Perlindungan motor listrik, starter magnet dan peralatan lainnya dari beban panas berlebih dilakukan dengan menggunakan perangkat perlindungan termal khusus. Untuk membuat pilihan model perlindungan termal yang tepat, Anda perlu mengetahui cara kerjanya, strukturnya, serta kriteria dasar pemilihannya.
Isi
Desain dan prinsip operasi
Relai termal (TR) dirancang untuk memberikan perlindungan motor listrik dari panas berlebih dan kegagalan prematur. Selama penyalaan jangka panjang, motor listrik mengalami kelebihan arus, karena selama penyalaan ia mengkonsumsi tujuh kali nilai arus, yang menyebabkan pemanasan belitan. Arus pengenal (In) adalah arus yang ditarik oleh motor selama operasi. Selain itu, TR meningkatkan masa pakai peralatan listrik.
Relai termal, yang strukturnya terdiri dari elemen paling sederhana:
- Elemen peka panas.
- Kontak yang mengatur ulang sendiri.
- Kontak.
- Musim semi.
- Plat konduktor bimetal.
- Tombol.
- Pengatur arus setpoint.
Elemen penginderaan termal adalah sensor suhu yang berfungsi untuk mentransfer panas ke pelat bimetal atau elemen pelindung termal lainnya.Kontak yang mengatur ulang sendiri memungkinkan sirkuit catu daya konsumen listrik dibuka secara instan saat dipanaskan untuk menghindari panas berlebih.
Pelat terdiri dari dua jenis logam (bimetal) yang salah satunya memiliki koefisien muai panas (Kp) yang tinggi. Mereka terikat bersama dengan pengelasan atau penggulungan pada suhu tinggi. Saat dipanaskan, pelat pelindung panas menekuk ke arah material dengan Kp yang lebih rendah, dan ketika didinginkan, pelat kembali ke posisi semula. Umumnya pelat terbuat dari invar (nilai Kp lebih rendah) dan baja non-magnetik atau kromium-nikel (nilai Kp lebih tinggi).
Tombol menyalakan TR, pengatur arus setpoint diperlukan untuk mengatur nilai I optimal bagi konsumen, dan melebihi itu akan menyebabkan TR trip.
Prinsip operasi TR didasarkan pada hukum Joule-Lenz. Arus adalah gerakan arah partikel bermuatan yang bertabrakan dengan atom dalam kisi kristal konduktor (nilai ini adalah resistansi dan dilambangkan dengan R). Interaksi ini menyebabkan munculnya energi panas yang berasal dari energi listrik. Ketergantungan durasi aliran pada suhu konduktor ditentukan oleh hukum Joule-Lenz.
Rumusan hukum ini adalah sebagai berikut: ketika I mengalir melalui konduktor, jumlah panas Q yang dilepaskan oleh arus dalam interaksinya dengan atom-atom kisi kristal konduktor berbanding lurus dengan kuadrat I, nilai R dari konduktor dan waktu pemaparan arus pada konduktor. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut: Q = a * I * I * R * t, di mana a adalah faktor konversi, I adalah arus yang mengalir melalui penghantar yang diinginkan, R adalah nilai hambatan dan t adalah waktu aliran SAYA.
Jika koefisien a = 1, hasil perhitungan diukur dalam joule, dan jika a = 0,24, hasilnya diukur dalam kalori.
Pemanasan bahan bimetalik terjadi dalam dua cara.Yang pertama, saya mengalir melalui bimetal, dan yang kedua, melalui belitan. Isolasi belitan memperlambat aliran energi panas. Relai termal lebih panas pada nilai I tinggi daripada saat kontak dengan elemen termosensitif. Hal ini menyebabkan penundaan aktivasi sinyal kontak. TR modern menggunakan kedua prinsip tersebut.
Pelat bimetal dari perangkat perlindungan termal dipanaskan saat beban terhubung. Pemanasan gabungan memungkinkan untuk mendapatkan perangkat dengan karakteristik optimal. Pelat dipanaskan oleh panas yang dihasilkan oleh I yang mengalir melaluinya dan oleh pemanas khusus pada beban I. Selama pemanasan, pelat bimetal berubah bentuk dan bekerja pada kontak yang kembali sendiri.
Fitur Utama
Setiap RTD memiliki karakteristik teknis individu (TC). Relai harus dipilih sesuai dengan karakteristik beban dan kondisi penggunaan dengan motor listrik atau konsumen daya lainnya:
- Dalam nilai.
- Rentang penyesuaian I operasi.
- Voltase.
- Kontrol tambahan dari operasi TP.
- Kekuasaan.
- Batas respon.
- Sensitivitas terhadap ketidakseimbangan fase.
- Kelas tersandung.
Nilai nilai arus - nilai I, yang dirancang untuk TR. Dipilih berdasarkan nilai In dari konsumen yang terhubung langsung. Selain itu, perlu untuk memilih dengan cadangan pada In dan dipandu oleh rumus berikut: Inr = 1,5 * Ind, di mana Inr - In TP, yang harus lebih besar dari arus motor pengenal (Ind) sebesar 1,5 kali.
Operasi batas penyesuaian I adalah salah satu parameter penting dari perangkat perlindungan termal. Penunjukan parameter ini adalah rentang penyesuaian nilai In. Tegangan - nilai tegangan daya yang dirancang oleh kontak relai; jika nilai yang diizinkan terlampaui, kegagalan perangkat akan terjadi.
Beberapa jenis relai dilengkapi dengan kontak terpisah untuk mengontrol pengoperasian perangkat dan konsumen.Daya - ini adalah salah satu parameter utama TR, yang menentukan daya keluaran konsumen atau kelompok konsumen yang terhubung.
Batas trip atau ambang batas adalah koefisien yang bergantung pada arus pengenal. Secara umum, nilainya berkisar antara 1,1 hingga 1,5.
Sensitivitas terhadap ketidakseimbangan fase (fase asimetri) menunjukkan rasio persentase fase tidak seimbang ke fase yang dilalui arus pengenal dari nilai yang diperlukan mengalir.
Kelas tersandung - parameter yang mewakili waktu respons rata-rata TR tergantung pada banyaknya arus setpoint.
Karakteristik utama, yang diperlukan untuk memilih TR, adalah ketergantungan waktu respons dari arus beban.
Diagram pengkabelan
Diagram pengkabelan relai termal di sirkuit dapat sangat bervariasi tergantung pada perangkat. Namun, TR dihubungkan secara seri dengan belitan motor atau koil starter magnetis ke kontak yang biasanya terbuka, karena sambungan semacam ini membantu melindungi perangkat dari beban berlebih. Jika konsumsi arus terlampaui, TR memutuskan unit dari suplai utama.
Sebagian besar sirkuit menggunakan kontak terbuka permanen yang beroperasi saat dihubungkan secara seri dengan tombol stop pada panel kontrol. Pada dasarnya kontak ini ditandai dengan huruf NC atau H3.
Kontak yang biasanya tertutup dapat digunakan ketika alarm perlindungan terhubung. Juga, di sirkuit yang lebih kompleks, kontak ini digunakan untuk menerapkan kontrol perangkat lunak dari penghentian darurat perangkat menggunakan mikroprosesor dan mikrokontroler.
Termostat cukup sederhana untuk dihubungkan. Untuk melakukan ini, Anda perlu dipandu oleh prinsip berikut: TP ditempatkan setelah kontaktor starter, tetapi sebelum motor, dan kontak yang ditutup secara permanen disertakan secara seri dengan tombol stop.
Jenis relai termal
Ada banyak jenis di mana relai termal dibagi:
- Bimetal - PTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek dan ptlr).
- Keadaan padat.
- Relay untuk mengontrol mode suhu perangkat. Sebutan dasar adalah sebagai berikut: RTK, NR, TF, ERB dan DU.
- Relai peleburan paduan.
TR bimetal memiliki desain primitif dan merupakan perangkat sederhana.
Prinsip pengoperasian relai termal tipe solid state sangat berbeda dari tipe bimetalik. Solid state relay adalah perangkat elektronik, juga disebut kakap, yang dibuat pada elemen radio tanpa kontak mekanis.
Mereka termasuk RTR dan RTI IEK, yang menghitung suhu rata-rata motor listrik dengan memantau start dan In. Fitur utama dari relai ini adalah kemampuan untuk menahan percikan api, yaitu mereka dapat digunakan di lingkungan yang mudah meledak. Relay jenis ini lebih cepat dalam waktu trip dan lebih mudah diatur.
RTC dirancang untuk memantau kondisi suhu motor listrik atau perangkat lain menggunakan termistor atau resistor termal (probe). Ketika suhu naik ke kondisi kritis, resistensi meningkat tajam. Menurut hukum Ohm, ketika R meningkat, arus berkurang dan konsumen dimatikan karena nilainya tidak cukup untuk operasi konsumen normal. Jenis relai ini digunakan di lemari es dan freezer.
Desain relai termal fusi berbeda secara signifikan dari model lain dan terdiri dari elemen-elemen berikut:
- Berliku pemanas.
- Paduan yang memiliki titik leleh rendah (eutektik).
- Mekanisme Pemutus Sirkuit.
Paduan eutektik meleleh pada suhu rendah dan melindungi sirkuit daya konsumen dengan memutus kontak. Relai ini dibangun ke dalam perangkat dan digunakan dalam mesin cuci dan aplikasi otomotif.
Pemilihan relai termal dilakukan dengan menganalisis TC dan kondisi operasi perangkat agar terlindungi dari panas berlebih.
Bagaimana memilih relai termal
Tanpa perhitungan yang rumit, Anda dapat memilih peringkat relai termal yang sesuai untuk motor berdasarkan daya (tabel spesifikasi perangkat perlindungan termal).
Rumus dasar untuk menghitung arus pengenal relai termal:
Intr = 1,5 * Int.
Misalnya, perlu untuk menghitung In TR untuk motor listrik asinkron 1,5 kW, ditenagai dari jaringan tegangan AC tiga fase dengan nilai 380 V.
Ini cukup mudah dilakukan. Untuk menghitung nilai arus motor pengenal, gunakan rumus daya:
P = I * U
Jadi, Ind = P / U = 1500 / 380 3,95 A. Nilai arus nominal TP dihitung sebagai berikut: Intr = 1,5 * 3,95 6 A.
Berdasarkan perhitungan, pilih TP tipe RTL-1014-2 dengan kisaran arus setpoint yang dapat disesuaikan dari 7 hingga 10 A.
Jika suhu lingkungan tinggi, nilai setpoint harus diatur ke minimum. Pada suhu lingkungan yang rendah, peningkatan beban pada belitan stator motor harus diperhitungkan dan, jika mungkin, tidak dinyalakan. Jika keadaan mengharuskan penggunaan motor dalam kondisi buruk, perlu untuk memulai pengaturan dengan arus setpoint yang rendah dan kemudian meningkatkannya ke nilai yang diperlukan.
Artikel terkait:
