थर्मल रिले के संचालन और वायरिंग आरेख का सिद्धांत

इलेक्ट्रिक मोटर्स, मैग्नेटिक स्टार्टर्स और अन्य उपकरणों को ओवरहीटिंग लोड से बचाने के लिए विशेष थर्मल प्रोटेक्शन डिवाइस का इस्तेमाल किया जाता है। थर्मल प्रोटेक्शन मॉडल का सही चुनाव करने के लिए, आपको यह जानना होगा कि यह कैसे काम करता है, इसकी संरचना, साथ ही चयन के लिए बुनियादी मानदंड।

डिजाइन और संचालन का सिद्धांत

थर्मल रिले (TR) को इलेक्ट्रिक मोटर्स को ओवरहीटिंग और समय से पहले विफलता से सुरक्षा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लंबी अवधि की शुरुआत के दौरान, इलेक्ट्रिक मोटर को वर्तमान अधिभार के अधीन किया जाता है, क्योंकि स्टार्ट-अप के दौरान यह वर्तमान मूल्य से सात गुना अधिक खपत करता है, जिससे वाइंडिंग गर्म हो जाती है। रेटेड करंट (इन) ऑपरेशन के दौरान मोटर द्वारा खींचा गया करंट है। इसके अलावा, टीआर विद्युत उपकरणों के सेवा जीवन को बढ़ाते हैं।

थर्मल रिले, जिसकी संरचना में सबसे सरल तत्व होते हैं:

1. गर्मी के प्रति संवेदनशील तत्व।
2. एक स्व-रीसेट संपर्क।
3. संपर्क।
4. वसन्त।
5. बाईमेटल कंडक्टर प्लेट।
6. बटन।
7. वर्तमान नियामक सेट करें।

थर्मल सेंसिंग तत्व एक तापमान सेंसर है जो गर्मी को एक बाईमेटेलिक प्लेट या अन्य थर्मल सुरक्षा तत्व में स्थानांतरित करने का कार्य करता है।सेल्फ-रीसेटिंग संपर्क बिजली उपभोक्ता के बिजली आपूर्ति सर्किट को गर्म होने पर तुरंत खोलने की अनुमति देता है ताकि ओवरहीटिंग से बचा जा सके।

प्लेट में दो प्रकार की धातु (द्विधातु) होती है, जिनमें से एक में उच्च तापीय विस्तार गुणांक (Kp) होता है। वे उच्च तापमान पर वेल्डिंग या रोलिंग द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। गर्म होने पर, हीट शील्ड प्लेट निचले Kp के साथ सामग्री की ओर झुक जाती है, और ठंडा होने पर प्लेट अपनी मूल स्थिति में लौट आती है। आम तौर पर प्लेटें इनवार (निचले केपी मान) और गैर-चुंबकीय या क्रोमियम-निकल स्टील (उच्च केपी मान) से बनी होती हैं।

बटन TR को चालू करता है, उपभोक्ता के लिए I का इष्टतम मान सेट करने के लिए सेटपॉइंट करंट रेगुलेटर आवश्यक है, और इससे अधिक होने पर TR ट्रिप हो जाएगा।

टीआर के संचालन का सिद्धांत जूल-लेन्ज़ कानून पर आधारित है। करंट आवेशित कणों की दिशात्मक गति है जो एक कंडक्टर के क्रिस्टल जाली में परमाणुओं से टकराते हैं (यह मान प्रतिरोध है और इसे R द्वारा दर्शाया गया है)। यह अंतःक्रिया विद्युत ऊर्जा से प्राप्त तापीय ऊर्जा की उपस्थिति का कारण बनती है। कंडक्टर के तापमान पर प्रवाह की अवधि की निर्भरता जूल-लेन्ज़ कानून द्वारा निर्धारित की जाती है।

इस कानून का सूत्रीकरण इस प्रकार है: जब मैं एक कंडक्टर के माध्यम से प्रवाहित होता हूं, तो कंडक्टर क्रिस्टल जाली के परमाणुओं के साथ बातचीत में वर्तमान द्वारा जारी गर्मी क्यू की मात्रा I के वर्ग के सीधे आनुपातिक होती है, R का मान कंडक्टर और कंडक्टर पर करंट का एक्सपोज़र टाइम। गणितीय रूप से इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है: क्यू = ए * आई * आई * आर * टी, जहां ए रूपांतरण कारक है, मैं वांछित कंडक्टर के माध्यम से बहने वाला वर्तमान है, आर प्रतिरोध मूल्य है और टी प्रवाह का समय है मैं।

यदि गुणांक a = 1, गणना का परिणाम जूल में मापा जाता है, और यदि a = 0.24 है, तो परिणाम कैलोरी में मापा जाता है।

ताप द्विधातु सामग्री दो तरह से होती है।पहले में, मैं बाईमेटल से होकर बहता हूं, और दूसरे में, वाइंडिंग से। घुमावदार का इन्सुलेशन थर्मल ऊर्जा के प्रवाह को धीमा कर देता है। थर्मल रिले थर्मोसेंसिटिव तत्व के संपर्क में आने की तुलना में उच्च I मूल्यों पर अधिक गर्म होता है। इसके परिणामस्वरूप संपर्क संकेत के सक्रिय होने में देरी होती है। आधुनिक टीआर दोनों सिद्धांतों का उपयोग करते हैं।

लोड कनेक्ट होने पर थर्मल प्रोटेक्शन डिवाइस की बाईमेटेलिक प्लेट को गर्म किया जाता है। संयुक्त हीटिंग इष्टतम विशेषताओं के साथ एक उपकरण प्राप्त करने की अनुमति देता है। प्लेट को I से बहने वाली गर्मी और I लोड पर एक विशेष हीटर द्वारा गर्म किया जाता है। हीटिंग के दौरान, बाईमेटेलिक प्लेट विकृत हो जाती है और स्व-वापसी संपर्क पर कार्य करती है।

प्रमुख विशेषताऐं

प्रत्येक आरटीडी में व्यक्तिगत तकनीकी विशेषताएं (टीसी) होती हैं। रिले को लोड विशेषता और इलेक्ट्रिक मोटर या अन्य बिजली उपभोक्ता के साथ उपयोग की स्थिति के अनुसार चुना जाना चाहिए:

1. मूल्य में।
2. ऑपरेशन का समायोजन रेंज I।
3. वोल्टेज।
4. टीपी ऑपरेशन का अतिरिक्त नियंत्रण।
5. शक्ति।
6. प्रतिक्रिया की सीमा।
7. चरण असंतुलन के प्रति संवेदनशीलता।
8. ट्रिपिंग की कक्षा।

वर्तमान का रेटेड मान - I का मान, जिसके लिए TR डिज़ाइन किया गया है। उपभोक्ता के इन के मूल्य से चुना जाता है जिससे वह सीधे जुड़ा होता है। इसके अलावा, इन पर रिजर्व के साथ चयन करना और निम्नलिखित सूत्र द्वारा निर्देशित होना आवश्यक है: Inr = 1.5 * Ind, जहां Inr - TP में, जो रेटेड मोटर करंट (Ind) से 1.5 गुना अधिक होना चाहिए।

समायोजन सीमा I ऑपरेशन थर्मल सुरक्षा उपकरण के महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है। इस पैरामीटर का पदनाम इन के मान की समायोजन सीमा है। वोल्टेज - बिजली वोल्टेज का मूल्य जिसके लिए रिले संपर्क डिज़ाइन किए गए हैं; यदि अनुमेय मूल्य पार हो गया है, तो डिवाइस की विफलता होगी।

कुछ प्रकार के रिले डिवाइस और उपभोक्ता के संचालन को नियंत्रित करने के लिए अलग-अलग संपर्कों से लैस होते हैं।शक्ति - यह टीआर के मुख्य मापदंडों में से एक है, जो जुड़े उपभोक्ता या उपभोक्ताओं के समूह की उत्पादन शक्ति को निर्धारित करता है।

