과열 부하로부터 전기 모터, 마그네틱 스타터 및 기타 장비를 보호하는 것은 특수 열 보호 장치를 사용하여 수행됩니다. 열 보호 모델을 올바르게 선택하려면 작동 방식, 구조 및 기본 선택 기준을 알아야 합니다.
설계 및 작동 원리
열 릴레이(TR)는 과열 및 조기 고장으로부터 전기 모터를 보호하도록 설계되었습니다. 장기간 시동하는 동안 전기 모터는 시동 중에 전류 값의 7배를 소비하여 권선이 가열되기 때문에 전류 과부하를 받습니다. 정격 전류(In)는 운전 중 모터가 소비하는 전류입니다. 또한 TR은 전기 장비의 수명을 연장합니다.
가장 단순한 요소로 구성된 구조의 열 계전기 :
- 열에 민감한 요소.
- 자동 재설정 접점.
- 콘택트 렌즈.
- 봄.
- 바이메탈 도체 플레이트.
- 단추.
- 설정값 전류 조정기.
열 감지 요소는 바이메탈 플레이트 또는 기타 열 보호 요소에 열을 전달하는 역할을 하는 온도 센서입니다.자체 재설정 접점은 과열을 방지하기 위해 가열될 때 전기 소비자의 전원 공급 회로가 즉시 개방되도록 합니다.
플레이트는 두 가지 유형의 금속(바이메탈)으로 구성되며 그 중 하나는 열팽창 계수(Kp)가 높습니다. 그들은 고온에서 용접 또는 압연으로 함께 접착됩니다. 열 차폐판은 가열되면 Kp가 낮은 재료 쪽으로 구부러지고 냉각되면 판은 원래 위치로 돌아갑니다. 일반적으로 플레이트는 invar(낮은 Kp 값) 및 비자성 또는 크롬-니켈 강(높은 Kp 값)으로 만들어집니다.
버튼은 TR을 켜고 소비자를 위한 최적의 I 값을 설정하기 위해 설정값 전류 레귤레이터가 필요하며 이를 초과하면 TR이 트립됩니다.
TR의 작동 원리는 Joule-Lenz 법칙을 기반으로 합니다. 전류는 도체의 결정 격자에 있는 원자와 충돌하는 하전 입자의 방향 운동입니다(이 값은 저항이며 R로 표시됨). 이 상호 작용으로 인해 전기 에너지에서 파생된 열 에너지가 나타납니다. 도체 온도에 대한 흐름 지속 시간의 의존성은 줄-렌츠 법칙에 의해 결정됩니다.
이 법칙의 공식은 다음과 같습니다. I가 전도체를 통해 흐를 때 전도체 결정 격자의 원자와 상호 작용할 때 전류에 의해 방출되는 열 Q의 양은 I의 제곱, R의 값에 정비례합니다. 도체와 도체에 흐르는 전류의 노출 시간. 수학적으로 다음과 같이 쓸 수 있습니다. Q = a * I * I * R * t, 여기서 a는 변환 계수, I는 원하는 도체를 통해 흐르는 전류, R은 저항 값, t는 나.
계수 a = 1이면 계산 결과를 줄 단위로 측정하고, a = 0.24이면 결과를 칼로리 단위로 측정합니다.
바이메탈 재료 가열은 두 가지 방식으로 발생합니다.첫 번째에서는 바이메탈을 통해 흐르고 두 번째에서는 권선을 통해 흐릅니다. 권선의 절연은 열 에너지의 흐름을 느리게 합니다. 열 계전기는 열에 민감한 요소와 접촉할 때보다 높은 I 값에서 더 많이 가열됩니다. 이로 인해 접촉 신호의 활성화가 지연됩니다. 현대 TR은 두 가지 원칙을 모두 사용합니다.
열 보호 장치의 바이메탈 플레이트는 부하가 연결되는 동안 가열됩니다. 결합 가열을 통해 최적의 특성을 가진 장치를 얻을 수 있습니다. 플레이트는 I가 흐르면서 발생하는 열과 I 부하 시 특수 히터에 의해 가열됩니다. 가열하는 동안 바이메탈 플레이트가 변형되어 자체 복귀 접점에 작용합니다.
주요 특징들
각 RTD에는 개별적인 기술적 특성(TC)이 있습니다. 계전기는 부하 특성 및 전기 모터 또는 기타 전력 소비자와 함께 사용 조건에 따라 선택해야 합니다.
- 가치에.
- 작동의 조정 범위 I.
- 전압.
- TP 작동에 대한 추가 제어.
- 힘.
- 응답의 한계.
- 위상 불균형에 대한 민감도.
- 트리핑 클래스.
전류의 정격 값 - TR이 설계된 I의 값. 직접 연결된 소비자의 In 값에 의해 선택됩니다. 또한 In에서 예비로 선택하고 다음 공식에 따라 선택해야 합니다. Inr = 1.5 * Ind, 여기서 Inr - In TP, 정격 모터 전류(Ind)보다 1.5배 커야 합니다.
조정 한계 I 작동은 열 보호 장치의 중요한 매개변수 중 하나입니다. 이 매개변수의 지정은 In 값의 조정 범위입니다. 전압 - 릴레이 접점이 설계된 전원 전압의 값. 허용 값을 초과하면 장치가 고장납니다.
일부 유형의 릴레이에는 장치 및 소비자의 작동을 제어하기 위해 별도의 접점이 장착되어 있습니다.전력 - 이것은 연결된 소비자 또는 소비자 그룹의 출력 전력을 결정하는 TR의 주요 매개변수 중 하나입니다.
