Elektromotoru, magnētisko starteru un citu iekārtu aizsardzība pret pārkaršanas slodzēm tiek veikta ar speciālām termiskās aizsardzības ierīcēm. Lai izvēlētos pareizo termoaizsardzības modeli, jums jāzina, kā tas darbojas, kāda ir tā konstrukcija un kādi ir galvenie izvēles kritēriji.
Saturs
Konstrukcija un darbības princips
Termoreleja (TR) ir paredzēta elektromotoru aizsardzībai pret pārkaršanu un priekšlaicīgu atteici. Ilgstošas iedarbināšanas laikā elektromotors ir pakļauts strāvas pārslodzei, jo iedarbināšanas laikā tas patērē septiņas reizes lielāku strāvu, kas izraisa tinumu sakaršanu. Nominālā strāva (Inn) ir strāva, ko motors absorbē darbības laikā. Turklāt TR pagarina elektroiekārtu kalpošanas laiku.
Termiskais relejs, kura konstrukcija sastāv no vienkāršiem elementiem:
- Siltuma jutīgais elements.
- Pašatjaunojošs kontakts.
- Kontakti.
- Pavasaris.
- Bimetāla vadītāja plāksne.
- Poga.
- Iestatītās strāvas regulators.
Temperatūras sensors ir temperatūras sensors, kas kalpo siltuma nodošanai bimetāla plāksnei vai citam termiskās aizsardzības elementam. Pašatjaunojošais kontakts ļauj nekavējoties atslēgt strāvas padevi elektriskajam patērētājam, ja tas sakarst, lai novērstu pārkaršanu.
Plāksne sastāv no divu veidu metāla (bimetāla), no kuriem vienam ir augsts termiskās izplešanās koeficients (Kp). Tās tiek savienotas, metinot vai velmējot augstā temperatūrā. Uzkarsējot, siltumekrāna plāksne saliecas pret materiālu ar zemāku Kp, un, atdzesējot, plāksne atgriežas sākotnējā stāvoklī. Plāksnes galvenokārt izgatavo no invara (zemāka Kp vērtība) un nemagnētiskā vai hroma-niķeļa tērauda (augstāka Kp vērtība).
Poga ieslēdz TR, iestatītās strāvas regulatoram ir jāiestata patērētājam optimālā I vērtība, kuras pārsniegšana izraisa TR ieslēgšanos.
TR darbības principa pamatā ir Džoula-Lenca likums. Strāva ir lādētu daļiņu virziena kustība, kas saduras ar atomu kristālrežģī (šī vērtība ir pretestība, un to apzīmē ar R). Šī mijiedarbība izraisa siltumenerģijas rašanos, kas tiek iegūta no elektriskās enerģijas. Plūsmas ilguma atkarību no vadītāja temperatūras nosaka Džoula-Lenca likums.
Šis likums formulēts šādi: ja caur vadītāju plūst strāva I, tad siltuma daudzums Q, kas izdalās strāvai mijiedarbojoties ar atomu atomu atomu režģī, ir tieši proporcionāls I kvadrātam, vadītāja R lielumam un strāvas iedarbības laikam uz vadītāju. Matemātiski to var uzrakstīt šādi: Q = a * I * I * R * t, kur a ir konversijas koeficients, I ir strāva, kas plūst caur vajadzīgo vadītāju, R ir pretestības vērtība un t ir I plūsmas laiks.
Ja a = 1, aprēķina rezultāts tiek mērīts džoulos, bet, ja a = 0,24, rezultāts tiek mērīts kalorijās.
Bimetāla materiāla sildīšana notiek divējādi. Pirmajā gadījumā I plūst caur bimetālu, bet otrajā - caur tinumu. Tinuma izolācija palēnina siltumenerģijas plūsmu. Termoreleja sakarst vairāk, kad I vērtība ir augsta, nekā tad, kad tā ir kontaktā ar termosensitīvo elementu. Tas aizkavē kontaktu aktivizēšanas signālu. Mūsdienu TR modeļos tiek izmantoti abi principi.
