony.

Za pomocą obrotowego wyłącznika napinającego po włączeniu zabezpieczenia następuje ponowne uruchomienie silnika elektrycznego. Szklana pokrywa produktu jest oznaczona i zapieczętowana.

Ze względu na rodzaj połączenia można wyróżnić dwie duże grupy przekaźników termicznych:

• pierwsza grupa - urządzenia montowane za rozrusznikiem magnetycznym i łączone za pomocą zworek;
• druga grupa — urządzenia instalowane bezpośrednio na styczniku rozrusznika.

W tym drugim przypadku podczas rozruchu główne obciążenie spada na stycznik.Tutaj moduł termiczny jest wyposażony w miedziane styki podłączone bezpośrednio do wejść rozrusznika.

Schemat przekaźnika termicznego. Znajdują się na nim oznaczenia elementów sterujących i wyjść. Oznaczenia te mogą się różnić dla różnych modeli (+)

Przewody od silnika są podłączone do TP. Sam przekaźnik w takim obwodzie stanowi jednostkę pośrednią analizującą prąd płynący do silnika z rozrusznika magnetycznego.

Niuanse podczas instalacji urządzenia

Na szybkość reakcji modułu termicznego mogą mieć wpływ nie tylko przeciążenia prądowe, ale także zewnętrzne wskaźniki temperatury. Zabezpieczenie będzie działać nawet przy braku przeciążenia.

Zdarza się również, że pod wpływem wymuszonej wentylacji silnik ulega przeciążeniom termicznym, ale zabezpieczenie nie działa.

Aby uniknąć takich zjawisk, należy postępować zgodnie z zaleceniami specjalistów:

1. Wybierając przekaźnik należy zwrócić uwagę na maksymalną dopuszczalną temperaturę pracy.
2. Zamontuj zabezpieczenie w tym samym pomieszczeniu, w którym znajduje się chroniony obiekt.
3. Do instalacji wybierz miejsca, w których nie ma źródeł ciepła ani urządzeń wentylacyjnych.
4. Należy skonfigurować moduł termiczny w oparciu o rzeczywistą temperaturę otoczenia.
5. Najlepszą opcją jest wbudowana kompensacja termiczna w konstrukcji przekaźnika.

Dodatkową opcją dla przekaźnika termicznego jest zabezpieczenie na wypadek zaniku fazy lub całkowitego zaniku zasilania. W przypadku silników trójfazowych ten punkt jest szczególnie istotny.

Prąd w przekaźniku termicznym przepływa sekwencyjnie przez moduł grzewczy i dalej do silnika. Urządzenie jest podłączone do uzwojenia rozrusznika za pomocą dodatkowych styków (+)

Jeśli wystąpi problem w jednej fazie, pozostałe dwie pobierają większy prąd. W rezultacie szybko następuje przegrzanie, a następnie wyłączenie.Jeśli przekaźnik nie działa skutecznie, może dojść do awarii zarówno silnika, jak i okablowania.

Istniejące typy urządzeń

Klasa przekaźników termicznych obejmuje kilka typów: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Zastosowanie każdego z nich zależy od cech konstrukcyjnych.

Dwufazowy przekaźnik prądowy (TRN), stosowane są głównie do zabezpieczenia elektrycznego silników asynchronicznych z wirnikiem klatkowym. Z reguły działają z sieci o napięciu do 500 V i częstotliwości 50 Hz.

Przekaźnik wyposażony jest w ręczny mechanizm kontroli styków. Wymiary TRN umożliwiają ich integrację w kompletne urządzenia stacji typu zamkniętego i otwartego, koordynujące pracę napędów. Nie pełnią funkcji zabezpieczenia przed zwarciem i same tego potrzebują.

Przekaźnik TRP Posiadają mechanizm odporny na wibracje i obudowę odporną na wstrząsy. Przeznaczony do ochrony asynchronicznych silników trójfazowych pracujących w warunkach dużych obciążeń mechanicznych.

Zaprojektowane są na maksymalny prąd 600 A i maksymalne napięcie 500 V, a w obwodach prądu stałego - 440 V. Automatyka jest niewrażliwa na temperaturę zewnętrzną i działa, gdy wskaźnik przekroczy 200°C.

Urządzenia RTL — trójfazowy, oprócz ochrony silnika przed przeciążeniami, chroni wirnik przed zakleszczeniem. Zabezpieczają go przed uszkodzeniem w przypadku niezrównoważenia faz podczas długotrwałego rozruchu.

Pracują autonomicznie ze złączkami KRL oraz w modyfikacji z rozrusznikiem magnetycznym PML. Zakres prądu roboczego - od 0,10 do 86 A.

Stycznik połączony z przekaźnikiem termicznym. Po uruchomieniu urządzenia styki normalnie zamknięte i normalnie otwarte zmieniają swoje położenie synchronicznie

PTT — urządzenie chroni silniki asynchroniczne przed skokami prądu, niezrównoważeniem faz, zakleszczeniem i innymi sytuacjami awaryjnymi.Stosowany jest zarówno jako samodzielne urządzenie, jak i jako integralna część rozruszników PMA i PME.

Trójfazowy produkt RTI wyposażony w te same funkcje co poprzedni, ale jest stosowany w modyfikacji z rozrusznikami KTM i KMI.

Jak wybrać przekaźnik termiczny

Silnik potrzebuje przekaźnika zabezpieczającego, gdy ze względów technologicznych istnieje potencjalne zagrożenie przeciążeniem. Drugi przypadek to konieczność ograniczenia czasu rozruchu w warunkach obniżonego napięcia.

Wymagania te zawarte są w odpowiednich instrukcjach. Który określa żądanie wyposażenia produktu ochronnego w opóźnienie czasowe. Wszystko to realizowane jest za pomocą przekaźników termicznych.

Podstawowe charakterystyki urządzeń

Podstawowe dane urządzenia zabezpieczającego silnik to:

1. Wydajność styków w zależności od parametrów prądowych - wskaźnik czasowo-prądowy.
2. Prąd roboczy, przy którym wyzwalany jest TP.
3. Ogranicz bieżące zmiany ustawień. We wszystkich urządzeniach różnych producentów parametr ten nieznacznie się różni. Przekroczenie wartości nominalnej o 20% powoduje włączenie urządzenia po 25 minutach.
4. Wartość prądu znamionowego roboczej płyty bimetalicznej. Odnosi się to do wartości, powyżej której przekaźnik nie wyłącza się natychmiast.
5. Zakres prądu w jakim pracuje przekaźnik.

Informacje o przekaźniku termicznym można uzyskać, rozszyfrowując jego oznaczenia. Symbol wskazujący rodzaj wykonania może się różnić.

Stycznik połączony z przekaźnikiem termicznym. Po uruchomieniu urządzenia styki normalnie zwarte i normalnie rozwarte synchronicznie zmieniają swoje położenie (+)

Lokalizacje krajowych TP są regulowane przez GOST 15150.Na ich pracę mają wpływ takie czynniki jak wysokość nad poziomem morza, wibracje, wstrząsy i przyspieszenia.

Producenci odzwierciedlają wszystkie te niuanse na etykietach swoich produktów. Niektóre z nich dodatkowo zawierają informację o możliwości pracy w obecności substancji szkodliwych i gazów wybuchowych.

Wybór urządzenia zgodnie z zasadami

Wymagania dotyczące przekaźnika termicznego podano w instrukcji. Ustalono tu także, że zabezpieczenie musi posiadać zwłokę czasową. Wszystkie prośby są realizowane za pomocą specjalnych urządzeń.

Charakterystyka czasowo-prądowa TR i zabezpieczanego silnika. Przy prądach zwarciowych elementy grzejne przekaźnika stają się niestabilne termicznie (+)

Analizując charakterystykę czasowo-prądową TR, należy wziąć pod uwagę, że praca może nastąpić w stanie przegrzania lub stanu zimnego.

Nienaganna ochrona zakłada, że ​​krzywa obrazująca optymalną zależność czasu przepływu prądu od wartości prądu dla przekaźnika i silnika dla bezawaryjnej pracy urządzenia jest inna. Pierwszy powinien być niższy niż drugi.

Tabela pokazuje parametry techniczne przekaźnika termicznego typu RTL. Za jego pomocą możesz wybrać urządzenie zabezpieczające o niezbędnych parametrach mocy silnika (+)

Prawidłowy dobór produktu ochronnego odbywa się na podstawie takiego parametru, jak znamionowy prąd roboczy. Jego wartość związana jest z znamionowym prądem obciążenia silnika elektrycznego.

Zarówno normy międzynarodowe, jak i krajowe przewidują, że prąd znamionowy silnika jest podobny do ustawienia prądu roboczego przekaźnika termicznego.

Oznacza to, że urządzenie zostaje uruchomione przy przeciążeniu od 20 do 30% lub przy Iav.x1,2 lub 1,3 nie później niż po 20 minutach.

Na tej podstawie należy dokonać wyboru tak, aby prąd spoczynkowy TR przekraczał prąd znamionowy pokrywanego obiektu średnio o 12%. Wartość In widnieje w paszporcie urządzenia oraz na tabliczce przymocowanej do korpusu.

Na tej podstawie wybierany jest zarówno TR, jak i odpowiadający mu rozrusznik. Skala przekaźnika jest skalibrowana w amperach i z reguły odpowiada ustawionej wartości prądu.

Przykładem jest dobór przekaźnika termicznego do silnika asynchronicznego podłączonego do sieci 380 V o mocy 1,5 kW.

Roboczy prąd znamionowy wynosi dla niego 2,8 A, co oznacza, że ​​dla przekaźnika termicznego prąd progowy będzie równy: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Zgodnie z tabelą wyboru należy dokonać na RTL-1008, którego zakres regulacji mieści się w zakresie od 2,4 do 4 A.

Po uruchomieniu zabezpieczenia najpierw eliminują pierwotną przyczynę zatrzymania, a następnie przywracają „nagrzewnicę” do pierwotnego stanu za pomocą klawisza powrotu

Gdy nie są znane dane z tabliczki znamionowej silnika, prąd określa się za pomocą specjalnych przyrządów – cęgów prądowych lub multimetru z odpowiednią opcją. Pomiary przeprowadzane są na każdej z faz.

Przy wyborze należy zwrócić uwagę na napięcie wskazane na urządzeniu. Jeśli planujesz używać tandemu TP-starter, musisz wziąć pod uwagę liczbę kontaktów.

Przy podłączeniu urządzenia do sieci trójfazowej niezbędny jest moduł posiadający funkcję zabezpieczającą w przypadku przepalenia przewodu lub niezrównoważenia faz.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Skuteczny schemat ochrony silnika:

Elementy przekaźnika termicznego:

Zasada interakcji między różnymi urządzeniami w różnych opcjach podłączenia przekaźnika termicznego jest taka sama. Aby uzyskać lepszą orientację na schematach, należy umieć „odczytać” oznaczenia urządzeń.W idealnym przypadku wszystkie prace przyłączeniowe powinny być wykonywane przez technika posiadającego uprawnienia do pracy w warunkach wysokiego napięcia.

Masz coś do dodania lub masz pytania dotyczące doboru i zastosowania przekaźnika termicznego? Możesz zostawiać komentarze pod publikacją, brać udział w dyskusjach i dzielić się własnymi doświadczeniami z użytkowania urządzeń. Formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.