Relé tèrmic: principi de funcionament, tipus, esquema de connexió + ajust i marcatge
La durabilitat i la fiabilitat operativa de qualsevol instal·lació amb motor elèctric depèn de diversos factors. Tanmateix, les sobrecàrregues actuals afecten significativament la vida útil del motor.Per avisar-los, es connecta un relé tèrmic que protegeix l'element de treball principal de la màquina elèctrica.
Us explicarem com seleccionar un dispositiu que prediu les situacions d'emergència imminents quan es superen els valors de corrent màxims permesos. L'article que vam presentar descriu el principi de funcionament, ofereix varietats i les seves característiques. Es donen consells sobre la connexió i la configuració correcta.
El contingut de l'article:
Per què es necessiten dispositius de protecció?
Fins i tot si l'accionament elèctric està dissenyat i utilitzat correctament sense violar les normes bàsiques de funcionament, sempre hi ha la possibilitat de mal funcionament.
Els modes de funcionament d'emergència inclouen curtcircuits monofàsics i multifàsics, sobrecàrregues tèrmiques d'equips elèctrics, bloqueig del rotor i destrucció de la unitat de coixinets, pèrdua de fase.
Quan funciona sota càrregues elevades, un motor elèctric consumeix una gran quantitat d'electricitat. I quan es supera regularment la tensió nominal, l'equip s'escalfa intensament.
Com a resultat, l'aïllament es desgasta ràpidament, la qual cosa comporta una reducció important de la vida útil de les instal·lacions electromecàniques. Per eliminar aquestes situacions, es connecta un relé de protecció tèrmica al circuit de corrent elèctric. La seva funció principal és garantir el funcionament normal dels consumidors.
Apaguen el motor amb un cert retard i, en alguns casos, a l'instant, per evitar la destrucció de l'aïllament o el dany a les parts individuals de la instal·lació elèctrica.
Per evitar una disminució de la resistència d'aïllament, s'utilitzen dispositius d'aturada de protecció, però si la tasca és evitar un error de refrigeració, es connecten dispositius especials amb protecció tèrmica integrada.
Disseny i principi de funcionament del TR
Estructuralment, un relé electrotèrmic estàndard és un petit dispositiu que consta d'una placa bimetàl·lica sensible, una bobina de calefacció, un sistema de palanca-molla i contactes elèctrics.
Una placa bimetàl·lica està feta de dos metalls diferents, generalment Invar i acer crom-níquel, unides fermament per un procés de soldadura. Un metall té un coeficient d'expansió de temperatura més alt que un altre, de manera que s'escalfen a diferents velocitats.
Durant una sobrecàrrega de corrent, la part no fixada de la placa es doblega cap al material amb un menor coeficient d'expansió tèrmica. Això exerceix una força sobre el sistema de contacte del dispositiu de protecció i activa l'aturada de la instal·lació elèctrica en cas de sobreescalfament.
La majoria dels models de relés tèrmics mecànics tenen dos grups de contactes. Un parell està normalment obert, l'altre està tancat permanentment. Quan s'activa el dispositiu de protecció, l'estat dels contactes canvia. Els primers es tanquen i els segons s'obren.
El corrent és detectat per un transformador integrat, després del qual l'electrònica processa les dades rebudes. Si el valor actual és actualment més gran que la configuració, el pols es transmet instantàniament directament a l'interruptor.
En obrir el contactor extern, el relé amb mecanisme electrònic bloqueja la càrrega. Jo mateix relé tèrmic per a motor elèctric instal·lat al contactor.
La cinta bimetàl·lica es pot escalfar directament, a causa de la influència del corrent de càrrega màxima sobre la cinta metàl·lica o indirectament, utilitzant un termoelement separat. Sovint, aquests principis es combinen en un dispositiu de protecció tèrmica. Amb la calefacció combinada, el dispositiu té millors característiques de rendiment.
Característiques bàsiques d'un relé de corrent
La característica principal d'un interruptor de protecció tèrmica és la forta dependència del temps de resposta del corrent que hi circula: com més gran sigui el valor, més ràpid funcionarà. Això indica una certa inèrcia de l'element del relé.
Moviment dirigit de partícules portadores de càrrega a través de qualsevol dispositiu elèctric, bomba de circulació i una caldera elèctrica que genera calor. A corrent nominal, la seva durada permesa tendeix a l'infinit.
I a valors que superen els valors nominals, la temperatura de l'equip augmenta, la qual cosa comporta un desgast prematur de l'aïllament.
La càrrega nominal del motor en si és un factor clau que determina l'elecció del dispositiu. Un indicador en el rang d'1,2-1,3 indica un funcionament correcte amb una sobrecàrrega actual del 30% durant un període de temps de 1200 segons.
La durada de la sobrecàrrega pot afectar negativament l'estat dels equips elèctrics: amb una exposició a curt termini de 5 a 10 minuts, només s'escalfa el bobinatge del motor, que té una massa petita. I si dura molt de temps, tot el motor s'escalfa, la qual cosa pot provocar danys greus. O fins i tot pot ser necessari substituir l'equip cremat per uns de nous.
Per tal de protegir l'objecte tant com sigui possible de la sobrecàrrega, hauríeu d'utilitzar un relé de protecció tèrmica específicament per a aquest, el temps de resposta del qual correspondrà a les classificacions de sobrecàrrega màximes permeses d'un motor elèctric determinat.
A la pràctica, recollir relé de control de tensió per a cada tipus de motor és poc pràctic. Un element de relé s'utilitza per protegir motors de diferents dissenys. Al mateix temps, és impossible garantir una protecció fiable durant tot l'interval de funcionament limitat per la càrrega mínima i màxima.
Per tant, no és absolutament necessari que el dispositiu de protecció reaccioni a cada augment, fins i tot lleuger, de corrent. El relé ha d'apagar el motor elèctric només en els casos en què hi hagi perill de desgast ràpid de la capa aïllant.
Tipus de relés de protecció tèrmica
Hi ha diversos tipus de relés per protegir els motors elèctrics de fallades de fase i sobrecàrregues de corrent. Tots es diferencien en les característiques de disseny, el tipus de MP utilitzat i el seu ús en diferents motors.
TRP. Dispositiu de commutació unipolar amb sistema de calefacció combinat. Dissenyat per protegir els motors elèctrics asíncrons trifàsics de les sobrecàrregues de corrent. TRP s'utilitza en xarxes d'alimentació de corrent continu amb una tensió base en condicions normals de funcionament no superior a 440 V. És resistent a vibracions i cops.
RTL. Proporcioneu protecció del motor en els casos següents:
- quan falla una de les tres fases;
- asimetria de corrents i sobrecàrregues;
- inici retardat;
- bloqueig de l'actuador.
Es poden instal·lar amb terminals KRL per separat dels arrencadors magnètics o muntats directament al PML. Instal·lat en carrils de tipus estàndard, classe de protecció – IP20.
PTT. Protegeixen les màquines trifàsiques asíncrones amb un rotor de gàbia d'esquirol d'un inici retardat del mecanisme, sobrecàrregues prolongades i asimetria, és a dir, desequilibri de fase.
TRN. Interruptors bifàsics que controlen la posada en marxa d'una instal·lació elèctrica i el mode de funcionament del motor. Són pràcticament independents de la temperatura ambient, només disposen d'un sistema per retornar manualment els contactes al seu estat inicial. Es poden utilitzar en xarxes de corrent continu.
RTI. Dispositius de commutació elèctrica amb consum elèctric constant, encara que petit. Muntat en contactors de la sèrie KMI. Treballar conjuntament amb fusibles/interruptors automàtics.
Relés de corrent d'estat sòlid. Són petits dispositius electrònics trifàsics sense peces mòbils.
Funcionen segons el principi de càlcul dels valors mitjans de les temperatures del motor, amb aquesta finalitat supervisant constantment el corrent de funcionament i arrencada. Són impermeables als canvis ambientals i, per tant, s'utilitzen en zones perilloses.
RTK. Interruptors d'arrencada per al control de temperatura en carcassa d'equips elèctrics. S'utilitzen en circuits d'automatització on els relés tèrmics actuen com a components.
És important recordar que cap dels dispositius comentats anteriorment és adequat per protegir els circuits de curtcircuits.
Els dispositius de protecció tèrmica només eviten les condicions d'emergència que es produeixen durant el funcionament anormal del mecanisme o la sobrecàrrega.
Els equips elèctrics poden cremar-se fins i tot abans que el relé comenci a funcionar. Per a una protecció integral, s'han de complementar amb fusibles o interruptors automàtics compactes de disseny modular.
Connexió, ajust i marcatge
El dispositiu de commutació de sobrecàrrega, a diferència d'un interruptor elèctric, no trenca el circuit d'alimentació directament, sinó que només envia un senyal per tancar temporalment la instal·lació en mode d'emergència. El seu contacte normalment commutat funciona com un botó de "parada" del contactor i està connectat en un circuit en sèrie.
Diagrama de connexió del dispositiu
En el disseny del relé, no cal repetir absolutament totes les funcions dels contactes d'alimentació quan funcionen correctament, ja que està connectat directament al MP. Aquest disseny permet un estalvi significatiu de materials per als contactes de potència. És molt més fàcil connectar un corrent petit al circuit de control que desconnectar immediatament tres fases amb una de gran.
En molts esquemes per connectar un relé tèrmic a un objecte, s'utilitza un contacte tancat permanentment. Està connectat en sèrie amb el botó "stop" del panell de control i es designa NC - normalment tancat, o NC - normal connectat.
Es pot utilitzar un contacte obert amb aquest esquema per iniciar el funcionament de la protecció tèrmica. Els esquemes de connexió dels motors elèctrics en què es connecta un relé de protecció tèrmica poden variar significativament en funció de la presència de dispositius o característiques tècniques addicionals.
Això proporcionarà una protecció fiable contra les sobrecàrregues dels equips elèctrics. En cas d'excés inacceptable dels valors límit de corrent, l'element del relé obrirà el circuit, desconnectant instantàniament el MP i el motor de la font d'alimentació.
La connexió i instal·lació d'un relé tèrmic, per regla general, es realitza juntament amb un arrencador magnètic dissenyat per a la commutació i l'arrencada d'un accionament elèctric. No obstant això, hi ha tipus que es munten en un carril DIN o un panell especial.
Subtileses d'ajust d'elements de relé
Un dels principals requisits per als dispositius de protecció del motor elèctric és el funcionament precís dels dispositius en cas de funcionament d'emergència del motor. És molt important seleccionar-lo correctament i ajustar la configuració, ja que els falsos positius són absolutament inacceptables.
Entre els avantatges d'utilitzar elements de protecció actuals, també cal destacar una velocitat bastant alta i un ampli rang de resposta, i la facilitat d'instal·lació. Per garantir l'aturada oportuna del motor elèctric durant la sobrecàrrega, el relé de protecció tèrmica s'ha de configurar en una plataforma/estand especial.
En aquest cas, s'elimina la imprecisió deguda a la dispersió natural desigual dels corrents nominals al NE. Per provar el dispositiu de protecció en un banc, s'utilitza el mètode de càrrega fictícia.
Un corrent elèctric de tensió reduïda passa pel termopar per simular la càrrega tèrmica real. Després d'això, el temps exacte de funcionament es determina amb precisió mitjançant el temporitzador.
Quan configureu els paràmetres bàsics, hauríeu d'esforçar-vos pels indicadors següents:
- a 1,5 vegades el corrent, el dispositiu hauria d'apagar el motor després de 150 s;
- a 5...6 vegades el corrent hauria d'apagar el motor al cap de 10 s.
Si el temps de resposta no és correcte, l'element del relé s'ha d'ajustar mitjançant el cargol de control.
Això es fa en els casos en què els valors de corrent nominal del NE i del motor difereixen, així com si la temperatura ambient està per sota de la nominal (+40 ºC) en més de 10 graus centígrads.
El corrent de funcionament de l'interruptor electrotèrmic disminueix amb l'augment de la temperatura al voltant de l'objecte en qüestió, ja que l'escalfament de la cinta bimetàl·lica depèn d'aquest paràmetre. Si hi ha diferències significatives, cal ajustar encara més el termopar o seleccionar un termoelement més adequat.
Les fortes fluctuacions de temperatura afecten molt el rendiment del relé actual. Per tant, és molt important escollir un NE que pugui realitzar de manera efectiva les funcions bàsiques, tenint en compte els valors reals.
Aquestes restriccions no s'apliquen als relés compensats de temperatura. La configuració actual del dispositiu de protecció es pot ajustar en el rang de 0,75-1,25x a partir del corrent nominal del termoelement. La configuració es fa per etapes.
En primer lloc, es calcula la correcció E1 sense compensació de temperatura:
E1=(Inom-Ine)/c×Ine,
On
- jonom - Corrent nominal de càrrega del motor,
- jone - corrent nominal de l'element de calefacció de treball al relé,
- c és el preu de la divisió d'escala, és a dir, l'excèntric (c=0,055 per als arrencadors protegits, c=0,05 per als oberts).
El següent pas és determinar la correcció E2 a temperatura ambient:
E2=(ta-30)/10,
On ta (temperatura ambient) – temperatura ambient en graus centígrads.
L'última etapa és trobar la correcció total:
E = E1+E2.
La correcció total E pot ser amb un signe "+" o "-".Si el resultat és un valor fraccionari, s'ha d'arrodonir a un nombre enter cap avall/més gran en magnitud, depenent de la naturalesa de la càrrega actual.
Per ajustar el relé, l'excèntric es transfereix al valor resultant de la correcció total. Una temperatura de resposta alta redueix la dependència del funcionament del dispositiu de protecció dels indicadors externs.
L'ajust d'aquests indicadors es realitza mitjançant una palanca especial, el moviment de la qual canvia la corba inicial de la placa bimetàl·lica. El corrent de funcionament es pot ajustar en un rang més ampli substituint els termoelements.
Els dispositius de commutació de protecció contra sobrecàrregues moderns tenen un botó de prova que us permet comprovar la funcionalitat del dispositiu sense un suport especial. També hi ha una clau per restablir tots els paràmetres. Es poden restablir automàticament o manualment. A més, el producte està equipat amb un indicador de l'estat actual de l'aparell elèctric.
Marcatge de relés electrotèrmics
Els dispositius de protecció es seleccionen en funció de la potència del motor elèctric. La part principal de les característiques clau s'amaga al símbol.
Hauríeu de centrar-vos en determinats punts:
- El rang de configuració dels valors actuals (indicat entre parèntesis) varia mínimament entre els diferents fabricants.
- Les designacions de lletres per a un tipus específic d'execució poden variar.
- El rendiment climàtic sovint es presenta en forma d'interval.Per exemple, UHL3O4 s'ha de llegir de la següent manera: UHL3-O4.
Avui podeu comprar una varietat de variacions d'aparells: relés de corrent altern i continu, monoestables i biestables, dispositius amb desacceleració en encendre/apagar, relés de protecció tèrmica amb elements acceleradors, relés de protecció tèrmica sense bobinatge de retenció, amb un bobinatge o diversos. .
Aquests paràmetres no sempre es mostren a l'etiquetatge dels dispositius, sinó que s'han d'indicar a la fitxa tècnica dels productes elèctrics.
Familiaritzar-se amb l'estructura, els tipus i les marques dels relés electromagnètics següent article, que us recomanem que us familiaritzeu.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
El disseny i el principi de funcionament d'un relé de corrent per a la protecció efectiva d'un motor elèctric utilitzant l'exemple del dispositiu RTT 32P:
La protecció adequada contra la sobrecàrrega i la fallada de fase és la clau per al funcionament a llarg termini sense problemes d'un motor elèctric. Vídeo sobre com reacciona l'element del relé en cas de funcionament anormal del mecanisme:
Com connectar un dispositiu de protecció tèrmica a un MP, esquemes de circuits d'un relé electrotèrmic:
El relé de protecció de sobrecàrrega tèrmica és un element funcional obligatori de qualsevol sistema de control d'accionament elèctric. Reacciona al corrent que passa al motor i s'activa quan la temperatura de la instal·lació electromecànica arriba als seus valors límit. Això fa possible maximitzar la vida útil dels motors elèctrics respectuosos amb el medi ambient.
Escriu comentaris al bloc següent. Expliqueu-nos com heu seleccionat i configurat un relé tèrmic per al vostre propi motor elèctric. Compartiu informació útil, feu preguntes, publiqueu fotografies relacionades amb el tema de l'article.
Si alguna vegada heu provat de reparar un bullidor elèctric modern, segur que us heu trobat amb un relé tèrmic. Molt sovint, aquí és on rau la culpa. Els contactes es cremen, la resistència augmenta i el relé comença a escalfar-se. La placa de contacte fon la base de plàstic i s'endureix en ella. Només hi ha una opció: substituir tot el relé. En cas contrari, la tetera no s'encén.
Tot és molt clar i accessible. Estic estudiant per ser electricista, i aquesta publicació m'ha ajudat molt a escriure la meva tesi sobre aquest tema. Moltes gràcies autor.
i l'autorecuperació del vídeo s'implementa de manera que el TR no obrirà el circuit... o m'equivoco?