Опубликовано

Тепловое реле электродвигателя

Содержание

Обеспечение защиты электродвигателей

На работу различных видов двигателей (синхронный или асинхронный), могут влиять некоторые условия. Поэтому для защиты электродвигателя, в схему подключения встраивают дополнительные устройства.

Виды защиты электрических двигателей:

  • Защита от КЗ;
  • От перегрузки;
  • Тепловая (защита от перегрева).

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.

Тепловые реле для защиты электродвигателей: как выбрать

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:

  • По мощности;
  • Номинальному току.

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.

Выбор магнитного пускателя для электродвигателя

Для своевременного включения и выключения электродвигателя, необходимо использования автоматического выключателя (автомата). Для этих целей используют два вида устройств.

Виды устройств:

  • Контактор;
  • Пусковое реле.

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.

Как подобрать электродвигатель: условия

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:

  • Тип тока;
  • Мощность устройства;
  • Работа.

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.

Методика выбора

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.

Что делать, если паспортные данные не известны?

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:

  • Как сделать двигатель из батарейки и магнита
  • Что такое релейная защита
  • Как выбрать автоматический выключатель

Тепловое реле LR2 D1314. Назначение, устройство, схема подключения

Здравствуйте, уважаемые посетители и гости сайта «Заметки электрика».

В этой статье я расскажу Вам про назначение, устройство, схему подключения теплового реле на примере LR2 D1314 от фирмы «Schneider Electric». Тепловой компонент рассматриваемого реле имеет номинальный ток 10 (А), а токовый диапазон уставок его составляет от 7 до 10 (А). Об остальных технических характеристиках поговорим чуть позже. А теперь давайте перейдем к определению и назначению теплового реле.

Как Вы уже знаете, тепловое реле, или другими словами реле перегрузки, устанавливается в схемах магнитного пускателя, как нереверсивного типа, так и реверсивного.

Более подробно об этом Вы можете ознакомиться здесь:

  • схема магнитного пускателя нереверсивного типа
  • схема пуска нереверсивного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
  • схема реверсивного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
  • реверс асинхронного двигателя

Назначение теплового реле

Тепловое реле — это электрический коммутационный аппарат, который предназначен для защиты трехфазных двигателей от токовой перегрузки недопустимой продолжительностью (например, при заклинивании ротора или механической его перегрузки), а также от обрыва любой из фаз питающего напряжения (по функции аналогично реле контроля фаз).

Вот список самых распространённых (известных) серий тепловых реле: ТРП, ТРН, РТТ, РТИ (аналог LR2 D13), РТЛ.

О каждой серии тепловых реле я постараюсь написать отдельную статью, подписывайтесь на рассылку новостей сайта «Заметки электрика».

Прошу заметить, что тепловое реле не защищает электродвигатель от коротких замыканий по причине того, что оно срабатывает с выдержкой времени, т.е. не мгновенно — это отчетливо можно увидеть по графику (кривой) срабатывания теплового реле. Для защиты двигателя от короткого замыкания в силовую цепь перед магнитным пускателем устанавливаются автоматические выключатели или предохранители.

Технические характеристики теплового реле LR2 D1314

Вот его внешний вид:

Вид сбоку:

Я уже говорил выше, что тепловое реле LR2 D1314 имеет конструктивное исполнение один в один, как у теплового реле РТИ.

Ниже я приведу основные технические характеристики, рассматриваемого в данной статье, теплового реле LR2 D1314 от компании «Schneider Electric»:

  • номинальный ток теплового компонента — 10 (А)
  • предел регулирования тока уставки теплового расцепителя — 7-10 (А)
  • напряжение силовой (главной) цепи — 220 (В), 380 (В) и 660 (В)
  • два вспомогательных контакта — нормально-замкнутый NC (95-96) и нормально-разомкнутый NO (97-98)
  • коммутируемая мощность вспомогательных контактов — около 600 (ВА)
  • порог срабатывания — 1,14±0,06 от номинального тока
  • чувствительность к асимметрии фаз — срабатывает при 30% от номинального тока по одной фазе, при условии, что по другим фазам протекает номинальный ток
  • класс отключения — 20 (см. график кривой срабатывания теплового реле)

Кривая срабатывания теплового реле с классом отключения 20 — показывает среднее время срабатывания реле в зависимости от кратности тока уставки:

Согласно ГОСТ 30011.4.1-96 (п.4.7.3, таблица 2) время срабатывания теплового реле (класс 20) при кратности тока уставки реле 7,2 составляет 6 — 20 секунд.

Рассмотрим устройство передней панели теплового реле LR2 D1314

Рассмотрим устройство передней панели.

На ней имеется кнопка-переключатель (синего цвета) режима повторного взвода (включения) реле:

  • «А» — автоматический взвод
  • «Н» — ручной взвод

На данный момент выставлен автоматический режим повторного взвода — синяя кнопка-переключатель утоплена. Это значит, что при срабатывании теплового реле схему питания двигателя можно беспрепятственно и повторно включить.

Чтобы переключиться на ручной режим, нужно открыть защитное стекло и повернуть синюю кнопку-переключатель влево — он выступит наружу. В ручном режиме после срабатывания теплового реле необходимо в ручную нажать синюю кнопку-переключатель, иначе нормально-замкнутый контакт NC (95-96) останется разомкнутым, тем самым не даст собрать схему питания и управления электродвигателя.

Также на передней панели теплового реле LR2 D1314 располагается красная кнопка «Тест» («Test»). С помощью нее имитируется работа внутренних механизмов реле и его вспомогательных контактов.

Кнопку «Test» я нажимаю с помощью небольшой отвертки.

У данного типа теплового реле имеется индикация срабатывания в виде желтого (оранжевого) флажка в окошке. Также по этому флажку можно ориентироваться о текущем состоянии вспомогательных контактов реле. Когда в окошке находится желтый флажок, то значит нормально-замкнутый контакт NC (95-96) находится в разомкнутом состоянии, а нормальный-разомкнутый контакт NO (97-98) — в замкнутом.

Ну вот мы плавно подобрались к красной кнопке «Стоп». Красная кнопка «Стоп» выполнена в виде выступающего «грибка» и нужна для принудительного размыкания нормально-замкнутого контакта NC (95-96). При этом катушка магнитного пускателя теряет питание и двигатель отключается от сети.

Еще на передней панели теплового реле LR2 D1314 имеется регулятор уставки, с помощью которого регулируется и настраивается уставка срабатывания теплового реле. В нашем случае ток уставки реле находится в пределах от 7 до 10 (А). Регулировка производится путем поворота регулятора до совмещения нужной уставки реле и риски-треугольника.

После всех настроек и регулировок защитная крышка теплового реле закрывается и пломбируется. Для этого на ней имеется специальное «ушко». Таким образом, доступ к регулировке уставок реле будет закрыт и никто из посторонних в процессе эксплуатации не сможет их изменить.

Схема подключения теплового реле LR2 D1314

Представляю Вашему вниманию схему теплового реле LR2 D1314:

Входные силовые цепи (медные выводы) не маркируются и подключаются непосредственно к пускателю или контактору. Маркировка выходных главных (силовых) цепей теплового реле имеют маркировку: T1 (2), Т2 (4), Т3 (6) и к ним подключается электродвигатель.

У данного типа реле существует две пары вспомогательных контактов:

  • нормально-замкнутый NC (95-96)
  • нормально-разомкнутый NO (97-98)

Нормально-замкнутый контакт используется в схеме управления магнитным пускателем и подключается, например, перед кнопкой «Стоп». Нормально-разомкнутый контакт чаще всего используется в цепях сигнализации для вывода световой индикации на панель оператору или диспетчеру при срабатывании теплового реле.

Для примера я подключил тепловое реле на выводы T1 (2), Т2 (4), Т3 (6) магнитного пускателя ПМЛ-1100. Вот так это выглядит:

Крепится тепловое реле к пускателю с помощью силовых выводов и специального крючка, который плотно фиксирует корпус реле в неподвижном состоянии.

В зависимости от величины и типа пускателей или контакторов выводы («ножки») теплового реле регулируются путем изменения своего межосевого расстояния.

На корпусе есть «подсказка» с рекомендациями по выставлению «ножек» теплового реле в зависимости от типа пускателя или контактора.

Конструкция и внутреннее устройство теплового реле LR2 D1314

Ну чтож, заглянем внутрь реле.

Для этого открутим 3 крепежных винта.

Затем тонкой отверточкой очень аккуратно вскроем защелки по периметру корпуса. Почему аккуратненько — да потому что корпус выполнен из пластика, который очень хрупкий и можно с необычайной легкостью сломать крепежные защелки.

Снимаем верхнюю крышку реле.

На фотографии видны три биметаллические пластины, которые установлены в каждом полюсе (фазе).

Откручиваем винты выходных клемм и вытаскиваем из корпуса биметаллические пластины.

Затем снимаем спусковой механизм теплового реле.

Принцип работы системы рычагов спускового механизма.

Вот так выглядит тепловое реле LR2 D1314 без биметаллических пластин и спускового механизма.

Чтобы добраться до контактной системы теплового реле, нужно снять регулятор уставок и выкрутить винт.

На фотографии ниже изображены контакты теплового реле в режиме готовности.

А сейчас показаны контакты при срабатывании теплового реле:

Я уже упоминал в начале статьи, что при нажатии на кнопку «Стоп» принудительно размыкается нормально-замкнутый контакт NC (95-96), при этом нормально-разомкнутый контакт не изменяет своего положения. Вот подтверждение моих слов.

А вот фотография всех деталей теплового реле LR2 D1314.

Принцип работы теплового реле LR2 D1314

Несколько слов о конструкции биметаллической пластины.

Биметаллическая пластина состоит из 2 пластин разных материалов, у которых коэффициент линейного теплового расширения значительно отличается друг от друга. Например:

  • сплав железа с никелем (инвар) со сталью
  • ниобий со сталью

Соединяются эти две пластины с помощью сварки или клепки.

Один конец биметаллической пластины закреплен (неподвижный), а другой — подвижный и соприкасается со спусковым механизмом теплового реле. Когда биметаллическая пластина нагревается от проходящего через нее тока, она начинает изгибаться в сторону материала, у которого коэффициент линейного теплового расширения меньше.

А теперь рассмотрим принцип работы теплового реле LR2 D1314.

В нормальном режиме работы электродвигателя через биметаллические пластины трех полюсов (трех фаз) протекает ток нагрузки электродвигателя — пластины нагреваются до определенной начальной температуры, которая не вызывает их изгиб. Предположим, что по некоторой причине ток нагрузки двигателя увеличился, соответственно, по биметаллическим пластинам будет протекать ток больше номинального, который и вызовет их подогрев (температура станет больше начальной). При этом подвижная часть биметаллических пластин начнет изгибаться и приведет в действие спусковой механизм теплового реле.

После срабатывания теплового реле нужно подождать определенное время, пока не остынут биметаллические пластины и не разогнутся в нормальное положение. Да и включать сразу же электродвигатель в сеть после срабатывания теплового реле совершенно нецелесообразно, ведь в первую очередь нужно определить причину и устранить ее.

P.S. Пожалуй на этом я закончу статью о тепловом реле LR2 D1314 от фирмы «Schneider Electric». В следующих статьях я расскажу Вам как правильно выбрать тепловое реле, а также покажу как его настроить и проверить на стенде. Если у Вас имеются вопросы по материалу статьи, то готов выслушать Вас — форма комментариев всегда открыта.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

1. Устройство и работа электротеплового реле.

Электротепловое реле работает в комплекте с магнитным пускателем. Своими медными штыревыми контактами реле подключается к выходным силовым контактам пускателя. Электродвигатель, соответственно, подключают к выходным контактам электротеплового реле.

Внутри теплового реле находятся три биметаллические пластины, каждая из которых сварена из двух металлов, имеющих различный коэффициент теплового расширения. Пластины через общее «коромысло» взаимодействуют с механизмом подвижной системы, которая связана с дополнительными контактами, участвующими в схеме защиты электродвигателя:

1. Нормально-замкнутый NC (95 – 96) используют в схемах управления пускателем;
2. Нормально-разомкнутый NO (97 – 98) применяют в схемах сигнализации.

Принцип действия теплового реле основан на деформации биметаллической пластины при ее нагреве проходящим током.

Под действием протекающего тока биметаллическая пластина нагревается и прогибается в сторону металла, имеющего меньший коэффициент теплового расширения. Чем больший ток будет протекать через пластину, тем сильнее она будет греться и прогибаться, тем быстрее сработает защита и отключит нагрузку.

Допустим, что электродвигатель подключен через тепловое реле и работает в нормальном режиме. В первый момент времени работы электродвигателя через пластины течет номинальный ток нагрузки и они нагреваются до рабочей температуры, которая не вызывает их изгиб.

По какой-то причине ток нагрузки электродвигателя стал увеличиваться и через пластины потек ток выше номинального. Пластины начнут сильнее греться и прогибаться, что приведет в движение подвижную систему и она, воздействуя на дополнительные контакты реле (95 – 96), обесточит магнитный пускатель. По мере остывания пластины вернутся в исходное положение и контакты реле (95 – 96) замкнутся. Магнитный пускатель опять будет готов к запуску электродвигателя.

В зависимости от величины протекающего тока в реле предусмотрена уставка срабатывания по току, влияющая на силу изгиба пластины и регулирующаяся поворотным регулятором, расположенным на панели управления реле.

Помимо поворотного регулятора на панели управления расположена кнопка «TEST», предназначенная для имитации срабатывания защиты реле и проверки его работоспособности до включения в схему.

«Индикатор» информирует о текущем состоянии реле.

Кнопкой «STOP» обесточивается магнитный пускатель, но как в случае с кнопкой «TEST», контакты (97 – 98) не замыкаются, а остаются в разомкнутом состоянии. И когда Вы будете задействовать эти контакты в схеме сигнализации, то учитывайте этот момент.

Электротепловое реле может работать в ручном или автоматическом режиме (по умолчанию стоит автоматический режим).

Для перевода в ручной режим необходимо повернуть поворотную кнопку «RESET» против часовой стрелки, при этом кнопка слегка приподнимается.

Предположим, что сработало реле и своими контактами обесточило пускатель.
При работе в автоматическом режиме после остывания биметаллических пластин контакты (95 — 96) и (97 — 98) автоматически перейдут в исходное положение, тогда как в ручном режиме перевод контактов в исходное положение осуществляется нажатием кнопки «RESET».

Кроме защиты эл. двигателя от перегрузок по току, реле обеспечивает защиту и в случае обрыва питающей фазы. Например. При обрыве одной из фаз, электродвигатель, работая на оставшихся двух фазах, станет потреблять больше тока, отчего биметаллические пластины нагреются и реле сработает.

Однако электротепловое реле не способно защитить двигатель от токов короткого замыкания и само нуждается в защите от подобных токов. Поэтому при установке тепловых реле необходимо устанавливать в цепь питания электродвигателя автоматические выключатели, защищающие их от токов короткого замыкания.

При выборе реле обращают внимание на номинальный ток нагрузки электродвигателя, который будет защищать реле. В инструкции по эксплуатации, идущей в коробке, есть таблица, по которой выбирается тепловое реле для конкретной нагрузки:

Например.
Реле РТИ-1302 имеет предел регулировки тока уставки от 0,16 до 0,25 Ампер. Значит, нагрузку для реле следует выбирать с номинальным током около 0,2 А или 200 mA.

2. Принципиальные схемы включения электротеплового реле.

В схеме с тепловым реле используют нормально-замкнутый контакт реле КК1.1 в цепи управления пускателем, и три силовых контакта КК1, через которые подается питание на электродвигатель.

При включении автоматического выключателя QF1 фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку SB1 «Стоп» поступает на контакт №3 кнопки SB2 «Пуск», вспомогательный контакт 13НО пускателя КМ1, и остается дежурить на этих контактах. Схема готова к работе.

При нажатии на кнопку SB2 фаза через нормально-замкнутый контакт КК1.1 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и его все нормально-разомкнутые контакты замыкаются, а нормально-замкнутые размыкаются.

При замыкании контакта КМ1.1 пускатель встает на самоподхват. При замыкании силовых контактов КМ1 фазы «А», «В», «С» через контакты теплового реле КК1 поступают на обмотки электродвигателя и двигатель начинает вращение.

При увеличении тока нагрузки через силовые контакты термореле КК1, реле сработает, контакт КК1.1 разомкнется и пускатель КМ1 обесточится.

Если возникнет необходимость в простой остановке двигателя, то достаточно будет нажать на кнопку «Стоп». Контакты кнопки разорвутся, фаза прервется и пускатель обесточится.

На фотографиях ниже показана часть монтажной схемы цепей управления:

Следующая принципиальная схема аналогична первой и отличается лишь тем, что нормально-замкнутый контакт термореле (95 – 96) разрывает ноль пускателя. Именно эта схема получила наибольшее распространение из-за удобства и экономичности монтажа: ноль сразу заводят на контакт термореле, а со второго контакта реле бросают перемычку на катушку пускателя.

При срабатывании термореле контакт КК1.1 размыкается, «ноль» разрывается и пускатель обесточивается.

И в заключении рассмотрим подключение электротеплового реле в реверсивной схеме управления пускателем.

От типовой схемы она, как и схема с одним пускателем, отличается лишь наличием нормально-замкнутого контакта реле КК1.1 в цепи управления, и тремя силовыми контактами КК1, через которые запитывается электродвигатель.

При срабатывании защиты контакты КК1.1 разрываются и отключают «ноль». Работающий пускатель обесточивается и двигатель останавливается. При возникновении необходимости в простой остановке двигателя достаточно нажать на кнопку «Стоп».

Вот и подошел к логическому завершению рассказ о магнитном пускателе.
Понятно, что только одних теоретических знаний мало. Но если Вы будете практиковаться, то сможете собрать любую схему с применением магнитного пускателя.

И уже по сложившейся традиции небольшой видеоролик о применении электротеплового реле.

Удачи!

31 комментарий

  1. Артур
    11. Mar. 2015 в 15:59 1

    Доброго времени суток. Подробный разбор, спасибо за видео. Вопрос в следующем: что если катушка на 380 В и стоит в схеме перед теплушкой, как поменяется схема? (Когда теплушка разрывает ноль)

  2. Сергей
    11. Mar. 2015 в 18:47 2

    Добрый вечер Артур!
    Ничего менять не требуется.

  3. Айрат123
    28. Dec. 2016 в 09:46 3

    Добрый день. В реверсивной схему управления, провод, идущий от нормально замкнутого контакта 95 к контактам А2 на катушке контакторов, должен быть выполнен как фазный или как нейтральный?

  4. Сергей
    28. Dec. 2016 в 09:51 4

    Добрый день, Айрат123!
    В первом варианте схемы этот провод фазный, а во втором — нейтральный. В Вашем случае — нейтральный.

  5. Айрат123
    28. Dec. 2016 в 10:03 5

    Спасибо за оперативный ответ. Но возник еще вопрос: не могли бы Вы объяснить почему именно так? Просто знаний в этой области не так много.

  6. Сергей
    28. Dec. 2016 в 10:04 6

    Айрат123!
    В первом случае фаза заводится на контакты реле, а во втором нейтраль.

  7. Айрат123
    28. Dec. 2016 в 10:06 7

    Получается что через контакты теплового реле разрывается нейтраль?

  8. Сергей
    28. Dec. 2016 в 10:08 8

    Айрат123!
    В первом случае (верхняя схема) разрывается фаза, а во втором — нейтраль.

  9. alexs
    17. Jan. 2017 в 22:16 9

    Доброго времени суток! Подскажите, как защитить двигатель бытовой циркулярной пилы от перегрузок, а то одну уже спалил! Сейчас мощности пилы 1200 ват! Если можно ответ на мыло alexs1401@mail.ru и желательно с рисунком {схемой}

  10. Сергей
    18. Jan. 2017 в 22:58 10

    Добрый вечер, alexs!
    С однофазными двигателями сложный вопрос. Тут надо подходить индивидуально и пробовать разные варианты. Можно поставить тепловое реле, а можно собрать схему с каким-нибудь датчиком температуры.
    В этом направлении я не силен, поэтому подсказать правильный ответ затрудняюсь. Увы.

  11. vik
    01. Feb. 2017 в 13:41 11

    двигатель однофаз. 0.75 кв. Стояла пусковая коробка оригинал на 0,75кв конденсатор 30 мкф и термореле на 7а, можно ли ставить аналог на 0.75 кв,35мкф и 8а?

  12. Сергей
    02. Feb. 2017 в 00:03 12

    Добрый вечер, vik!
    Ставьте. Возможно придется подобрать конденсатор. Но не факт.

  13. Платон
    21. Feb. 2017 в 13:54 13

    Доброго времени суток! Друзья, подскажите как быть.электро машинка для дрифта движок 500Вт
    36в перегревается, что можно сделать, какую защиту можно придумать. буду очень благодарен

  14. Денис
    07. Jun. 2017 в 15:33 14

    Добрый день. Если для защиты электродвигателя используется автомат с тепловым расцепителем, надо ли ставить тепловое реле?

  15. Сергей
    07. Jun. 2017 в 23:01 15

    Добрый вечер, Денис!
    Надо. В принципе, можно и не ставить. Это все на Ваше усмотрение. Тепловая защита срабатывает раньше автоматического выключателя и не дает обмоткам двигателя сильно перегреваться, что продлевает срок службы эл.двигателя.

  16. Денис
    07. Jun. 2017 в 23:07 16

    в автомате с тепловым расцепителем такая же биметалическая пластина как и в тепловом реле — или нет? Почему тогда реле раньше сработает?

  17. Сергей
    07. Jun. 2017 в 23:31 17

    Денис!
    Потому что реле берется с номинальным током эл. двигателя, например, 1 А, и увеличение тока выше номинального значения, допустим 1.1 А приведет к срабатыванию реле. У автомата и диапазон шире и чувствительность грубая, поэтому он эти «копейки» не увидит. У автомата немного другая специфика работы.

  18. Денис
    07. Jun. 2017 в 23:37 18

    Спасибо за ответ!

  19. Алексей
    01. Sep. 2017 в 21:10 19

    Здравствуйте. В реверсивной схеме управления используется одно тепловое реле и куда необходимо и правильно подключить силовые фазные провода от второго магнитного пускателя:
    или к нижним контактам первого магнитного пускателя, а затем к этим же контактам подключается тепловое реле. медные штыревые контакты получится ли подключить совместно с силовыми проводами
    или к выходным контактам теплового реле?

  20. Сергей
    01. Sep. 2017 в 22:11 20

    Добрый вечер, Алексей!
    Подключайте к выходным контактам реле.

  21. Борис
    09. Nov. 2017 в 14:33 21

    Добрый день, можно вопрос по возможной неисправности..
    При нажатии на кнопку SB2 и её удержании всё работает, но отключается как только её отпустить, виноват в этом случаи тепловик? или может быть что то ещё?
    Спасибо.

  22. Сергей
    09. Nov. 2017 в 22:23 22

    Добрый вечер, Борис!
    У Вас не работает или не сделан самоподхват.

  23. Александр
    01. Dec. 2017 в 11:42 23

    если двигатель трехфазный 380В, можно ли фазу управления сначала пустить через реле, а только потом запитать катушку, чтобы в случае перегрева, теплуха отключала фазу, а не ноль?

  24. Сергей
    01. Dec. 2017 в 15:08 24

    Здравствуйте, Александр!
    Можно. Контакт можете включать до или после кнопки «Стоп».

  25. Олег Алексеевич
    12. Jan. 2018 в 02:51 25

    При нажатии на кнопку SB2 фаза через нормально-замкнутый контакт КК1 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1 Исправте на:При нажатии на кнопку SB2 фаза через нормально-замкнутый контакт КК1.1 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1

  26. Сергей
    12. Jan. 2018 в 23:03 26

    Добрый вечер, Олег Алексеевич!
    Спасибо. Исправил.

  27. Михаил
    16. Jan. 2018 в 11:16 27

    Добрый день. На нагнетателе пластинчатых смазок с321м стоит пускатель с тепловым реле. Пускатель новый нашёл, а реле, пока искали, потеряли. Подскажите какое по параметрам реле должно стоять? Двигатель 0,55 кВт.

  28. Сергей
    16. Jan. 2018 в 20:04 28

    Здравствуйте, Михаил!
    Реле выбирают на 15 – 20% выше номинального тока двигателя. Номинальный ток должен быть указан на шильдике электродвигателя. Если ток не указан, то включите двигатель на холостом ходу и измерьте его рабочий ток клещами.

  29. денис
    24. Jan. 2018 в 20:38 29

    здравствуйте, подскажите пожалуйста как можно использовать тепловое реле на 10 А, если нужно защитить двигатель с номинальным рабочим током 45 А?

  30. Сергей
    24. Jan. 2018 в 21:08 30

    Здравствуйте!
    Это реле не подойдет. Вам надо тепловое реле около 50 А.

  31. Руслан
    05. Jul. 2018 в 14:42 31

    Смотря какое реле….если реле воздушное или выносным датчиком(термопарой)или гидравлическое с маслонаполненной трубкой или крепится не посредственно на контролируемый прибор, то тепловое реле можно подключить на любой ток через реле или пускатель, включив его в цепь электромагнитной катушки реле или пускателя.

8.6. Расчёт и выбор тепловых реле

  • •1. Технические данные двигателей типа мап для грузоподъёмных механизмов_44
  • •»Судовые автоматизированные электроприводы»
  • •1. Основные сведения
  • •2. Содержание расчётно-пояснительной записки
  • •3. Содержание графической части
  • •5. Перечень литературы
  • •( Пример )
  • •Вариант № 19-345-а
  • •А. Параметры механизма лебёдки
  • •1. Вступление. Современное состояние судовых электроприводов
  • •2.Требования Правил Регистра и нормативных Правил к электроприводам судовых механизмов и устройств
  • •2.4. Нормативные требования к электроприводам грузоподъёмных механизмов
  • •3. Предварительный расчёт мощности и выбор электродвигателя
  • •4. Предварительная проверка выбранного электродвигателя
  • •5. Расчёт нагрузочной диаграммы электропривода лебёдки
  • •5.1. Расчёт времени переходных процессов при подъёме груза
  • •5.2. Расчёт времени переходных процессов при тормозном спуске груза
  • •5.4.Расчёт времени переходных процессов при силовом спуске холостого гака
  • •6. Проверка выбранного электродвигателя по эквивалентному току и числу циклов в час
  • •7. Описание принципиальной схемы управления электроприводом лебедки
  • •8. Расчёт и выбор коммутационно-защитной аппаратуры
  • •8.1. Основные сведения
  • •8.2. Общие требования при расчёте и выборе аппаратов:
  • •8.3 Расчёт и выбор автоматического выключателя силовой части схемы
  • •8.3.1. Основные сведения
  • •8.3.2. Расчёт автоматического выключателя силовой части схемы
  • •8.3.3. Выбор автоматического выключателя
  • •8.4. Расчёт и выбор предохранителей силовой части схемы
  • •8.4.1. Основные сведения
  • •8.4.2.Расчёт и выбор предохранителей fu1…fu3 цепи обмотки статора двигателя
  • •8.5. Расчёт и выбор электромагнитных контакторов
  • •8.5.2. Расчёт и выбор контактора первой скорости
  • •8.5.3. Расчёт и выбор контактора второй скорости
  • •8.5.4. Расчёт и выбор контактора третьей скорости
  • •8.5.5. Расчёт и выбор реверсивных контакторов
  • •8.5.6. Расчёт и выбор тормозного контактора
  • •8.6. Расчёт и выбор тепловых реле
  • •8.6.1. Основные сведения
  • •8.6.2. Условия выбора тепловых реле. Требования Правил Регистра
  • •8.6.3. Выбор тепловых реле обмотки 1-й скорости
  • •8.6.4. Выбор тепловых реле обмотки 2-й скорости
  • •8.6.5. Выбор тепловых реле обмотки 3-й скорости
  • •8.7. Конечные выключатели
  • •8.7.1. Основные сведения
  • •8.7.2. Расчёт и выбор конечных выключателей
  • •9. Требования Правил Регистра к электрическим аппаратам
  • •11. Требования Правил технической эксплуатации к электрическим машинам. Техническое использование
  • •12.Требования Правил технической эксплуатации к электрическим приводам.
  • •13. Требования Правил технической эксплуатации к электроприводам.
  • •Техническое использование
  • •15.Перечень литературы
  • •Приложения:
  • •Приложение 1. Технические данные двигателей типа мап для грузоподъёмных механизмов
  • •Ных механизмов ( режим работы s3 )
  • •Приложение 2. Технические данные дисковых тормозов переменного и постоянного тока
  • •Пример: а3712р — автоматический выключатель серии а3700р, 1-й величины ( номинальный ток 160 а, трехполюсный с электромагшнитными расцепителямт в каждом полюсе ).
  • •Технические характеристики предохранителей
  • •Серии пр2
  • •Серии пдс и пд
  • •Технические характеристики тепловых реле
  • •Приложение 7. Технические характеристики конечных, ножных выключателей и выключате лей управления
  • •9.1. Тиристорные коммутаторы
  • •Исходное состояние коммутатора
  • •Включение коммутатора
  • •9.2. Блок контроля исправности тиристоров
  • •Для коммутации таких небольших токов используют промежуточные реле серий рэс, рпм, рм и пэ, технические характеристики которых приведены в таблицах 3.6.23 и 3.35.6.
  • •Расчет и выбор параметров схем с тиристорами
  • •14.1. Расчет и выбор тиристоров
  • •14.2. Расчет и выбор резистора цепи управления тиристора
  • •14.3. Расчет и выбор диодов vd1…Vd4 цепи управления тиристорного комму-

Виды и конструкции тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя

Тепловое реле выполняет функцию защиты от затяжных перегрузок, их работа похожа на работу теплового разъединителя в автоматических выключателей. В зависимости от величины перегрузки (отклонению от номинального режима – I/Iн) оно срабатывает через соответствующий промежуток времени, который можно вычислить по время-токовой характеристике теплового реле. Давайте подробно рассмотрим, что такое тепловое реле и как его правильно выбрать.

Назначение и принцип работы

При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле.

Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.

Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.

Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка.

Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.

Время, через которое сработает реле, определяется по время-токовой характеристики конкретного реле, в общем виде она выглядит так:

По вертикальной оси расположено время в секундах, через которое контакты разорвут цепь, а по горизонтальной – во сколько раз фактический ток превышает номинальный. Здесь мы видим, что при номинальном токе реле время работы реле стремится к бесконечности, при перегрузке уже в 1.2 раза оно разомкнется примерно за 5000 секунд, при перегрузке по току в 2 раза – за 500 секунд, при перегрузке в 5-8 раз реле сработает за 10 секунд.

Такая защита исключает постоянные отключения двигателя при кратковременных перегрузках и рывках, но спасают оборудование при длительном выходе за пределы допустимых режимов.

Принцип работы

В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения.

Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.

Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание.

Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.

Когда ток протекает через нагревательный элемент (1), его температура растёт, когда ток достигает установленного тока перегрузки биметаллическая пластина(2) деформируется. Толкатель (10) перемещается вправо и толкает пластину температурного компенсатора (3). Когда ток перегрузки достигнут, она выгибается вправо и выводит из зацепления защелку (7). Штанга расцепителя (6) поднимается вверх и контакты (8) размыкаются.

Виды тепловых реле

Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.

РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.

РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.

РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.

ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.

На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию.

Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле.

К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.

Красная кнопка «test» нужна для пробного отключения реле, и проверки возможности размыкания контактов.

Такой способ подключения позволяет экономить место на дин рейке.

Схема подключения

Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем.

Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:

На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН.

Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2.

Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт. Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ.

На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

  • NO – нормально-открытый – на индикацию;

  • NC – нормально-закрытый – на пускатель.

Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1.94А. Полная информация содержится на его шильдике, который вы видите на фото ниже.

Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть:

Iреле=IН*1.2…1.3

Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Iреле=1.94*1.3=2.522

Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:

  • РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;

  • РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;

  • РТИ-1307, токовый диапазон 1,6…2,5 А;

  • РТИ-1308, токовый диапазон 2,5…4 А;

  • ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

где Iн — номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ — номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с — коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

N2 = (T – 30)/10

где Т — температура окружающей среды, °С.

Шаг третий:

N = N1 + N2

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.

Проверка

Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:

1. Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.

2. Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.

3. Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,

4. Проверить, не согнуты ли нагреватели.

5. Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.

6. Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить уставку в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.

7. После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.

Схема проверочного стенда:

Краткое резюме

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.

Алексей Бартош

8.6.2. Условия выбора тепловых реле. Требования Правил Регистра

Тепловые реле выбирают на основании условия:

номинальный ток теплового реле должен равняться номинальному току электродвигателя. Это условие можно записать так:

Таким образом, чтобы выбрать тепловое реле, надо сначала рассчитать номинальный ток электродвигателя.

Нередко рассчитанный номинальный ток электродвигателя не совпадает с номинальным током теплового реле. В этом случае применяют регулировку номи-

нального тока теплового реле.

Тепловые реле серии ТРТ отечественного производства имеют регулировку в пределах ± 15% номинального тока нагревательного элемента реле, в три ступе-

ни по ± 5% каждая.

Это означает, что, например, тепловое реле с номинальным током 90 А можно отрегулировать на такие токи.

при настройке + 15% – на ток 103,5 А ( 15% от 90 составляют 13,5 А, в итоге получается: 90 + 13,5 = 103,5 );

при настройке + 10% – на ток 99 А;

при настройке + 5% – на ток 94,5 А;

при настройке 0% – на 90 А;

при настройке – 5% – на 85,5 А;

при настройке – 10% – на 81 А;

при настройке – 15% – на 76,5 А.

Таким образом, тепловое реле с номинальным током 90 А можно применить

для защиты электродвигателей с номинальными токами от 76,5 до 103,5 А.

В соответствии с требованиями Правил Регистра, защитные устройства от токов перегрузки 3-фазных асинхронных двигателей должны устанавливаться не менее чем в двух фазах.

В данном курсовом проекте исполнительный двигатель лебёдки имеет три об-

мотки статора. Для защиты каждой обмотки от токов перегрузки надо выбрать по 2 тепловых реле.

ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

1. Основные понятия об электроприводе.

2. Аппаратура управления электрических установок.

3. Аппаратура защиты.

4. Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты.

Электроприводом называют машинное устройство, которое п р е д н а з н а ч е н о для преобразования электрической энергии в механическую. Он с о с т о и т из:

· аппаратуры управления и защиты.

Электропривод, применяемый в производственных процессах делят на три основных типа:

· групповой – в нем от одного электродвигателя с помощью нескольких трансмиссий вращение передается группе рабочих машин;

· одиночный – с помощью одного электродвигателя приводится в движение одна машина или производственный механизм;

· многодвигательный – для привода рабочих органов одной рабочей машины используют несколько электродвигателей.

По способу управления электроприводы делятся на: автоматизированный, частично автоматизированный и неавтоматизированный.

По роду использованной электрической энергии: постоянного и переменного тока, одно- и трехфазный.

По числу скоростей. одно- и многоскоростные.

· быстрый и простой пуск электродвигателя;

· возможность точного учета расхода электроэнергии на отдельные производственные операции;

· небольшие габаритные размеры и металлоемкость;

· простота обслуживания, надежность в эксплуатации и возможность автоматизации.

Аппаратура управления п р е д н а з н а ч е н а для пуска и остановки двигателя, изменения частоты и направления вращения вала двигателя, а также обеспечения работы электродвигателя в заданных режимах в соответствии с требованиями технологического процесса и т.д. Ее классифицируют по следующим признакам:

· способу управления – с ручным, автоматическим и дистанционным управлением;

· роду тока – для постоянного и переменного тока;

· исполнению – открытое, защищенное, пылебрызгонепроницаемое, тропическое и т.д.

а – с боковой рукояткой и дугогасительной камерой;

б – с центральной рукояткой и моментным дугогасительным ножом

1 – изолирующая плита; 2 – контактный нож; 3 – дугогаситсльная камера;

4 – неподвижная контактная стойка; 5 – рукоятка; 6 – неподвижный контакт

Рисунок 102 – Рубильники

Аппаратура ручного управления приводится в действие обслуживающим персоналом. К ней относятся: выключатели и переключатели, рубильники, кнопочные станции, магнитные пускатели, автоматические выключатели.

Рубильники п р е д н а з н а ч е н ы для неавтоматического замыкания и размыкания цепей переменного тока напряжением до 500 В. Рубильники с о с т о я т (рис.102) из системы подвижных (ножи) 2 и неподвижных 6 контактов, смонтированных на плите 1 из нетокопроводящего материала. Конструктивно могут быть выполнены с центральной (рис. 102, б), боковой рукояткой (рис. 102, а) и рычажным приводом.

П р и н ц и п д е й с т в и я рубильников: поворотом рукоятки 5, соединенной с подвижными главными ножами, вводят их в зацепление с неподвижными контактами, вследствие чего происходит замыкание электрической цепи.

Пакетные выключатели и переключатели п р е д н а з н а ч е – н ы для тех же операций, что и рубильники, в электрических цепях небольшой мощности.

Пакетный выключатель с о с т о и т (рис. 103) из отдельных сложенных вместе пакетов 3 и приводного механизма 1. Каждый из пакетов образует полюс, включаемый в одну цепь выключателя. Неподвижные контакты каждого пакета занимают определенное положение, смещенное по отношению к контактам других пакетов. Неподвижные контакты 5 выполнены в виде массивных пластин из латуни, подвижные 6 – в виде двух пружинящих губок, которые посажены на квадратный изолированный вал 4 выключателя с рукояткой 2 и могут поворачиваться вместе с ним.

1 – приводной механизм; 2 – рукоятка выключателя; 3 – пакеты; 4 – изолированный вал; 5 – неподвижные контакты; 6 — подвижные контакты Рисунок 103 – Пакетный выключатель

П р и н ц и п д е й с т в и я. при вращении рукоятки 2 сначала заводится пружина, которая сообщает необходимую скорость подвижным контактам. Перемещение по окружности подвижных контактов приводит к их набеганию на неподвижные, вследствие чего происходит замыкание электрической цепи. Дальнейшее вращение рукоятки выключателя приводит к размыканию цепи.

Контакторы переменного тока п р е д н а з н а ч е н ы для дистанционного включения и выключения электроустановок.

У с т р о й с т в о (рис. 104) на плите из нетокопроводящего материала смонтирована система неподвижных 4 и подвижных главных контактов 5, а также блокировочных контактов 1. За соединение подвижных и неподвижных контактов отвечает электромагнит, в состав которого входит сердечник 6, обмотка 7 и якорь 8, одним концом насаженный на вал 2. Главные неподвижные контакты А1, В1, С1 запитаны из трехфазной сети. К главным подвижным контактам А2, В2, С2 присоединяют статорную обмотку электродвигателя 9. Дистанционное управление электрической установкой осуществляют с помощью кнопок «Пуск» и «Стоп».

П р и н ц и п д е й с т в и я: при нажатии на кнопку «Пуск», катушка контактора 6, по которой протекает ток, втягивает якорь магнитной системы 8 и замыкает контакты силовой цепи и блокировочные, в результате чего на электрическую установку поступает ток из сети. Блокировочные контакты включены параллельно кнопке «Пуск» и оставляют цепь питания катушки замкнутой и после того, как кнопка «Пуск» будет отпущена.

1 – блокировочные контакты; 2 – вал; 3 – траверса; 4 – неподвижные главные контакты; 5 – подвижные главные контакты; 6 – сердечник; 7 – обмотка электромагнита; 8 – якорь электромагнита; 9 – электродвигатель Рисунок 104 – Схема контактора

При нажатии на кнопку «Стоп» цепь катушки 7 размыкается и якорь магнитной системы под действием пружин разъединяет силовые и блокировочные контакты. Поступление электрической энергии из сети на электроустановку прекращается.

Магнитный пускатель п р е д н а з н а ч е н для местного, дистанционного и автоматического управления электроустановкой, а также для защиты электродвигателей от перегрузки (при наличии теплового реле) и нулевой защиты.

В настоящее время широко используют магнитные пускатели серии ПМЛ и ПМЕ.

У с т р о й с т в о: контакторы магнитных пускателей на токи до 63А имеют прямоходовую магнитную систему Ш-образного типа. Подвижная часть электромагнита составляет одно целое с траверсой, в которой предусмотрены подвижные контакты и их пружины. В общих чертах кинематика управления электрических установок с помощью контакторов и магнитных пускателей аналогична. Разница в их работе заключается в наличии теплового реле у магнитных пускателей, предназначенного обеспечивать защиту электродвигателей при длительных перегрузках. Выполняет эту функцию в магнитном пускателе серии ПМЛ тепловое реле типа РТЛ, который установлен непосредственно в корпусе пускателя.

Технические данные магнитных пускателей серии ПМЕ представлены в Приложении 31.

Тепловое реле п р е д н а з н а ч е н о для защиты электродвигателя от перегрузок.

У с т р о й с т в о (рис. 105): тепловое реле с о с т о и т из нагревательного элемента 1, биметаллической пластинки 2, контактов 5, пружины 3 и кнопки возврата 4.

Нагревательный элемент представляет собой спираль, свитую из провода с высоким удельным сопротивлением (нихром, манганин, фехраль). Его выбирают по номинальному току управляемого электродвигателя. Поэтому при протекании номинального тока электрического двигателя нагревательный элемент не нагревается.

Биметаллическая пластина представляет собой конструкцию, сваренную из двух разнородных металлических пластинок, имеющих разный коэффициент линейного расширения. Например, из меди и железа. При нагревании такой пластинки одна из сторон расширяется сильнее, чем другая, поэтому пластинка изгибается.

П р и н ц и п д е й с т в и я теплового реле: при перегрузках двигателя ток в его обмотке возрастает и нагревательный элемент 1 теплового реле нагревается. Излучаемое нагревательным элементом тепло нагревает биметаллическую пластину 2, которая, изгибаясь, разрывает контакты в цепи катушки магнитного пускателя 5, и электродвигатель отключается. Для приведения теплового реле в состояние готовности нужно после остывания биметаллической пластинки нажать на кнопку возврата 4.

1 – нагревательный элемент; 2 – биметаллическая пластина; 3 – пружина; 4 – кнопка возврата; 5 – контакты цепи Рисунок 105 – Кинематическая схема теплового реле

Расчет и выбор теплового реле магнитного пускателя

Нагревательные элементы теплового реле Iуст выбирают по расчетным (номинальным) токам электрических цепей Iрасч . в которых они будут работать, исходя из условий

Пример 1. Выбрать тепловое реле для защиты асинхронного короткозамкнутого электродвигателя типоразмера 4А80В2У3 мощностью Рн = 2,2 кВт для работы в сети с напряжением U = 380 В.

1. Определяют величину номинального тока двигателя Iдв :

2. Ток уставки теплового реле с учетом неравенства (19.1) составляет:

3. Выбирают по техническим данным Приложения 30. стандартный нагреватель на 5А, а тепловое реле ТРН-10 с номинальным током 10А.

Автоматические выключатели серии АП50 п р е д н а з н а ч е – н ы для защиты электрических установок от перегрузок и токов короткого замыкания, а также для нечастых оперативных отключений до 30 раз в час.

1 – дугогасительная камера; 2 – электромагнитный расцепитель;

3 – главные контакты; 4, 5 – соответсвенно конопки «Пуск» и «Стоп»; 6 – основание

б – кинематическая схема электромагнитного расцепителя:

1, 9 – пружины; 2 – перемычка; 3 – электрические контакты; 4 – защелка;

5 – толкатель; 6 – якорь; 7 – сердечник; 8 – катушка

Рисунок 106 – Автоматический выключатель АП50

У с т р о й с т в о (рис. 106, а) АП-50 с о с т о и т из контактной системы 3, дугогасительных камер 1 и механизма управления, смонтированных на общем основании из фибры 6, закрытом крышкой. Подвижные и неподвижные контакты каждого полюса автомата разделены пластмассовыми перегородками и заключены в съемные дугогасительные камеры 1, состоящими из нескольких металлических пластин. Их задача – дробить электрическую дугу, возникающую при размыкании контактов, на ряд более мелких дуг.

Автомат имеет рукоятку ручного управления, которая через пружинный механизм и систему рычагов связана с подвижными контактами, что позволяет включать и выключать электрическую установку вручную.

Автоматическое отключение АП-50 производят специальные устройства – расцепители. Они могут быть с тепловым элементом или электромагнитом, а также комбинированным, например у АП50-3МТ. Тепловые расцепители с л у ж а т для защиты электрической установки от токов перегрузки, то есть он выполняет те же функции, что и тепловое реле в магнитном пускателе. Принципы их действия аналогичны.

Электромагнитный расцепитель п р е д н а з н а ч е н для защиты электродвигателей от токов короткого замыкания. Кинематическая схема его представлена на рис. 106, б.

У с т р о й с т в о электромагнитного расцепителя (рис. 106, б): в его с о с т а в входит катушка 8 с небольшим числом витков, включенной так же, как и нагревательный элемент теплового расцепителя, последовательно с электроприемником (статорная обмотка электродвигателя). Внутри катушки расположен подвижный стальной сердечник 7. При протекании по катушке тока номинальной величины контакты 3 замкнуты. В случае возрастания тока до очень больших значений (короткое замыкание) к сердечнику притягивается якорь электромагнита 6, а толкатель 5 воздействует на защелку 4 и вызывает размыкание контактов 3 и отключение автоматического выключателя с электроприемником.

В сельскохозяйственном производстве получили распространение автоматические выключатели серий АП-50, АЗ100 и АЕ2000.

Расчет и выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели выбирают по номинальному напряжению (220, 380 В и т.д.), номинальному току, коммутационным элементам и номинальным токам и виду расцепителя (электромагнитный, тепловой, комбинированный) с учетом следующих рекомендаций:

· ток уставки теплового и комбинированного расцепителей для защиты участка электрической сети:

где Iн – номинальный ток электрической сети, А;

· для защиты одиночного электродвигателя с короткозамкнутым ротором ток уставки электромагнитного расцепителя определяют по условию:

где Iпуск – ток, потребляемый асинхронным короткозамкнутым

электродвигателем из сети в момент его пуска:

· для защиты группы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором:

где – коэффициент одновременности для группы двигателей;

– коэффициент загрузки каждого двигателя;

– ток нагрузки электрической цепи, кроме тока нагрузки

того двигателя, который имеет наибольший пусковой

Iпуск – пусковой ток указанного выше двигателя, А.

Пример 2. Выбрать автоматический выключатель для защиты ответвления к электродвигателю типоразмера 4А80А2УЗ. Данные двигателя: Рн = 1,5 кВт; Iн = 3,5А; кратность пускового тока ki = 7.

1. Определяют ток уставки теплового расцепителя с учетом формулы (19.3):

2. Определяют ток уставки электромагнитного расцепителя с учетом формулы (19.4):

Затем регулируют электромагнитный расцепитель на ток 37А.

Плавкие предохранители п р е д н а з н а ч е н ыдля защиты электрических установок от токов коротких замыканий.

У с т р о й с т в о (рис. 107) во всех типах предохранителей отключающим элементом является плавкая вставка 4, расположенная внутри корпуса (патрона) 5, выполненного из нетокопроводящего материала.

Корпуса предохранителей классифицируют по следующим признакам:

· в зависимости от конструкции плавких вставок – разборные и неразборные. У разборных допускается замена плавких вставок на месте эксплуатации;

· по наличию наполнителя – с наполнителем и без него;

· по виду контактов плавкой вставки – с ножевыми и врубными контактами, вставляемыми в губки контактов основания.

а – пробочный предохранитель серии ПРС;

б – трубчатый предохранитель типа ПР-2;

в – призматический предохранитель типа ПН-2

1 – основание предохранителя; 2 – ввертываемый цилиндрический корпус

с плавкой вставкой; 3 – контактные ножи; 4 – плавкая вставка; 5 – фибровый патрон

Рисунок 107 – Плавкие предохранители

Электрический контакт плавкой вставки с рубильником осуществляется при помощи ножевых или врубных контактов.

П р и н ц и п д е й с т в и я. плавкая вставка при протекании тока нагревается. При перегрузке или коротком замыкании плавкая вставка перегорает, поскольку она выполнена из легкоплавкого материала. Цепь тока при этом разрывается. При перегорании плавкой вставки может возникнуть опасная электрическая дуга, которая может повредить оборудование или представить опасность для обслуживаемого персонала. Поэтому трубки предохранителей на большие мощности отключения заполняют кварцевым песком. Некоторые предохранители выпускаются с фибровыми трубками. При перегорании плавкой вставки фибровая трубка выделяет газы, давление в трубке значительно увеличивается и дуга деионизирутся и гасится.

Для осветительной проводки и электроприемников, работающих с небольшими пусковыми токами, ток плавкой вставки предохранителя должен быть равным расчетному току нагрузки:

Для двигателей с короткозамкнутым током ток плавкой вставки определяют по формуле:

где – пусковой ток электродвигателя, см. формулу (19.5);

α – коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя.

При редких пусках и продолжительности разбега не более 10с

α = 2,5; при тяжелых условиях пуска α = 1,6…1,8.

Полученное расчетное значение тока предохранителя и вставки округляют до ближайшего большего по шкале вставок значения (Приложение 29 ).

Затем выбирают тип плавкого предохранителя, руководствуясь правилом:

Пример 3. Выбрать предохранитель и его плавкую вставку для защиты однофазной группы осветительной сети, содержащей лампы накаливания общей мощностью 1,5 кВт. Напряжение сети 220 В.

Рабочий ток группы:

I = 1500/220 = 6,82 А

Выбирают плавкую вставку предохранителя на ближайшее большее значение тока Iвст = 10 А. Она подходит к предохранителям ПР-2 и НПН-15 на 15 А.

Пример 4. Выбрать предохранитель для защиты ответвления к двигателю типоразмера 4А10052УЗ мощностью Рн = 4,0 кВт для работы в сети с напряжением U = 380В. Условия пуска легкие (α = 2,5) кратность пускового тока ki = 7.

1. Определяют номинальный ток электродвигателя Iн :

2. Определяют пусковой ток, потребляемый электродвигателем из сети в момент его пуска:

3. Находят расчетный ток плавкой вставки:

Из Приложения 29 выбирают предохранитель НПН-60 с номинальным током 60А и к нему сменную плавкую вставку на 35А.

1. По каким признакам подразделяются электроприводы?

2. Какие функции выполняет аппаратура управления? По каким признакам подразделяется?

3. Назначение, устройство и принцип действия рубильника.

4. Как устроен и работает пакетный выключатель?

5. Назначение и принцип работы электромагнитного контактора.

6. Как устроено и работает тепловое реле?

7. Назначение автоматического выключателя.

8. Назначение, устройство и принцип действия электромагнитного расцептиеля.

9. Назначение аппаратуры защиты. Какие устройства к ней относятся?

10. Устройство и принцип действия плавкого предохранителя.

11. Правила расчета и выбора теплового реле магнитного пускателя.

12. Правила расчета и выбора автоматического выключателя.

13. Правила расчета и выбора плавкой вставки и предохранителя в электрических цепях.

185.154.22.117 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *