Der Schutz von Elektromotoren, Magnetstartern und anderen Geräten vor Lasten, die eine Überhitzung verursachen, erfolgt mit speziellen Wärmeschutzvorrichtungen. Um die richtige Wahl eines Wärmeschutzmodells zu treffen, müssen Sie das Funktionsprinzip, das Gerät sowie die wichtigsten Auswahlkriterien kennen.
Inhalt
Gerät und Funktionsprinzip
Thermorelais (TR) sollen Elektromotoren vor Überhitzung und vorzeitigem Ausfall schützen. Während eines Langzeitstarts ist der Elektromotor Stromüberlastungen ausgesetzt, weil. beim Anlauf wird der siebenfache Strom verbraucht, was zu einer Erwärmung der Wicklungen führt. Nennstrom (In) - der vom Motor während des Betriebs verbrauchte Strom. Darüber hinaus erhöht TR die Lebensdauer elektrischer Geräte.
Thermorelais, dessen Gerät aus den einfachsten Elementen besteht:
- wärmeempfindliches Element.
- Kontakt mit Selbstrückgabe.
- Kontakte.
- Frühling.
- Bimetallleiter in Form einer Platte.
- Taste.
- Sollwert Stromregler.
Das temperaturempfindliche Element ist ein Temperatursensor, der verwendet wird, um Wärme auf eine Bimetallplatte oder ein anderes thermisches Schutzelement zu übertragen. Der Kontakt mit Selbstrückkehr ermöglicht bei Erwärmung das sofortige Öffnen des Stromversorgungskreises eines elektrischen Verbrauchers, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Die Platte besteht aus zwei Metallarten (Bimetall), von denen eine einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten (Kp) hat. Sie werden durch Schweißen oder Rollen bei hohen Temperaturen aneinander befestigt. Beim Erhitzen biegt sich das Wärmeschutzblech in Richtung des Materials mit geringerem Kp und nach dem Abkühlen nimmt das Blech seine ursprüngliche Position ein. Grundsätzlich bestehen die Platten aus Invar (niedriger Kp) und amagnetischem oder Chrom-Nickel-Stahl (höherer Kp).
Der Knopf schaltet den TR ein, der Einstellstromregler ist erforderlich, um den optimalen Wert von I für den Verbraucher einzustellen, und sein Überschuss führt zum Betrieb des TR.
Das Funktionsprinzip von TR basiert auf dem Joule-Lenz-Gesetz. Der Strom ist die gerichtete Bewegung geladener Teilchen, die mit den Atomen des Kristallgitters des Leiters kollidieren (dieser Wert ist der Widerstand und wird mit R bezeichnet). Diese Wechselwirkung verursacht das Auftreten von thermischer Energie, die aus elektrischer Energie gewonnen wird. Die Abhängigkeit der Strömungsdauer von der Temperatur des Leiters wird durch das Joule-Lenz-Gesetz bestimmt.
Die Formulierung dieses Gesetzes lautet wie folgt: Wenn I durch den Leiter fließt, ist die vom Strom erzeugte Wärmemenge Q bei der Wechselwirkung mit den Atomen des Kristallgitters des Leiters direkt proportional zum Quadrat von I, dem Wert von R des Leiters und der Zeit, zu der der Strom auf den Leiter einwirkt.Mathematisch lässt sich das wie folgt schreiben: Q = a * I * I * R * t, wobei a der Umrechnungsfaktor, I der durch den gewünschten Leiter fließende Strom, R der Widerstandswert und t die Durchflusszeit von ist ICH.
Wenn der Koeffizient a = 1 ist, wird das Berechnungsergebnis in Joule gemessen, und vorausgesetzt, dass a = 0,24 ist, wird das Ergebnis in Kalorien gemessen.
Bimetallisches Material wird auf zwei Arten erhitzt. Im ersten Fall gehe ich durch das Bimetall und im zweiten durch die Wicklung. Die Wicklungsisolierung verlangsamt den Fluss der Wärmeenergie. Der Thermoschalter erwärmt sich bei hohen Werten von I stärker als bei Kontakt mit dem Temperaturfühler. Das Kontaktbetätigungssignal wird verzögert. Beide Prinzipien werden in modernen TR-Modellen verwendet.
Die Erwärmung der Bimetallplatte der Thermoschutzeinrichtung erfolgt bei angeschlossener Last. Kombinierte Heizung ermöglicht es Ihnen, ein Gerät mit optimalen Eigenschaften zu erhalten. Die Platte wird durch die von I beim Durchgang erzeugte Wärme und durch eine spezielle Heizung beim Beladen mit I erhitzt. Beim Erhitzen verformt sich der Bimetallstreifen und wirkt auf den Kontakt mit Selbstrückstellung.
Hauptmerkmale
Jeder TR hat individuelle technische Eigenschaften (TX). Das Relais muss entsprechend den Eigenschaften der Last und den Einsatzbedingungen beim Betrieb eines Elektromotors oder eines anderen Stromverbrauchers ausgewählt werden:
- Der Wert von In.
- Einstellbereich der I-Betätigung.
- Stromspannung.
- Zusätzliche Verwaltung des TR-Betriebs.
- Leistung.
- Betriebsgrenze.
- Empfindlichkeit gegenüber Phasenunsymmetrie.
- Reiseklasse.
Der Nennstromwert ist der Wert von I, für den der TR ausgelegt ist.Er wird entsprechend dem Wert von In des Verbrauchers ausgewählt, an den er direkt angeschlossen ist. Außerdem müssen Sie mit einem Spielraum von In wählen und sich an der folgenden Formel orientieren: Inr \u003d 1,5 * Ind, wobei Inr - In TR das 1,5-fache des Motornennstroms (Ind) betragen sollte.
Die I-Betriebs-Einstellgrenze ist einer der wichtigen Parameter der thermischen Schutzeinrichtung. Die Bezeichnung dieses Parameters ist der Einstellbereich des In-Wertes. Spannung - der Wert der Netzspannung, für die die Relaiskontakte ausgelegt sind; wird der zulässige Wert überschritten, fällt das Gerät aus.
Einige Relaistypen sind mit separaten Kontakten zur Steuerung des Betriebs des Geräts und des Verbrauchers ausgestattet. Die Leistung ist einer der Hauptparameter des TR, der die Ausgangsleistung des angeschlossenen Verbrauchers oder der Verbrauchergruppe bestimmt.
Die Auslösegrenze oder Auslöseschwelle ist ein vom Nennstrom abhängiger Faktor. Grundsätzlich liegt sein Wert im Bereich von 1,1 bis 1,5.
Die Empfindlichkeit gegenüber Phasenasymmetrie (Phasenasymmetrie) zeigt das prozentuale Verhältnis der Phase mit Asymmetrie zu der Phase, durch die der Nennstrom in der erforderlichen Höhe fließt.
Auslöseklasse ist ein Parameter, der die durchschnittliche Auslösezeit des TR in Abhängigkeit vom Vielfachen des Einstellstroms darstellt.
Das Hauptmerkmal, nach dem Sie TR auswählen müssen, ist die Abhängigkeit der Betriebszeit vom Laststrom.
Schaltplan
Diagramme zum Anschließen eines Thermorelais an einen Stromkreis können je nach Gerät erheblich variieren.TRs werden jedoch in Reihe mit der Motorwicklung oder der magnetischen Starterspule an einen normalerweise offenen Kontakt angeschlossen, wie z Diese Art der Verbindung ermöglicht es Ihnen, das Gerät vor Überlastung zu schützen. Bei Überschreitung der Stromaufnahmewerte trennt der TR das Gerät von der Stromversorgung.
In den meisten Schaltungen wird beim Anschließen ein Dauerkontakt verwendet, der bei Reihenschaltung mit einem Stopptaster am Bedienfeld funktioniert. Grundsätzlich ist dieser Kontakt mit den Buchstaben NC oder H3 gekennzeichnet.
Beim Anschluss eines Schutzalarms kann ein Öffner verwendet werden. Darüber hinaus wird dieser Kontakt in komplexeren Schaltungen verwendet, um eine Softwaresteuerung des Notstopps des Geräts mithilfe von Mikroprozessoren und Mikrocontrollern zu implementieren.
Der Thermostat ist einfach anzuschließen. Dazu müssen Sie sich an folgendem Prinzip orientieren: TR wird nach den Schützen des Anlassers, aber vor dem Elektromotor platziert, und der dauerhaft geschlossene Kontakt wird durch serielle Verbindung mit der Stopptaste eingeschaltet.
Arten von Thermorelais
Es gibt viele Typen, in die Thermorelais unterteilt werden:
- Bimetall - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek und ptlr).
- Fester Zustand.
- Relais zur Überwachung des Temperaturregimes des Geräts. Die Hauptbezeichnungen lauten wie folgt: RTK, NR, TF, ERB und DU.
- Relais zum Schmelzen von Legierungen.
Bimetall-TRs haben ein primitives Design und sind einfache Geräte.
Das Funktionsprinzip eines Thermorelais vom Festkörpertyp unterscheidet sich erheblich vom Bimetalltyp. Ein Halbleiterrelais ist ein elektronisches Gerät, das auch als Schneider bezeichnet wird und auf Funkelementen ohne mechanische Kontakte aufgebaut ist.
Dazu gehören RTR und RTI IEK, die die Durchschnittstemperaturen des Elektromotors berechnen, indem sie dessen Start und In überwachen. Das Hauptmerkmal dieser Relais ist die Fähigkeit, Funken zu widerstehen, d.h. Sie können in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden. Diese Art von Relais ist schneller in der Betriebszeit und einfacher einzustellen.
RTCs wurden entwickelt, um das Temperaturregime eines Elektromotors oder eines anderen Geräts mithilfe eines Thermistors oder eines thermischen Widerstands (Sonde) zu steuern. Wenn die Temperatur auf den kritischen Modus ansteigt, steigt sein Widerstand stark an. Gemäß dem Ohmschen Gesetz nimmt der Strom ab, wenn R zunimmt, und der Verbraucher schaltet ab, weil. sein Wert reicht für den normalen Betrieb des Verbrauchers nicht aus. Dieser Relaistyp wird in Kühl- und Gefrierschränken verwendet.
Das Design des thermischen Schmelzrelais der Legierung unterscheidet sich erheblich von anderen Modellen und besteht aus folgenden Elementen:
- Heizungswicklung.
- Eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt (Eutektikum).
- Kettenbruchmechanismus.
Die eutektische Legierung schmilzt bei niedriger Temperatur und schützt den Stromkreis des Verbrauchers durch Kontaktunterbrechung. Dieses Relais ist im Gerät eingebaut und wird in Waschmaschinen und in der Kfz-Technik eingesetzt.
Die Auswahl eines Thermorelais erfolgt durch Analyse der technischen Eigenschaften und Betriebsbedingungen des Geräts, das vor Überhitzung geschützt werden muss.
So wählen Sie ein Thermorelais aus
Ohne komplexe Berechnungen können Sie die entsprechende Leistung des elektrothermischen Relais für den Motor in Bezug auf die Leistung auswählen (Tabelle der technischen Eigenschaften der thermischen Schutzgeräte).
Die Grundformel zur Berechnung des Nennstroms eines TR lautet:
Intr = 1,5 * Ind.
Beispielsweise müssen Sie In TP für einen asynchronen Elektromotor mit einer Leistung von 1,5 kW berechnen, der von einem dreiphasigen Wechselstromnetz mit einem Wert von 380 V gespeist wird.
Dies ist einfach genug zu tun. Um den Wert des Motornennstroms zu berechnen, müssen Sie die Leistungsformel verwenden:
P = Ich * U.
Daher ist Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Der Wert des Nennstroms des TR wird wie folgt berechnet: Intr \u003d 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.
Basierend auf den Berechnungen wird ein TR des Typs RTL-1014-2 mit einem einstellbaren Einstellstrombereich von 7 bis 10 A ausgewählt.
Wenn die Umgebungstemperatur zu hoch ist, stellen Sie den Sollwert auf den Mindestwert ein. Bei niedriger Umgebungstemperatur sollte man die Zunahme der Belastung der Statorwicklungen des Motors berücksichtigen und möglichst nicht einschalten. Wenn die Umstände es erfordern, dass der Motor unter ungünstigen Bedingungen verwendet wird, muss das Tuning mit einem niedrigen Einstellstrom begonnen und dann auf den erforderlichen Wert erhöht werden.
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