ट्रिपिंग लिमिट या थ्रेशोल्ड एक गुणांक है जो रेटेड करंट पर निर्भर करता है। सामान्य तौर पर, इसका मान 1.1 से 1.5 के बीच होता है।

चरण असंतुलन (चरण विषमता) के प्रति संवेदनशीलता असंतुलित चरण के प्रतिशत अनुपात को उस चरण में इंगित करती है जिसके माध्यम से आवश्यक मूल्य की रेटेड धारा प्रवाहित होती है।

ट्रिपिंग क्लास - एक पैरामीटर जो सेटपॉइंट करंट की बहुलता के आधार पर टीआर के औसत प्रतिक्रिया समय का प्रतिनिधित्व करता है।

मुख्य विशेषता, जिसके द्वारा टीआर चुनना आवश्यक है, लोड करंट से प्रतिक्रिया समय की निर्भरता है।

वायरिंग का नक्शा

सर्किट में थर्मल रिले के वायरिंग आरेख डिवाइस के आधार पर काफी भिन्न हो सकते हैं। हालांकि, टीआर मोटर वाइंडिंग या चुंबकीय स्टार्टर कॉइल के साथ श्रृंखला में सामान्य रूप से खुले संपर्क से जुड़े होते हैं, क्योंकि इस तरह का कनेक्शन डिवाइस को ओवरलोड से बचाने में मदद करता है। यदि वर्तमान खपत पार हो जाती है, तो टीआर यूनिट को मुख्य आपूर्ति से काट देता है।

अधिकांश सर्किट स्थायी रूप से खुले संपर्क का उपयोग करते हैं जो नियंत्रण कक्ष पर स्टॉप बटन के साथ श्रृंखला में कनेक्ट होने पर संचालित होता है। मूल रूप से यह संपर्क NC या H3 अक्षरों से चिह्नित है।

सुरक्षा अलार्म कनेक्ट होने पर सामान्य रूप से बंद संपर्क का उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, अधिक जटिल सर्किट में इस संपर्क का उपयोग माइक्रोप्रोसेसरों और माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके डिवाइस के आपातकालीन स्टॉप के सॉफ़्टवेयर नियंत्रण को लागू करने के लिए किया जाता है।

थर्मोस्टेट कनेक्ट करने के लिए काफी सरल है। ऐसा करने के लिए, आपको निम्नलिखित सिद्धांत द्वारा निर्देशित होने की आवश्यकता है: टीपी को स्टार्टर के संपर्ककर्ताओं के बाद रखा गया है, लेकिन मोटर से पहले, और स्थायी रूप से बंद संपर्क को स्टॉप बटन के साथ श्रृंखला में शामिल किया गया है।

थर्मल रिले के प्रकार

ऐसे कई प्रकार हैं जिनमें थर्मल रिले विभाजित हैं:

1. द्विधातु - पीटीएल (केएसडी, एलआरएफ, एलआरडी, एलआर, आईईके और पीटीएलआर)।
2. ठोस अवस्था।
3. डिवाइस के तापमान मोड को नियंत्रित करने के लिए रिले। मूल पदनाम इस प्रकार हैं: आरटीके, एनआर, टीएफ, ईआरबी और डीयू।
4. मिश्र धातु पिघलने रिले।

बाईमेटेलिक टीआर में एक आदिम डिजाइन होता है और ये सरल उपकरण होते हैं।

एक ठोस अवस्था प्रकार के थर्मल रिले के संचालन का सिद्धांत एक द्विधात्वीय प्रकार से काफी अलग है। सॉलिड स्टेट रिले एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, जिसे स्नैपर भी कहा जाता है, जो बिना यांत्रिक संपर्कों के रेडियो तत्वों पर बनाया जाता है।

इनमें आरटीआर और आरटीआई आईईके शामिल हैं, जो इलेक्ट्रिक मोटर के औसत तापमान की गणना उसके शुरू होने और अंदर की निगरानी करके करता है। इन रिले की मुख्य विशेषता चिंगारी का विरोध करने की क्षमता है, अर्थात इनका उपयोग विस्फोटक वातावरण में किया जा सकता है। इस प्रकार का रिले ट्रिपिंग समय में तेज़ और समायोजित करने में आसान होता है।

आरटीसी को थर्मिस्टर या थर्मल रेसिस्टर (जांच) का उपयोग करके इलेक्ट्रिक मोटर या अन्य डिवाइस की तापमान स्थिति की निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया है। जब तापमान एक गंभीर स्थिति तक बढ़ जाता है, तो इसका प्रतिरोध तेजी से बढ़ जाता है। ओम के नियम के अनुसार, जब R बढ़ता है, धारा घटती है और उपभोक्ता बंद हो जाता है क्योंकि इसका मूल्य सामान्य उपभोक्ता संचालन के लिए पर्याप्त नहीं है। इस प्रकार के रिले का उपयोग रेफ्रिजरेटर और फ्रीजर में किया जाता है।

फ्यूजन थर्मल रिले का डिज़ाइन अन्य मॉडलों से काफी भिन्न होता है और इसमें निम्नलिखित तत्व होते हैं:

1. हीटर वाइंडिंग।
2. कम गलनांक (यूटेक्टिक) वाला मिश्र धातु।
3. सर्किट ब्रेकर तंत्र।

यूटेक्टिक मिश्र धातु कम तापमान पर पिघलती है और संपर्क तोड़कर उपभोक्ता के पावर सर्किट की रक्षा करती है। यह रिले डिवाइस में बनाया गया है और इसका उपयोग वाशिंग मशीन और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में किया जाता है।

थर्मल रिले का चयन टीसी और डिवाइस की परिचालन स्थितियों को ओवरहीटिंग से बचाने के लिए किया जाता है।

थर्मल रिले कैसे चुनें

जटिल गणनाओं के बिना आप शक्ति द्वारा मोटर के लिए थर्मल रिले की उपयुक्त रेटिंग चुन सकते हैं (थर्मल सुरक्षा उपकरणों की विशिष्टताओं की तालिका)।

थर्मल रिले के रेटेड वर्तमान की गणना के लिए मूल सूत्र:

इंट्र = 1.5 * इंडस्ट्रीज़।

उदाहरण के लिए, 380 वी के मान के साथ तीन-चरण एसी वोल्टेज नेटवर्क से संचालित 1.5 किलोवाट की अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर के लिए टीआर में गणना करना आवश्यक है।

ये करना काफी आसान है. रेटेड मोटर करंट के मूल्य की गणना करने के लिए, पावर फॉर्मूला का उपयोग करें:

पी = मैं * यू।

इसलिए, इंड = पी / यू = 1500/380 3.95 ए। टीपी के नाममात्र वर्तमान के मूल्य की गणना निम्नानुसार की जाती है: इंट्र = 1.5 * 3.95 ≈ 6 ए।

गणना के आधार पर, RTL-1014-2 टाइप TP को 7 से 10 A तक के सेटपॉइंट करंट की एडजस्टेबल रेंज के साथ चुनें।

यदि परिवेश का तापमान अधिक है, तो सेटपॉइंट मान न्यूनतम पर सेट किया जाना चाहिए। कम परिवेश के तापमान पर, मोटर स्टेटर वाइंडिंग्स पर बढ़ते भार को ध्यान में रखा जाना चाहिए और, यदि संभव हो तो, चालू नहीं किया जाना चाहिए। यदि परिस्थितियों में प्रतिकूल परिस्थितियों में मोटर के उपयोग की आवश्यकता होती है, तो सेटिंग को कम सेटपॉइंट करंट से शुरू करना और फिर इसे आवश्यक मूल्य तक बढ़ाना आवश्यक है।

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