트리핑 한계 또는 임계값은 정격 전류에 따라 달라지는 계수입니다. 일반적으로 그 값은 1.1에서 1.5 사이입니다.
위상 불균형(위상 비대칭)에 대한 감도는 필요한 값의 정격 전류가 흐르는 위상에 대한 불균형 위상의 백분율 비율을 나타냅니다.
트리핑 클래스 - 설정값 전류의 다중성에 따라 TR의 평균 응답 시간을 나타내는 매개변수.
TR을 선택해야 하는 주요 특성은 부하 전류에 대한 응답 시간의 의존성입니다.
배선도
회로에서 열 릴레이의 배선도는 장치에 따라 크게 다를 수 있습니다. 그러나 TR은 모터 권선 또는 마그네틱 스타터 코일과 직렬로 연결되어 상시 개방 접점에 연결됩니다. 이러한 연결은 과부하로부터 장치를 보호하는 데 도움이 되기 때문입니다. 전류 소비가 초과되면 TR은 주 전원에서 장치를 분리합니다.
대부분의 회로는 제어판의 정지 버튼과 직렬로 연결될 때 작동하는 영구적으로 열린 접점을 사용합니다. 기본적으로 이 접점은 NC 또는 H3 문자로 표시됩니다.
보호 경보가 연결된 경우 상시 폐쇄 접점을 사용할 수 있습니다. 또한 더 복잡한 회로에서 이 접점은 마이크로프로세서와 마이크로컨트롤러를 사용하여 장치의 비상 정지에 대한 소프트웨어 제어를 구현하는 데 사용됩니다.
온도 조절기는 연결하기에 충분히 간단합니다. 이렇게 하려면 다음 원칙에 따라 안내해야 합니다. TP는 시동기의 접촉기 뒤에 배치되지만 모터 앞에 배치되고 영구 폐쇄 접점은 정지 버튼과 직렬로 포함됩니다.
열 릴레이의 종류
열 계전기는 여러 유형으로 나뉩니다.
- 바이메탈 - PTL(ksd, lrf, lrd, lr, iek 및 ptlr).
- 고체 상태.
- 장치의 온도 모드를 제어하는 릴레이. 기본 명칭은 RTK, NR, TF, ERB 및 DU입니다.
- 합금 용해 릴레이.
바이메탈 TR은 원시적인 디자인을 가지고 있으며 단순한 장치입니다.
솔리드 스테이트 형 열 계전기의 작동 원리는 바이메탈 형과 상당히 다릅니다. 솔리드 스테이트 릴레이는 기계적 접촉 없이 무선 요소에서 만들어지는 스내퍼라고도 하는 전자 장치입니다.
여기에는 시작 및 In을 모니터링하여 전기 모터의 평균 온도를 계산하는 RTR 및 RTI IEK가 포함됩니다. 이 계전기의 주요 특징은 스파크에 저항하는 능력입니다. 즉, 폭발성 환경에서 사용할 수 있습니다. 이 유형의 릴레이는 트리핑 시간이 더 빠르고 조정이 더 쉽습니다.
RTC는 서미스터 또는 열 저항기(프로브)를 사용하여 전기 모터 또는 기타 장치의 온도 상태를 모니터링하도록 설계되었습니다. 온도가 임계 조건으로 상승하면 저항이 급격히 증가합니다. 옴의 법칙에 따르면 R이 증가하면 전류가 감소하고 그 값이 정상적인 소비자 작동에 충분하지 않기 때문에 소비자가 꺼집니다. 이 유형의 릴레이는 냉장고 및 냉동고에 사용됩니다.
융합 열 계전기의 설계는 다른 모델과 크게 다르며 다음 요소로 구성됩니다.
- 히터 권선.
- 융점이 낮은 합금(공정).
- 회로 차단기 메커니즘.
공정 합금은 저온에서 녹고 접점을 차단하여 소비자의 전원 회로를 보호합니다. 이 릴레이는 장치에 내장되어 있으며 세탁기 및 자동차 애플리케이션에 사용됩니다.
열 계전기의 선택은 과열로부터 보호할 장치의 TC 및 작동 조건을 분석하여 이루어집니다.
열 릴레이를 선택하는 방법
복잡한 계산 없이 전력으로 모터에 적합한 열 릴레이 정격을 선택할 수 있습니다(열 보호 장치 사양 표).
열 계전기의 정격 전류를 계산하는 기본 공식:
Intr = 1.5 * Ind.
예를 들어 값이 380V인 3상 AC 전압 네트워크에서 전원이 공급되는 1.5kW의 비동기식 전기 모터에 대해 In TR을 계산해야 합니다.
이것은 매우 쉽습니다. 정격 모터 전류 값을 계산하려면 전력 공식을 사용하십시오.
피 = 나 * 유.
따라서 Ind = P / U = 1500 / 380 ≈ 3.95 A입니다. TP의 공칭 전류 값은 다음과 같이 계산됩니다. Intr = 1.5 * 3.95 ≈ 6 A.
계산을 기반으로 7 ~ 10A의 설정값 전류 범위를 가진 RTL-1014-2 유형 TP를 선택합니다.
주변 온도가 높으면 설정값을 최소로 설정해야 합니다. 낮은 주변 온도에서 모터 고정자 권선의 증가하는 부하를 고려해야 하며 가능하면 켜지지 않아야 합니다. 상황에 따라 불리한 조건에서 모터를 사용해야 하는 경우 낮은 설정값 전류로 설정을 시작한 다음 필요한 값으로 증가시켜야 합니다.
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