Bescherming van elektromotoren, magnetische starters en andere apparatuur tegen belastingen die oververhitting veroorzaken, wordt uitgevoerd met behulp van speciale thermische beveiligingen. Om de juiste keuze te maken voor een model voor thermische beveiliging, moet u het werkingsprincipe, het apparaat en de belangrijkste selectiecriteria kennen.
Inhoud
Apparaat en werkingsprincipe
Thermisch relais (TR) is ontworpen om elektrische motoren te beschermen tegen oververhitting en voortijdige uitval. Bij een langdurige start is de elektromotor namelijk onderhevig aan stroomoverbelasting. tijdens het opstarten wordt zeven keer de stroom verbruikt, wat leidt tot verwarming van de wikkelingen. Nominale stroom (In) - de stroom die door de motor wordt verbruikt tijdens bedrijf. Bovendien verlengt TR de levensduur van elektrische apparatuur.
Thermisch relais, waarvan het apparaat uit de eenvoudigste elementen bestaat:
- thermogevoelig element.
- Contact met zelfretour.
- Contacten.
- Lente.
- Bimetaalgeleider in de vorm van een plaat.
- Knop.
- Setpoint stroomregelaar.
Het temperatuurgevoelige element is een temperatuursensor die wordt gebruikt om warmte over te dragen naar een bimetalen plaat of ander thermisch beveiligingselement. Contact met zelfretour maakt het bij verwarming mogelijk om het voedingscircuit van een elektrische verbruiker onmiddellijk te openen om oververhitting te voorkomen.
De plaat bestaat uit twee soorten metaal (bimetaal), waarvan er één een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt (Kp) heeft. Ze worden aan elkaar bevestigd door lassen of walsen bij hoge temperaturen. Bij verhitting buigt de thermische beschermingsplaat naar het materiaal toe met een lagere Kp, en na afkoeling neemt de plaat zijn oorspronkelijke positie in. In principe zijn de platen gemaakt van Invar (lagere Kp) en niet-magnetisch of chroom-nikkelstaal (hogere Kp).
De knop schakelt de TR in, de instelstroomregelaar is nodig om de optimale waarde van I voor de consument in te stellen, en het overschot ervan zal leiden tot de werking van de TR.
Het werkingsprincipe van TR is gebaseerd op de wet van Joule-Lenz. De stroom is de gerichte beweging van geladen deeltjes die botsen met de atomen van het kristalrooster van de geleider (deze waarde is de weerstand en wordt aangegeven met R). Deze interactie veroorzaakt het verschijnen van thermische energie verkregen uit elektrische energie. De afhankelijkheid van de duur van de stroming van de temperatuur van de geleider wordt bepaald door de wet van Joule-Lenz.
De formulering van deze wet is als volgt: wanneer I door de geleider gaat, is de hoeveelheid warmte Q die door de stroom wordt gegenereerd, bij interactie met de atomen van het kristalrooster van de geleider, recht evenredig met het kwadraat van I, de waarde van R van de geleider en de tijd dat de stroom op de geleider inwerkt.Wiskundig kan het als volgt worden geschreven: Q = a * I * I * R * t, waarbij a de conversiefactor is, I is de stroom die door de gewenste geleider vloeit, R is de weerstandswaarde en t is de stroomtijd van L.
Wanneer de coëfficiënt a = 1, wordt het resultaat van de berekening gemeten in joule, en op voorwaarde dat a = 0,24, wordt het resultaat gemeten in calorieën.
Bimetaal materiaal wordt op twee manieren verwarmd. In het eerste geval ga ik door het bimetaal en in het tweede door de wikkeling. Wikkelisolatie vertraagt de stroom van thermische energie. De thermische schakelaar warmt meer op bij hoge waarden van I dan wanneer deze in contact komt met het temperatuurmeetelement. Het contact-aandrijfsignaal is vertraagd. Beide principes worden gebruikt in moderne TR-modellen.
De verwarming van de bimetaalplaat van de thermische beveiliging wordt uitgevoerd wanneer de belasting is aangesloten. Met gecombineerde verwarming krijgt u een apparaat met optimale eigenschappen. De plaat wordt verwarmd door de warmte die wordt gegenereerd door I bij het passeren ervan, en door een speciale verwarming wanneer I wordt geladen. Tijdens het verwarmen vervormt de bimetaalstrip en werkt in op het contact met zelfretour.
Belangrijkste kenmerken
Elke TR heeft individuele technische kenmerken (TX). Het relais moet worden geselecteerd op basis van de kenmerken van de belasting en de gebruiksomstandigheden bij het gebruik van een elektromotor of een andere elektriciteitsverbruiker:
- De waarde van In.
- Instelbereik van I-bediening.
- Spanning.
- Aanvullend beheer van de TR-operatie.
- Stroom.
- Operatie limiet.
- Gevoeligheid voor fase-onbalans.
- Reis klasse.
De nominale stroomwaarde is de waarde van I waarvoor de TR is ontworpen.Het wordt geselecteerd op basis van de waarde van In van de verbruiker waarmee het rechtstreeks is verbonden. Bovendien moet u kiezen met een marge van In en u laten leiden door de volgende formule: Inr \u003d 1,5 * Ind, waarbij Inr - In TR, die 1,5 keer meer moet zijn dan de nominale motorstroom (Ind).
De instellimiet van de I-werking is een van de belangrijke parameters van het thermische beveiligingsapparaat. De aanduiding van deze parameter is het instelbereik van de In-waarde. Spanning - de waarde van de voedingsspanning waarvoor de relaiscontacten zijn ontworpen; als de toegestane waarde wordt overschreden, zal het apparaat uitvallen.
Sommige soorten relais zijn uitgerust met afzonderlijke contacten voor het regelen van de werking van het apparaat en de consument. Vermogen is een van de belangrijkste parameters van de TR, die het uitgangsvermogen van de aangesloten verbruiker of verbruikersgroep bepaalt.
De uitschakellimiet of uitschakeldrempel is een factor die afhangt van de nominale stroom. Kortom, de waarde ligt in het bereik van 1,1 tot 1,5.
Gevoeligheid voor fase-onbalans (fase-asymmetrie) toont de procentuele verhouding van de fase met onbalans tot de fase waardoor de nominale stroom van de vereiste grootte stroomt.
Uitschakelklasse is een parameter die de gemiddelde uitschakeltijd van de TR weergeeft, afhankelijk van het veelvoud van de instelstroom.
Het belangrijkste kenmerk waarmee u TR moet kiezen, is de afhankelijkheid van de bedrijfstijd van de belastingsstroom.
Schakelschema
Schema's voor het aansluiten van een thermisch relais op een circuit kunnen aanzienlijk variëren, afhankelijk van het apparaat.TR's zijn echter in serie verbonden met de motorwikkeling of de magnetische starterspoel met een normaal open contact, zoals: met dit soort verbinding kunt u het apparaat beschermen tegen overbelasting. Als de huidige verbruiksindicatoren worden overschreden, koppelt de TR het apparaat los van de stroomvoorziening.
In de meeste circuits wordt bij het aansluiten een permanent open contact gebruikt, dat werkt wanneer in serie geschakeld met een stopknop op het bedieningspaneel. Dit contact is in principe gemarkeerd met de letters NC of H3.
Een normaal gesloten contact kan worden gebruikt bij het aansluiten van een beveiligingsalarm. Bovendien wordt dit contact in complexere circuits gebruikt om softwarematige besturing van de noodstop van het apparaat te implementeren met behulp van microprocessors en microcontrollers.
De thermostaat is eenvoudig aan te sluiten. Om dit te doen, moet u zich laten leiden door het volgende principe: TR wordt geplaatst na de schakelaars van de starter, maar vóór de elektromotor, en het permanent gesloten contact wordt ingeschakeld door seriële verbinding met de stopknop.
Soorten thermische relais
Er zijn veel typen waarin thermische relais zijn onderverdeeld:
- Bimetaal - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek en ptlr).
- Vaste toestand.
- Relais voor het bewaken van het temperatuurregime van het apparaat. De belangrijkste benamingen zijn: RTK, NR, TF, ERB en DU.
- Legering smeltrelais.
Bimetaal TR's hebben een primitief ontwerp en zijn eenvoudige apparaten.
Het werkingsprincipe van een thermisch relais in vaste toestand verschilt aanzienlijk van het bimetaaltype. Een solid-state relais is een elektronisch apparaat, ook wel Schneider genoemd en is gemaakt op radio-elementen zonder mechanische contacten.
Deze omvatten RTR en RTI IEK, die de gemiddelde temperaturen van de elektromotor berekenen door het starten en In. Het belangrijkste kenmerk van deze relais is het vermogen om vonken te weerstaan, d.w.z. ze kunnen worden gebruikt in explosieve omgevingen. Dit type relais is sneller in bedrijf en gemakkelijker aan te passen.
RTC's zijn ontworpen om het temperatuurregime van een elektromotor of ander apparaat te regelen met behulp van een thermistor of thermische weerstand (sonde). Wanneer de temperatuur stijgt tot de kritische modus, neemt de weerstand ervan sterk toe. Volgens de wet van Ohm, als R toeneemt, neemt de stroom af en wordt de consument uitgeschakeld, omdat. de waarde ervan is niet voldoende voor de normale werking van de consument. Dit type relais wordt gebruikt in koelkasten en diepvriezers.
Het ontwerp van het thermische smeltrelais van de legering verschilt aanzienlijk van andere modellen en bestaat uit de volgende elementen:
- Verwarming wikkeling.
- Een legering met een laag smeltpunt (eutectisch).
- ketting brekend mechanisme.
De eutectische legering smelt bij lage temperatuur en beschermt het stroomcircuit van de consument door het contact te verbreken. Dit relais is ingebouwd in het apparaat en wordt gebruikt in wasmachines en autotechniek.
De selectie van een thermisch relais wordt gemaakt door de technische kenmerken en bedrijfsomstandigheden van het apparaat te analyseren, dat moet worden beschermd tegen oververhitting.
Hoe een thermisch relais te kiezen?
Zonder complexe berekeningen kunt u de juiste classificatie van het elektrothermische relais voor de motor kiezen in termen van vermogen (tabel met technische kenmerken van thermische beveiligingsapparaten).
De basisformule voor het berekenen van de nominale stroom van een TR is:
Intr = 1,5 * Ind.
U moet bijvoorbeeld In TP berekenen voor een asynchrone elektromotor met een vermogen van 1,5 kW, aangedreven door een driefasig AC-netwerk met een waarde van 380 V.
Dit is gemakkelijk genoeg om te doen. Om de waarde van de nominale motorstroom te berekenen, moet u de vermogensformule gebruiken:
P = ik * U.
Vandaar Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. De waarde van de nominale stroom van de TR wordt als volgt berekend: Intr \u003d 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.
Op basis van de berekeningen is gekozen voor een TR van het type RTL-1014-2 met een instelbaar instelstroombereik van 7 tot 10 A.
Als de omgevingstemperatuur te hoog is, stelt u het setpoint in op de minimumwaarde. Bij een lage omgevingstemperatuur moet rekening worden gehouden met de toename van de belasting op de statorwikkelingen van de motor en, indien mogelijk, niet inschakelen. Als de omstandigheden vereisen dat de motor onder ongunstige omstandigheden wordt gebruikt, is het noodzakelijk om te beginnen met afstemmen met een lage instelstroom en deze vervolgens te verhogen tot de vereiste waarde.
Vergelijkbare artikelen:
