ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Защита электрооборудования от перегрузок является одной из важнейших задач в промышленности и быту.

Тепловое реле представляет собой ключевой элемент системы защиты электродвигателей и других электрических устройств от перегрузок.

Этот прибор помогает предотвратить выход из строя дорогостоящего оборудования и обеспечивает безопасность электрических установок.

Современные тепловые реле являются результатом многолетней эволюции технологий защиты электрооборудования. Они сочетают в себе простоту конструкции и высокую надежность, что делает их незаменимыми в системах автоматизации и управления электродвигателями.

Для чего оно нужно

Тепловое реле выполняет функцию защиты электродвигателей от длительных перегрузок по току.

Также как в автоматических выключателях, которые срабатывают при коротких замыканиях и перегрузках, тепловое реле двигателя реагирует на относительно небольшие, но продолжительные превышения номинального тока.

При возникновении перегрузки в электродвигателе происходит увеличение потребляемого тока, что приводит к повышению температуры обмоток.

Если вовремя не отключить двигатель, это может привести к разрушению изоляции и выходу устройства из строя.

Реле контролирует величину тока и отключает двигатель при достижении опасных значений.

Основное преимущество этого устройства заключается в том, что оно имитирует процесс нагрева двигателя, обеспечивая тем самым наиболее точную защиту.

Время срабатывания реле зависит не только от величины тока перегрузки, но и от длительности его воздействия.

Тепловое реле состоит из нескольких основных компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Центральным элементом является биметаллическая пластина, изготовленная из двух металлов с различными коэффициентами теплового расширения. Эти металлы прочно соединены между собой методом сварки или прокатки.

При нагреве пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом расширения. Степень изгиба зависит от температуры нагрева, которая, в свою очередь, определяется величиной протекающего тока.

Нагревательный элемент представляет собой проводник, через который протекает контролируемый ток.

Он размещается в непосредственной близости от биметаллической пластины, обеспечивая её нагрев при протекании тока.

Механизм расцепления включает в себя систему рычагов и пружин, которые обеспечивают быстрое размыкание контактов при срабатывании защиты.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО РЕЛЕ

Работа теплового реле основана на тепловом действии электрического тока и, как уже было сказано, различном температурном расширении металлов.

При протекании тока через нагревательный элемент происходит его нагрев согласно закону Джоуля-Ленца. Тепло передается биметаллической пластине, которая начинает изгибаться.

Величина изгиба биметаллической пластины пропорциональна температуре нагрева, которая зависит от величины протекающего тока и времени его воздействия. При достижении определенной величины изгиба происходит срабатывание механизма расцепления и размыкание контактов.

Временные характеристики срабатывания

Время срабатывания теплового реле обратно пропорционально квадрату тока перегрузки.

Это означает, что чем больше ток перегрузки, тем быстрее сработает защита. Такая характеристика хорошо согласуется с процессом нагрева электродвигателя при перегрузке.

При небольших перегрузках (например, 20% от номинального тока) реле может сработать через несколько минут.

При значительных перегрузках (более 200% от номинального тока) срабатывание происходит в течение нескольких секунд.

Настройка и регулировка

Установка номинального тока.

Большинство современных реле имеет возможность регулировки порога срабатывания.

Это необходимо для точной настройки защиты под конкретный электродвигатель. Установка номинального тока производится с помощью регулировочного диска или винта, который изменяет предварительный натяг биметаллической пластины.

Правильная настройка защиты от перегрузки критически важна для эффективной защиты электродвигателя.

Ток срабатывания устанавливается с учетом номинального, указанного на паспортной табличке.

Температурная компенсация.

Современные реле оснащаются системой температурной компенсации, которая обеспечивает стабильность характеристик срабатывания при изменении температуры окружающей среды.

Это достигается за счет использования дополнительной биметаллической пластины, которая компенсирует влияние внешней температуры.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Тепловые реле широко применяются в промышленности для защиты электродвигателей различного назначения.

Они используются в станках, конвейерах, насосах, вентиляторах и другом оборудовании.

В комбинации с магнитным пускателем они образуют надежную систему управления и защиты электродвигателя.

В таких случаях тепловая защита предотвращает преждевременный выход двигателя из строя.

Бытовое применение.

В бытовой технике тепловые реле используются реже, так как их функции часто выполняют более современные электронные устройства защиты.

Однако они по-прежнему встречаются в некоторых видах бытового оборудования, например, в мощных насосах для систем водоснабжения.

Преимущества и недостатки

Тепловые реле обладают рядом существенных достоинств:

• простота конструкции;
• высокая надежность;
• низкая стоимость;
• отсутствие необходимости в дополнительном источнике питания.

Они не требуют специального обслуживания и могут работать в течение длительного времени без замены.

Важным преимуществом является также то, что характеристика срабатывания теплового реле близка к характеристике нагрева электродвигателя, что обеспечивает эффективную защиту.

К недостаткам можно отнести;

• относительно низкую точность срабатывания;
• зависимость характеристик от температуры окружающей среды (если отсутствует температурная компенсация);
• невозможность защиты от коротких замыканий.

Кроме того, после срабатывания требуется некоторое время для охлаждения биметаллической пластины перед повторным включением.

МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

При монтаже теплового реле необходимо соблюдать определенные правила.

Реле должно устанавливаться в вертикальном положении для обеспечения правильной работы механизма расцепления.

Необходимо также обеспечить достаточную вентиляцию для отвода внешнего тепла.

Подключение проводников должно выполняться с соблюдением требуемых моментов затяжки винтовых соединений. Неправильная затяжка может привести к нагреву в месте контакта и ложному срабатыванию защиты.

При эксплуатации требуется минимальное техническое обслуживание.

Периодически необходимо проверять затяжку винтовых соединений и очищать реле от пыли. Также рекомендуется проверять правильность срабатывания защиты путем имитации перегрузки.

Современные тенденции развития

Электронные реле.

В последние годы появились электронные аналоги тепловых реле, которые используют микропроцессоры для обработки сигналов от датчиков тока.

Они обеспечивают более точную защиту и имеют дополнительные функции, такие как защита от обрыва фазы и асимметрии токов.

Интеграция в системы автоматизации.

Современные реле часто оснащаются дополнительными контактами для сигнализации и возможностью интеграции в системы автоматизации.

Это позволяет осуществлять удаленный мониторинг состояния защиты и анализировать причины срабатывания.

Заключение.

Тепловые реле остаются одним из основных средств защиты электродвигателей от перегрузок.

Несмотря на появление более современных электронных устройств защиты, они сохраняют свою актуальность благодаря простоте, надежности и низкой стоимости.

Правильный выбор, настройка и обслуживание изделия обеспечивают надежную защиту электродвигателей и продлевают срок их службы.

В современных условиях устройства тепловой защиты продолжают совершенствоваться, приобретая новые функции и возможности, что позволяет им оставаться востребованными в различных отраслях промышленности и энергетики.

© 2010-2024 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов