Releu termic pentru motor electric: principiu de funcționare, dispozitiv, cum să alegeți

În timpul exploatării echipamentelor energetice, acestea sunt supuse constant suprasarcinilor de curent, care reduc durabilitatea. Protecția în astfel de situații este asigurată de un releu termic pentru motor electric, care deconectează alimentarea electrică atunci când apar circumstanțe neobișnuite.

Vă propunem să înțelegeți construcția, principiul de funcționare, tipurile și nuanțele de conectare a dispozitivului de protecție. În plus, vom explica ce parametri și caracteristici trebuie luați în considerare la alegerea unui releu termic.

Execuția constructivă a releelor termice

Releele termice de toate tipurile au un dispozitiv similar. Cel mai important element al oricăruia dintre ele este placa bimetalică sensibilă.

Valoarea curentului de acționare este influențată de parametrii de temperatură ai mediului în care funcționează releul. Creșterea temperaturii reduce timpul de acționare.

Pentru a minimiza această influență, dezvoltatorii de dispozitive aleg o temperatură cât mai mare a bimetalului. În același scop, unele relee sunt echipate cu o placă de compensare suplimentară.

Aparatul este format dintr-o carcasă, un încălzitor din nicrom, o placă bimetalică, un zăvor, un șurub, o pârghie, un contact mobil și un buton de resetare (+)

Dacă în construcția releului sunt incluse încălzitoare din nicrom, conectarea acestora se realizează după o schemă paralelă, serie sau paralel-serie cu placa.

Valoarea curentului în bimetal se reglează cu ajutorul șunturilor. Toate piesele sunt montate în carcasă. Elementul bimetalic în formă de U este fixat pe o axă.

Arcul cilindric se sprijină pe un capăt al plăcii. Cu celălalt capăt, se bazează pe o coloană de izolație echilibrată. Se rotește în jurul axei și servește drept suport pentru puntea de contact, echipată cu contacte din argint.

Pentru coordonarea curentului de reglaj, placa bimetalică este conectată prin capătul său stâng cu mecanismul acestuia. Reglarea are loc prin influențarea deformării primare a plăcii.

Dacă valoarea curenților de suprasarcină devine egală sau mai mare decât reglajul, coloana de izolație se rotește sub acțiunea plăcii. În timpul răsturnării acesteia, are loc deconectarea contactului de deschidere al dispozitivului.

Relul termic TRT în secțiune. Elementele principale sunt: carcasa (1), mecanismul de reglare (2), butonul (3), axul (4), contactele din argint (5), puntea de contact (6), blocul de izolație (7), arcul (8), placa bimetalică (9), axul (10)

Automat, releul revine la poziția inițială. Procesul de revenire automată durează cel mult 3 minute de la momentul activării protecției. Este posibilă și revenirea manuală, pentru aceasta fiind prevăzută o tastă specială Reset.

La utilizarea acesteia, aparatul revine la poziția inițială în 1 minut. Pentru a acționa butonul, acesta se rotește în sens invers acelor de ceas până când se ridică deasupra carcasei. Curentul de reglare este de obicei indicat pe panou.

Principiul de funcționare al dispozitivului

Îndeplinind funcția de protecție, întrerupătorul automat deconectează circuitele de alimentare cu energie. Relul termic se deosebește de acesta prin faptul că, la depășirea sarcinii, emite doar un semnal de comandă. În cadrul unei astfel de protecții, curenții de mică intensitate sunt comutați într-un singur circuit de comandă.

În schemă, înaintea termoreleului se află un demaror magnetic. Atunci când circuitele se deconectează în regim de avarie, nu mai este necesară dublarea funcționării contactorului. În consecință, nu se consumă material pentru fabricarea grupurilor de contacte de putere.

Cele mai populare sunt dispozitivele echipate cu plăci bimetalice. Placa propriu-zisă este formată din două elemente similare.

Unul dintre ele are un coeficient de temperatură semnificativ, iar celălalt – unul ceva mai mic. Aceste două componente se lipesc strâns una de alta.

Deoarece părțile componente ale plăcii bimetalice sunt realizate dintr-o pereche de metale diferite, cu coeficienți de dilatare inegali, încălzirea o face să se îndoaie și să interacționeze cu contactele

O astfel de fixare rigidă se realizează prin sudare sau laminare la cald. Datorită faptului că placa este fixată nemișcat, la încălzire se observă îndoirea acesteia spre elementul cu coeficient de temperatură mai mic. Acest principiu a fost luat ca bază la crearea releelor termice.

La producerea lor se utilizează oțel crom-nichel și oțel nemagnetic, care au o valoare mare a coeficientului de temperatură. Ca material cu o valoare mică a acestui parametru se folosește invar – un compus de nichel și fier.

Conform acestei scheme funcționează releul termic. Capătul liber al plăcii bimetalice, la îndoirea acesteia, acționează asupra contactelor termoreleului (+)

Placa bimetalică este încălzită de curenții de sarcină. Aceștia circulă cel mai adesea printr-un încălzitor special. Există și încălzirea combinată, în care, pe lângă căldura degajată de încălzitor, bimetalul mai este încălzit și de curentul care trece prin el.

Cum să conectați un releu termic

Contact închis (normal connected), prin care se realizează conectarea modulului termic la demarorul magnetic, se notează NC sau NZ, ceea ce se traduce ca normal închis. Combinația de litere NO desemnează contactul normal deschis.

Într-o schemă simplă, acesta este utilizat pentru a transmite un semnal care atestă declanșarea protecției motorului din cauza depășirii temperaturii de prag.

Atunci când este integrat în scheme complexe de comandă, acesta poate genera în regim de urgență un semnal de scoatere din funcțiune a transportorului.

Releul termic se amplasează după contactoare, dar înaintea motorului electric. Conectarea contactului normal connected la butonul „Stop” de pe panoul de comandă se realizează după o schemă în serie (+).

Notarea bornelor contactoarelor este dictată de GOST: normal închis — 95-96, normal deschis — 97-98. La prima pereche se conectează demarorul, iar a doua se utilizează pentru schemele de semnalizare. Deoarece motorul și releul termic trebuie protejate împotriva scurtcircuitelor, circuitul trebuie să conțină un întrerupător automat de protecție.

Schema aparatului include butoanele „Test” și „Stop” sau „Reset”. Cu ajutorul primului se verifică funcționarea, iar cu al doilea se dezactivează protecția manual.

Prin intermediul comutatorului cu revenire rotativă, după activarea protecției, motorul electric este repornit. Pe capacul de sticlă al produsului se aplică marcaje și se sigilează.

Dacă pornim de la tipul de conectare, se pot distinge două grupuri mari de termorelee:

• primul grup – dispozitivele montate în spatele demarorului magnetic și cele conectate cu ajutorul punților;
• al doilea grup – aparatele instalate direct pe contactorul demarorului.

În ultimul caz, la pornire, sarcina principală revine contactorului. Aici modulul termic este dotat cu contacte de cupru, conectate direct la intrările demarorului.

Schema releului termic. Pe aceasta sunt marcate notarea elementelor de comandă și a bornelor. La diferite modele, aceste notări pot diferi (+).

La TR se conectează firele de la motor. Releul însuși reprezintă în această schemă un nod intermediar, care analizează curentul care circulă în tranzit către motor de la demarorul magnetic.

Nuanțe la instalarea aparatului

Viteza de declanșare a modulului termic poate fi influențată nu doar de suprasarcini de curent, ci și de indicatorii temperaturii exterioare. Protecția se va declanșa chiar și în absența suprasarcinilor.

Se întâmplă ca, sub influența ventilației forțate, motorul să fie supus unei suprasarcini termice, dar protecția să nu se declanșeze.

Pentru a evita astfel de fenomene, este necesar să urmați recomandările specialiștilor:

1. La alegerea releului, să se țină cont de temperatura maximă admisă de declanșare.
2. Protecția se montează în aceeași încăpere cu obiectul protejat.
3. Pentru instalare, alegeți locuri în care nu există surse de căldură sau dispozitive de ventilare.
4. Trebuie să reglați modulul termic în funcție de temperatura reală a mediului.
5. Cea mai bună variantă este prezența termocompensării integrate în construcția releului.

O opțiune suplimentară a termoreleului este protecția la întreruperea unei faze sau a întregii rețele de alimentare. Pentru motoarele trifazate, acest aspect este deosebit de relevant.

Curentul din releul termic se deplasează în serie prin modulul său de încălzire și mai departe către motor. Cu bobina demarorului, aparatul este conectat prin contacte suplimentare (+).

La defecțiuni într-o fază, celelalte două preiau un curent de magnitudine mai mare. Ca urmare, are loc rapid o supraîncălzire, iar apoi deconectarea. Dacă releul nu funcționează eficient, atât motorul, cât și cablajul se pot defecta.

Tipurile existente de dispozitive

Clasa releelor termice include mai multe tipuri: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Utilizarea fiecăruia este determinată de particularitățile constructive.

Releu de curent bifazat (TRN), utilizat în principal pentru protecția electrică a motoarelor asincrone cu rotor în scurtcircuit. De regulă, ele funcționează de la o rețea cu o tensiune nominală de până la 500 V, frecvență 50 Hz.

Releul este dotat cu un mecanism manual de comandă a contactelor. Dimensiunile TRN permit încorporarea lor în echipamente complete de tip închis sau deschis ale stațiilor care coordonează funcționarea acționărilor. Ele nu îndeplinesc funcția de protecție la scurtcircuit și au nevoie ele însele de aceasta.

Releul TRP are un mecanism rezistent la vibrații, carcasă antișoc. Au fost dezvoltate pentru protecția motoarelor asincrone trifazate care funcționează în condiții de sarcini mecanice mari.

Ele sunt proiectate pentru un curent maxim de 600 A și o tensiune maximă de 500 V, iar în circuite de curent continuu — 440 V. Automatizarea este insensibilă la temperatura exterioară și se declanșează atunci când valoarea depășește 200°C.

Dispozitivele RTL — trifazate, pe lângă protecția motorului la suprasarcini, protejează rotorul împotriva blocării. Ele îl asigură împotriva defecțiunilor în caz de dezechilibru de fază sau la pornire prelungită.

Funcționează autonom cu bornele KRL și în modificarea cu demaror magnetic PML. Intervalul de curent de lucru — de la 0,10 până la 86 A.

Contactorul împreună cu releul termic. Când dispozitivul se declanșează, contactul normal închis și contactul normal deschis își schimbă sincron poziția.

RTT – dispozitivul protejează motoarele asincrone împotriva vârfurilor de curent, dezechilibrului de fază, blocării și a altor situații anormale. Se utilizează atât ca aparat independent, cât și ca încorporare în demaroarele PMA, PME.

Produsul trifazat RTI are aceleași funcții ca și precedentul, dar este utilizat în modificarea cu demaroarele KTM și KMI.

Cum să alegeți un releu termic

Motorul necesită un releu de protecție atunci când, din motive tehnologice, există o amenințare potențială de suprasarcină. Al doilea caz este necesitatea limitării timpului de pornire în condiții de tensiune redusă.

Aceste cerințe sunt cuprinse în instrucțiunile corespunzătoare. În acestea este exprimată dorința de a dota dispozitivul de protecție cu o întârziere temporală. Toate acestea se realizează cu ajutorul releelor termice.

Caracteristicile de bază ale dispozitivelor

Datele de bază ale dispozitivului care protejează motorul sunt:

1. Viteza de acționare a contactelor în funcție de parametrii curentului — caracteristica timp-curent.
2. Curentul de lucru la care declanșează releul termic.
3. Reglajele limită ale curentului de setare. În toate aparatele fabricate de diferiți producători, acest parametru diferă nesemnificativ. Depășirea valorii nominale cu 20% determină declanșarea aparatului în aproximativ 25 de minute.
4. Valoarea nominală a curentului plăcii bimetalice de lucru. Se referă la valoarea la depășirea căreia releul nu se decuplează imediat.
5. Domeniul de curent în care declanșează releul.

Informațiile despre releul termic pot fi obținute prin descifrarea marcajului său. Simbolul care indică tipul de execuție poate diferi.

Contactorul împreună cu releul termic. Când dispozitivul declanșează, contactul normal închis și contactul normal deschis își schimbă sincron poziția (+)

Locurile de amplasare a releelor termice autohtone sunt reglementate de GOST 15150. Asupra funcționării lor influențează factori precum altitudinea deasupra nivelului mării, vibrațiile, șocurile, accelerațiile.

Toate aceste nuanțe sunt reflectate de producători în marcajul produselor lor. Unele dintre ele includ suplimentar informații privind posibilitatea de funcționare în prezența substanțelor nocive și a gazelor explozive.

Alegerea dispozitivului conform regulilor

Cerințele pentru releul termic sunt expuse în instrucțiuni. De asemenea, se specifică faptul că protecția trebuie să aibă o întârziere temporală. Toate solicitările sunt realizate cu ajutorul dispozitivelor speciale.

Caracteristicile timp-curent ale RT și ale motorului protejat. La curenți de scurtcircuit, elementele de încălzire ale releului devin termic instabile (+)

Analizând caracteristicile timp-curent ale RT, trebuie să se țină cont că declanșarea poate avea loc dintr-o stare supraîncălzită sau rece.

O protecție impecabilă presupune că curba care ilustrează dependența optimă a duratei de trecere a curentului de mărimea curentului este diferită pentru releu și pentru motor. Prima trebuie să se afle sub cea de-a doua.

În tabel sunt prezentate caracteristicile tehnice ale releelor termice de tip RTL. Pe baza acestuia se poate selecta un dispozitiv de protecție cu parametrii necesari în funcție de puterea motorului (+)

Selectarea corectă a dispozitivului de protecție se face pe baza parametrului curent nominal de funcționare. Valoarea acestuia este legată de curentul nominal al sarcinii motorului electric.

Atât standardele internaționale, cât și cele naționale prevăd că curentul nominal al motorului este similar cu valoarea de declanșare a releului termic.

Aceasta înseamnă că aparatul pornește la o suprasarcină de 20 până la 30% sau la Iavg x 1,2 sau 1,3, nu mai târziu de 20 de minute.

Pe baza acestui fapt, selecția trebuie făcută astfel încât curentul de nedeclanșare al RT să depășească curentul nominal al obiectului protejat cu aproximativ 12%. Valoarea In este indicată în fișa tehnică a aparatului și pe plăcuța fixată pe carcasă.

Pe baza acesteia, se selectează atât RT, cât și contactorul corespunzător. Scara releului este calibrată în amperi și, de regulă, corespunde valorii curentului de reglaj.

Ca exemplu, putem da selecția unui releu termic pentru un motor asincron conectat la o rețea de 380 V, cu o putere de 1,5 kW.

Curentul nominal de funcționare pentru acesta este de 2,8 A, deci pentru releul termic, curentul de prag va fi: 1,2*2,8 = 3,36 A. Conform tabelului, alegerea trebuie să cadă pe RTL-1008, al cărui domeniu de reglare este între 2,4 și 4 A.

La declanșarea protecției, mai întâi se elimină cauza principală a opririi, apoi se readuce „releul termic” în starea inițială cu ajutorul tastei de resetare.

Atunci când datele din fișa tehnică a motorului nu sunt cunoscute, curentul se determină prin utilizarea unor instrumente speciale – clești ampermetrici sau un multimetru cu opțiunea corespunzătoare. Măsurătorile se efectuează pe fiecare fază.

Este important să acordați atenție tensiunii indicate pe aparat. Dacă se preconizează utilizarea tandemului RT-contactor, trebuie să țineți cont de numărul de contacte.

La conectarea dispozitivului la o rețea trifazată, este necesar un modul cu funcție de protecție pentru cazurile de ardere a conductoarelor sau de dezechilibru de fază.

Concluzii și material video util pe această temă

Schema de protecție eficientă a motorului:

Componentele releului termic:

Principiul de interacțiune al diferitelor aparate în diferite variante de conectare a releului termic este același. Pentru o mai bună orientare în scheme, trebuie să știți să “citiți” marcajul dispozitivelor. În mod ideal, toate lucrările de conectare ar trebui efectuate de un specialist autorizat să lucreze în condiții de tensiune înaltă.

Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări privind selectarea și utilizarea releului termic? Puteți lăsa comentarii la publicație, participa la discuții și împărtăși propria experiență de utilizare a dispozitivelor. Formularul de contact se află în blocul de jos.