थर्मल रिलेच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत आणि वायरिंग आकृती

इलेक्ट्रिक मोटर्स, चुंबकीय स्टार्टर्स आणि इतर उपकरणांचे ओव्हरहाटिंग भारांपासून संरक्षण विशेष थर्मल संरक्षण उपकरणांद्वारे केले जाते. थर्मल प्रोटेक्शन मॉडेलची योग्य निवड करण्यासाठी, आपल्याला ते कसे कार्य करते, त्याची रचना, तसेच निवडीसाठी मूलभूत निकष माहित असणे आवश्यक आहे.

डिझाइन आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत

थर्मल रिले (TR) हे इलेक्ट्रिक मोटर्सचे अतिउष्णतेपासून आणि अकाली अपयशापासून संरक्षण प्रदान करण्यासाठी डिझाइन केले आहे. दीर्घकालीन स्टार्टिंग दरम्यान, इलेक्ट्रिक मोटर वर्तमान ओव्हरलोड्सच्या अधीन असते, कारण स्टार्ट-अप दरम्यान ते वर्तमान मूल्याच्या सात पट वापरते, ज्यामुळे विंडिंग गरम होते. रेट केलेले प्रवाह (इन) हे ऑपरेशन दरम्यान मोटरद्वारे काढलेले प्रवाह आहे. याव्यतिरिक्त, टीआर विद्युत उपकरणांचे सेवा जीवन वाढवतात.

थर्मल रिले, ज्याच्या संरचनेत सर्वात सोप्या घटकांचा समावेश आहे:

1. उष्णता-संवेदनशील घटक.
2. सेल्फ-रीसेट करणारा संपर्क.
3. संपर्क.
4. वसंत ऋतू.
5. बायमेटल कंडक्टर प्लेट.
6. बटण.
7. सेटपॉइंट वर्तमान नियामक.

थर्मल सेन्सिंग एलिमेंट हा एक तापमान सेन्सर आहे जो बायमेटेलिक प्लेट किंवा इतर थर्मल प्रोटेक्शन एलिमेंटमध्ये उष्णता हस्तांतरित करतो.सेल्फ-रीसेटिंग कॉन्टॅक्ट ओव्हरहाटिंग टाळण्यासाठी गरम झाल्यावर विद्युत ग्राहकांच्या वीज पुरवठा सर्किटला त्वरित उघडण्याची परवानगी देतो.

प्लेटमध्ये दोन प्रकारचे धातू (बिमेटल) असतात, त्यापैकी एक उच्च थर्मल विस्तार गुणांक (Kp) असतो. ते उच्च तापमानात वेल्डिंग किंवा रोलिंगद्वारे एकत्र जोडलेले असतात. गरम झाल्यावर, हीट शील्ड प्लेट खालच्या Kp असलेल्या सामग्रीकडे वाकते आणि थंड झाल्यावर, प्लेट त्याच्या मूळ स्थितीत परत येते. सामान्यतः प्लेट्स इनवार (कमी Kp मूल्य) आणि नॉन-चुंबकीय किंवा क्रोमियम-निकेल स्टील (उच्च Kp मूल्य) च्या बनलेल्या असतात.

बटण TR चालू करते, ग्राहकासाठी I चे इष्टतम मूल्य सेट करण्यासाठी सेटपॉईंट करंट रेग्युलेटर आवश्यक आहे आणि ते ओलांडल्याने TR ट्रिप होईल.

टीआरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत जौल-लेन्झ कायद्यावर आधारित आहे. विद्युत् प्रवाह ही चार्ज केलेल्या कणांची दिशात्मक गती आहे जी कंडक्टरच्या क्रिस्टल जाळीतील अणूंशी आदळते (हे मूल्य प्रतिरोधक आहे आणि R द्वारे दर्शविले जाते). या परस्परसंवादामुळे विद्युत उर्जेपासून प्राप्त झालेल्या थर्मल ऊर्जेचा देखावा होतो. कंडक्टरच्या तपमानावर प्रवाहाच्या कालावधीचे अवलंबन जौल-लेन्झ कायद्याद्वारे निर्धारित केले जाते.

