Připojení tepelného relé (schéma)

Ochrana elektrických zařízení před přetížením a přehřátím je kritickým úkolem pro průmyslové a domácí aplikace. V této souvislosti hraje nezastupitelnou roli tepelné relé. Toto zařízení pomáhá předcházet poruchám motorů a jiných elektrických zařízení spuštěním při přetížení. Správné nastavení a výběr tepelného relé může výrazně prodloužit životnost zařízení a snížit riziko nouzových situací.

V tomto článku se podrobně podíváme na princip fungování tepelného relé, existující typy, způsoby připojení, nastavení a označení. Tyto znalosti vám pomohou lépe pochopit, jak toto zařízení funguje a jak jej lze využít k zajištění spolehlivého provozu zařízení.

Princip činnosti tepelného relé

Tepelné relé je zařízení určené k ochraně elektromotorů a dalších prvků systému před přehřátím v důsledku přetížení. Jeho princip činnosti je založen na ohřevu bimetalové desky, která reaguje na zvýšenou teplotu v okruhu.

Když proud prochází relé, pokud jeho hodnota překročí jmenovitou hodnotu, deska se začne zahřívat. Když je dosaženo kritické teploty, ohne se a otevře kontakt, což vede k výpadku napájení a tím k ochraně zařízení před přehřátím. Tento proces není okamžitý: deska se může zahřát s určitým zpožděním, což pomáhá vyhnout se falešným poplachům v důsledku krátkodobého přetížení.

Je důležité si uvědomit, že po ochlazení se bimetalová deska vrátí do své původní polohy a tepelné relé lze resetovat ručně nebo automaticky v závislosti na konstrukci.

Typy tepelných relé

Tepelná relé jsou rozdělena do několika typů v závislosti na konstrukci a principu činnosti. Mezi hlavní typy patří:

1. Bimetalová relé – nejběžnější typ. Pracují na bázi bimetalové desky, která se vlivem teploty ohýbá a otevírá kontakt.
2. Polovodičová relé – modernější zařízení, která fungují na bázi polovodičových materiálů. Poskytují vyšší přesnost a rychlost odezvy, ale jsou dražší a vyžadují složitější údržbu.

Bimetalová relé se používají ve většině standardních aplikací ochrany motoru, zatímco polovodičová relé se častěji používají ve složitějších nebo kritických aplikacích, kde je vyžadováno rychlé a přesné ovládání.

Schéma zapojení tepelného relé

Správné připojení tepelného relé hraje klíčovou roli v jeho efektivní činnosti. Mezi elektromotor a startér je zpravidla instalováno tepelné relé, které pomáhá chránit motor před přehřátím.

Obecné schéma zapojení je následující:

1. Relé je namontováno v obvodu elektromotoru.
2. Je připojeno ke stykači, který v závislosti na stavu relé sepne nebo rozepne elektrický obvod.
3. Při překročení proudu nebo teploty relé rozepne kontakty, přeruší obvod a vypne elektromotor.

pro třífázové systémy relé je připojeno ke všem třem fázím a v jednofázových obvodech – pouze k jedné fázi.

Při připojování je důležité dodržet všechny bezpečnostní požadavky, včetně uzemnění a izolace. Nesprávné připojení může způsobit poruchu systému nebo dokonce selhání zařízení.

Nastavení tepelného relé

Aby bylo zajištěno správné fungování tepelného relé, musí být správně nakonfigurováno. Úprava zahrnuje nastavení několika klíčových parametrů:

1. Provozujte proud – toto je aktuální hodnota, nad kterou má relé pracovat. Obvykle se nastavuje na 1,1–1,2násobek jmenovitého proudu motoru.
2. Doba zpoždění vypnutí – některá relé mají funkci nastavení doby, po které dojde k vypnutí v případě přetížení. Tento parametr umožňuje vyhnout se falešným poplachům během krátkodobých rázů zátěže.

Postup nastavení se může lišit v závislosti na modelu relé, ale obecné pořadí je následující:

1. Určete jmenovitý proud motoru.
2. Nastavte provozní proud relé o 10–20 % vyšší, než je tato hodnota.
3. V případě potřeby upravte zpoždění vypnutí.

Po nastavení relé je nutné zkontrolovat jeho funkčnost: je zapnuta zkušební zátěž, která umožňuje ujistit se, že relé funguje při přetížení.

Označení tepelného relé

Tělo každého tepelného relé je obvykle označeno, což umožňuje určit jeho hlavní parametry a vlastnosti. Správné čtení štítku vám pomůže vybrat správné relé pro konkrétní typ zařízení.

Hlavní parametry uvedené na štítku :

• Jmenovitý proud – maximální proud, který může relé projít bez vypnutí.
• Rozsah nastavení – obvykle udává minimální a maximální proud, při kterém je možný provoz.
• Pracovní podmínky – okolní teplota, vlhkost a další faktory, za kterých může relé správně fungovat.

Vysvětlení označení umožňuje vybrat relé vhodné pro konkrétní provozní podmínky. To je důležité zejména při výběru relé pro systémy se zvýšenou zátěží nebo v obtížných klimatických podmínkách.

Tepelné relé je nepostradatelným prvkem systému ochrany elektromotorů a dalších elektrických zařízení. Poskytuje ochranu proti přetížení a přehřátí, čímž předchází možným nouzovým situacím. Výběr a konfigurace tepelného relé vyžaduje pečlivý přístup: je nutné vzít v úvahu parametry zařízení, provozní podmínky a správné připojení.

Tepelné relé je instalováno, aby se zabránilo ovlivnění elektromotorů výrazným a dlouhodobým proudovým přetížením, ke kterému dochází při přerušení jedné z fází nebo přetížení hřídele. Také pomocí TP je vinutí chráněno před následným poškozením po mezizávitovém zkratu. Přečtěte si také článek ⇒ Napěťové relé.

Co je tepelné relé?

Relé se nazývá tepelné kvůli svému principu činnosti, který je v mnoha ohledech podobný principu činnosti jističe, ve kterém bimetalové desky vyhřívané elektrickým proudem přeruší obvod a vyvíjejí tlak na uvolňovací mechanismus.

Vzhledem k tomu, že tepelné relé v obvodech musí být připojeno za magnetický spouštěč, není potřeba duplikovat funkci stykače po rozepnutí obvodů v nouzových situacích. Volba takové ochrany umožňuje dosáhnout významných úspor materiálu pro výkonové kontaktní skupiny. Přece jen je mnohem snazší spínat malé proudy jednoho řídicího obvodu, než při velkém proudovém zatížení přerušit tři kontakty najednou.

Tip č. 1: Při připojování zařízení je třeba pamatovat na to, že tepelné relé nepřeruší přímo napájecí obvody, které jsou při zvýšení zátěže dodávány s řídicím signálem.

Konstrukce tepelných relé obvykle zajišťuje přítomnost dvou kontaktů:

• normálně uzavřeno;
• otevřít v normální poloze.

Po sepnutí relé oba tyto kontakty současně změní svou polohu.

Zařízení a typy

Tepelná relé jsou k dispozici v několika typech, z nichž každé má své vlastní konstrukční vlastnosti a oblast použití. Hlavní typy jsou následující relé:

RTL jsou 3-fázová zařízení určená k ochraně elektromotorů před přetížením, zablokováním rotoru, prodlouženým rozběhem a fázovou nerovnováhou. Zařízení jsou umístěna na svorkových kontaktech startéru PML. Mohou pracovat samostatně jako ochranné zařízení se svorkami typu KRL.

Relé typu PTT je také třífázové zařízení, které poskytuje ochranu motorům s kotvou nakrátko před prodlouženými starty, rušením, proudovým přetížením a jinými stejně nebezpečnými nouzovými situacemi. Relé jsou vzhledem ke konstrukčním vlastnostem připevněna k pouzdru magnetických spouštěčů typu PMA a PME a také jako samostatné zařízení na speciálním panelu.

Třífázová relé RTI se používají k ochraně elektromotoru před přetížením, fázovou nesymetrií, zablokováním a jinými těžkými provozními podmínkami. Připevněno k pouzdru startérů KMT a KMI.

TRN je 2-fázové tepelné relé, přes které je řízeno spouštění a provoz zařízení. Je vybaveno mechanismem pro ruční vracení svorek do původní polohy, přičemž okolní teplota nemá vliv na účinnost relé.

Polovodičová relé jsou 3-fázová zařízení, jejichž konstrukce neobsahuje pohyblivé části. Relé také nejsou citlivá na vlivy prostředí a používají se v místech s nebezpečím prasknutí.

U relé typu RTK se regulace teploty provádí pomocí sondy umístěné v těle zařízení.

Tepelné relé typu RTE se skládá z vodiče vyrobeného ze speciální slitiny. Při dosažení teploty pórů se vodič roztaví, čímž se obvod přeruší. Zabudováno do konstrukce elektromotoru. Přečtěte si také článek ⇒Jak funguje napěťové regulační relé?

Jak vybrat relé na základě vlastností?

Při výběru relé byste měli nejprve pochopit jeho hlavní parametry:

• hodnota jmenovitého proudu;
• rozsah regulace provozního proudu;
• síťové napětí;
• typ a počet svorek;
• odhadovaný výkon připojeného zařízení;
• minimální provozní limit;
• třída zařízení;
• reakce na fázovou nerovnováhu.

Jmenovitý proud relé musí být shodný s proudem uvedeným na elektromotoru, ke kterému bude zařízení připojeno. Velikost proudu motoru je vidět na liště umístěné na jeho krytu nebo krytu.

Síťové napětí pro relé se musí rovnat hodnotě sítě, ve které bude umístěno – 220 nebo 380/400 V. Důležitý je také typ a počet svorek, protože různé typy stykačů mají různé způsoby připojení.

Relé musí také odolat výkonu elektromotoru, aby se zabránilo falešné aktivaci. U třífázových motorů by mělo být vybráno relé, které poskytuje dodatečnou ochranu proti nevyváženosti fází.

Funkce připojení

Tepelné relé je obvykle instalováno společně s magnetickým startérem, který připojuje a spouští elektromotor. Vyrábí se i zařízení, která se instalují jako samostatné zařízení na DIN lištu nebo na montážní panel – TRN nebo PTT.

Pokud má relé TRN pouze dvojici příchozích spojení, má stále tři fáze. Odpojený fázový vodič vystupuje ze startéru do motoru a obchází zařízení. Ke změně proudu v elektromotoru dochází úměrně ve všech fázích, stačí tedy ovládat pouze dvě z nich.

Zařízení jsou vybavena dvěma skupinami svorek v normálně otevřené a normálně uzavřené skupině.

Níže je uveden řídicí obvod, který odpojí motor od sítě, pokud dojde k nouzové situaci v důsledku ztráty fáze nebo přetížení. Motor se otáčí jedním směrem a ovládání spínání se provádí z jednoho místa pomocí tlačítek START a STOP.

Stroj je připojen a napětí je přivedeno na horní kontakt. Po stisknutí tlačítka START jsou cívky startéru A1 a A2 připojeny k síti L1 a L2. V prezentovaném obvodu je instalován startér, jehož cívka je navržena pro 380 V.

Když je startér zapnutý cívkou, jsou sepnuty další kontakty 13 a 14. Tlačítko START lze nyní uvolnit, ale stykač zůstane zapnutý. Toto schéma se nazývalo „Začněte se samoudržováním“.

Chcete-li odpojit elektromotor od sítě, musíte odpojit cívku od napájení. Po vysledování směru toku proudu v uvedeném diagramu můžete vidět, že vypnutí nastane, když stisknete tlačítko STOP nebo otevřete svorky tepelného relé (v diagramu je zařízení označeno červeným obdélníkem).

Pokud tedy dojde při aktivaci relé k nouzové situaci, obvod se přeruší, spouštěč se vyjme ze samočinného přidržení, čímž se ztratí napájení elektromotoru. Před opětovným spuštěním po vypnutí je nutné zkontrolovat mechanismus, aby se zjistily příčiny neplánovaného vypnutí a znovu jej nezapínat, dokud nebudou odstraněny.

Příčinou provozu je často zvýšená teplota vnějšího vzduchu – tento bod je také třeba vzít v úvahu při nastavování mechanismů a jejich provozu.

Tip č. 2: V domácnostech se použití tepelných relé neomezuje pouze na obráběcí stroje a další mechanismy vlastní výroby. Nebylo by špatné použít zařízení pro instalaci v systémech, které řídí proud v čerpadlech topného systému.

Práce oběhové jednotky je velmi specifická. Na spirále a čepelích se totiž časem objevují usazeniny vodního kamene, což je jeden z důvodů zaseknutí a selhání elektromotoru. Pomocí výše uvedených schémat zapojení si můžete sami sestavit řídicí jednotku a ochrannou jednotku. V napájecím obvodu stačí nastavit jmenovitý výkon tepelného relé a připojit kontakty.

Kromě toho je neméně zajímavé schéma zapojení pro tepelné relé pomocí proudových transformátorů, určené pro použití při připojení výkonných motorů, například zavlažovacích systémů velkých farem. Při přidávání transformátoru do napájecího obvodu byste měli mít na paměti parametr transformace rovný například 60/5. Tento parametr znamená, že když primárním vinutím protéká proud 60 A, bude jeho hodnota na sekundárním vinutí rovna 5 A. Použití takového obvodu sníží náklady na nákup komponent bez snížení výkonových charakteristik. Přečtěte si také článek ⇒ Připojení relé indikátoru.

Proudové transformátory připojené k ampérmetru a ovládacímu relé jsou ve schématu označeny červeně pro vizuální znázornění procesů probíhajících v obvodu. Transformátor je zapojen do hvězdy s jedním společným bodem.

Přehled modelů

Tabulka poskytuje stručný srovnávací přehled modelů tepelných relé s uvedením hlavních parametrů a přibližné ceny.

Frekvence proudu 50 Hz

Druh proudu: střídavý

Chyby instalace

• Hlavní chybou nezkušených řemeslníků je nákup a instalace relé s parametry, které neodpovídají parametrům elektromotoru. Musíte si pozorně přečíst popis produktu a jeho vlastnosti uvedené v pasu zařízení.
• Také při výběru a instalaci relé se často nebere v úvahu teplota venkovního vzduchu během provozu zařízení. Příliš vysoká teplota může způsobit časté spouštění.
• Další vážnou chybou je příliš těsné utažení kontaktů zařízení pomocí šroubováku. Při provádění této práce je třeba dbát na to, aby nedošlo k poškození relé.

Ohodnoťte kvalitu článku:

1. Udělej si sám nástavec na nástěnnou frézu pro úhlovou brusku
2. Jak nainstalovat rozvodnou krabici pro elektrické rozvody do zděné, betonové zdi
3. Kabelové dorazové manžety – technické vlastnosti a rozsah použití
4. Jak správně připojit foto relé pro pouliční osvětlení
5. Připojení SPD k jednofázové nebo třífázové síti v panelu (schéma)