Во время эксплуатации энергетического оборудования на него постоянно воздействуют токовые перегрузки, снижающие долговечность.
Защитой в таких ситуациях служит тепловое реле для электродвигателя, отключающее электроснабжение при возникновении нестандартных обстоятельств.
Содержание статьи:
Тепловые реле всех видов имеют аналогичное устройство. Наиболее важный элемент любого из них — чувствительная биметаллическая пластина.
Значение тока срабатывания находится под влиянием температурных показателей среды, в которой работает реле. Рост температуры уменьшает время срабатывания.
Чтобы это влияние свести к минимуму, разработчики устройств выбирают как можно большую температуру биметалла. С этой же целью некоторые реле снабжают дополнительной компенсационной пластиной.
Состоит прибор из корпуса (1), пластины биметаллической (2), толкателя (3), пластины исполнительной (4), пружины (5), регулировочного винта (6), пластины компенсатора (7), контактов (8), эксцентрика (9), кнопки возврата (10)
Если в конструкцию реле включены нихромовые нагреватели, подключение их осуществляют по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схеме с пластиной.
Значение тока в биметалле регулируют при помощи шунтов. Все детали вмонтированы в корпус. Биметаллический элемент U-образной формы зафиксирован на оси.
Цилиндрическая пружина упирается в один конец пластины. Другим концом она базируется на уравновешенной изоляционной колодке.Совершает повороты вокруг оси и является опорой для контактного мостика, оснащенного контактами из серебра.
Для координации тока уставки биметаллическая пластина своим левым концом соединена с ее механизмом. Регулировка происходит за счет влияния на первичную деформацию пластины.
Если величина токов перегрузки становится равной или большей чем уставки, изоляционная колодка поворачивается под воздействием пластины. Во время ее опрокидывания происходит отключение размыкающего контакта устройства.
Приспособление ТРТ в разрезе. Здесь основными элементами являются: корпус (1), механизм уставки (2), кнопка (3), ось (4), контакты серебряные (5), контактный мостик (6), изоляционная колодка (7), пружина (8), пластина биметаллическая (9), ось (10)
Автоматически реле делает возврат в первоначальное положение. Процесс самовозврата занимает не более 3 минут с момента включения защиты. Возможен и ручной возврат, для этого предусмотрена специальная клавиша Reset.
При ее использовании прибор занимает исходное положение за 1 минуту. Чтобы задействовать кнопку, ее проворачивают против часовой стрелки до момента, когда она поднимется над корпусом. Ток уставки обычно указан на щитке.
Автоматический выключатель, выполняя защитную функцию, разъединяет силовые питающие цепи. Тепловое реле отличается от него тем, что при превышении нагрузки просто выдает управляющий сигнал. При такой защите токи небольшой величины коммутируются в одной цепи управления.
В схеме перед термореле находится магнитный пускатель. Когда цепи размыкаются в аварийном порядке, отпадает надобность в дублировании работы контактора. Следовательно, не расходуется материал для изготовления силовых контактных групп.
Наиболее популярными являются приборы, оснащенные биметаллическими пластинами. Собственно пластина состоит из двух аналогичных элементов.
Один из них обладает значительным температурным коэффициентом, а другой — несколько меньшим. Эти две составляющие плотно прилегают друг к другу.
Составные части биметаллической пластины выполнены из пары разнородных металлов, имеющих неодинаковые коэффициенты расширения. Нагрев заставляет ее изгибаться и взаимодействовать с контактами
Обеспечивается такое жесткое скрепление путем сваривания или прокаткой в горячем виде. За счет того, что пластина закреплена неподвижно, при нагреве наблюдается ее изгиб в сторону элемента с меньшим температурным коэффициентом. Этот принцип взят за основу при создании тепловых реле.
При их производстве применяют хромоникелевую сталь и немагнитную, обладающие большим значением температурного коэффициента. Как материал с малым значением этого параметра используют инвар — соединение никеля с железом.
По такой схеме функционирует тепловое реле. Незакрепленный конец биметаллической пластины при ее прогибе воздействует на контакты термореле
Пластину из биметалла прогревают токи нагрузки. Протекают они чаще всего по специальному нагревателю. Существует и комбинированный нагрев, при котором, кроме тепла, отдаваемого нагревателем, биметалл прогревает еще и ток, проходящий через него.
Замкнутый контакт (normal connected), при помощи которого производят подключение теплового модуля к магнитному пускателю, обозначают NC или НЗ, что расшифровывается, как нормально замкнутый. Буквенным сочетанием NO обозначают нормально разомкнутый контакт.
В несложной схеме он применяется для подачи сигнала, свидетельствующего о срабатывании защиты двигателя из-за превышения пороговой температуры.
При внедрении в сложные схемы управления он способен формировать в аварийном порядке сигнал выведения из рабочего состояния конвейера.
Прибор размещают за контакторами, но перед электродвигателем. Подсоединение контакта normal connected к кнопке «Стоп» на пульте управления осуществляют по последовательной схеме
Обозначение клемм контакторов диктует ГОСТ: нормально замкнутый — 95-96, нормально разомкнутый — 97-98. К первой паре подключают пускатель, вторую используют для схем сигнализации. Так как двигатель и тепловое реле нужно защищать от КЗ, цепь должна содержать автомат защиты.
Схема прибора включает кнопки «Тест» и «Стоп» или «Сброс». С помощью первой проверяют работоспособность, а второй — отключают защиту вручную.
При помощи переключателя поворотного взвода после включения защиты вновь запускают электродвигатель. На стеклянную крышку изделия наносят маркировку и пломбируют.
Если исходить из типа подключения, можно выделить две большие группы термореле. В первую входят устройства, монтируемые за магнитным пускателем и те, что подключаются с использованием перемычек.
Во вторую — приборы, устанавливаемые на контактор пускателя непосредственно.
Схема теплового реле. На нее нанесены обозначения управляющих элементов и выводов. У разных моделей эти обозначения могут отличаться
В последнем случае при запуске основная нагрузка приходится на контактор. Здесь тепловой модуль оснащен медными контактами, подключенными к входам пускателя непосредственно.
К ТР подключают провода от двигателя. Само реле в такой схеме представляет промежуточный узел, анализирующий ток, протекающий транзитом к двигателю от магнитного пускателя.
На скорость срабатывания теплового модуля могут повлиять не только токовые перегрузки, но и показатели внешней температуры. Защита сработает даже в условиях отсутствия перегрузок.
Бывает и так, что под воздействием принудительной вентиляции двигатель подвержен тепловой перегрузке, но защита не срабатывает.
Чтобы избежать таких явлений, нужно следовать рекомендациям специалистов:
Дополнительной опцией термореле является защита при обрыве фазы или полностью питающей сети. Для трехфазных моторов этот момент особо актуален.
Ток в тепловом реле движется последовательно через его нагревательный модуль и дальше к двигателю. С обмоткой пускателя прибор соединяют дополнительные контакты
При неполадках в одной фазе две остальные принимают на себя ток большей величины. В результате быстро происходит перегрев, а далее — отключение. При неэффективной работе реле может выйти из строя и двигатель, и проводка.
Класс тепловых реле включает несколько видов: ТРН,РТЛ, ТРП, РТИ, РТТ. Применение каждого обусловлено особенностями конструкции.
Первое в этом ряду, токовое реле двухфазное (ТРН), используют в основном для электрозащиты двигателей асинхронных, имеющих короткозамкнутый ротор. Как правило, они работают от сети с номиналом до 500 В, частотой 50 Гц.
Оснащено реле ручным механизмом управления контактами. Габариты ТРН дают возможность встраивать их в комплектные устройства как закрытого, так и открытого типа станций, координирующих работу приводов. Функцию защиты от КЗ они не выполняют и сами нуждаются в ней.
Реле ТРП имеют механизм, устойчивый к вибрациям, ударопрочный корпус. Разработаны для охраны асинхронных трехфазных двигателей, функционирующих в условиях больших механических нагрузок.
Рассчитаны они на максимальный ток 600 А и напряжение максимум 500 В, а в цепях с постоянным током — 440 В. Автоматика нечувствительна к внешней температуре и срабатывает тогда, когда показатель превышает 200 °C.
Устройства РТЛ — трехфазные, кроме защиты двигателя от перегрузок, предохраняют от заклинивания ротор. Они страхуют его от поломок в случае перекоса фаз, при затяжном пуске.
Работают автономно с клеммниками КРЛ и в модификации с магнитным пускателем ПМЛ. Токовый рабочий промежуток — от 0,10 до 86 А.
Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение
РТТ-приспособление защищает асинхронные двигатели от токовых бросков, перекоса фаз, заклинивания и других нештатных ситуаций. Используется и как самостоятельный прибор, и в виде встройки в пускатели ПМА, ПМЕ.
Изделие трехфазное РТИ наделено теми же функциями, что и предыдущее, но используется в модификации с пускателями КТМ и КМИ.
Двигателю необходимо реле для защиты, когда по технологическим причинам существует потенциальная угроза его перегруженности. Второй случай — необходимость ограничения времени запуска в условиях пониженного напряжения.
Эти требования содержатся в соответствующей инструкции. В которой изложено пожелание об оснащении защитного изделия выдержкой по времени. Реализуют все это при помощи тепловых реле.
Базовыми данными устройства, защищающего двигатель, являются:
Сведения о тепловом реле можно получить, расшифровав его маркировку. Символ, обозначающий тип исполнения, может отличаться.
Предприятия-изготовители иногда включают в маркировку дополнительные символы. Их значение нужно уточнять у самого производителя
Места размещения отечественных ТП регламентированы ГОСТом 15150. На их работу оказывают влияние такие моменты, как высота подъема над уровнем моря, вибрация, удары, ускорения.
Все эти нюансы производители отражают в маркировке своих изделий. Некоторые из них дополнительно включают сведения о возможности работы при наличии вредных веществ и взрывоопасных газов.
Требования к термореле изложены в инструкции. Здесь же оговорено, что защита должна обладать выдержкой по времени. Реализуют все запросы при помощи специальных приборов.
Время-токовые характеристики ТР и защищаемого двигателя. При токах КЗ нагревательные элементы реле становятся термически неустойчивыми
Анализируя времятоковые характеристики ТР, нужно принимать во внимание, что срабатывание может происходить из перегретого или холодного состояния.
Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные. Первая должна находиться ниже, чем вторая.
В таблице приведены технические характеристики термореле типа РТЛ. По ней можно подобрать устройство с необходимыми параметрами по мощности двигателя
Правильный подбор защитного изделия осуществляется на основе такого параметра, как рабочий номинальный ток (In). Его значение связано с номинальным током нагрузки электродвигателя.
Как международными, так и отечественными стандартами предусмотрено, что номинальный ток двигателя аналогичен уставке тока срабатывания термореле (Iср.).
Это значит, что включение в работу прибора происходит при перегрузке от 20 до 30% или при Iср.х1,2 или 1,3 не позже 20 минут.
Исходя из этого, выбор нужно осуществлять так, чтобы ток несрабатывания ТР превышал номинальный ток прикрываемого объекта в среднем на 12%. Величина In отображена в паспорте прибора и на табличке, закрепленной на корпусе.
Основываясь на ней, подбирают как ТР, так и пускатель, соответствующий ему. Шкала реле калибрована в амперах и, как правило, отвечает значению тока уставки.
В качестве примера можно привести подбор теплового реле для асинхронного двигателя, подключенного к сети 380 В, мощностью 1,5 кВт.
Рабочий номинальный ток для него — 2,8 А, значит, для теплового реле пороговый ток будет равен: 1,2х2,8 = 3,36 А. По таблице выбор нужно остановить на РТЛ-1008, у которого диапазон регулировки находится в пределах от 2,4 до 4 А.
При срабатывании защиты сначала устраняют первопричину остановки, а затем возвращают «теплушку» в исходное состояние при помощи клавиши возврата
Когда паспортные данные двигателя неизвестны, ток определяют путем использования специальных приборов — токоизмерительных клещей или мультиметра с соответствующей опцией. Измерения проводят на каждой из фаз.
Важно при выборе уделить внимание напряжению, указанному на приборе. Если запланировано использовать тандем ТР-пускатель, нужно учесть число контактов.
При включении устройства в трехфазную сеть необходим модуль, имеющий функцию защиты для случаев перегорания проводников или перекоса фаз.
Схема эффективной защиты двигателя:
Составные части теплового реле:
Принцип взаимодействия различных приборов в разных моделях подключения теплового реле одинаков. Для лучшей ориентации в схемах с отличающимися друг от друга цифровыми и буквенными обозначениями важно его усвоить. В идеале все работы должен выполнять рабочий, имеющий допуск к работе в условиях высокого напряжения.
sovet-ingenera.com
Обычная схема подключения трёхфазного асинхронного электродвигателя состоит из следующих элементов:
• тепловое реле токовой защиты.
Автоматические выключатели (автоматы) применяемые для защиты двигателей имеют расцепители тепловые и максимального тока, по принципу работы соответствующие максимальным и тепловым реле.
Следует учесть, что не все автоматы имеют такие расцепители и поэтому не все они могут применяться для защиты двигателя от перегрузки.
В схеме защиты автоматы устанавливаются перед пускателем для защиты проводов и аппаратов от тока короткого замыкания, а двигателя от тока короткого замыкания и перегрузки.
Тепловое реле реагирует на превышения тока потребляемого электродвигателем и вызывает размыкание контактов реле, что приводит к обесточиванию катушки и отключению электродвигателя.
Типовые схемы включения трёхфазного электродвигателя
Схемы подключения электродвигателей отличаются магнитными пускателями, в которых используются катушки на разные напряжения.
В первом случае используется магнитный пускатель с рабочим напряжением катушки – 220V; для питания используется любая фаза и ноль — N.
Во втором случае электродвигатель подключается через магнитный пускатель с катушкой на 380V, для питания используются две фазы, например B и С.
Обозначения на схеме:
SA1 — выключатель автоматический (3х-полюсный автомат),
TP1 — тепловое реле,
МП1 — магнитный пускатель,
БК — блок-контакт (нормально разомкнутый),
Start — кнопка «Пуск»,
Stop — кнопка «Стоп».
Наиболее частые причины повреждения электродвигателя вследствие тепловой перегрузки является пропадание одной из питающих фаз, что приводит к ненормальному режиму работы и вызывает увеличение тока в статорных обмотках, в результате чего происходит перегрев и разрушение изоляции обмоток статора, приводящий к замыканию обмоток и полной неработоспособности электродвигателя.От небольших и устойчивых перегрузок двигатели защищают автоматами и тепловыми реле, но вследствие своей тепловой инерции они не сразу реагирует на резкие перегрузки, а только через несколько минут и за это время статорная обмотка может уже недопустимо перегреться. Поэтому в случае, когда возможны ситуации с непреднамеренным отключением одной из фаз питающей сети, и необходимо предотвратить выход из строя электродвигателя, целесообразно заменить стандартную схему подключения электродвигателя на одну из нижеследующих.
В обычную схему запуска трехфазного электродвигателя помимо автомата и теплового (токового) реле, вводится еще одно дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами P1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки «Start» через обмотку магнитного пускателя МП проходит ток и он своими контактами блокирует кнопку «Start» и подключает электродвигатель к сети.
При пропадании в сети фазы A или C реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который соответственно отключит от сети электродвигатель.
При пропадании в сети фазы В обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя.
Схема аналогична схеме рассмотренной в первом способе, но имеет отличие в том, что дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.
При нажатии кнопки «Start» включается реле Р1 и контактами Р1 замыкает цепь питания катушки магнитного пускателя МП, который срабатывает и своими контактами блокирует цепь управления и включает электродвигатель. При обрыве линейного провода B отключается реле Р, а при обрыве проводов А или С магнитный пускатель МП, в обоих случаях электродвигатель отключается от сети контактами магнитного пускателя МП.
Следующее устройство работает на принципе создания искусственной нулевой точки образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1—С3. Между этой точкой и нулевым проводом N включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0′ равно нулю и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке 0′ появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя — двигатель отключается.
Реле типа МКУ, на рабочее напряжение 36 V .
Конденсаторы С1—С3 — бумажные, емкостью 4—10 мкФ, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.
По сравнению с предыдущими схемами это устройство обеспечивает более высокую чувствительность, вследствие которой двигатель иногда может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызываемой подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети.
Для снижения чувствительности нужно применить конденсаторы меньшей емкости.
Принцип работы устройства также основан на том, что при обрыве одной фазы образуется напряжение смещения нейтрали, которое можно использовать для защиты двигателя.
Для реализации указанного способа создается искусственная нейтраль с помощью трех конденсаторов С1-СЗ. При наличии всех трех фаз электросети А, В и С напряжение между искусственной нейтралью и нулевым проводом N практически равно нулю, а при обрыве любой фазы возникает напряжение смещения.
Это напряжение выпрямляется с помощью диодного моста VD1, в диагональ которого включено электромагнитное реле P. Конденсатор С4 блокирует срабатывание реле в пусковом режиме. Нормально замкнутые контакты P1 при срабатывании реле размыкаются и разрывают цепь питания катушки магнитного пускателя МП, в результате электродвигатель М отключается от сети.
В устройстве использовано реле постоянного тока типа РП21, рассчитанное на рабочее напряжение 24 V с сопротивлением обмотки 200 Ом.
Контактная система реле допускает ток до 5А.
В случае если напряжения смещения окажется недостаточно для срабатывания реле, необходимо увеличить емкости конденсаторов, образующих искусственную нейтраль. При срабатывании реле в режиме пуска можно увеличить емкость конденсатора С4 или отрегулировать контактную систему магнитного пускателя, добиваясь одновременного замыкания его силовых контактов.
Учитывая, что все эти устройства защиты имеют один общий недостаток, заключающийся в том, что они реагируют на обрыв фазы только до аппарата защиты и не реагируют на обрывы фаз, происходящие за пределами устройства, данные устройства необходимо монтировать в непосредственной близости от электродвигателя.
Если обрыв произойдет на отрезке между устройством и обмотками электродвигателя,или в самом электродвигателе защита работать не будет.
В. Г. Бастанов «300 Практических советов» стр. 17-19
22.06.2016 нет комментариев 19 005 просмотров
Продолжительная работа механизма на максимуме вызывает перегрев обмоток и порчу изоляции, в результате чего происходит межвитковое замыкание, перерастающее в обширное выгорание полюсов двигателя и дорогостоящий ремонт. Чтобы этого не происходило, в цепь питания устанавливается реле, которое называют тепловым или «теплушкой». По цепи питания данный аппарат контролирует величину тока и при длительном отклонении от номинала установки, размыкает контакты, лишая питания цепь управления, размыкая пусковое устройство. В этой статье мы расскажем, как выбрать тепловое реле для двигателя по мощности и току.
Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон уставки аппарата.
Правилами технической эксплуатации ПУЭ оговорен этот момент и допускается устанавливать до 125% от номинального тока во взрывобезопасных помещениях, и 100%, т.е. не выше номинала двигателя во взрывоопасных.
Как узнать In? Эту величину можно посмотреть в паспорте электродвигателя, табличке на корпусе.
Как видно на табличке (для увеличения нажмите на картинку) указаны два номинала 4.9А/2.8А для 220В и 380В. Согласно нашей схеме включения нужно выбрать ампераж, ориентируясь на напряжение, и по таблице подобрать реле для защиты электродвигателя с нужным диапазоном.
Для примера рассмотрим, как выбрать тепловую защиту для асинхронного двигателя АИР 80 мощностью 1.1 кВт, подключенного к трехфазной сети 380 вольт. В этом случае наш In будет 2.8А, а допустимый максимальный ток «теплушки» 3.5А (125% от In). Согласно каталогу нам подходит РТЛ 1008-2 с регулируемым диапазоном 2.5 до 4 А.
Для этого случая рекомендуем использовать токовые клещи или мультиметр С266, конструкция которого также включает токоизмерительные клещи. С помощью данных приборов нужно определить ток мотора в работе, измерив его на фазах.
В том случае, когда на таблице частично читаются данные, размещаем таблицу с паспортными данными асинхронных двигателей широко распространенных в народном хозяйстве (тип АИР). С помощью нее возможно определить In.
Кстати, недавно мы рассмотрели принцип действия и устройство тепловых реле. с чем настоятельно рекомендуем вам ознакомиться!
В зависимости от токовой нагрузки будет различаться и время срабатывания защиты, при 125% должно быть порядка 20 минут. В диаграмме ниже указана векторная кривая зависимости кратности тока от In и времени срабатывания.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:
Надеемся, прочитав нашу статью, вам стало понятно, как выбрать тепловое реле для двигателя по номинальному току, а также мощности самого электродвигателя. Как вы видите, условия выбора аппарата не сложные, т.к. можно без формул и сложных вычислений подобрать подходящий номинал, используя таблицу!
Советуем также прочитать:
Нравится
( 0 ) Не нравится
( 0 )
Аппараты максимальной токовой защиты. При работе ЭП может произойти замыкание электрических цепей между собой на землю (корпус), а также увеличение тока в силовых цепях свыше допустимого предела, вызванное стопорением движения исполнительного органа рабочей машины, обрывом одной из фаз питающего напряжения, резким снижением тока возбужден ДПТ. Для защиты ЭП и питающей сети от появляющихся в этих случаях недопустимо больших токов (сверхтоков) предусматривается максимальная токовая защита, которая может реализовываться различными средствами — с помощью плавких предохранителей, реле максимального тока и автоматических выключателей.
Плавкие предохранители (FU) — включаются в каждую линию (фазу) питающей сети между выключателем напряжения сети и контактами линейного контактора КМ, а также в цепи управления. На рисунке 2 показаны соответственно схемы защиты предохранителями АД, ДПТ и цепей управления.
Рисунок 2 – Защита цепей предохранителями
Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка и дугогасительное устройство. Выбор плавкой вставки предохранителей производится по току, который рассчитывается таким образом, чтобы она не перегорала от пускового тока двигателя.
Для защиты электрических цепей ЭП при напряжении до 1000 В применяются следующие типы предохранителей: трубчатые без наполнителя серии ПР2; быстродействующие серии ПНБ-5; с высокой разрывной способностью серии ПП 31; трубчатые разборные с закрытыми патронами и наполнителем серии ПН 2; резьбовые серии ПРС. Плавкие вставки этих предохранителей калибруются на токи от 6 до 1000 А.
Реле максимального тока используются в основном в ЭП средней и большой мощности. Катушки этих реле FA1 и FA2 включаются в две фазы трехфазных двигателей переменного тока и в один или два полюса ДПТ между выключателем QS и контактами линейного контактора КМ. Размыкающие контакты этих реле включаются также в цепь катушки линейного контактора КМ. При возникновении сверхтоков в контролируемых цепях, превышающих токи срабатывания (уставки) реле FA1 и FA2, контакты этих реле размыкаются и силовые контакты линейного контактора КМ отключают двигатель от питающей сети (рис.3).
Уставки реле максимального тока должны выбираться таким образом, чтобы не происходило отключения двигателей при их пуске или других переходных процессах, т. е. когда токи в силовых цепях в несколько раз превышают номинальный уровень.
В качестве реле максимального тока в ЭП применяются реле мгновенного действия серии РЭВ 570 для цепей постоянного тока от 0,6 до 1200 А и серии РЭВ 571Т для цепей переменного тока от 0,6 до 630 А. Время их срабатывания порядка 0,05 с. В схемах управления применяются также реле серий РЭ 70, РЭВ 830, РЭВ 302 и др.
Автоматические воздушные выключатели (автоматы — QF). Эти комплексные многоцелевые аппараты обеспечивают ручное включение и отключение двигателей, их защиту от сверхтоков, перегрузок и снижения питающего напряжения. Для обеспечения выполнения этих функций автомат имеет контактную систему, замыкание и размыкание которой осуществляется вручную с помощью рукоятки или кнопки, максимальное токовое реле и тепловое токовое реле.
Важной частью автомата является механизм свободного сцепления,
который обеспечивает его отключение при поступлении управляющих или защитных воздействий, например при протекании токов перегрузки, коротком замыкании, снижении напряжения сети, а также при необходимости дистанционного отключения автомата.
Упрощенное устройство автомата показано на рисунке 4. Рабочий ток нагрузки протекает через контакт 1 автомата, нагреватель теплового реле 6 и катушку 9 реле максимального тока. При коротком замыкании в контролируемой цепи сердечник 10 реле максимального тока втягивается в катушку 9 и через толкатель 8 воздействует на рычаг 5 механизма свободного расцепления. Последний поворачивается по часовой стрелке и приподнимает защелку 4. При этом освобождается рычаг 3 и, воздействуя на пружину 2, размыкает контакты 1 автомата.
Рисунок 4 – Схема автоматического выключателя (а) и его условное графическое и буквенное обозначение (б)
Аналогично происходит отключение автомата при перегрузке цепи, когда ток в ней больше номинального (расчетного), но меньше тока короткого замыкания. В этом случае ток, проходя по нагревателю 6 теплового реле, вызывает нагрев биметаллической пластины 7, в результате чего свободный конец этой пластины поднимается вверх и через рычаг 5 открывает защелку 4, вызывая этим отключение контактов автомата.
Часто в автоматах применяют тепловые расцепители без нагревателя, в этом случае контролируемый ток пропускается непосредственно через биметаллическую пластину. В маломощных автоматах такой расцепитель может выполнять также функции элемента максимальной токовой защиты.
Автоматические выключатели широко используются для коммутации и защиты силовых и маломощных цепей ЭП всех видов.
Применяемые в ЭП автоматические выключатели серий АП 50, АК 63, А 3000, А 3700, АЕ 2000, ВА, ВАБ, «Электрон» различаются между собой числом контактов (полюсов), уровнями номинальных тока и напряжения, набором и исполнением реализуемых защит, отключающей способностью, быстродействием. Диапазон их номинальных токов составляет 10. 10 000 А, а предельных коммутируемых токов 0,3. 100 кА. Время включения различных автоматов находится в пределах от 0,02 до 0,7 с.
Нулевая защита. При значительном снижении напряжения сети или его исчезновении эта защита обеспечивает отключение двигателей и предотвращает самопроизвольное их включение (самозапуск) после восстановления напряжения.
В тех случаях, когда двигатели управляются кнопками контакторов или магнитных пускателей, нулевая защита осуществляется самими этими аппаратами без применения дополнительных средств. Например, если в схемах исчезло или сильно понизилось напряжение сети, катушка линейного контактора КМ потеряет питание и он отключит двигатель от сети. При восстановлении напряжения включение двигателя возможно только после нажатия на кнопку управления SB2.
Тепловая защита отключает двигатель от источника питания, если, вследствие протекания по его цепям повышенных токов происходит значительный нагрев его обмоток. Такая перегрузка возникает, например, при обрыве одной из фаз трехфазного АД или СД.
Тепловая защита двигателей осуществляется с помощью тепловых, максимальных токовых реле и автоматических выключателей. Тепловые реле (КК) включаются в две-три фазы трехфазных двигателей непосредственно или через трансформаторы тока (рисунок 5). Для защиты ДПТ тепловые реле включаются в один или два полюса цепи их питания. Размыкающие контакты тепловых реле включаются в цепи катушек главных (линейных) контакторов или в цепь защитного реле.
Действие теплового реле основано на эффекте изгибания биметаллической пластинки при нагревании из-за различных температурных коэффициентов линейного расширения образующих ее металлов.
Рисунок 5 – Включение тепловых реле в электрические цепи
В ЭП применяются электротепловые двухполюсные реле серий ТРН на номинальные токи от 0,32 до 40 А, однополюсные реле серий ТРТП на токи от 1,75 до 550 А и трехполюсные реле серий РТЛ на токи от 0,17 до 200 А. Эти реле имеют регулируемую уставку тепловой защиты; при токе 1,2Iном время их срабатывания 20 мин.
Тепловая защита двигателей может осуществляться также автоматическими выключателями и магнитными пускателями, если они имеют встроенные тепловые расцепители.
При повторно-кратковременных режимах работы ЭП, когда процессы нагрева реле и двигателя различны, защита двигателей от перегрузок осуществляется с помощью максимальных токовых реле FA1 и FA2. Токи уставок этих реле выбираются на 20. 30% выше номинального тока двигателя. Так как, ток уставки реле в этом случае ниже пускового тока, то при пуске двигателя его контакты шунтируются контактами реле времени, имеющего выдержку времени несколько большую времени пуска двигателя.
185.154.22.117 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.
Источники: http://electro-tehnyk.narod.ru/docs/motor_protection.html, http://samelectrik.ru/instrukciya-po-vyboru-teplovogo-rele-dlya-zashhity-elektrodvigatelya.html, http://studopedia.ru/2_20958_vidi-i-apparati-zashchit-elektrodvigateley.html
electricremont.ru
Тепловое реле используют для защиты асинхронных электродвигателей от токов перегрузкиВ современном мире, личные хозяйства или различные производства, подразумевают использование электродвигателей. Данные устройства, различают по многим параметрам. Но важно понимать, что обеспечить качественную работу данных устройств, можно только при использовании дополнительного оборудования в виде различных тепловых реле или пускателей.
На работу различных видов двигателей (синхронный или асинхронный), могут влиять некоторые условия. Поэтому для защиты электродвигателя, в схему подключения встраивают дополнительные устройства.
Тепловые реле представляют собой набор биметаллических расцепителей (по одному на каждую фазу), по которым протекает ток, оказывающий на пластины тепловое действие
Виды защиты электрических двигателей:
В первую очередь, для корректной работы двигателей (однофазного или трехфазного) в определенных электросетях, необходимо определить, какое устройство лучше подойдет для защиты.
Обратите внимание! Устройство, установленное для защиты двигателя, должно отвечать правилам ПУЭ и отключать подачу электроэнергии к потребителю в автоматическом режиме.
Наряду со многими устройствами, данную функцию может выполнять простейший механизм в виде плавкой вставки. Соединение данных предохранителей, производится посредством специального выключателя.
Все электродвигатели, рассчитаны на определенный номинальный (рабочий) ток, поэтому, для защиты от токовых перегрузок, необходимо подобрать и рассчитать устройство, которое обеспечит данный вид защиты.
Данную работу выполняют плавкие предохранители, работающие с ручным выключателем. При непродолжительных нагрузках, предохранители продолжают работать, но при увеличении нагрузки, срабатывают незамедлительно.
Другим видом плавких предохранителей, являются устройства, быстро срабатывающие. Данные предохранители , способны выдерживать нагрузки до 500 % номинального тока. Использовать такие предохранители рекомендуется в сетях, не подверженных высоким переходным токам.
При условии, что пусковой ток электродвигателя достаточно высокий, для защиты используют предохранители, которые срабатывают на перегрузку с некоторой задержкой. Если время перегрузки превышает установленное, предохранитель размыкает цепь.
При работе двигателя, может выделяться достаточное количество тепла, которое приводит к разрушению изоляции обмотки и другим повреждениям. Для обеспечения защиты от воздействия тепла на электродвигатель, используют тепловое реле.
Как произвести выбор реле:
Основным фактором, определяющим правильный выбор теплового реле, является номинальный (рабочий) ток устройства (уставка). Для этого, на корпусе двигателя или в паспорте устройства, необходимо найти значение с обозначением – in.
Обратите внимание! Правилами ПУЭ прописано, что рабочий ток устройства определяется исходя из значений безопасности помещения.
Для правильного подбора, используется специальная таблица, в которой указаны все допустимые значения различных устройств, согласно которых производится расчет. Стоит отметить, что выбор значений защитного устройства, определяет и рабочая сеть (220 или 380 В). Например, на данном двигателе, могут указываться сразу два значения токов ( 220 – 5 А, и 380 – 2.9 А).
Предположим, необходимо осуществить выбор теплового реле, для двигателя, мощность которого составляет 1,1 кВт, при подключении к сети 380 Вольт.
В данном случае (in) двигателя равняется 2,8 А. При этом, стоит учитывать и допустимые значения теплового реле (125 % от значений двигателя), которое составляет 3,5 А. Таким образом, для обеспечения оптимальной защиты электродвигателя, лучше всего использовать устройство в котором диапазон рабочего тока регулируется в пределах от 2,5 до 4 Ампер.
Бывает так, что данные электродвигателя неизвестны или не читаемы. В таком случае, можно воспользоваться специальными измерительными клещами.
Для своевременного включения и выключения электродвигателя, необходимо использования автоматического выключателя (автомата). Для этих целей используют два вида устройств.
Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки
Виды устройств:
Стоит отметить, что в состав обычного контактора, входят только электромагнитная катушка и контактная группа. Что обеспечивает только включение и отключение подачи питания к электродвигателю. Поэтому различная аппаратура, может быть защищена от сгорания данным устройством.
Обратите внимание! Пусковое реле, обладает более широким спектром элементов, которые осуществляют защиту сразу по нескольким направлениям.
В состав пускателя, входит контактор, который является главным элементом схемы. В различных модификациях данных устройств, дополнительно могут устанавливаться и тепловое реле, которое срабатывает при определенных температурных перегрузках.
Стоит отметить, что некоторые модели пускателей, оснащаются двумя контакторами. Данные устройства, подходят для реверсивного управления электродвигателем.
Подбор устройства для двигателя или двигателя насоса производится согласно следующим параметрам: токовые нагрузки и мощность. Точные характеристики различных моделей, можно узнать на сайте производителя или у фирмы поставщика.
Основным параметром при выборе, является мощность устройства, величины которой варьируются от 0 до 6. Устройства с нулевой величиной, рассчитаны на мощность не превышающую 6 А, величина с маркировкой 6, предусматривает подключение устройства к оборудованию с мощностными показателями от 160 А.
Данные устройства, подразделяют и по нагрузке (индуктивная и малоиндуктивная), которые определяются напряжением в сети 220 или 380 Вольт.
Мощность пускателей, для различных машин, является необходимым условием при подборе. Так как при работе устройства с превышением допустимой мощности или при максимальном значении, увеличивается число срабатываний устройства.
В настоящее время, использование электродвигателей достаточно широко. Данные устройства, применяются в различном оборудовании (вентиляционные системы, насосные станции или электротранспорт). Для каждого вида машин, нужен правильный выбор и настройка двигателей.
Критерии выбора:
По типу электрического тока, электродвигатели разделяют на устройства, работающие на переменном и постоянном токе.
Обратите внимание! В настоящее время, использование двигателей работающих на переменном токе не сильно распространено.
Стоит отметить, что двигатели на постоянном токе, зарекомендовали себя с лучшей стороны, но из-за необходимости установки дополнительного оборудования для обеспечения их работы, требуются и дополнительные финансовые затраты.
Двигатели, работающие на переменном токе, нашли достаточно широкое применение. Их разделяют на два вида (синхронные и асинхронные).
Синхронные устройства, используют для оборудования, в котором важно постоянное вращение (генераторы и компрессоры). Отличаются и различные характеристики синхронных двигателей. Например, скорость вращения варьируется в пределах от 120 до 1000 оборотов в минуту. Мощность устройств достигает 10 кВт.
В промышленности, распространено использование асинхронных двигателей. Стоит отметить, что данные устройства обладают более высокими показателями вращения. Для их изготовления, в основном используют алюминий, что позволяется изготавливать легкие роторы.
Исходя из того, что во время работы двигатель, производит постоянное вращение различных устройств, необходимо правильно подбирать его мощность. Стоит отметить, что для различных устройств, существует специальная формула, согласно которой и производится выбор.
Определяющим фактором нагрузки на двигатели, является режим работы. Поэтому, выбор устройства производят согласно и данной характеристике. Существует несколько режимов работы, которые маркируются (S1 – S9). Каждый из девяти режимов, подходит для определенной работы двигателя.
Используя данную информацию, вы с пониманием дела, сможете подойти к выбору электродвигателя для различных видов использования. Стоит отметить, что для обеспечения безопасности, необходима (электронная или механическая) релейная защита.
6watt.ru