या कायद्याची रचना खालीलप्रमाणे आहे: जेव्हा मी कंडक्टरमधून वाहतो, तेव्हा प्रवाहाद्वारे सोडलेल्या उष्णतेचे प्रमाण वाहक क्रिस्टल जाळीच्या अणूंशी संवाद साधताना I च्या वर्गाशी थेट प्रमाणात असते, R चे मूल्य कंडक्टर आणि कंडक्टरवरील करंटचा एक्सपोजर वेळ. गणितीयदृष्ट्या ते खालीलप्रमाणे लिहिले जाऊ शकते: Q = a * I * I * R * t, जेथे a हा रूपांतरण घटक आहे, I इच्छित कंडक्टरमधून वाहणारा विद्युत् प्रवाह आहे, R हे प्रतिरोध मूल्य आहे आणि t हा प्रवाहाची वेळ आहे. आय.

गुणांक a = 1 असल्यास, गणनेचा परिणाम जूलमध्ये मोजला जातो आणि जर a = 0.24, तर परिणाम कॅलरीजमध्ये मोजला जातो.

बाईमेटलिक सामग्री दोन प्रकारे गरम होते.प्रथम, मी बाईमेटलमधून वाहते आणि दुसऱ्यामध्ये, वळणातून. विंडिंगचे इन्सुलेशन थर्मल एनर्जीचा प्रवाह कमी करते. थर्मल रिले थर्मोसेन्सिटिव्ह घटकाच्या संपर्कापेक्षा उच्च I मूल्यांवर जास्त गरम होते. यामुळे संपर्क सिग्नल सक्रिय होण्यास विलंब होतो. आधुनिक टीआर दोन्ही तत्त्वे वापरतात.

लोड जोडलेले असताना थर्मल प्रोटेक्शन यंत्राची बायमेटेलिक प्लेट गरम केली जाते. एकत्रित हीटिंग इष्टतम वैशिष्ट्यांसह डिव्हाइस प्राप्त करण्यास अनुमती देते. प्लेट I मधून वाहत असलेल्या उष्णतेने आणि I लोडवर विशेष हीटरद्वारे गरम होते. गरम होत असताना, बाईमेटेलिक प्लेट विकृत होते आणि स्वतः-परत संपर्कावर कार्य करते.

महत्वाची वैशिष्टे

प्रत्येक RTD मध्ये वैयक्तिक तांत्रिक वैशिष्ट्ये (TC) असतात. रिले लोड वैशिष्ट्यानुसार आणि इलेक्ट्रिक मोटर किंवा इतर वीज ग्राहकांच्या वापराच्या स्थितीनुसार निवडले जाणे आवश्यक आहे:

1. मूल्यात.
2. ऑपरेशनची समायोजन श्रेणी I.
3. विद्युतदाब.
4. टीपी ऑपरेशनचे अतिरिक्त नियंत्रण.
5. शक्ती.
6. प्रतिसादाची मर्यादा.
7. फेज असमतोल संवेदनशीलता.
8. ट्रिपिंगचा वर्ग.

वर्तमानाचे रेट केलेले मूल्य - I चे मूल्य, ज्यासाठी TR डिझाइन केले आहे. ज्या ग्राहकाशी ते थेट जोडलेले आहे त्यांच्या In च्या मूल्यानुसार निवडले. याव्यतिरिक्त, इन वर राखीव सह निवडणे आणि खालील सूत्राद्वारे मार्गदर्शन करणे आवश्यक आहे: Inr = 1.5 * Ind, जेथे Inr - TP मध्ये, जे रेट केलेल्या मोटर करंट (इंड) पेक्षा 1.5 पट जास्त असणे आवश्यक आहे.

समायोजन मर्यादा I ऑपरेशन हे थर्मल प्रोटेक्शन यंत्राच्या महत्त्वाच्या पॅरामीटर्सपैकी एक आहे. या पॅरामीटरचे पदनाम In च्या मूल्याची समायोजन श्रेणी आहे. व्होल्टेज - पॉवर व्होल्टेजचे मूल्य ज्यासाठी रिले संपर्क डिझाइन केले आहेत; अनुज्ञेय मूल्य ओलांडल्यास, डिव्हाइसचे अपयश येईल.

काही प्रकारचे रिले डिव्हाइस आणि ग्राहकांचे ऑपरेशन नियंत्रित करण्यासाठी स्वतंत्र संपर्कांसह सुसज्ज आहेत.पॉवर - हे टीआरच्या मुख्य पॅरामीटर्सपैकी एक आहे, जे कनेक्टेड ग्राहक किंवा ग्राहकांच्या गटाची आउटपुट पॉवर निर्धारित करते.

ट्रिपिंग मर्यादा किंवा थ्रेशोल्ड एक गुणांक आहे जो रेट केलेल्या प्रवाहावर अवलंबून असतो. सर्वसाधारणपणे, त्याचे मूल्य 1.1 ते 1.5 पर्यंत असते.

फेज असमतोल (फेज असममिती) ची संवेदनशीलता असमतोल टप्प्याचे टक्केवारी गुणोत्तर दर्शवते ज्या टप्प्यातून आवश्यक मूल्याचा रेट केलेला प्रवाह वाहतो.

ट्रिपिंग क्लास - एक पॅरामीटर जो सेटपॉईंट करंटच्या गुणाकारावर अवलंबून टीआरचा सरासरी प्रतिसाद वेळ दर्शवतो.

मुख्य वैशिष्ट्य, ज्याद्वारे टीआर निवडणे आवश्यक आहे, लोड करंटपासून प्रतिसाद वेळेचे अवलंबन आहे.

वायरिंग आकृती

सर्किटमधील थर्मल रिलेचे वायरिंग आकृती डिव्हाइसच्या आधारावर लक्षणीय बदलू शकतात. तथापि, TRs मोटर वाइंडिंग किंवा चुंबकीय स्टार्टर कॉइलच्या सहाय्याने सामान्यपणे उघडलेल्या संपर्काशी जोडलेले असतात, कारण या प्रकारची जोडणी उपकरणाला ओव्हरलोड्सपासून संरक्षित करण्यास मदत करते. सध्याचा वापर ओलांडल्यास, TR युनिटला मुख्य पुरवठ्यापासून डिस्कनेक्ट करतो.

बहुतेक सर्किट्स कायमस्वरूपी उघडलेले संपर्क वापरतात जे नियंत्रण पॅनेलवरील स्टॉप बटणासह मालिकेत कनेक्ट केलेले असताना कार्यरत असतात. मुळात हा संपर्क NC किंवा H3 या अक्षरांनी चिन्हांकित केला जातो.

जेव्हा संरक्षण अलार्म जोडलेला असतो तेव्हा सामान्यपणे बंद केलेला संपर्क वापरला जाऊ शकतो. तसेच, अधिक जटिल सर्किट्समध्ये हा संपर्क मायक्रोप्रोसेसर आणि मायक्रोकंट्रोलर वापरून डिव्हाइसच्या आपत्कालीन स्टॉपचे सॉफ्टवेअर नियंत्रण लागू करण्यासाठी वापरला जातो.

थर्मोस्टॅट कनेक्ट करण्यासाठी पुरेसे सोपे आहे. हे करण्यासाठी, आपल्याला खालील तत्त्वानुसार मार्गदर्शन करणे आवश्यक आहे: टीपी स्टार्टरच्या संपर्ककर्त्यांनंतर ठेवला जातो, परंतु मोटरच्या आधी, आणि कायमस्वरूपी बंद संपर्क स्टॉप बटणासह मालिकेत समाविष्ट केला जातो.

थर्मल रिलेचे प्रकार

असे अनेक प्रकार आहेत ज्यामध्ये थर्मल रिले विभागले गेले आहेत:

1. बिमेटेलिक - PTLs (ksd, lrf, lrd, lr, iek आणि ptlr).
2. घन स्थिती.
3. डिव्हाइसचे तापमान मोड नियंत्रित करण्यासाठी रिले. मूलभूत पदनाम खालीलप्रमाणे आहेत: RTK, NR, TF, ERB आणि DU.
4. मिश्र धातु वितळणे रिले.

बिमेटेलिक TR ची प्राथमिक रचना असते आणि ती साधी उपकरणे असतात.

सॉलिड स्टेट टाईप थर्मल रिलेच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत द्विधातु प्रकारापेक्षा बरेच वेगळे आहे. सॉलिड स्टेट रिले एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे, ज्याला स्नॅपर देखील म्हणतात, जे यांत्रिक संपर्कांशिवाय रेडिओ घटकांवर तयार केले जाते.

त्यामध्ये आरटीआर आणि आरटीआय IEK समाविष्ट आहेत, जे इलेक्ट्रिक मोटरच्या प्रारंभ आणि इनचे निरीक्षण करून सरासरी तापमान मोजतात. या रिलेचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे ठिणग्यांचा प्रतिकार करण्याची क्षमता, म्हणजेच ते स्फोटक वातावरणात वापरले जाऊ शकतात. या प्रकारचा रिले ट्रिपिंग वेळेत जलद आणि समायोजित करणे सोपे आहे.

RTCs थर्मिस्टर किंवा थर्मल रेझिस्टर (प्रोब) वापरून इलेक्ट्रिक मोटर किंवा इतर उपकरणाच्या तापमान स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. जेव्हा तापमान गंभीर स्थितीत वाढते तेव्हा त्याचा प्रतिकार झपाट्याने वाढतो. ओमच्या नियमानुसार, जेव्हा R वाढतो तेव्हा विद्युत् प्रवाह कमी होतो आणि ग्राहक बंद केला जातो कारण त्याचे मूल्य सामान्य ग्राहक ऑपरेशनसाठी पुरेसे नसते. या प्रकारचा रिले रेफ्रिजरेटर आणि फ्रीजरमध्ये वापरला जातो.

फ्यूजन थर्मल रिलेचे डिझाइन इतर मॉडेल्सपेक्षा लक्षणीय भिन्न आहे आणि त्यात खालील घटक आहेत:

1. हीटर वळण.
2. कमी हळुवार बिंदू असलेले मिश्रधातू (युटेक्टिक).
3. सर्किट ब्रेकर यंत्रणा.

युटेक्टिक मिश्रधातू कमी तापमानात वितळतो आणि संपर्क तोडून ग्राहकांच्या पॉवर सर्किटचे संरक्षण करतो. हा रिले डिव्हाइसमध्ये तयार केला जातो आणि वॉशिंग मशीन आणि ऑटोमोटिव्ह ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरला जातो.

थर्मल रिलेची निवड ओव्हरहाटिंगपासून संरक्षित करण्यासाठी डिव्हाइसच्या टीसी आणि ऑपरेटिंग परिस्थितीचे विश्लेषण करून केली जाते.

थर्मल रिले कसे निवडावे

जटिल गणनेशिवाय आपण पॉवरद्वारे मोटरसाठी थर्मल रिलेचे योग्य रेटिंग निवडू शकता (थर्मल प्रोटेक्शन डिव्हाइसेसच्या वैशिष्ट्यांचे सारणी).

थर्मल रिलेच्या रेट केलेल्या प्रवाहाची गणना करण्यासाठी मूलभूत सूत्र:

अंतर = 1.5 * इंड.

उदाहरणार्थ, 380 V चे मूल्य असलेल्या थ्री-फेज एसी व्होल्टेज नेटवर्कवरून 1.5 किलोवॅट क्षमतेच्या एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटरसाठी टीआरमध्ये गणना करणे आवश्यक आहे.

हे करणे अगदी सोपे आहे. रेट केलेल्या मोटर करंटच्या मूल्याची गणना करण्यासाठी, पॉवर फॉर्म्युला वापरा:

P = I * U.

म्हणून, Ind = P/U = 1500 / 380 ≈ 3.95 A. TP च्या नाममात्र प्रवाहाचे मूल्य खालीलप्रमाणे काढले जाते: Intr = 1.5 * 3.95 ≈ 6 A.

गणनेच्या आधारावर, RTL-1014-2 प्रकारचा TP 7 ते 10 A पर्यंत सेटपॉईंट करंटच्या समायोज्य श्रेणीसह निवडा.

सभोवतालचे तापमान जास्त असल्यास, सेटपॉईंट मूल्य किमान सेट केले पाहिजे. कमी सभोवतालच्या तापमानात, मोटर स्टेटर विंडिंग्सवरील वाढता भार विचारात घेणे आवश्यक आहे आणि शक्य असल्यास, ते चालू केले जाऊ नये. प्रतिकूल परिस्थितीत मोटरचा वापर आवश्यक असल्यास, कमी सेटपॉईंट करंटसह सेटिंग सुरू करणे आणि नंतर ते आवश्यक मूल्यापर्यंत वाढवणे आवश्यक आहे.

संबंधित लेख: