Тепловое реле: устройство, принцип работы, виды и схема подключения

Причины использования защитных устройств

Реле тепловое РТН-7374

Сетевая перегрузка приводит к возрастанию температуры электролинии, вызывает сложные поломки и аварийные ситуации. Тепловой прибор в данном случае создает условия для выключения электричества.

После поступления сигнала о неполадке он размыкает цепь, и токовые скачки не воздействуют на двигатель.

Реле теплового типа подходит для самостоятельного подключения, отличается компактностью, простотой конструкции.

До начала использования аппарата нужно разобраться с его конструкцией и особенностями работы.

Основные характеристики токового реле

Главная характеристика прибора – зависимость времени срабатывания от величины протекания тока. Если имеется номинал, предельная длительность генерации – бесконечная. Увеличение показателей приводит к разрыву изоляции.

Оптимальная нагрузка на мотор должна быть не менее 1,2-1,3 сек в условиях 30%-й перегрузки. Если показатель больше, нагревается обмотка или весь двигатель. Неисправность устраняется только после полной замены оборудования.

Напряжение реле подбирается в соответствии с параметрами сети – 220 или 380 В. Нормальная защита мотора возможна только при выборе реле, предотвращающего фазный перекос.

Характеристики номинала по току можно посмотреть на планке корпуса.

Основные типы реле

Совместимость релейного устройства с конкретным мотором зависит от его типа. Производители выпускают:

  • ТРП. Аппарат с одним полюсом и комби-системой нагрева, который защищает асинхронные моторы. Подходит для сети с постоянным током не более 440 В, нечувствителен к ударам.
  • РТЛ. Предотвращает неисправность двигателя в условиях выпадения фазы, токовой асимметрии и перегрузки, затяжного пуска, заклинивания. Монтируется на дин-рейке отдельно или совместно с пускателем.
  • РТТ. Основное назначение приборов – предотвращение затяжного старта, перегрузки, перекоса фазы асинхронных моторов с роторами короткозамкнутого типа.
  • ТРН. Двухфазный коммутатор для контроля пуска и функционала двигателя. Подходит под сеть переменного тока, контакты в исходное положение возвращаются вручную.
  • РТИ. Тепловое РТИ-реле отличается минимальным энергопотреблением, совместимы с автовыключателями или предохранители. Установка производится на специальный контактор.
  • Твердотельные. Компактные приборы без активных узлов. Принцип их функционала заключается в проверке тока работы и пуска, определении средних показателей температуры двигателя. Устанавливаются на аварийно опасных участках.
  • РТК. Пусковой аппарат, контролирующий температуру внутри корпуса оборудования. Задействуется в схемах с реле-частью комплектации автоматики.

Все приборы только предотвращают аварийные ситуации, а не защищают сеть от коротких замыканий.

Подсоединение, регулировка и обозначение ТР

Устанавливать реле электротепловое нужно с магнитным пускателем, который соединяет и запускает двигатель. В качестве самостоятельного прибора устройство ставится на дин-рейку или монтажную панель.

Схема подключения аппарата

Схемы подключения пускателей с тепловыми видами реле зависят от типа прибора:

  • Последовательное подключение с обмоткой мотора или катушкой пускателя на нормально разомкнутый контакт (НЗ). Элемент работает, если его подключить к клавише остановки. Система применяется при необходимости оснащения двигателя защитой сигнализацией. Реле ставится после пускательных контакторов, но перед мотором, потом подсоединяется контакт НЗ.
  • Разрыв нуля пускателя нормально замкнутым контактом. Схема удобна и практична – ноль можно подключить на контакт ТР, от второго контакта подкидывается перемычка к катушке пускателя. В момент срабатывания реле происходит разрыв нуля и обесточивания пускателя.
  • Реверсивная схема. В цепи управления находится нормально замкнутый и три силовых контакта. Электродвигатель запитывается через последние. При активации защитного режима происходит обесточивание пускателя и остановка мотора.

