Расчет теплового реле по мощности двигателя

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Тепловые реле предназначены для защиты электродвигателей от токов перегрузки.

Тепловые реле нельзя применять для защиты от токов короткого замыкания, потому что эти реле срабатывают с выдержкой времени, необходимой для нагрева биметаллической пластины.

Для защиты от токов короткого замыкания применяют защитные устройства мгновенного действия– автоматические выключатели, предохранители и электромагнитные реле максимального тока.

Особенности теплового реле

Но, в отличие от автоматического защитного выключателя, ТР не размыкает силовые цепи питания, а разрывает цепь самоподхвата магнитного пускателя. Нормально замкнутый контакт защитного устройства действует аналогично кнопке «Стоп», и подключается последовательно с ней.

Тандем контактора и теплового реле

Поскольку тепловое реле подключается сразу же после магнитного пускателя, то нет нужды дублировать функции контактора при аварийном размыкании цепей. При таком выборе реализации защиты достигается ощутимая экономия материала для контактных силовых групп – значительно проще коммутировать небольшой ток в одной цепи управления, чем разрывать три контакта под большой токовой нагрузкой.

Тепловое реле не разрывает силовые цепи напрямую, а лишь выдает сигнал управления в случае превышения нагрузки – данную особенность следует помнить при подключении устройства.

Как правило, в тепловом реле присутствует два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При срабатывании устройства данные контакты одновременно меняют свое состояние.

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты

Характеристики теплового реле

Выбор ТР следует производить, сопоставляя типичные характеристики данного защитного устройства соответственно имеющейся нагрузке и условиям эксплуатации электродвигателя:

• Номинальный ток защиты;
• Предел регулировки уставки тока срабатывания;
• Напряжение силовой цепи;
• Количество и тип вспомогательных контактов управления;
• Мощность коммутации контактов управления;
• Порог срабатывания (коэффициент отношения к номинальному току)
• Чувствительность к асимметричности фаз;
• Класс отключения;

Схема подключения

В большинстве схем при подключениях теплового реле к магнитному пускателю используется нормально замкнутый контакт, который подключается последовательно с кнопкой «Стоп» пульта управления. Обозначением данного контакта является сочетание букв NC (normal connected) или НЗ (нормально замкнутый).

Схема подключения ТР к контактору в магнитном пускателе

Нормально разомкнутый контакт (NO) при данной схеме подключения может использоваться для сигнализации о срабатывании тепловой защиты электродвигателя. В более сложных автоматических схемах управления он может использоваться для инициализации аварийного алгоритма останова конвейерной цепи оборудования.

Для самостоятельного подключения теплового реле для защиты электродвигателя, не имея опыта работы с подобным оборудованием, будет правильно сначала ознакомиться с принципом работы и подключением магнитного пускателя на данном сайте.

В независимости от типа подключения электродвигателя и количества контакторов магнитного пускателя (прямой и реверсивный запуск), внедрение теплового реле в схему является достаточно простым. Оно устанавливается после контакторов перед электродвигателем, а размыкающийся (нормально замкнутый) контакт подключается последовательно с кнопкой «Стоп».

Тепловое реле в схеме реверсивного подключения контакторов

Элементы подключения, управления и настройки ТР

По ГОСТ клеммы контактов управления имеют обозначение 95-96 (нормально замкнутый) и 97-98 (нормально разомкнутый).

На данном рисунке показана схема теплового реле с обозначением выводов и элементов управления. Кнопка «Тестирование служит для проверки работоспособности механизма.

Кнопка «Стоп» служит для ручного выключения устройства защиты.

Функция «Повторный взвод» позволяет заново запустить электродвигатель после срабатывания защиты. Многие ТР поддерживают два варианта – автоматический (возвращение в исходное состояние происходит после остывания биметаллических пластин) и ручной взвод, требующий непосредственного действия оператора для нажатия соответствующей кнопки.

Управление повторным взводом

Уставка тока срабатывания позволяет сделать выбор значения перегрузки, при котором реле отключит катушку контактора, который обесточит электродвигатель.

Регулировка уставки срабатывания относительно метки

При выборе устройства защиты нужно помнить, что по аналогии с автоматическим выключателем у тепловых реле также имеется времятоковая характеристика. То есть, при превышении уставленного тока на некоторое значение, отключение произойдет не сразу, а по истечению некоего времени. Быстрота срабатывания будет зависеть от кратности превышения тока уставки.

Графики времятоковой характеристики

Разные графики соответствуют характеру нагрузки, количеству фаз и температурному режиму.

Как видно из графиков, при двукратном превышении нагрузки может пройти больше минуты времени, прежде, чем защита сработает. Если же выбрать ТР недостаточно мощным, то двигатель может не успеть разогнаться при многократном стартовом превышении уставки тока перегрузки.

Также у некоторых тепловых реле имеется флажок срабатывания защиты.

Защитное закрывающееся стекло служит одновременно для нанесения маркировки и защиты настроек при помощи пломбирования,

Защита настроек и маркировка

Как подключить тепловое реле через трансформаторы тока 1

Описание

Чем выше значение протекающего через реле РТ-03 тока, тем сильнее изгибается биметаллическая пластина реле, размещенная в каждом полюсе. При достижении током величины 1.1 х заданное значение тока уставки изгиб пластины становится таким, что она размыкает контакт, и электродвигатель отключается от сети.

Тепловое реле перегрузки РТ-03 может устанавливаться непосредственно вместе с контактором, так и отдельно от него на специальное основание ОС-03.

Сфера применения

Тепловые реле перегрузки РТ-03 разработаны для защиты цепей переменного тока и электродвигателей от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора.

Разновидности приспособлений

Применение находят разнообразные типы тепловых реле, которые имеют разные параметры действия и свою сферу использования:

РТЛ – является трехфазной модификацией. Она эффективна при защите моторов электрического типа от перегрузок, роторного заклинивания, фазного перекоса или длительного запуска. Такое реле можно крепить на клеммы ПМЛ на пускателе или непосредственно на КРЛ при самостоятельной эксплуатации.

РТТ – также трехфазный вариант, но применяют его при создании систем безопасности эксплуатации короткозамкнутых моторов. Реле может защитить от продолжительного запуска или заклинивания. Крепится на пускатель ПМЕ и ПМА в корпусной его части или же на отдельную панель при самостоятельной работе.

РТИ – работает при наличии трехфазного питания и защищает двигатели от тяжелых режимов. Для установки используется корпус пускателя типа КМИ или КМТ.

ТРН – устройство на 2 фазы для контроля пуска и последующего функционирования. Предусмотрен ручной способ перевода контактов в первоначальный вид. Преимущество – отсутствие влияния температурного режима вовне.

Твердотельное 3-х фазное с подвижными элементами. Работает с той же целью, что и другие модификации, но может эксплуатироваться даже в условиях риска взрывных явлений. Это обусловлено нечувствительностью к состоянию среды.

РТК – отслеживает состояние и изменение одного показателя, а сам термоконтроль производится щупом.

РТЭ – является непосредственным элементом конструкции агрегата. Оно состоит из проводника, изготовленного из особого сплава. При достижении температурой определенного уровня материал начинает плавиться.

На фото теплового реле можно рассмотреть особенности конструкции отдельных их видов. Эти отличия нужно принимать во внимание при выборе необходимого вам для конкретной ситуации компонента.

Назначение

Основным назначением теплового реле является защита электродвигателя от перекоса фаз, перегрева на затяжных пусках, заклинивании вала или подачи чрезмерной нагрузки. Для решения всех этих задач на практике выпускаются различные типы реле, имеющие узкую специализацию по конкретному направлению, рассмотрим далее более детально каждый из них.

• РТЛ используется для защиты трехфазных асинхронных электрических машин от воздействия токов перегрузки, перегрева при обрыве или перекосе фаз, проблем с вращением вала. Может применяться как самостоятельно, так и с установкой на пускатель ПМЛ.
• РТТ предназначено для работы с трехфазными агрегатами с короткозамкнутым ротором, обеспечивает полный охват аварийных режимов, приводящих к перегреванию обмоток. Также может устанавливаться на магнитный пускатель ПМА, ПМЕ или самостоятельно на монтажную панель.
• РТИ – трехфазное тепловое реле с возможностью монтажа на пускатели серии КМТ, КМИ. Отличаются стабильным низким расходом электроэнергии, включаются в работу совместно с предохранителями.
• ТРН – применяется для контроля пуска и режима работы электродвигателя, мало зависит от внешних температурных факторов. Является двухполюсной моделью, которую можно использовать для пуска двигателей постоянного тока.
• Твердотельные — в отличии от предыдущих, не имеет контактных групп и перемещающихся элементов внутри. Применяется в трехфазных цепях, где устанавливаются повышенные требования к пожарной безопасности.
• РТК – контролирует температурные показатели не через рабочие токи, а путем размещения датчика в корпусе мотора. Поэтому весь процесс взаимодействия осуществляется только по величине температуры.
• РТЭ – представляет собой подобие предохранителя, так как отключение происходит за счет плавления проводника. Само тепловое устройство монтируется непосредственно с электродвигателем.

Выбор теплового реле для электродвигателя

Главное требование, предъявляемое к тепловым регуляторам электромоторов — соответствие номинала прибора току устрйоства, подлежащего защите. При этом сами реле также обеспечиваются защитой от КЗ, потому в любую схему подключения требуется включение предохранителей.

Таблица для правильного подбора теплового реле электродвигателя по номиналу тока

Совет №1: Следует заранее определиться с условиями, в которых будут работать тепловые реле. Если работа двигателя с высокой долей вероятности будет производиться в аварийноопасных условиях, не связанных с увеличением потребления им электроэнергии, то в таких случаях реле не смогут обеспечить эффективную защиту и будут просто бесполезны.

При не связанности тепловой защиты мотора с любыми специальными требованиями, реле с легкостью можно подбирать по представленной выше таблице с наиболее соответствующими техническими параметрами.

Также защитный прибор подбирается по наибольшему рабочему току реле, не превышающему номинального тока подлежащего защите электромотора. Несмотря на это, рекомендуется выбрать реле таким, чтобы его установочный ток немного превосходил номинал двигателя.

Необходимо иметь в виду, что возможно выполнение регулировки тока реле с большим запасом в ту или иную сторону — этим обеспечивается максимально регулируемая и эффективная защита.

Схема подключения

Подсоединение температурного реле к клеммам производится посредством штыревых контактов. После подключения следует выполнить регулировку срабатывающих уставок при помощи колесика регулятора в соответствии со значением тока в сети.

Панель управления оснащается кнопкой «Тест», необходимой для определения работоспособности прибора имитированием сработки защиты. Копка красного цвета с надписью «Стоп» используется для принудительного размыкания контакта. Питание, идущее на катушку контактора, блокируется и, следовательно, блокируется и нагрузка.

Принципиальная схема для подключения тепловых реле в электродвигателях любых модификаций

Представленная на рисунке схема применяется для управления электромотором посредством магнитного пускателя. Силовые контакты соединяются лишь с двумя фазами, третья замыкается непосредственно на моторе.

Обзор производителей

В различных странах имеется множество производителей, изготавливающих тепловые реле. Несколько наиболее популярных моделей представлены в таблице.

Схема подключения теплового реле

Схемы подключения электродвигателей, в которые включено тепловое реле, могут существенно отличаться между собой, в зависимости от технической необходимости и наличия различных устройств. Тем не менее, в каждой из схем тепловое реле обязательно должно подключаться последовательно с катушкой пускателя. Это обеспечивает надежную защиту от перегрузок оборудования. Так, при превышении определенного уровня потребляемого двигателем тока тепловое реле размыкает цепь, тем самым отключая магнитный пускатель и сам двигатель от источника электропитания.

Срабатывание

Сопротивление утечки, если рассматривать эквивалентную схему, включается параллельно с устройством, контролирующим проводимость изоляции. В первой обмотке ток будет самым большим при минимальной проводимости изоляции.

При увеличении проводимости выше порогового уровня, оперативный ток снижается настолько, что происходит размыкание контактов реле. Это приводит к подаче управляющего воздействия на отключающую обмотку мощного релейного устройства.

Уже оно отключает участок сети с повреждением изоляции. Так как обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, и управляющий сигнал на двухобмоточное реле поступает из центра звезды, то аппаратура защиты сработает при утечках в любой линии сети.