Thermisch relais voor een elektromotor: werkingsprincipe, apparaat, hoe te kiezen
Tijdens het gebruik van elektrische apparatuur wordt deze voortdurend blootgesteld aan stroomoverbelastingen, waardoor de duurzaamheid ervan wordt verminderd.Bescherming in dergelijke situaties is een thermisch relais voor de elektromotor, dat de stroomtoevoer uitschakelt wanneer zich ongebruikelijke omstandigheden voordoen.
We raden u aan het ontwerp, het werkingsprincipe, de typen en nuances van het aansluiten van beveiligingsapparaten te begrijpen. Daarnaast zullen we u vertellen met welke parameters en kenmerken rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een thermisch relais.
De inhoud van het artikel:
Ontwerp van thermische relais
Thermische relais van alle typen hebben een soortgelijk apparaat. Het belangrijkste element van elk van hen is de gevoelige bimetaalstrip.
De bedrijfsstroomwaarde wordt beïnvloed door de temperatuur van de omgeving waarin het relais werkt. Een stijging van de temperatuur verkort de responstijd.
Om deze invloed te minimaliseren, kiezen apparaatontwikkelaars voor de hoogst mogelijke bimetaaltemperatuur. Voor hetzelfde doel zijn sommige relais uitgerust met een extra compensatieplaat.
Als nichrome-verwarmers zijn opgenomen in het relaisontwerp, zijn ze verbonden in een parallel, serie- of parallel-seriecircuit met een plaat.
De stroomwaarde in het bimetaal wordt geregeld met behulp van shunts. Alle onderdelen zijn in het lichaam ingebouwd. Het U-vormige bimetaalelement is op de as bevestigd.
Een spiraalveer rust tegen het ene uiteinde van de plaat. Het andere uiteinde is gebaseerd op een uitgebalanceerd isolatieblok, draait rond een as en vormt een ondersteuning voor een contactbrug voorzien van zilveren contacten.
Om de instelstroom te coördineren, is de bimetaalplaat aan het linkeruiteinde verbonden met het mechanisme. De aanpassing vindt plaats vanwege de invloed op de primaire vervorming van de plaat.
Als de grootte van de overbelastingsstromen gelijk wordt aan of groter is dan de instellingen, roteert het isolatieblok onder invloed van de plaat. Bij het omvallen wordt het normaal gesloten contact van het apparaat uitgeschakeld.
Het relais keert automatisch terug naar zijn oorspronkelijke positie. Het automatische retourproces duurt maximaal 3 minuten vanaf het moment dat de beveiliging is ingeschakeld. Een handmatige reset is ook mogelijk; hiervoor is een speciale Reset-sleutel meegeleverd.
Bij gebruik neemt het apparaat binnen 1 minuut zijn oorspronkelijke positie in. Om de knop te activeren, draait u deze tegen de klok in totdat deze boven het lichaam uitsteekt. De installatiestroom wordt meestal aangegeven op het paneel.
Werkingsprincipe van het apparaat
Het uitvoeren van een beschermende functie, zekering verbreekt de voedingscircuits. Een thermisch relais verschilt ervan doordat het bij overschrijding van de belasting eenvoudigweg een stuursignaal afgeeft. Met een dergelijke bescherming worden kleine stromen in één stuurcircuit geschakeld.
In het circuit voor het thermische relais bevindt zich magnetische schakelaar. Wanneer de circuits in een noodgeval worden geopend, is het niet nodig de werking van de contactor te dupliceren. Bijgevolg wordt er geen materiaal verbruikt voor de vervaardiging van vermogenscontactgroepen.
De meest populaire zijn apparaten uitgerust met bimetaalplaten. De plaat zelf bestaat uit twee soortgelijke elementen.
De ene heeft een aanzienlijke temperatuurcoëfficiënt, de andere een iets kleinere. Deze twee componenten sluiten nauw op elkaar aan.
Een dergelijke stijve bevestiging wordt verzekerd door lassen of warmwalsen. Vanwege het feit dat de plaat bewegingloos wordt bevestigd, buigt deze bij verhitting naar het element met een lagere temperatuurcoëfficiënt. Dit principe werd als basis genomen bij het maken thermische relais.
Bij de productie worden chroomnikkelstaal en niet-magnetisch staal gebruikt, die een hoge temperatuurcoëfficiënt hebben. Invar, een verbinding van nikkel en ijzer, wordt gebruikt als materiaal met een lage waarde van deze parameter.
De bimetaalplaat wordt verwarmd door belastingsstromen. Ze stromen meestal door een speciale verwarming. Er is ook sprake van gecombineerde verwarming, waarbij naast de warmte die door de verwarmer wordt afgegeven, het bimetaal ook wordt verwarmd door de stroom die er doorheen gaat.
Hoe een thermisch relais aan te sluiten
Het gesloten contact (normaal aangesloten), dat wordt gebruikt om de thermische module op de magnetische starter aan te sluiten, wordt NC of NC genoemd, wat staat voor normaal gesloten. De lettercombinatie NO geeft een normaal open contact aan.
In een eenvoudig circuit wordt het gebruikt om een signaal te geven dat aangeeft dat de motorbeveiliging is geactiveerd vanwege het overschrijden van de drempeltemperatuur.
Wanneer het wordt geïmplementeerd in complexe besturingscircuits, kan het een noodsignaal genereren om de transportband te deactiveren.
De aanduiding van de contactorterminals wordt bepaald door GOST: normaal gesloten - 95-96, normaal open - 97-98. Op het eerste paar is een starter aangesloten, de tweede wordt gebruikt voor signaalcircuits. Omdat de motor en het thermische relais tegen kortsluiting moeten worden beschermd, moet het circuit een stroomonderbreker bevatten.
Het apparaatcircuit bevat de knoppen "Test" en "Stop" of "Reset". De eerste wordt gebruikt om de functionaliteit te controleren en de tweede wordt gebruikt om de beveiliging handmatig uit te schakelen.
Met behulp van de draaischakelaar wordt, na het inschakelen van de beveiliging, de elektromotor opnieuw gestart. De glazen afdekking van het product is gemarkeerd en verzegeld.
Op basis van het type aansluiting kunnen twee grote groepen thermische relais worden onderscheiden:
- eerste groep - apparaten die achter de magnetische starter zijn gemonteerd en apparaten die zijn aangesloten met behulp van jumpers;
- tweede groep — apparaten die rechtstreeks op de startercontactor zijn geïnstalleerd.
In het laatste geval valt tijdens het opstarten de hoofdbelasting op de contactor.Hier is de thermische module uitgerust met koperen contacten die rechtstreeks op de starteringangen zijn aangesloten.
Draden van de motor zijn verbonden met de TP. Het relais zelf in een dergelijk circuit vertegenwoordigt een tusseneenheid die de stroom analyseert die vanaf de magnetische starter naar de motor vloeit.
Nuances bij het installeren van het apparaat
De reactiesnelheid van de thermische module kan niet alleen worden beïnvloed door huidige overbelastingen, maar ook door externe temperatuurindicatoren. De bescherming werkt zelfs als er geen overbelasting is.
Het komt ook voor dat de motor onder invloed van geforceerde ventilatie onderhevig is aan thermische overbelasting, maar dat de beveiliging niet werkt.
Om dergelijke verschijnselen te voorkomen, moet u de aanbevelingen van specialisten volgen:
- Let bij het kiezen van een relais op de maximaal toegestane bedrijfstemperatuur.
- Installeer de bescherming in dezelfde ruimte als het beschermde object.
- Kies voor installatie plaatsen waar geen warmtebronnen of ventilatieapparaten zijn.
- U moet de thermische module configureren op basis van de werkelijke omgevingstemperatuur.
- De beste optie is om ingebouwde thermische compensatie in het relaisontwerp te hebben.
Een extra optie voor het thermische relais is bescherming bij fase- of volledige stroomuitval. Voor driefasige motoren is dit punt vooral relevant.
Als er een probleem is in één fase, nemen de andere twee een grotere stroom op. Als gevolg hiervan treedt snel oververhitting op en wordt vervolgens uitgeschakeld.Als het relais niet effectief werkt, kunnen zowel de motor als de bedrading defect raken.
Bestaande apparaattypen
De klasse thermische relais omvat verschillende typen: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Het gebruik van elk wordt bepaald door de ontwerpkenmerken.
Tweefasig stroomrelais (TRN), worden voornamelijk gebruikt voor de elektrische beveiliging van asynchrone motoren met een kooiankerrotor. In de regel werken ze vanuit een netwerk met een vermogen tot 500 V, een frequentie van 50 Hz.
Het relais is uitgerust met een handmatig contactbesturingsmechanisme. De afmetingen van de TRN maken het mogelijk om ze te integreren in complete apparaten van zowel gesloten als open stations die de werking van aandrijvingen coördineren. Ze vervullen niet de functie van kortsluitbeveiliging en hebben deze zelf nodig.
TRP-relais Ze hebben een trillingsbestendig mechanisme en een schokbestendig lichaam. Ontworpen om asynchrone driefasige motoren te beschermen die werken onder omstandigheden van zware mechanische belasting.
Ze zijn ontworpen voor een maximale stroomsterkte van 600 A en een maximale spanning van 500 V, en in circuits met gelijkstroom - 440 V. De automatisering is ongevoelig voor externe temperaturen en werkt wanneer de indicator 200°C overschrijdt.
RTL-apparaten — driefasig beschermt de rotor niet alleen tegen overbelasting, maar ook tegen vastlopen. Ze verzekeren hem tegen schade bij fase-onbalans tijdens langdurig opstarten.
Ze werken autonoom met KRL-klemmen en in een variant met een PML-magneetstarter. Huidig werkbereik - van 0,10 tot 86 A.
PTT — het apparaat beschermt asynchrone motoren tegen stroompieken, fase-onbalans, storing en andere noodsituaties.Het wordt zowel als stand-alone apparaat als als integraal onderdeel van PMA- en PME-starters gebruikt.
Driefasig RTI-product begiftigd met dezelfde functies als de vorige, maar wordt gebruikt in een aanpassing met KTM- en KMI-starters.
Hoe een thermisch relais te kiezen
De motor heeft een relais nodig ter bescherming wanneer er om technologische redenen een potentieel risico op overbelasting bestaat. Het tweede geval is de noodzaak om de opstarttijd onder omstandigheden met lagere spanning te beperken.
Deze vereisten zijn opgenomen in de relevante instructies. Hierin wordt een verzoek ingediend om een beschermend product uit te rusten met een tijdsvertraging. Dit alles wordt gerealiseerd met behulp van thermische relais.
Basiskenmerken van apparaten
De basisgegevens van het apparaat dat de motor beschermt zijn:
- Contactprestaties afhankelijk van huidige parameters - tijd-stroomindicator.
- Bedrijfsstroom waarbij de TP wordt geactiveerd.
- Beperk huidige instellingsaanpassingen. Bij alle apparaten die door verschillende fabrikanten zijn geproduceerd, verschilt deze parameter enigszins. Het overschrijden van de nominale waarde met 20% betekent dat het apparaat na 25 minuten in werking treedt.
- Nominale stroomwaarde van de werkende bimetaalplaat. Het gaat hier om een waarde waarboven het relais niet direct uitschakelt.
- Huidig bereik waarin het relais werkt.
Informatie over het thermische relais kan worden verkregen door de markeringen ervan te ontcijferen. Het symbool dat het type uitvoering aangeeft, kan variëren.
De locaties van binnenlandse TP's worden gereguleerd door GOST 15150.Hun werking wordt beïnvloed door factoren zoals hoogte boven zeeniveau, trillingen, schokken en versnelling.
Fabrikanten weerspiegelen al deze nuances in de etikettering van hun producten. Sommigen van hen bevatten bovendien informatie over het vermogen om te werken in de aanwezigheid van schadelijke stoffen en explosieve gassen.
Een apparaat selecteren volgens de regels
De vereisten voor het thermische relais worden uiteengezet in de instructies. Ook wordt hier bepaald dat de beveiliging een tijdsvertraging moet hebben. Aan alle verzoeken wordt voldaan met behulp van speciale apparaten.
Bij het analyseren van de tijdstroomkarakteristieken van een TR moet er rekening mee worden gehouden dat de werking kan plaatsvinden vanuit een oververhitte of koude toestand.
Onberispelijke bescherming gaat ervan uit dat de curve die de optimale afhankelijkheid van de stroomduur van de stroomwaarde voor het relais en de motor weergeeft voor een probleemloze werking van de apparatuur anders is. De eerste moet lager zijn dan de tweede.
De juiste selectie van een beschermend product wordt uitgevoerd op basis van een parameter als de nominale bedrijfsstroom. De waarde ervan is gerelateerd aan de nominale belastingsstroom van de elektromotor.
Zowel internationale als binnenlandse normen bepalen dat de nominale stroom van de motor vergelijkbaar is met de instelling van de bedrijfsstroom van het thermische relais.
Dit betekent dat het apparaat bij een overbelasting van 20 tot 30% of bij Iav.x1.2 of 1.3 uiterlijk 20 minuten in bedrijf wordt gesteld.
Op basis hiervan moet de keuze zo worden gemaakt dat de niet-bedrijfsstroom van de TR de nominale stroom van het afgedekte object met gemiddeld 12% overschrijdt. De In-waarde wordt weergegeven in het paspoort van het apparaat en op een plaatje dat aan de behuizing is bevestigd.
Op basis hiervan worden zowel de TR als de bijbehorende starter geselecteerd. De relaisschaal is gekalibreerd in ampère en komt in de regel overeen met de ingestelde stroomwaarde.
Een voorbeeld is de selectie van een thermisch relais voor een asynchrone motor aangesloten op een 380 V-netwerk met een vermogen van 1,5 kW.
De nominale bedrijfsstroom daarvoor is 2,8 A, wat betekent dat voor een thermisch relais de drempelstroom gelijk zal zijn aan: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Volgens de tabel moet de keuze worden gemaakt op RTL-1008, waarvan het instelbereik ligt tussen 2,4 en 4 A.
Als de gegevens op het typeplaatje van de motor onbekend zijn, wordt de stroom bepaald met behulp van speciale apparaten: een stroomtang of een multimeter met de juiste optie. Op elk van de fasen worden metingen uitgevoerd.
Bij het kiezen is het belangrijk om te letten op de spanning die op het apparaat staat aangegeven. Als je van plan bent een TP-startertandem te gebruiken, moet je rekening houden met het aantal contacten.
Bij aansluiting van het apparaat op een driefasig netwerk is een module vereist die een beveiligingsfunctie heeft in geval van doorbranden van de geleider of fase-onbalans.
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Effectief motorbeveiligingsschema:
Componenten van een thermisch relais:
Het principe van interactie tussen verschillende apparaten in verschillende aansluitmogelijkheden voor een thermisch relais is hetzelfde. Voor een betere oriëntatie in diagrammen moet u apparaatmarkeringen kunnen “lezen”.Idealiter moeten alle aansluitwerkzaamheden worden uitgevoerd door een technicus die gecertificeerd is om onder hoogspanningsomstandigheden te werken.
Heeft u iets toe te voegen of heeft u vragen over de keuze en het gebruik van een thermisch relais? U kunt commentaar achterlaten op de publicatie, deelnemen aan discussies en uw eigen ervaringen met het gebruik van de apparaten delen. Het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.