Вне зависимости от схемы для остановки оборудования нужно нажать клавишу «Стоп».

Порядок регулировки

 

Настройка прибора производится на специализированных стендах с маломощным нагрузочным трансформатором. Нагревательные узлы подключаются на его вторичные механизмы, а напряжение управляется с помощью автотрансформатора. Токовый предел нагрузки регулируется амперметром, подсоединенным через вторичную цепь.

Проверка производится так:

  1. Поворот трансформаторной рукоятки в нулевое положение с подачей напряжения. Затем выбирают ток нагрузки ручкой и проверяют время срабатывания реле с момента погасания лампы секундомером. Норма – 140-150 сек при токе 1,5 А.
  2. Настройка токового номинала. Производится, когда токовый номинал нагревателя не совпадает с номиналом мотора. Предел регулировки – 0,75 – 1,25 от номинала нагревателя.
  3. Настройка токовой уставки.

Для последнего действия потребуется произвести расчет:

  • определить поправку на номинальный ток без компенсации температуры по формуле ±Е1 = (Iном-Iо)/СIо. Iо – ток нулевой уставки, С — цена деления эксцентрика (С = 0,05 для открытых моделей и С = 0,055 – для закрытых);
  • вычислить поправку с учетом температуры окружающей среды E2=(t – 30)/10, где t — температура;
  • рассчитать суммарную поправку, сложив полученные величины;
  • округлить результат в большую или меньшую сторону, перевести эксцентрик.

Данный способ регулировки подходит для устройств типа ТРН и ТРП с показателями, аналогичными средним.

Ручная регулировка

Отрегулировать тепловое реле можно вручную. Величина тока срабатывания может устанавливаться в диапазоне от 20 до 30 % от номинала. Пользователю понадобится плавно перемещать рычаг для изменения изгиба биметаллической пластины. Ток срабатывания также регулируется после замены термического узла.

Современные коммутаторы оснащаются тестовой кнопкой для поиска поломки без задействования стенда. Используя клавишу сброса, можно обнулять настройки в автоматическом или ручном режиме. Для отслеживания состояния прибора используется индикатор.

Из преимуществ термореле можно назвать:

  • Малые размеры.
  • Небольшая масса.
  • Низкая стоимость.
  • Простая конструкция.
  • Долговечная работа.

Недостатками тепловых реле отмечаются:

  • Необходимость периодической настройки.
  • Периодическая проверка.

При выборе и установке термореле необходимо учитывать, где оно будет применяться, и наличие функций:

  • Тепловое 1-фазное реле тока с автосбросом возвратится в исходное положение по прошествии некоторого промежутка времени. Если электромотор после сброса все еще находится в состоянии перегрузки, то реле снова сработает.
  • Реле с компенсацией температуры внешней среды (ТРВ) качественно работают в большом интервале температур внешней среды.
  • Многие тепловые реле оснащены разной степенью проверки фаз. Такие механизмы имеют возможность проверить электродвигатель на разрыв фазы с контактора, дисбаланс. При возникновении аварийной ситуации реле прекращает подачу электрического тока к мотору. Дисбаланс может вызвать опасные колебания тока или напряжения электродвигателя, что способствует его неисправности.
  • Функция недогрузки в термореле способна выявить снижение тока в цепи. Это происходит, когда электродвигатель начал работать вхолостую. Такие реле служат для выявления этих различий, по принципу обнаружения перегрузки.
  • Тепловые реле со световыми индикаторами – это модель со светодиодами или датчиками сигналов состояния и включения.

Стоимость термореле колеблется в широких пределах от 500 до нескольких тысяч рублей. Это зависит от производителя, характеристик, уровня пропускания тока. Перед приобретением нужно внимательно ознакомиться с описанием. Вся основная интересующая информация находится в паспорте изделия. Там же имеется инструкция по подключению.

Маркировка тепловых реле

В маркировке указывается большинство важных характеристик ТР. Пример обозначения: РТЛ-Х1Х2Х3-Х4-Х5А-Х6А-Х7Х8, где

  • РТЛ – тип теплового реле;
  • Х1 – ном.ток, 1 – до 25 А, 2 – до 100 А, 3 – до 250 А, 4 – до 510 А;
  • Х2– 3 цифры (условно), обозначающие диапазон токовой уставки;
  • Х3–литера, характеризующая исполнение;
  • Х4– способ возврата: 1 – ручной, 2 – самовозврат;
  • Х5 – Iном, А;
  • Х6 – диапазон уставки по току, А;
  • Х7– климатическое исполнение;
  • Х8– торговая марка.
  • Тепловое реле – эффективный элемент защиты электродвигателей и другого электрооборудования, который выгодно отличается от входного автоматического выключателя тем, что не подвержен ложным срабатываниям при кратковременных скачках тока.

    Особенности подключения магнитных пускателей

    Схема магнитного пускателя характеризуется наличием:

    • трех пар контактов, с помощью которых производится подача питания на электрическое оборудование;
    • Схемы управления, в состав которой входит катушка, дополнительные контакты и кнопки. С помощью дополнительных контактов производится поддержка работоспособности катушки, а также блокировка ошибочных включений.

    Внимание. Наиболее часто используют схему, которая требует использования одного пускателя. Это объясняется ее простотой, что позволяет с ней справиться даже малоопытному мастеру.

    Для сборки магнитного пускателя требуется использование трехжильного кабеля, который подводится к кнопкам, а также одной пары контактов, которые хорошо разомкнуты.

    При использовании катушки в 220 Вольт необходимо произвести подключение проводов красного или черного цветов. При использовании катушки 380 Вольт используется разноименная фаза. Четвертую свободную пару в этой схеме используют как блок контакт. Три пары силовых контактов включаются наряду с этой свободной парой. Расположение всех проводников производится сверху. В том случае, если есть два дополнительных проводника, то их размещают сбоку.

    Силовые контакты пускателя характеризуются наличием трех фаз. Для их включения во время нажатия кнопки Пуск, необходимо произвести подачу на катушку напряжения. Это позволит цепи замкнуться. Для размыкания цепи необходимо произвести отключение катушки. Для сборки цепи управления зеленая фаза напрямую подключается к катушке.

    Важно. При этом необходимо к кнопке Пуск подключить провод, который идет с контакта катушки. С него также делают перемычку, которая идет к замкнутому контакту кнопки Стоп.

    Включение работы магнитного пускателя производится с помощью Пуск, которая смыкает цепь, а отключение – с помощью кнопки Стоп, которая производит расцепление цепи.

    Подготовительные работы

    Перед тем как приступить к сборке схемы подключения необходимо:

    Схема подключения магнитного пускателя

    Основная схема состоит из 2-ух частей:

    1. Силовых 3 пар контактов , которые подают электропитание на электрооборудование.
    2. Схемы управления , которая состоит из катушки, кнопок и дополнительных контактов, которые участвуют в поддержании работы катушки или блокируют ошибочные включения.

    Самая распространенная схема подключения с одним пускателем. Она самая простая с ней самостоятельно справится любой человек. Для ее сборки нам понадобится 3 жильный кабель до кнопок и одна пара нормально разомкнутых контактов в отключенном положении пускателя.

    Рассмотрим схему с подключением катушки на 220 вольт , если у Вас на 380 Вольт тогда вместо синего ноля необходимо подключить другую разноименную фазу. В нашем случае черного или красного цвета. В качестве блок контакта будет использоваться четвертая свободная пара, которая включается вместе с тремя парами силовых. Они все расположены сверху, но могут дополнительные находится и сбоку.

    На силовые контакты пускателя с автомата приходят три фазы A, B и C. Для того, что бы при нажатии кнопки «Пуск» они включились, необходимо подать 220 Вольт напряжения на катушку, которая при этом потянет якорь и подвижные контакты сомкнуться с не подвижными. Цепь замкнется, а для того что бы ее разомкнуть понадобится отключить катушку.

    Для того чтобы собрать цепь управления необходимо одну фазу, в нашем случае зеленную, подключить сразу напрямую к контакту катушки, а со второго №5- подключаем проводом к контакту №4 пусковой кнопки. Так же со второго контакта катушки пускаем еще один провод (на схеме желтого цвета) через блок контакты на другой парный разомкнутый контакт кнопки «Пуск». С него же делается перемычка (синего цвета) на замкнутый контакт кнопки «Стоп», на второй контакт которой подключается ноль от электропитания.

    Принцип работы прост. При нажатии кнопки «Пуск» замыкаются ее контакты и на катушку подается 220 Вольт- она включает основные и дополнительные контакты. Отпускаем кнопку- размыкаем контакты пусковой кнопки, но пускатель остается включенным, потому что ноль подается на катушку через замкнутые блок контакты.

    Для отключения необходимо разорвать ноль- это делается при помощи размыкания контактов кнопки «Стоп». Обратно пускатель не включится, потому что ноль будет разорван на блок контактах. Для включения понадобится снова нажать кнопку «Пуск».

    Главное отличие магнитного пускателя от рубильника или автомата: при пропадании электричества пускатель всегда отключится и для повторного включения необходимо опять нажать на кнопку «Пуск».

    Для реверсивной схемы подключения асинхронного двигателя необходимо собрать схему из одной кнопки «Стоп», 2 пускателей и кнопок «Пуск». Об этом Вы узнаете из этой нашей статьи.

    Как подключить тепловое реле

    Между магнитным пускателем и асинхронным электродвигателем подключается последовательно тепловое реле, которое подбирается под рабочий ток каждого конкретного двигателя. Тепловое реле защищает мотор от поломки и работы в аварийном режиме, например пропадании одной из трех фаз.

    Тепловое реле подключается к выходу с магнитного пускателя на электродвигатель, ток в нем проходит последовательно через нагреватели термореле, и далее- к электромотору.

    На тепловом реле сверху есть дополнительные контакты, которые последовательно соединяются с катушкой пускателя.

    Принцип работы. Нагреватели теплореле рассчитаны на определенную максимальную величину, проходящего через них тока. В опасных ситуациях для электродвигателя, когда электрический ток в одной или нескольких фазах вырастает выше безопасных пределов- нагреватели воздействует на биметаллические контакты, которые разрывают цепь управления катушкой, тем самым отключая пускатель. Для повторного включения необходимо будет включить кнопкой биметаллические контакты.

    Учитывайте, что сверху на тепловом реле есть регулятор тока срабатывания в небольших пределах. Если его часто выбивает после установки, рекомендую увеличить регулятором значение тока.

    В этой статье мы подробно рассмотрим нереверсивную схему подключения магнитного пускателя для управления трехфазным асинхронным электродвигателем.

    Также я для Вас записал видео с подробным описанием работы схемы, которое Вы можете просмотреть в конце этой статьи.

    Вначале давайте рассмотрим схему подключения магнитного пускателя с катушкой на 220В .

    Три фазы питающего напряжения подаются на клеммы асинхронного двигателя через:

    — силовые контакты магнитного пускателя КМ

    — тепловое реле Р .

    Обмотка катушки магнитного пускателя подключена с одной стороны к нулевому рабочему проводу N, с другой, через кнопочный пост к одной из фаз, в нашей схеме — к фазе С .

    Кнопочный пост содержит 2 кнопки:

    1) нормально-разомкнутую кнопку ПУСК

    2) нормально-замкнутую — СТОП .

    Нормально-разомкнутый вспомогательный контакт пускателя КМ подключен параллельно кнопке ПУСК .

    Для защиты электродвигателя от перегрузок используется тепловое реле Р , которое устанавливается в разрыв питающих фаз. Вспомогательный нормально-замкнутый контакт теплового реле Р включен в цепь обмотки магнитного пускателя.

    Рассмотрим работу схемы.

    Включаем трехполюсный , его контакты замыкаются, питающее напряжение подается к силовым контактам пускателя и в цепь управления. Схема готова к работе.

    Запуск.

    Для запуска двигателя нажимаем кнопкуПУСК .Цепь питания обмотки магнитного пускателя замыкается, якорь катушки притягивается, замыкая силовые контакты КМ и подавая три питающих фазы на обмотки двигателя. Происходит запуск и двигатель начинает вращаться.

    Одновременно с этим замыкается вспомогательный контакт пускателя КМ, шунтируя кнопку ПУСК .

    Теперь, отпуская кнопку ПУСК , питание на обмотку пускателя продолжает поступать через его замкнутый вспомогательный контакт КМ. Двигатель запущен и продолжает работать.

    Останов.

    Чтобы остановить двигатель, нажимаем кнопку СТОП . Цепь питания обмотки пускателя разрывается. Якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние, размыкая силовые контакты, обесточивая тем самым обмотки электродвигателя. Он начинает останавливаться.

    Одновременно с этим размыкается вспомогательный контакт КМ в цепи питания обмотки пускателя.

    После отпускания кнопки СТОП питание на обмотку не подается, поскольку вспомогательный контакт КМ разомкнут. Двигатель выключен и цепь готова к следующему запуску.

    Защита от перегрузок.

    Предположим, что двигатель запущен. Если по каким-то причинам ток нагрузки двигателя увеличится, биметаллические пластины теплового реле Р под действием повышенного тока начнут изгибаться, и приведут в действие механизм расцепителя. Он разомкнет вспомогательный контакт Р в цепи обмотки магнитного пускателя. Цепь обмотки пускателя разомкнется, силовые и вспомогательный контакты пускателя вернуться в исходное разомкнутое состояние, двигатель остановится.

    Если катушка магнитного пускателя рассчитана на 380В, то схема подключения будет, как на рисунке ниже.

    В этом случае, обмотка пускателя подключается к любым двум фазам, на схеме к фазам В и С.

    Для дополнительной защиты цепи управления магнитным пускателем устанавливают предохранитель FU . В случае, например, межвиткового замыкания в катушке пускателя, плавкая вставка предохранителя перегорит, обесточив цепь управления.

    Пускатель, схема «звезда-треугольник»

    Сразу отсылаю читателя к статьям, которые предшествуют этой — , и . Очень рекомендую ознакомиться, перед дальнейшим чтением.

    Скажу также, что на языке электриков «контактор» и «пускатель» очень переплетены, и я в статье буду говорить и так, и эдак.

    Повторюсь, чтобы освежить в памяти. Магнитный пускатель — устройство, которое обязательно содержит контактор (как главный коммутационный элемент), а также может содержать:

    • мотор-автомат либо (как устройство рабочего или аварийного отключения),
    • (как устройство аварийного отключения при перегрузке и обрыве фазы),
    • кнопки «Пуск», «Стоп», различные переключатели режимов схемы,
    • схема управления (может содержать те же кнопки, а может — контроллер),
    • индикация работы и аварии.

    Различные схемы подключения магнитных пускателей и их отличия рассмотрим ниже.

    Технические характеристики

    Для того чтобы выбрать подходящее реле необходимо подобрать его по техническим характеристикам, которые должны соответствовать существующей нагрузке и требованиям, необходимым для эксплуатации электрического механизма.

    К таким характеристикам относятся:

    • номинальный ток защиты;
    • напряжение электрической сети;
    • мощность коммутирования контактных соединений;
    • показатель чувствительности к перекосу фаз.

    Важными показателями являются также:

    • границы регулирования срабатывания установленного тока;
    • число и тип дополнительных элементов;
    • порог срабатывания;
    • класс отключения.

    Номинальный ток защитного устройства должен соответствовать номинальному току электродвигателя, который указан на его корпусе. Сетевое напряжение прибора должно быть идентично показателю электрической сети, в которую будет подключен электромотор.

    Необходимо обратить внимание на тип и количество клемм, по причине различных способов подключения. Защитное приспособление должно также соответствовать мощности электродвигателя с целью исключения ложных срабатываний.

    Виды

    Существует несколько видов реле, которые отличаются своими техническими показателями, а также областью применения.

    1. РТЛ – имеет конструкцию трехфазного механизма. Ее используют для защиты электрических моторов при высоких нагрузках, фазных перекосов, затяжном запуске. Устройство этого вида подключается через клеммы электромагнитных пускателей, или как отдельный механизм.
    2. РТТ – приспособление, которое содержит три фазных провода. Применяется для производства механизмов безопасности. Реле ограждает моторы от затяжных запусков, а также их заклинивания. Устанавливается посредством пускателей или как самостоятельное оборудование.
    3. РТИ – источником питания для таких реле является электролиния, имеющая три фазы. Применяется в качестве защиты электрических моторов от интенсивного режима. Располагается в корпусе электромагнитных пускателей типа КМТ или КМИ.
    4. ТРП – имеет однополюсную конструкцию и номинальный ток от 1-600А. Прибор защищает трехфазные асинхронные электродвигатели от высоких нагрузок. При этом тепловое реле, которое имеет величину тока 150А, используются в электрических сетях, обладающих постоянным током и напряжением до 440 вольт.

    Реле оснащено регулировкой изгиба пластины. Благодаря этому возможно изменять предельные границы срабатывания до 5%. Помимо этого устройство срабатывает при превышении тепловой характеристики 200 градусов, что позволяет его установку в районах с различным температурным режимом.

    Корпус реле устойчив к ударам и вибрациям, что дает возможность применять его в напряженных механических условиях.

    Принцип действия

    Теплового реле комплектуется двумя биметаллическими пластинами, произведенные из соединения железа с никелем и латунью. При этом у них различная степень расширения. Участок их соприкосновения тщательно приваривается или припаивается. В процессе нагревания пластина сгибается и начинает контактировать с блоком управления. Нагревание происходит благодаря протеканию тока сквозь нагревательный элемент к двигателю.

    Согнутая пластина посредством толкателя действует на тепловой элемент компенсатора, размыкающего контакты. При этом тепловая пластина компенсатора выгибается в обратном направлении. Регулировка ее происходит при помощи винта. На переключателе тока имеется шкала с пятью делениями в одну и обратную сторону. Токовый показатель регулируется посредством изменения промежутка промеж толкателя и биометрической пластиной компенсатора.

    В случае обрыва одной из фаз в механизме, имеющем три фазы, две другие фазы берут нагрузку на себя. Ток при этом в фазах повышается, обмотки нагреваются и реле срабатывает.

    После срабатывания защитного прибора нужно дать время, чтобы остыл расцепитель. Кроме этого необходимо выяснить причину срабатывания визуально осмотрев его. Также для того, чтобы увеличить срок службы прибора, рекомендуется периодически производить проверку и при необходимости проводить ремонт.

    Заключение

    Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель. Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.

    В данной статье были привидены все особенности строения теплового реле. Более подробно по этой теме можно узнать из статьи тепловые реле. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

    Источники

    • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/teplovoe-rele/
    • https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/teplovye-rele/
    • https://www.RadioElementy.ru/articles/skhema-podklyucheniya-teplovogo-rele/
    • https://biathlonmordovia.ru/elektromontazhnye-izdeliya/connection-of-heat-the-study-of-a-magnetic-starter-with-a-thermal-relay/
    • https://uzotoka.ru/rele/kak-rabotaet-teplovoe-rele.html
    • https://ElectroInfo.net/radiodetali/chto-takoe-teplovoe-rele.html

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Все об инженерных системах
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: