Принцип работы теплового реле уаз

Обновлено: 29.01.2025

Тепловые реле - устройство, принцип действия, технические характеристики

Тепловые реле - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле - ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

Принцип действия тепловых реле

Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надежная и длительная эксплуатация оборудования. Эта зависимость представлена на рисунке (кривая 1).

При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима. Кривая 1 на рисунке устанавливается исходя из требуемой продолжительности жизни оборудования. Чем короче его жизнь, тем большие перегрузки допустимы.

Время-токовые характеристики теплового реле и защищаемого объекта

При идеальной защите объекта зависимость tср (I) для теплового реле должна идти немного ни-же кривой для объекта.

Для защиты от перегрузок, наиболее широкое распространение получили тепловые реле с биметаллической пластиной.

Биметаллическая пластина теплового реле состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения, другая — меньший. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены либо за счет проката в горячем состоянии, либо за счет сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдет изгиб пластины в сторону материала с меньшим. Именно это явление используется в тепловых реле.

Широкое распространение в тепловых реле получили материалы инвар (малое значение a) и немагнитная или хромоникелевая сталь (большое значение a).

Нагрев биметаллического элемента теплового реле может производиться за счет тепла, выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого током, проходящим через биметалл, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, также обтекаемым током нагрузки.

Прогибаясь, биметаллическая пластина своим свободным концом воздействует на контактную систему теплового реле.

Устройство теплового реле: а - чувствительный элемент, б - прыгающий контакт, 1 - контакты, 2 - пружина, 3 - биметаллическая пластина, 4 - кнопка, 5 - мостик

Время-токовые характеристики теплового реле

Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (времятоковая характеристика). В общем случае до начала перегрузки через реле протекает ток Iо, который нагревает пластину до температуры qо.

При проверке времятоковых характеристик тепловых реле следует учитывать, из какого состояния (холодного или перегретого) происходит срабатывание реле.

При проверке тепловых реле надо иметь в виду, что нагревательные элементы тепловых реле термически неустойчивы при токах короткого замыкания.

Выбор тепловых реле

Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (1,2 - 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т. е.тепловое реле срабатывает при 20- 30% перегрузке в течении 20 минут.

Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева 5 - 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева 40-60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут.

Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле

Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается.

При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды.

Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания теплового реле, необходимо, чтобы температура срабатывания выбиралась возможно больше.

Для правильной работы тепловой защиты реле желательно располагать в том же помещении, что и защищаемый объект. Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла — нагревательных печей, систем отопления и т. д. В настоящее время выпускаются реле с температурной компенсацией (серии ТРН).

Конструкция тепловых реле

В обесточенном состоянии пружина 1 создает момент относительно точки 0, замыкающий контакты 2. Биметаллическая пластина 3 при нагреве изгибается вправо, положение пружины изменяется. Она создает момент, размыкающий контакты 2 за время, обеспечивающее надежное гашение дуги. Современные контакторы и пускатели комплектуются с тепловыми реле ТРП (одно-фазное) и ТРН (двухфазное).

Тепловые реле ТРП

Тепловые токовые однополюсные реле серии ТРП с номинальными токами тепловых элементов от 1 до 600 А предназначены главным образом для защиты от недопустимых перегрузок трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих от сети с номинальным напряжением до 500 В при частоте 50 и 60 Гц. Тепловые реле ТРП на токи до 150 А применяют в сетях постоянного тока с номинальным напряжением до 440 В.

Устройство теплового реле типа ТРП

Биметаллическая пластина теплового реле ТРП имеет комбинированную систему нагрева. Пластина нагревается как за счет нагревателя, так и за счет прохождения тока через саму пластину. При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий контактный мостик.

Тепловое реле ТРП позволяет иметь плавную регулировку тока срабатывания в пределах (±25% номинального тока уставки). Эта регулировка осуществляется ручкой, меняющей первоначальную деформацию пластины. Такая регулировка позволяет резко снизить число потребных вариантов нагревателя.

Возврат реле ТРП в исходное положение после срабатывания производится кнопкой. Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла.

Высокая температура срабатывания (выше 200°С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды.

Уставка теплового реле ТРП меняется на 5% при изменении температуры окружающей среды на КУС.

Высокая ударо- и вибростойкость теплового реле ТРП позволяют использовать его в самых тяжелых условиях.

Тепловые реле РТЛ

Реле тепловое РТЛ предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от не симметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле РТЛ с диапазоном тока от 0.1 до 86 А.

Тепловые реле РТЛ могут устанавливаться как непосредственно на пускатели ПМЛ, так и отдельно от пускателей (в последнем случае они должны быть снабжены клеммниками КРЛ). Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммники КРЛ которые имеют степень защиты ІР20 и могут устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контактов равен 10 А.

Тепловые реле РТТ

Реле топловые РТТ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз, а также от несимметрии в фазах.

Реле РТТ предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами, а также для встройки в магнитные пускатели серии ПМА в целях переменного тока напряжением 660В частотой 50 или 60Гц, в целях постоянного тока напряжением 440В.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Если честно то с момента покупки авто просто до чертиков достало меня это тепловое реле. Вырубалось всегда в самый не подходящий момент. Ладно бы на трассе в ночь вырубалось тепловое реле через каждые 15 минут, но один раз на соревнованиях через 10 секунд после старта вырубился окончательно до самого утра, пришлось всю ночь гонять при слабом свете двух китайских противотуманок.
После замены уставшего 20Амперного тепловика на 30Амперный — болезнь вроде отступила. Правда хватило его не надолго((( После замены мотора и обкатки, тепловик опять начал донимать, греется и вырубается, провода вообще невозможно было задеть и хоть ты кол ему на голове чеши — пофиг(((( Грешили на короткое замыкание.
Решил выкинуть тепловик из электросхемы Бухалыча насовсем. Прикупил клеммы, блок под предохранители, провода, предохранители и понеслась душа в ад адскйи. Начали разбираться в проводке, это просто ужас какой-то! Прошлый владелец очень хорошо постарался запутал все провода и вообще всю проводку. 6 часов издевательств над моим неокрепшим мозгом и все таки мы это сделали! Сделана разводка по каждому каналу отдельно со своим предохранителем, на правую фару разнесены ближний и дальний свет, на левую фару все аналогично, габаритные освещение висит все на одном проводе. На ближний свет поставил предохранитель на 10А, на дальний свет предохранитель на 15А, на габаритное освещение предохранитель 5А. Провод мотора передней печки так и не нашли в запутанной связке проводов.
Итог: после всех экзекуций и издевательств все работает на ура. Все что должно моргать — моргает, все что должно светиться — светится. Провода нигде не греются, предохранители не вылетают. А самое главное нету теперь этого ненавистного теплового реле! Блок предохранителей прикреплен к алюминиевой пластине на заклепки, и вся эта конструкция закреплена к стойке кузова на те же самые заклепки. Со стороны эстетики — все сделано кривожопо. Провода торчат снаружи, но нигде не цепляют и особо не мешаются, блок с предохранителями можно было взять другой (где провода подключаются с тыльной стороны).

Здравствуйте коллеги. Начитался форума но так и не нашел ответа на свой вопрос:( начинает грется тепловуха при включении ближнего или дальнего света и соответственно тепловуха вырубается и все гаснет,а при включенных габаритах тепловуха холодная,фары по одной отсоединял тепловуха перестает грется и выключаться вне зависимости какую фару отключишь левую или правую, проводку поменял проблема не ушла :( что делать уже не знаю:( подскажите куда лезть? уаз буханка гитата камазовская стоит тепловухи менял уже штук 10 переменял. Прочитал на форуме что ставят реле на фары но так и не понял какие именно реле ставить например реле стартера и т.д?и куда их подсоединять? если можно фотки выложите:)

Выкинул я свою тепловуху, ненастроенны они, моя вырубалась при 7 амперах, хотя написано что настроенна на 20-ть. Поставил обычный автомат на 25 ампер, правда в жару его выбивает, всё руки не доходят блок предохранителей от волги вкорячить, купил уже с пол года как.

Выкинь тепловуху, раз она не работает. Блин, 10 раз менять - это конечно супер.
Реле обычное, 4х контактное, подсоединять к проводам.
Вообще раз такие вопросы задаешь - доехай до сервиса, отдай тыщу рублей электрику и тебе все красиво подключат.

автосервисов у нас нету и электриков нормальных нет все боятся лезть в уазик поэтому все желая сам! Так вот если я подсоединю по этой схеме куда мне девать контакты от тепловухи соединюсь вместе или просто тупо заизолировать? И можно ли провод плюсовой взять откуда нить из другого места чтоб не тащить с аккума и провода на релюху толстые ставить или можно обычные?

и зачем на схеме тумблер с подсветкой для чего он
нужен?у меня ведь гитара стоит

постоянный плюс мне кажется хоть откуда можешь взять но лучше непосредственной из блока предохранителей. На реле подходят силовые провода но не ульмо толстые а на фары уже какие хочешь а вообще покупай реле в сборе вместе с сокето там уже нормальные провода идут если реле с сокетами не копеешьные :)
А гитару я бы вообще сжег на костре :) и поставил бы нормальные подрулевые выключатели, а вообще такая схема и на гитару пойдет какая разница с лампой или без :)

Что такое сокето или сокет. confused: Гитару ни за что в жизни не выкину мне она нравится очень:D

Так вот если я подсоединю по этой схеме куда мне девать контакты от тепловухи:confused: соединяю вместе или просто тупо заизолировать? или контакты пойдут на реле. и как гитару ее тоже к реле цеплять или куда? или оставить в покое гитару,поставить реле и гитара будет также работать? че то с каждым разом вопросов все больше становиться:D:D:D
Не парься с тепловухой и доп. реле, если все так сложно.
Тепловуха не только фарами рулит.
В продаже есть отдельные литые корпуса под предохранители с крышечкой, сразу с проводом.
Поставь его вместо тепловухи (полярность некритична ;) ), воткни туда предохранитель на 20. 30А и вози с собой запасные.

Не парься с тепловухой и доп. реле, если все так сложно.
Тепловуха не только фарами рулит.
В продаже есть отдельные литые корпуса под предохранители с крышечкой, сразу с проводом.
Поставь его вместо тепловухи (полярность некритична ;) ), воткни туда предохранитель на 20. 30А и вози с собой запасные.

У нас таких корпусов не продают а предохранителей валом,я просто хочу раз и навсегда разобраться чтобы потом не мучаться и чтоб другие не мучались! В принципе можно и не корпусчтоб был а два провода и заизолировать это все дело

Когда поставил модные лампочки по 100Ватт,тоже грелась и вырубала.Все равно лампы лучше не освещали,поставил родные на 60 ватт,и все встало на свои места,перестала проводка греться

лампочки по 100Ватт,лучше не освещали,поставил родные на 60 ватт,

Это вполне естественно. Температура нити в обоих случаях одинакова, откуда и одинаковая яркость. А вот больший световой поток, обеспечиваемый более крупной спиралью полностью не используется, так как спираль своими габаритами не помещается в фокусе оптики.( ещё хужее это в фарах шестерок). В результате часть потока не фокусируется и расползается по своему усмотрению. Отсюда и повышеный эффект ослепления на ближнем на фоне размытой светотеневой границы при незаметной на глаз разнице в дальности обнаружения препятствия. А вот перегрев самой оптики, проводки и перегруз генератора оч даже солидный.

Для стандартной проводки уаза не нужен нормальный электрик. Пойдет даже второкурсник с ближайшего автомобильного ПТУ :)
Провода с тепловухи скрути вместе и заизолируй, а лучше действительно предохраниетль поставь.
Провод не надо с акб тянуть, он уже идет - фары-то у тебя с него и горят :)
Провода на фары толще 1мм*кв не нужны. Таблицу сечений смотри на сайте уазбуки в разделе электрика.
и зачем на схеме тумблер с подсветкой для чего он
нужен?у меня ведь гитара стоит
Это и есть гитара. "Тумблер с подсветкой" - это твой включатель света.
Реле на БС и ДС лучше ставить отдельные.

Это и есть гитара. "Тумблер с подсветкой" - это твой включатель света.
Реле на БС и ДС лучше ставить отдельные.

спасибо буду разбираться :)

Что такое сокето или сокет. confused: Гитару ни за что в жизни не выкину мне она нравится очень:D

Сокет это у мас так называют ту нижнюю фишку которая вставляется в реле:)

спасибо за разьяснения :)

Я бы выкинул тепловое и поставил блок силовых предохранителей от Газели-под винты.Но мысль Барина-красивее.

в общем решил пойти поэтапно поменял лампочки поставил
60/55 стояли 100/90, провода фар стали почти прохладными, но заметил что фиолетовый провод который идет от генератора на тепловуху греется но не так сильно как раньше но греется именно на тепловухе(может на него какой нить потребитель посадить чтоб не грелся 0или как разгрузить этот провод от гены зарядка в норме ) второй контакт почти прохладный -завтра поездию посмотрю если не поможет буду искать менять. завтра отпишусь

У меня тепловик вырубало несколько раз из за плохого контакта в выключателя света (штатный, котрый на себя надо тянуть, аля "подсос").

выключать тоже менял, меня интересует почему этот провод именно греется на тепловухе а не где то в другом месте?

Провод грелся так что аж винт на тепловом прикипал. После консультаций с Фантоцием выяснил что следует проверить качество контактов на пути от генератора до теплового. Контактов там аж 2 (в моей машине - 31519 2002 гв) первый на втягивающем реле стартера, второй на 3-м силовом предохранителе (верхний винт).

Контакт на втягивающем оказался нормальным, контакт на предохранителе был плохим. Зачистил - стало лучше.

Приветствую. Такая же проблема на "буханке" при включении света правый контакт на теплухе, где два провода подходят аж дымит проводка. Короче со стартером понятно а вот предохранитель силовой. Три штуки над левой коленкой которые у водилы.

Я вместо теловухи поставил автомат на 16А (обыкновенный), работает нормально. а ещё был глюк: ставлю приборы - выбивает свет! Выкинул нафиг лампочки подсветки и поставил в приборы светодиоды, теперь нормально! Только переборщил: поставил по 6 шт. теперь в темноте езжу с зелёным лицом люди пугаются! И как-то открутился винт на панельке предохранителей, но не полностью, так колодка оплавилась. Нашёл подкрутил, всё нормально! Так что проверь контакты и на предохранителях! Я вообще думаю поставить панель предохранителей от Форда транзит, у меня вся проводка валяется! И разгрузить цепи, что бы побольше было предохранителей.

В виду высокой стоимости электродвигателей вопрос их защиты от повреждения при нарушении нормального режима работы стоит достаточно остро. Среди наиболее популярных нарушений перегрузка, обрыв одной из фаз, снижение рабочего напряжения. И все они характеризуются большими рабочими токами, протекающими в обмотках электрической машины, что приводит к перегреву, ухудшению диэлектрических свойств изоляции и перегоранию жил, если ситуацию пустить на самотек. Для защиты электрических двигателей от перегревания в схему питания электропривода вводят тепловое реле.

Конструкция

Рис. 1. Конструкция теплового реле

Как видите, в состав механизма входят:

нагревательный элемент – токоведущая часть, пропускающая через себя рабочий ток электрической машины;
биметаллическая пластина – выступает в роли действующего индикатора, реагирующего на превышение температуры;
толкатель – выполняет функции жесткого рычага, передающего усилие от биметаллической пластины;
температурный компенсатор – позволяет внести поправку на температуру окружающей среды для стабилизации величины тока срабатывания;
защелка – предназначена для фиксации положения температурного реле;
штанга расцепителя – подвижная часть механизма, предназначенного для перемещения контактов;
контакты реле – передают питание в блок управления;
пружина – создает усилие для перемещения реле в устойчивое положение.

На практике существуют и другие типы реле, конструкция которых будет принципиально отличаться. Данный вариант приведен в качестве примера для наглядности протекания процессов и пояснения принципа работы.

Принцип работы

В основу работы положен принцип разности температурного расширения различных металлов, описанных законом Джоуля-Ленца. При нагревании биметаллической пластины, состоящей из двух металлов с различным коэффициентом теплового расширения, произойдет ее геометрическая деформация. Именно такая пластина и устанавливается в термореле, она реагирует на превышение температуры более установленного предела.

Для рассмотрения принципа работы температурного реле воспользуемся трехмерной моделью реального устройства, приведенной на рисунке 2 ниже:

Рис. 2. Принцип действия температурного реле

Как видите, подключенное в цепь электродвигателя тепловое реле пропускает основную нагрузку электрической машины через токоведущие шины. Если смоделировать ситуацию перегрузки, когда через них потечет ток в несколько раз превышающий номинальный, то шины начнут нагреваться и избыток тепла перейдет на биметаллическую пластину, подключенную к каждой из фаз электродвигателя. При достижении температуры уставки биметаллическая пластина изогнется и приведет в движение один из толкателей. Толкатель, в свою очередь, сместит рычаг защелки на несколько миллиметров, что отпустит пружинный механизм и даст ход штанге расцепителя.

После этого контакты теплового реле отключат питание цепи управления и перекроют контакты цепи сигнализации, которая оповестит об отключении защитного приспособления. После устранения причины перегрева реле возвращается в рабочее положение посредством нажатия механической кнопки. Следует отметить, что сразу после отключения теплового реле включить его не получиться, так как биметаллическая пластина еще не остыла и возможны ложные срабатывания. Поэтому процесс требует определенной выдержки времени, после которой электродвигатель можно запускать в работу.

Обозначение на схеме

При чтении схем важно ориентироваться в обозначении всех устройств, изображенных на них. Это позволяет обеспечивать точное подключение с соблюдением основных параметров работы электроустановки, селективности срабатывания защит и поддерживать нормальный режим электроснабжения. Изображение теплового реле на схемах определяется положениями двух нормативных документов. В соответствии с таблицей 3 ГОСТ 2.755-87 контакты данного вида оборудования изображаются следующим образом (рисунок 3):

Рис. 3. Изображение контакта термореле

В тоже время, само температурное реле имеет обозначение в соответствии с п.21 таблицы 1 ГОСТ 2.756-76, которое отображается на схеме следующим образом (см. рисунок 4):

Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле

Знание схематических изображений электротеплового реле позволит вам ориентироваться в принципиальных схемах уже действующих агрегатов. Или самостоятельно составлять и подключать оборудование через защитное приспособление.

однополюсные – применяются для двигателей постоянного тока и других однофазных моделей;
двухполюсные – устанавливаются в трехфазную цепь, где контроль может осуществляться только по двум фазам;
трехполюсные – актуальны для мощных асинхронных агрегатов с короткозамкнутым ротором.

В зависимости от типа контактов вторичных цепей все тепловые приборы подразделяются на модели:

только с замыкающим контактом;
только с размыкающим контактом;
и с замыкающим, и с размыкающим контактом;
с переключающими;

В зависимости от способа возврата теплового реле в исходное положение существуют варианты с включением вручную или с самостоятельным возвратом. Также в моделях может реализовываться функция перевода с одного вида работы на другой.

Также существует разделение по наличию или отсутствию приспособления для компенсации температуры окружающего пространства. И модели с возможностью регулировки тока несрабатывания или с отсутствием таковой функции.

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.

Технические характеристики

Корректная работа релейной защиты обеспечивается за счет соответствия параметров теплового устройства заданным условиям работы электрической машины. Поэтому важно изучить основные рабочие параметры реле еще до его приобретения. К основным техническим данным теплового реле относятся:

величина номинального напряжения и частота на которые оно рассчитано;
время-токовая характеристика – определяет время срабатывания при установленной кратности превышения;
время возврата теплового элемента в исходное положение;
диапазон изменения тока уставки;
тепловая устойчивость к превышению рабочей величины;
климатическое исполнение и степень пыле- влагозащищенности.

Схемы подключения

Подключение вышеперечисленных моделей тепловых реле может производиться по нескольким схемам, отличающихся в зависимости от конкретного типа оборудования. Рассмотрим наиболее актуальные из них.

Рис. 5. Схема включения теплового реле

Как видите на рисунке 5, трехфазное реле RT1 подключается последовательно к двигателю M. Питание к ним подается через контактор KM. В нормальном режиме работы контакты RT1 нормально замкнуты и через катушку КМ протекает ток. Как только возникнет аварийный режим, тепловая защита разомкнет контакты и катушка контактора обесточится, питание двигателя прекратиться.

Аналогичным образом происходит включение двухполюсного реле, с той разницей, что контакты защитного устройства включаются последовательно только в две фазы из трех, как показано на рисунке ниже:

Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле

Помимо этого существует схема включения теплового реле для мощных электродвигателей, рабочий ток которых в разы превышает допустимый предел для защитного приспособления. В таких ситуациях используется трансформаторное преобразование, а схема включения выглядит следующим образом:

Рис. 7. Схема трансформаторного включения

Критерии выбора

Основным критерием при выборе конкретной модели является соответствие номинальной нагрузки допустимому интервалу самого теплового реле. Для нормальной работы электрической машины вам понадобиться срабатывание при 20 – 30% перегрузке не более, чем в 5 минутный интервал. Величина тока вычисляется по формуле:

Это означает, что допустимый предел регулирования должен включать в себя полученную величину тока срабатывания. Затем, проверьте на время-токовой характеристике (см. рисунок 8), за какой промежуток времени будет срабатывать защита при такой кратности:

Рис. 8. Время-токовая характеристика

В данном случае время будет равно 4 минутам при 20% теплового превышения, что вполне удовлетворяет критериям поставленной задачи.

Регулировка и настройка тепловых реле и расцепителей автоматических выключателей

Основным средством защиты электроприводов от перегрузок в настоящее время являются тепловые реле, а также автоматические выключатели с тепловыми расцепителями. Наибольшее распространение получили двухполюсные реле типа ТРН и ТРП, а также трехполюсные — РТЛ, РТТ. Последние имеют улучшенные характеристики и обеспечивают защиту от несимметричных режимов.

При 20 % перегрузке тепловое реле должно отключать электродвигатель за время не более 20 мин, а при двукратной перегрузке - примерно за 2 мин. Однако это требование часто не выполняется по той причине, что номинальный ток нагревательного элемента теплового реле не соответствует номинальному току защищаемого электродвигателя. На работу тепловых реле существенное влияние оказывает температура окружающей среды.

Основным параметром тепловых реле является время-токовая защитная характеристика, т. е. зависимость времени срабатывания от величины перегрузки.

Первая из них - для реле, находящегося в холодном состоянии (разогрев током начинается, когда реле имеет температуру, равную температуре окружающей среды), и вторая - для реле, находящегося в горячем состоянии (режим перегрузки наступает после работы реле в течение 30 - 40 мин под номинальным током).

Рис. 1. Защитные характеристики теплового реле: 1 - зона срабатывания из холодного состояния, 2 - зона срабатывания из горячего состояния

Для обеспечения надежного и своевременного отключения электродвигателя при перегрузке тепловое реле должно настраиваться на специальном стенде. При этом исключается ошибка из-за естественного разброса номинальных токов заводских нагревательных элементов.

При проверке и настройке тепловой защиты на стенде используется так называемый метод фиктивных нагрузок. Через нагревательный элемент пропускают ток пониженного напряжения, имитируя таким образом реальную нагрузку, и по секундомеру определяют время срабатывания. В процессе настройки необходимо стремиться к тому, чтобы 5. 6-кратный ток отключался через 9 - 10 с, а 1,5-кратный через 150 с (при холодном состоянии нагревателя).

Для настройки тепловых реле можно использовать серийно выпускавшиеся cпециализированные стенды.

На рис. 2 показана схема такого устройства. Приспособление состоит из маломощного нагрузочного трансформатора TV2, к вторичной обмотке которого подключается нагревательный элемент теплового реле КК, а напряжение первичной обмотки плавно регулируется автотрансформатором TV1 (например ЛАТР-2). Ток нагрузки контролируется амперметром РА, включенным во вторичную цепь через трансформатор тока.

Рис. 2. Принципиальная схема установки для проверки и настройки тепловых реле

Тепловое реле проверяют следующим образом. Ручку автотрансформатора устанавливают в нулевое положение и подают напряжение, затем поворотом ручки устанавливают ток нагрузки I = 1,5 I ном и секундомером контролируют время срабатывания реле (в момент погасания лампы HL). Операцию повторяют для остальных нагревательных элементов реле.

Если время срабатывания хотя бы одного из них не соответствует норме, тепловое реле следует отрегулировать. Регулировка производится специальным регулировочным винтом. При этом добиваются, чтобы при токе I = 1,5 I ном время срабатывания составляло 145 - 150 с.

Отрегулированное тепловое реле следует настроить на номинальный ток двигателя и температуру окружающей среды. Это делают в том случае, когда номинальный ток нагревательного элемента отличается от номинального тока электродвигателя (на практике в основном так и бывает) и когда температура окружающего воздуха ниже номинальной ( + 40° С) более чем на 10° С. Токовую уставку реле можно регулировать в пределах 0,75 - 1,25 номинального тока нагревателя. Настройка производится в следующей последовательности.

1. Определяют поправку (E1) реле на номинальный ток двигателя без температурной компенсации ±Е1 = ( I ном- I о)/С I о,

где Iном - номинальный ток двигателя, I о - ток нулевой уставки реле, С — цена деления эксцентрика (С = 0,05 для открытых пускателей и С = 0,055 для защищенных).

2. Определяют поправку на температуру окружающей среды E2=(t - 30)/10,

где t — температура окружающей среды, °С.

3. Определяют суммарную поправку ±Е=(±Е1) + (-Е2).

При дробной величине Е ее следует округлить до целого в большую или меньшую сторону в зависимости от характера нагрузки.

4. На полученное значение поправки переводят эксцентрик теплового реле.

Тщательно отрегулированные тепловые реле типа ТРН и ТРП имеют защитные характеристики, мало отличающиеся от средних. Однако такие реле не обеспечивают защиту электродвигателя в случае заклинивания, а также электродвигателей, не запустившихся при обрыве фазы.

Помимо магнитных пускателей c тепловыми реле в электроприводах для нечастых пусков их и защиты электрических цепей от коротких замыканий используются автоматические выключатели. При наличии комбинированных расцепителей такие аппараты защищают электроприемники также от перегрузки. Характерные параметры автоматических выключателей: минимальный ток срабатывания - (1,1. 1,6) I ном, уставка электромагнитного расцепителя - (3 - 15) I ном, время срабатывания при токе I = 16 I ном - менее 1 с.

Испытание тепловых элементов расцепителей автоматов проводят аналогично проверке тепловых реле. Испытание выполняется током 2 I ном при температуре окружающей среды +25° С. Время срабатывания элемента (35 - 100 с) должно находиться в пределах, указанных в заводской документации или найденных по защитной характеристике каждого автомата. Настройка тепловых элементов заключается в установке при помощи винтов биметаллических пластинок на одинаковое время срабатывания при одинаковом токе.

Для проверки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя через него от нагрузочного устройства пропускают ток на 15% меньше тока уставки (тока отсечки). Затем плавно увеличивают испытательный ток до отключения аппарата. При этом максимальное значение тока срабатывания не должно превышать ток уставки электромагнитного расцепителя более чем на 15 %. Испытание проводится не более 5 с во избежание недопустимого перегрева контактов выключателя.

Для проверки расцепителя минимального напряжения на зажимы автоматического выключателя подают напряжение U = 0,8Uном и включают аппарат, затем напряжение плавно понижают до момента срабатывания Uc = (0,35 - 0,7)Uном.

В последнее время в промышленности стали использовать полупроводниковые аппараты защиты и управления. Вместо обычных магнитных пускателей, например, применяют специальные тиристорные блоки. Техническое обслуживание таких устройств заключается в периодических внешних осмотрах и проверке работоспособности.

Читайте также: