Typy a konstrukce tepelných relé, výpočet a výběr tepelného relé pro ochranu motoru » Info pro elektrikáře

Tepelná relé plní funkci ochrany před dlouhodobým přetížením, jejich činnost je podobná činnosti tepelného odpojovače v jističích. V závislosti na velikosti přetížení (odchylka od jmenovitého režimu – I/Iн) pracuje po odpovídající době, kterou lze vypočítat pomocí časově-proudové charakteristiky tepelného relé. Podívejme se blíže na to, co je tepelné relé a jak jej správně vybrat.

Účel a princip činnosti

Při přetížení elektromotorů se zvyšuje odběr proudu a podle toho se zvyšuje jejich zahřívání. Při přehřátí motoru se poškodí celistvost izolace vinutí, rychleji se opotřebují ložiska a mohou se zaseknout. V tomto případě tepelné uvolnění stroje nemusí zařízení chránit. K tomu potřebujete tepelné relé.

K přetížení může docházet v důsledku nevyváženosti fází, obtížného pohybu rotoru, v důsledku jak zvýšeného mechanického zatížení, tak problémů s ložisky, úplného zadření hřídele motoru a pohonů.

Tepelné relé reaguje na zvýšený proud a v závislosti na jeho hodnotě po nějaké době přeruší napájecí obvod, čímž udrží vinutí motoru neporušené. Po následném odstranění závady, pokud je stator v dobrém stavu, může motor pokračovat v provozu.

Pokud relé z neznámých důvodů sepnulo a kontrola ukázala, že je vše v pořádku, můžete kontakty relé vrátit do původního stavu, k tomu je na něm tlačítko.

Relé může fungovat i v případě delšího startu elektromotoru. Současně ve vinutí protékají zvýšené hodnoty proudu. Pomalý start je proces, kdy motoru trvá dlouho, než dosáhne jmenovitých otáček. K tomu může dojít v důsledku přetížení hřídele nebo v důsledku nízkého napětí v napájecí síti.

Doba, po které bude relé fungovat, je určena časovou proudovou charakteristikou konkrétního relé, obecně to vypadá takto:

Vertikální osa ukazuje čas v sekundách, po kterém kontakty přeruší obvod, a vodorovná osa ukazuje, kolikrát skutečný proud překročí jmenovitý proud. Zde vidíme, že při jmenovitém proudu relé má vypínací doba relé tendenci k nekonečnu, při 1.2násobném přetížení se rozepne asi za 5000 sekund, při proudovém přetížení 2krát – za 500 sekund, při přetížení 5-8násobku relé sepne za 10 sekund.

Tato ochrana eliminuje neustálé vypínání motoru při krátkodobém přetížení a rázech, ale šetří zařízení při dlouhodobých poruchách nad přípustné provozní limity.

Princip činnosti

Relé obsahuje dvojici bimetalových desek s různými koeficienty teplotní roztažnosti. Desky jsou navzájem pevně spojeny, pokud se zahřejí, konstrukce se ohne směrem k sekci s nižším koeficientem tepelné roztažnosti.

Desky jsou ohřívány průtokem zátěžového proudu nebo ohřívačem, kterým prochází zátěžový proud, znázorněný na diagramu jako několik otáček kolem bimetalu. Protékající proud ohřívá desku na určitou mez. Čím vyšší proud, tím rychlejší ohřev.

Stojí za zvážení, že pokud je relé v horké místnosti, musíte nastavit provozní proud s velkou rezervou, protože dochází k dodatečnému ohřevu z okolí. Kromě toho, pokud bylo relé právě spuštěno, kontakty potřebují nějaký čas na vychladnutí. V opačném případě může dojít k opakovaným falešným poplachům.

Podívejme se na konkrétní příklad. Nahoře vidíte zařízení relé TRN. Je dvoufázový. Skládá se ze tří článků, s topnými články ve vnějších, teplotním kompenzátorem uprostřed, regulátorem spouštěcího proudu, spouští, vypínacím kontaktem a vratnou pákou.

Při protékání proudu topným tělesem (1) jeho teplota stoupá, při dosažení nastaveného přetěžovacího proudu dochází k deformaci bimetalové desky (2). Posunovač (10) se přesune doprava a zatlačí desku teplotního kompenzátoru (3). Po dosažení přetěžovacího proudu se ohne doprava a uvolní západku (7). Uvolňovací tyč (6) se zvedne nahoru a kontakty (8) se otevřou.

Typy tepelných relé

Tepelná relé lze v závislosti na provedení připojit ke všem třem fázím nebo ke dvěma ze tří. Většina relé je navržena tak, aby odpovídala specifickým magnetickým spouštěčům pro snadnou instalaci a přesnost. Podívejme se na některé z nich.

RTL – vhodné pro použití se startéry typu PML. Se sadou svorek se KRL používá jako nezávislé ochranné zařízení.

RTT – vhodné pro instalaci se startéry PME a PMA. Může být také použit samostatně, pokud je namontován na speciálním panelu.

RTI – tepelná relé pro startéry KMI a KMT. Na přední straně můžete vidět několik dalších blokových kontaktů pro implementaci indikačních obvodů a dalších věcí.

TRN – dvoufázové tepelné relé. Je instalován v třífázových motorech a je připojen k mezeře mezi dvěma fázemi. Okolní teplota nemá vliv na jeho provoz. Současný regulátor má 10 dílků: 5 pro klesající, 5 pro zvýšení, hodnota jednoho dílku je 5%.

Ve skutečnosti existuje velké množství tepelných relé, ale všechna plní stejnou funkci.

Relé jsou často namontována ve speciální železné skříni. Na obrázku je startér PMA 4. velikosti pro 63 A, s třífázovým tepelným relé.

U moderních startérů je tepelné relé zapojeno tak, jak je znázorněno na fotografii níže, výsledkem je jednodílná konstrukce.

Červené tlačítko „test“ je potřeba pro vypnutí testovacího relé a pro kontrolu možnosti rozepnutí kontaktů.

Tento způsob připojení umožňuje ušetřit místo na liště DIN.

Schéma zapojení

Jak již bylo zmíněno, tepelné relé chrání elektrická zařízení před dlouhodobým přetížením. Montuje se mezi zdroj energie a spotřebič.

Řízený proud protéká topnými články (1), ohýbají a otevírají kontakty (2) tepelného relé v tomto obvodu je použito 2-fázové tepelné relé; Jeho kontakty otevírají obvod cívky stykače nebo magnetického spouštěče, stejně jako byste stiskli tlačítko „STOP“. Po sestavení tento obvod vypadá takto:

V popředí je vidět, jak jsou dvě vnější fáze spojeny z výstupních kontaktů startéru. Na pozadí je vidět, že svorka z kontaktů TRN je připojena k cívce relé.

Pokud použijete obvod reverzního magnetického startéru, zapojení je téměř totožné, jak je znázorněno níže. Kontakty označené „10“ a „12“ jsou připojeny k mezeře cívek startérů KM1 a KM2.

Zde můžete vidět, že existuje normálně uzavřený pár a normálně otevřený kontakt. To je nutné např. pro indikaci aktivace tepelné ochrany, tzn. Můžete k němu připojit kontrolku nebo poslat signál do ústředny nebo ACS.

Na relé RTI jsou tyto kontakty umístěny na předním panelu:

• NO – normálně otevřeno – pro indikaci;
• NC – normálně zavřeno – ke startéru.

Tlačítko STOP vynutí sepnutí kontaktů. Při spuštění musí takové relé vychladnout a poté znovu sepnout. Ačkoli v tomto konkrétním příkladu je možné ruční i automatické opětovné zapnutí. K tomuto účelu je na pravé straně předního panelu modré tlačítko se štěrbinou ve tvaru kříže, při zavřeném krytu je aretováno.

Výběr pro konkrétní motor

Řekněme, že máme motor AIR71V4U2. Jeho výkon je 0.75 kW. Disponujeme třífázovou sítí se síťovým napětím 380V. Motor je konstruován na 220V, pokud jsou vinutí zapojena do trojúhelníku a 380V do hvězdy. Jmenovitý proud takového motoru s vinutími zapojenými do hvězdy je 1.94 A. Kompletní informace jsou uvedeny na jeho typovém štítku, který můžete vidět na fotografii níže.

Z toho vyplývá, že potřebujeme zvolit tepelné relé pro motor s proudem 1.94 A. Provozní proud tepelného relé by měl překročit jmenovitý proud motoru 1.2 – 1.3 krát. to je:

Nechte motor pracovat jako součást mechanismu, ve kterém jsou povolena krátkodobá, ale významná přetížení, například pro zvedání malých břemen. Poté zvolíme nastavovací proud 1.3x větší, než je jmenovitý proud asynchronního elektromotoru.

To znamená, že relé by mělo pracovat při proudu 2.5-2.6A. Následující relé jsou pro nás vhodná:

• RTL-1007, s proudovým rozsahem 1.5-2.6 A;
• RTL-1008, proudový rozsah 2,4-4 A;
• RTI-1307, proudový rozsah 1,6. 2,5 A;
• RTI-1308, proudový rozsah 2,5. 4 A;
• TRN-25 3,2A (pomocí regulátoru můžete snížit nebo zvýšit proud o 25%).

Způsoby seřízení relé

Prvním krokem je určení nastavení tepelného relé:

N1 = (Iн – Iнэ)/cINэ

kde Iн je jmenovitý zatěžovací proud elektromotoru, Iнэ je jmenovitý proud topného článku tepelného relé, c je koeficient dělení stupnice (například c = 0,05).

Druhým krokem je zavedení korekce na okolní teplotu:

kde T je teplota okolí, °C.

Krok čtyři – nastavte regulátor na požadovaný počet dílků N.

Pokud je okolní teplota příliš vysoká nebo příliš nízká, je zavedena teplotní korekce. Pokud je teplota v místnosti, kde je relé instalováno, výrazně ovlivněna venkovní teplotou, pak by měla být korekce provedena v zimě a v létě.

Проверка

Podívejme se na příklad relé typu TRN. Abyste se ujistili, že relé funguje správně, musíte:

1. Zkontrolujte stav pouzdra a zjistěte, zda na něm nejsou nějaké praskliny nebo úlomky.

2. Zkontrolujte se zátěží připojenou na jmenovitý proud.

3. Demontujte relé a zkontrolujte neporušenost kontaktů, nepřítomnost uhlíkových usazenin na nich,

4. Zkontrolujte, zda nejsou ohřívače ohnuté.

5. Zkontrolujte vzdálenost mezi bimetalem a topnými články. Mělo by to být stejné, pokud ne, upravte to pomocí montážních šroubů.

6. Aplikujte jmenovitý proud přes jeden z ohřívačů, nastavte nastavení na 1.5násobek jmenovitého proudu. V tomto stavu relé pracuje 145 s, poté postupně otáčejte nastavovacím excentrem do polohy „-5“, dokud se relé nesepne.

7. Po aktivním chlazení po dobu 15 minut stejným způsobem zkontrolujte druhé topné těleso.

Schéma zkušebního stojanu:

Stručné shrnutí

Tepelná relé jsou důležitým prvkem ochrany elektrických zařízení. S jeho pomocí ochráníte své zařízení před přetížením a jeho vlastnosti vám umožní odolat krátkodobým proudovým rázům bez falešných poplachů, což jistič nemůže zajistit.

Relé lze použít jak společně s magnetickými spouštěči, které se připojují přímo na jejich výstupní svorky, čímž tvoří jednotnou konstrukci, tak i jako nezávislá ochranná zařízení, umístěná v panelu na DIN lištu a v elektrických skříních.

• Jak vybrat magnetický startér a jistič pro asynchronní motor
• Provoz a opravy elektromagnetických relé
• Zařízení a příklady použití relé, jak správně vybrat a připojit relé

Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Pomoc začínajícím elektrikářům, Průmyslová elektrická zařízení

Přihlaste se k odběru našeho kanálu na Telegram: World of Electricity

Zde můžete zanechat komentář, položit otázku a jen chatovat:
Chat na elektrická témata

Sdílejte tento článek se svými přáteli:

Tepelná relé jsou navržena tak, aby chránila elektromotory před poškozením v důsledku přetížení, zpožděného startu, fázové asymetrie a zablokování rotoru.

<img src=“https://backend.cable.ru/uploads/content/teplovoe-rele-668e6d49a571a.png“ />Proč potřebujete zkontrolovat tepelné relé?

Pravidelná kontrola tepelného relé umožňuje udržovat reléový mechanismus a kontakty v provozním stavu, a pokud dojde k poruchám, včas je odstranit Bezporuchový provoz elektrického zařízení závisí na spolehlivosti ochranných zařízení Důležité je vědět, jak zkontrolovat funkčnost tepelného relé před jeho instalací do napájecího obvodu motoru.

Pod průhledným krytem na předním panelu jsou prvky pro nastavení a testování relé:

• Tlačítko „TEST“ pro simulaci činnosti reléového mechanismu;
• proudový regulátor nastavení odezvy tepelného článku;
• Tlačítko „STOP“ pro nucené rozepnutí normálně sepnutého kontaktu;
• tlačítkový spínač pro režim opětovného natažení „RESET“ (automatické A nebo ruční P);
• indikátor aktivace relé;
• očíslované kolíky pomocného kontaktu – 96-95 (normálně zavřený) a 98-97 (normálně otevřený).

Verifikační metody a jejich algoritmus

Nejprve vizuálně zkontrolujeme pevné usazení víka k tělu, stav korpusu na praskliny, odštěpky, stopy po tání a připálená místa.

Pokud při vizuální kontrole nezjistíte žádné poškození:

1. Zkontrolujeme funkčnost tepelného relé: stisknutím tlačítka „TEST“ šroubovákem simulujeme činnost relé při přetížení Aktivace mechanismu a sepnutí pomocných kontaktů je signalizováno cvaknutím mechanismus a vzhled červené (žluté) „vlajky“ v okénku indikátoru. Tlačítkem „RESET“ vrátíme relé do původního stavu – okénko indikátoru se zprůhlední.
2. Pomocí multimetru zkontrolujte správnou polohu kontaktů před a po provozu.

<img src=“https://backend.cable.ru/uploads/content/teplovoe-rele2-668e6d49bb07e.png“ />Jak otestovat tepelné relé pomocí multimetru

Chcete-li vyzkoušet činnost skupin kontaktů, můžete použít digitální i analogový multimetr.

Podívejme se podrobně na to, jak zvonit tepelnou teplotu pomocí reléového digitálního multimetru:

1. Nejprve musíte multimetr přepnout do režimu vytáčení:
• připojte červenou sondu do zdířky „V/Ω“, černou do zdířky „COM“;
• nastavte přepínač naproti ikoně indikující zvuk;
• připojte konce sond – zvukový signál signalizuje správné nastavení zařízení.
2. Připojte volné konce sond ke kontaktním svorkám na předním panelu:
• 96-95 (normálně sepnutý kontakt NC) – uslyšíme zvukový signál, což znamená, že kontakty jsou sepnuté a procházejí proudem bez rušení;
• 98-97 (normálně rozepnutý NO) – nepřítomnost signálu znamená, že kontakty jsou rozepnuté.
3. Tlačítkem „TEST“ sepneme relé, přiložíme sondy multimetru na kontaktní svorky a zkontrolujeme jejich stav:
• 96-95 – nepřítomnost signálu indikuje rozepnutý stav normálně sepnutého kontaktu (stisknutím tlačítka „STOP“ můžete vrátit rozpínací kontakt do původního stavu a znovu zkontrolovat sepnutí);
• 98-97 – NO kontakt je sepnutý, je slyšet signál multimetru.

Kontrola tepelného relé s kompletní demontáží

Po dlouhé práci nebo pravidelných poruchách je vhodné zkontrolovat tepelné relé s kompletní demontáží:

• odpojte kryt relé od těla;
• zkontrolujte vnitřek relé, očistěte díly od nečistot;
• kontrolujeme neporušenost bimetalových desek a provozuschopnost topných těles;
• zkontrolujte kontakty, vyčistěte a v případě potřeby seřiďte;
• zkontrolujte dotažení šroubů svorek, upevnění tepelných prvků a kontaktů;
• stisknutím tlačítka „TEST“ se ujistíme, že se kontakty snadno pohybují a nedochází k zadření během provozu mechanismu;
• při stisku tlačítka „STOP“ kontrolujeme činnost spínacího kontaktu, přičemž spínací kontakt zůstává nehybný.

Pokud jsou během kontroly zjištěny poruchy tepelného relé, například po čištění, výška zpevnění kontaktu je menší než 0,5 mm, bimetalové desky jsou poškozené nebo deformované, je zjištěno vyhoření materiálu nebo se otáčí topné těleso jsou zkratovány, poškozené díly jsou nahrazeny novými.

<img src=“https://backend.cable.ru/uploads/content/teplovoe-rele3-668e6d49d60ab.png“ />Testovací obvod tepelného relé

Aby bylo zajištěno spolehlivé a včasné vypnutí elektromotoru v případě přetížení, je tepelné relé nakonfigurováno na speciálním stojanu s nízkopříkonovým zatěžovacím transformátorem:

1. Napájecí napětí (220 V) je přiváděno do obvodu přes spínač QS.
2. Napájecí napětí je regulováno autotransformátorem TV1.
3. Prostřednictvím snižovacího transformátoru TV2 je přiváděno napětí do topného tělesa relé KK a magnetického stykače KM.
4. Proudové zatížení je monitorováno ampérmetrem PA připojeným přes sekundární proudový transformátor TA.
Provoz tepelného relé nakonfigurujeme pomocí metody fiktivního zatížení:
1. Nastavte regulátor nastavovacího proudu do neutrální polohy.
2. Přiveďte napětí do obvodu, nastavte zátěžový proud na 1,5 In.
3. Pomocí stopek zkontrolujte dobu odezvy – přibližně 150 sekund.
4. Pokud během této doby tepelná ochrana nepracuje, plynule otáčejte regulátorem nastavovacího proudu, dokud relé nesepne.
5. Pro dokončení nastavení zkontrolujeme činnost relé při jiných hodnotách proudu zátěže, například při 5-6násobku proudu by ochrana měla zátěž vypnout po 10 sekundách.
6. Po aktivním chlazení pomocí podobného algoritmu zkontrolujeme všechna reléová topná tělesa přivedením proudu do každého jednotlivého prvku.
7. Na těle relé označte polohu regulátoru.

Většina relé používá jako tepelný prvek bimetalový pásek. Při zahřátí procházejícím proudem se deska ohne směrem ke kovu s nižším koeficientem lineární roztažnosti a volný konec působí na kontaktní akční mechanismus, který při překročení předem stanovené hodnoty proudu vypne napájecí obvod elektromotoru a sepne alarmový obvod indikující aktivaci tepelné ochrany.

K zahřívání bimetalové desky nedochází okamžitě – relé pracuje s určitým časovým zpožděním, které závisí na okolní teplotě, proto je nutné upravit tepelné relé u konkrétního typu motoru za provozních podmínek, aby se eliminovaly falešné poplachy:

1. Korekci na jmenovitý proud motoru bez teplotní kompenzace určíme pomocí vzorce E1 = (Inom – Ine)/CIne, kde
• Inom – jmenovitý proud motoru;
• Ine – jmenovitý proud topného tělesa;
• C – hodnota dělení excentru stupnice.
2. Korekci na okolní teplotu určíme pomocí vzorce E2 = (t – 30)/10, kde t (°C) je teplota vzduchu.
3. Určete celkovou korekci E = E1+E2 a přeneste excentr na hodnotu celkové korekce zaokrouhlenou na celé číslo.

Chcete ušetřit čas?

Svěřte výběr produktů profesionálům

Specialisté Kabel.RF® vědí o tomto produktu vše a kompetentně vám poradí s výběrem s ohledem na technické požadavky a pomohou zajistit včasnou dodávku

Odeslat poptávku na výběr produktu