Termoaizsardzības ierīces bimetāla plāksnīte sakarst, kad ir pievienota slodze. Kombinētā sildīšana ļauj iegūt ierīci ar optimālu veiktspēju. Plāksni uzkarsē siltums, ko rada I, kad tā iet caur to, un īpašs sildītājs, kad I tiek ielādēta. Karsēšanas laikā bimetāla plāksne deformējas un iedarbojas uz pašsildāmo kontaktu.
Galvenās funkcijas
Katram RTD ir individuāli tehniskie dati (TS). Releju jāizvēlas atbilstoši elektromotora vai cita elektroenerģijas patērētāja slodzes raksturojumam un pielietojuma stāvoklim:
- Vērtībā.
- I darbības regulēšanas diapazons.
- Spriegums.
- TP darbības palīgkontrole.
- Jauda.
- Darbības ierobežojums.
- jutība pret fāžu nelīdzsvarotību.
- Ceļojuma klase.
Nominālā strāvas vērtība - I vērtība, kurai TR ir paredzēts. To izvēlas atkarībā no tā patērētāja In vērtības, ar kuru tas ir tieši savienots. Turklāt ir jāizvēlas ar rezervi In un jāvadās pēc šādas formulas: Inr = 1,5 * Ind, kur Inr ir TP In, kam jābūt 1,5 reizes lielākam par motora nominālo strāvu (Ind).
I izslēgšanās regulēšanas robeža ir viens no svarīgākajiem termiskās aizsardzības ierīces parametriem. Šī parametra apzīmējums ir In vērtības regulēšanas diapazons. Spriegums ir barošanas sprieguma vērtība, kurai ir paredzēti releja kontakti; pieļaujamās vērtības pārsniegšana izraisīs ierīces atteici.
Dažu tipu releji ir aprīkoti ar atsevišķiem kontaktiem ierīces un patērētāja darbības kontrolei. Jauda ir viens no galvenajiem TR parametriem, kas nosaka pieslēgtā patērētāja vai patērētāju grupas izejas jaudu.
Izslēgšanās robeža vai slieksnis ir koeficients, kas atkarīgs no nominālās strāvas. Tās vērtība galvenokārt ir robežās no 1,1 līdz 1,5.
Jutība pret fāžu nelīdzsvarotību (fāžu asimetrija) norāda nelīdzsvarotās fāzes procentuālo attiecību pret fāzi, caur kuru plūst nepieciešamās vērtības nominālā strāva.
Izslēgšanās klase ir parametrs, kas atspoguļo TR vidējo reakcijas laiku attiecībā pret iestatītās vērtības strāvas daudzkārtību.
Galvenā īpašība, pēc kuras jāizvēlas TR, ir darbības laika atkarība no slodzes strāvas.
Elektroinstalācijas shēma
Termisko releju elektroinstalācijas shēmas ķēdē var ievērojami atšķirties atkarībā no ierīces. Tomēr RTD ir savienoti virknē ar motora tinumu vai magnētiskā kontaktora spolei ar normāli atvērtu kontaktu, jo šāda veida savienojums palīdz aizsargāt ierīci pret pārslodzi. Ja strāvas patēriņš tiek pārsniegts, TR atslēdz ierīci no elektrotīkla.
Lielākajā daļā elektroinstalācijas shēmu tiek izmantots pastāvīgi atvērts kontakts, kas darbojas, ja tas ir savienots virknē ar vadības paneļa apturēšanas pogu. Šis kontakts parasti ir apzīmēts ar burtiem NC vai H3.
Normāli slēgto kontaktu var izmantot drošības signalizācijas pieslēgšanai. Sarežģītākās shēmās šo kontaktu izmanto arī, lai izpildītu ieprogrammētu ierīces avārijas apturēšanas vadību, izmantojot mikroprocesorus un mikrokontrolierus.
Termostatu var pieslēgt pavisam vienkārši. Lai to izdarītu, jāievēro šāds princips: TP ir novietots aiz startera kontaktoriem, bet pirms elektromotora, un pastāvīgi slēgtais kontakts ir savienots virknē ar apturēšanas pogu.
Siltuma releju veidi
Siltuma relejus iedala daudzos tipos:
- Bimetāla - PTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek un ptlr).
- Cietvielu.
- Releji iekārtas temperatūras kontrolei. Pamata apzīmējumi ir šādi: RTK, NR, TF, ERB un DU.
- Sakausējuma kausēšanas releji.
Bimetāliskajiem TR ir primitīva konstrukcija, un tie ir vienkāršas ierīces.
Cietvielu termiskā releja darbības princips būtiski atšķiras no bimetāla tipa releja. Cietvielu relejs ir elektroniska ierīce, saukta arī par snaperi, kas ir izgatavota no radio elementiem bez mehāniskiem kontaktiem.
Tie ietver RTR un IEK RTD, kas aprēķina vidējo motora temperatūru, uzraugot tā ieslēgšanas un ieslēgšanas temperatūru. Šo releju galvenā īpašība ir to spēja aizsargāt pret dzirksteļošanu, t. i., tos var izmantot sprādzienbīstamā vidē. Šāda tipa releju reakcijas laiks ir ātrāks un tos ir vieglāk regulēt.
RTC ir paredzēti elektromotora vai citas ierīces temperatūras režīma kontrolei, izmantojot termistoru vai termisko rezistoru (zondi). Temperatūrai paaugstinoties līdz kritiskajam stāvoklim, tās pretestība strauji pieaug. Saskaņā ar Oma likumu, palielinoties R, strāva samazinās, un patērētājs tiek izslēgts, jo tā vērtība ir nepietiekama normālai patērētāja darbībai. Šāda tipa releji tiek izmantoti ledusskapjos un saldētavās.
Saplūšanas sildītāja releja konstrukcija būtiski atšķiras no citiem modeļiem un sastāv no šādiem elementiem:
- Sildītāja tinums.
- Sakausējums ar zemu kušanas temperatūru (eutektisks).
- Ķēdes pārtraucēja mehānisms.
Eutektiskais sakausējums kūst zemā temperatūrā un aizsargā patērētāja strāvas ķēdi, pārtraucot kontaktu. Šis relejs ir iebūvēts ierīcē un tiek izmantots veļas mašīnās un automobiļu ierīcēs.
Termoreleju izvēlas, analizējot termistoru un aizsargājamās ierīces ekspluatācijas apstākļus pret pārkaršanu.
Kā izvēlēties siltuma releju
Bez sarežģītiem aprēķiniem ir iespējams izvēlēties piemērotu termiskā releja nominālvērtību motoram atbilstoši tā jaudai (termiskās aizsardzības ierīču tabula).
Termoreleja nominālās strāvas aprēķina pamatformula:
Intr = 1,5 * Ind.
Piemēram, ir jāaprēķina asinhronais elektromotors ar jaudu 1,5 kW, kas tiek darbināts no trīsfāžu maiņstrāvas ar 380 V spriegumu.
To var izdarīt pavisam vienkārši. Lai aprēķinātu motora nominālo strāvu, jāizmanto jaudas formula:
P = I * U.
Tādējādi Ind = P / U = 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Nominālās TP strāvas vērtību aprēķina šādi: Intr = 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.
Pamatojoties uz aprēķiniem, tiek izvēlēts PTL-1014-2 tipa RTL ar regulējamu iestatītās strāvas diapazonu no 7 līdz 10 A.
Pie augstākas apkārtējās vides temperatūras iestatītā vērtība ir jāiestata uz minimālo vērtību. Ja apkārtējās vides temperatūra ir zema, jāņem vērā motora statora tinumu slodze un, ja iespējams, tie nav jāieslēdz. Ja apstākļu dēļ motors jālieto nelabvēlīgos apstākļos, iestatīšana jāsāk ar mazu iestatīto strāvu un pēc tam jāpalielina līdz vajadzīgajai vērtībai.
Saistītie raksti:
