Тепловая защита электродвигателя. Электротепловое реле

Тепловая защита электродвигателя. Электротепловое реле.

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В предыдущей статье мы с Вами рассмотрели принципиальные схемы включения магнитного пускателя, обеспечивающие реверс вращения электродвигателя.

Продолжаем знакомиться с магнитным пускателем и сегодня рассмотрим типовые схемы подключения электротеплового реле типа РТИ, которое предназначено для защиты от перегрева обмоток электродвигателя при токовых перегрузках.

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.

Как правильно настроить тепловое реле электродвигателя | Contact-pro.ru

Как же правильно подобрать тепловое реле и выставить уставку на правильный ток защиты от перегрузки электродвигателя?

Задаете вопрос, почему сработало тепловое реле? Сначала необходимо узнать ток полной нагрузки электродвигателя и скорее всего у Вас неправильно выставлена уставка номинального тока теплового расцепителя!

Ток полной нагрузки при заданном напряжении, указывается на паспортной табличке, он является нормативным для настройки реле перегрузки. Из-за переменного напряжения во всем мире электродвигатели предназначены для использования как с частотой 50 Гц, так и с частотой 60 Гц в широком диапазоне напряжений.

Поэтому диапазон тока указан на паспортной табличке электродвигателя. Точную допустимую нагрузку по току можно рассчитать, зная напряжение.

Ну а теперь перейдем к расчету правильной уставки теплового реле!

За пример возьмем насос Grundfos.

Вводные данные для расчета берем из таблички на электродвигателе.

U = 220-277 ∆ / 380-480 Y В

Формула рассчета номинального тока (ток полной нагрузки) In = 5,70 — 5,00 / 3,30 — 2,90 А

Представим, что:

• Ua = фактическое напряжение 254 ∆ / 440 Y В (фактическое напряжение)
• Umin = 220 ∆ / 380 Y В (минимальные значения в диапазоне напряжений)
• Umax = 277 ∆ / 480 Y V (Максимальные значения в диапазоне напряжений)

Соотношение напряжений определяется следующими уравнениями:

• Для схемы подключения треугольник UΔ = (UA — Umin) / (Umax — Umin),что в данном случае: UΔ = (254 — 220) / (227 — 220) = 0,6
• Для схемы подключения звезда UY = (UA — Umin) / (Umax — Umin), что в данном случае: UY = (440-380) / (480-380) = 0,6

И так мы получаем, что UΔ = UY

Теперь рассчитаем минимальные и максимальные ток полной нагрузки (I)

• Imin = 570 / 3,30 А (Текущие значения для схемы треугольник и звезда при минимальном напряжении)
• Imax = 500 / 2,90 А (Текущие значения для схемы треугольник и звезда при максимальных напряжениях)

Теперь рассчитаем фактический ток полной нагрузки нашего насоса (I)

• Ток для значений при схеме подключения треугольник: 5,70 + (5,00 — 5,70) × 0,6 = 5,28 = 5,30 A
• Ток для значений при схеме подключения звезда: 3,30 + (2,90 — 3,30) × 0,6 = 3,06 = 3,10 А

Главное правило: тепловое реле перегрузки двигателя всегда настраивается на номинальный ток, указанный на паспортной табличке.

Однако если двигатели спроектированы с учетом эксплуатационного фактора, который затем указан на паспортной табличке, например. 1.15, установленный ток для реле перегрузки может быть увеличен на 15% по сравнению с током полной нагрузки или с коэффициентом эксплуатации в амперах , который обычно указывается на паспортной табличке.

ВЫВОД: в нашем случае двигатель подключен по схеме звезда = 440 В 60 Гц, реле перегрузки должно быть установлено на 3,1 А.

Калькуляторы

* Для реверсивного пускателя измените серию контактора с LC1••• на LC2•••.

** Определение типов координации приведено в ГОСТ Р50030.4.1-2002, п.7.2.5.

Пример каталожного номера для контактора на 9А
с катушкой на 220В: LC1D09M7.

Для автоматических выключателей
защиты электродвигателей:

Контакторы LC1D имеют встроенные дополнительные контакты: 1НО + 1НЗ.

Контакты для контакторов LC1D:

*** Катушка с малым потреблением тока 2,4 Вт.

**** Тип НО или НЗ контакта зависит от того, как повернут контактный блок при установке.

***** Для определения возможных комбинаций дополнительных контактов и контакторов см. каталог.

Как выбрать тепловое реле + подключение

Продолжительное функционирование электроприборов и механизмов на максимуме своих возможностей может привести к порче изоляции и перегреву обмоток двигателей. Такие неисправности грозят продолжительным и зачастую дорогостоящим ремонтом. Во избежание неприятностей в цепи следует монтировать тепловое реле, контролирующее значения тока и отключающего питание при достижении превышения ей установленных критических параметров. Читайте также статью ⇒ Подключение теплового реле.

Выбор теплового реле для электродвигателя

Главное требование, предъявляемое к тепловым регуляторам электромоторов — соответствие номинала прибора току устрйоства, подлежащего защите. При этом сами реле также обеспечиваются защитой от КЗ, потому в любую схему подключения требуется включение предохранителей.

Таблица для правильного подбора теплового реле электродвигателя по номиналу тока

Совет №1: Следует заранее определиться с условиями, в которых будут работать тепловые реле. Если работа двигателя с высокой долей вероятности будет производиться в аварийноопасных условиях, не связанных с увеличением потребления им электроэнергии, то в таких случаях реле не смогут обеспечить эффективную защиту и будут просто бесполезны.

При не связанности тепловой защиты мотора с любыми специальными требованиями, реле с легкостью можно подбирать по представленной выше таблице с наиболее соответствующими техническими параметрами.

Также защитный прибор подбирается по наибольшему рабочему току реле, не превышающему номинального тока подлежащего защите электромотора. Несмотря на это, рекомендуется выбрать реле таким, чтобы его установочный ток немного превосходил номинал двигателя.

Необходимо иметь в виду, что возможно выполнение регулировки тока реле с большим запасом в ту или иную сторону — этим обеспечивается максимально регулируемая и эффективная защита.

Схема подключения

Подсоединение температурного реле к клеммам производится посредством штыревых контактов. После подключения следует выполнить регулировку срабатывающих уставок при помощи колесика регулятора в соответствии со значением тока в сети.

Панель управления оснащается кнопкой «Тест», необходимой для определения работоспособности прибора имитированием сработки защиты. Копка красного цвета с надписью «Стоп» используется для принудительного размыкания контакта. Питание, идущее на катушку контактора, блокируется и, следовательно, блокируется и нагрузка.

Принципиальная схема для подключения тепловых реле в электродвигателях любых модификаций

Представленная на рисунке схема применяется для управления электромотором посредством магнитного пускателя. Силовые контакты соединяются лишь с двумя фазами, третья замыкается непосредственно на моторе.

Обзор производителей

В различных странах имеется множество производителей, изготавливающих тепловые реле. Несколько наиболее популярных моделей представлены в таблице.

Подбор терморегулятора для теплого пола

Для нормальной работы теплых полов требуется установка теплового реле — терморегулятора, с помощью которого можно значительно сократить расходы на отопление. Прибор здесь требуется только для включения и отключения подогрева в определенный временной промежуток либо после подачи сигнала от термометра.

Выбирая терморегулятор, в первую очередь следует учитывать его мощность, которая должна быть идентична мощности теплого поля.

Также для определенных типов теплых полов необходимо подбирать и тип теплового реле, разделяющихся на несколько групп:

• устройства, предназначенные только для обеспечения экономичного режима, позволяющие сократить расход электроэнергии;
• приборы с настраиваемым таймером, при помощи которого устанавливаются периоды времени, на протяжении которых будет осуществляться прогрев помещения с определенной интенсивностью;
• аппараты, которые возможно запрограммировать на сложные регламенты функционирования, чередующие периоды работы в экономном режиме и максимального обогрева;
• реле, в котором имеется встроенный ограничитель, предотвращающий чрезмерный нагрев напольного покрытия и греющего элемента.

Подбор терморегулятора для определенного помещения осуществляется в зависимости от его площади. Для небольшой комнаты больше подойдет обыкновенный аппарат без сложных настроек и программирования. Установка более сложных приборов необходима для просторных помещений. В таких комнатах чаще всего устанавливают электронные реле, оснащенные установленными в толще пола датчиками температуры.

Схема установки

Тепловое реле при обустройстве теплых полов рекомендуется монтировать в непосредственной близости от розеток на удалении от пола 0,6-1,0 м. Перед тем, как приступить к работе, домашнюю электросеть следует отключить.

Принципиальная схема подключения теплового реле при укладке системы теплого пола

Установку теплового регулятора следует начинать с подведения проводов питания к монтажной коробке. Затем между реле и нагревателем нужно установить и подключить датчик температуры, укладывающийся в гофрированную трубу.

Совет №2: Подсоединение проводов к терморегулятору необходимо производить согласно приведенной выше схемы. Нулевая и фазная жилы подсоединяются к соответствующим контактам, а кабель от датчика подводится в гнезда, подписанные как «Сенсор».

Само реле размещается в монтажной коробке. При наличии помех в виде гофр, их следует устранить. Терморегулятор нужно расположить строго горизонтально по уровню. Панель управления ставится на свое постоянное место и крепится при помощи винтов.

Обзор производителей

Для теплых полов выпускается множество моделей терморегуляторов. Несколько наиболее популярных моделей представлены в таблице.

Точность настройки 1

Выбор теплового реле для холодильника

Тепловые реле для холодильников разделяются на две основные группы:

• электронные;
• механические.

Электронная модель является более распространенной. Конструкция ее предполагает наличие датчика температуры полупроводникового типа и блока управления. Схема электронного реле достаточно сложна, но преимуществом таких устройств следует назвать высокую точность определения температуры и регулирования режимов функционирования холодильного оборудования.

Механические реле отличаются высокой надежностью и продолжительностью службы. К достоинствам таких регуляторов относится простота замены при неисправности. Устройство работает в соответствии с температурой испарителя, а электронный прибор — по температуре воздуха.

Схема подключения

Сложность в подключении заключается в том, чтобы не перепутать реле различного назначения, так как одни из них предназначены для работы в морозильных камерах, другие же могут функционировать только при плюсовых температурах.

Каждый провод согласно цветовой маркировке имеет свое предназначение:

• красный, черный либо оранжевый — соединение реле с компрессором;
• коричневый — фазная жила, подключающая к розетке;
• зеленый, желты или белый — к лампочке холодильника;
• зелено-желтый полосатый — заземляющий проводник.

Обзор производителей

Для холодильников производится большое количество моделей терморегуляторов. Обзор наиболее популярных из них представлены в таблице.

Выбор теплового реле для водонагревателя

Подбор терморегулятора осуществляется с учетом геометрических размеров нагревательного прибора, его мощности и объема бака.

Также следует учесть и такие моменты:

• для того, чтобы продавец смог помочь подобрать оптимальную модель следует захватить с собой техпаспорт подлежащего замене устройства;
• при самостоятельном подборе устройства следует учитывать его габариты, сопротивление и силу тока, рабочие параметры.

Схема подключения

Схема подключения водонагревателя представлена на рисунке.

Схема устройства и подключения накопительного водонагревателя предусматривает обязательное наличие заземления

Обзор производителей

Обзор популярных моделей тепловых реле для водонагревателей представлен в таблице.

Реле для автоматического выключателя, сварочного станка, компрессора

Тепловые реле для компрессора, автовыключателя и сварочного станка подбираются в соответствии с единственным правилом: номинальный ток регулятора должен быть идентичен току защищаемого устройства.

Типовые ошибки при выборе и подключении

Основной ошибкой является несоблюдение правила равенства номинального тока реле номинальному току прибора.

Еще одной характерной ошибкой можно назвать пренебрежение схемой и неправильное подключение устройства. Читайте также статью ⇒ Реле напряжения.