Тепловое реле для электродвигателя: устройство, действие

Длительная работа электродвигателя приводит к перегреву его обмоток, из-за чего они повреждаются. Поэтому требуется защита электродвигателя от перегрузок. Вследствие перегрева происходят межвитковые замыкания, выгорают полюса, имеют место иные негативные последствия, влекущие за собой дорогостоящий ремонт. Избежать проблем поможет включение в схему цепи питания однофазного или трехфазного двигателя теплового, обеспечивающего защиту от перегрева.

Оглавление:

Действие теплового реле заключается в контроле над величиной тока; в случае продолжительного отклонения от номинальной величины происходит размыкание контактов, цепь управления в итоге остается без питания, и размыкается пусковое устройство. Тепловое реле защищает двигатель от заклинивания ротора, механических перегрузок, перекоса фаз, прочих аварийных ситуаций.

Принцип работы

Устройство включает в себя основной элемент — чувствительную биметаллическую пластину из сплава железа и никеля и сплава железа с латунью. Эти сплавы соединяются пайкой и имеют различные коэффициенты теплового расширения, говорящем о степени удлинения нагревающейся металлической пластины. Для латуни этот показатель составляет 18,7, а для сплава железо-никель — 1,5. Так, длина латунного элемента при нагревании увеличивается гораздо быстрее, благодаря чему происходит изгиб биметаллической пластины в ее сторону. На этом свойстве основывается работа любого теплового реле.

В корпусе устройства находятся:

• Толкатель.
• Пружина замыкающего контакта.
• Биметаллическая пластина с нагревательным элементом.
• Исполнительная пластина.

Температурный компенсатор состоит из регулировочного винта и пластины.

А также реле оснащено следующими элементами:

• Контакты.
• Эксцентрик.
• Движок уставки тока срабатывания.
• Кнопка возврата устройства в рабочее состояние.

Защита электродвигателя от перегрузок

Проводник нагревается от идущего по нему электротоку. С увеличением силы тока в проводнике с одинаковым поперечным сечением, увеличивается нагрев его, то есть возрастает нагрузка. В связи с этим, срабатывание происходит преимущественно из-за повышения температуры. Та же тепловая энергия нагревает биметаллическую пластину, под воздействием температуры изгибающуюся и соприкасающуюся через толкатель с исполнительной пластиной температурного компенсатора. Пластина расцепляет контакты в магнитном пускателе и в рабочее состояние приводит кнопку включения устройства.

Температурный компенсатор — это своеобразный противовес, который снижает влияние дополнительного нагрева под влиянием температуры окружающей среды. Пластина изгибается в обратную сторону, а величина изгиба регулируется специальным винтом.

Регулятор тока срабатывания или эксцентрик имеет шкалу на пять делений влево и пять — вправо, для соответствующего увеличения/уменьшения тока относительно центральной риски. Для регулирования тока срабатывания нужно выбрать требуемую величину зазора между толкателем и исполнительной пластиной. Изменение этой величины выполняется с помощью движка эксцентрика, который воздействует на пластину температурного компенсатора. После срабатывания устройства рекомендуется подождать некоторое время, чтоб тепловой расцепитель остыл. Электродвигатель тщательно осматривается, отыскивается причина срабатывания защиты.

Схема подключения

Подключение тепловых реле к контакторам осуществляется напрямую при помощи штыревых контактов. После подключения, в зависимости от силы тока, который протекает в цепи, регулируется уставка срабатывания колесом поворотного регулятора. Ток уставки обозначен на шкале рисками на корпусе прибора.

На панели управления есть кнопка TEST, помогающая проверить работоспособность реле имитацией срабатывания защиты. Красная кнопка STOP позволяет разомкнуть принудительно нормально замкнутый контакт. Питание, которое поступает на катушку контактора, при этом отключается, из-за чего отключается нагрузка. Приблизительно по такой схеме подключается и работает любое устройство.

Работа реле может протекать в ручном или автоматическом режиме, задаваемого поворотным переключателем RESET. В автоматическом режиме выключатель утапливается, а реле после срабатывания включается автоматически, после остывания биметаллической пластины. В ручной режим устройство переводится путем поворота против часовой стрелки переключателя.

Схема подключения с контактами замкнутыми нормально применяется для управления электродвигателем при помощи магнитного пускателя. К силовым контактам подключаются две фазы, третья же подключается к двигателю напрямую. В работе современных реле участвуют все три фазы с дополнительным нормально замкнутым контактом. При перегрузках этот контакт размыкается, благодаря чему разрывается цепь питания контактора.

Выбор реле

В условиях разнообразия электродвигателей и реле к ним, подбор устройства может вызвать затруднения. Чтобы произвести расчет по мощности перед подбором теплового реле для электродвигателя 380 В или иного двигателя, нужно следовать определенным рекомендациям. Главное требование ко всем устройствам — соответствие их номинала току оборудования, требующего защиты. Устройства тоже должны быть защищены от КЗ, с этой целью в схемах подключения используют предохранители.

Условия эксплуатации устройств и пределы их применения устанавливаются заранее. Если в системе защиты есть большая вероятность работы электродвигателя в аварийном режиме, не связанным с возрастанием потребления электричества, реле не обеспечит надежной защиты. С этой целью в обмотку статора двигателя включают элементы специальной тепловой защиты.

Реле выбирается с учетом его максимального рабочего тока, который не должен быть меньше номинального тока двигателя. Рекомендуется, чтоб установочный ток реле не особо превышал номинал электродвигателя.

Обратите внимание и на возможность регулировки тока с запасом в сторону увеличения и уменьшения. В таком случае защита будет более надежной и управляемой.