Hőrelé: működési elv, típusok, kapcsolási rajz + beállítás és jelölés

Az elektromos motorral felszerelt berendezések tartóssága és működési megbízhatósága számos tényezőtől függ. Az áram túlterhelése azonban jelentősen befolyásolja a motor élettartamát.Figyelmeztetésükre egy hőrelé van csatlakoztatva, amely védi az elektromos gép fő munkaelemét.

Megmondjuk, hogyan válasszon olyan eszközt, amely előre jelzi a közelgő vészhelyzeteket, amikor a megengedett legnagyobb áramértékeket túllépik. Az általunk bemutatott cikk leírja a működési elvet, megadja a fajtákat és azok jellemzőit. Tanácsot adunk a csatlakoztatáshoz és a megfelelő beállításhoz.

Miért van szükség védőeszközökre?

Még ha az elektromos hajtást megfelelően tervezték és használják az alapvető üzemeltetési szabályok megsértése nélkül, mindig fennáll a meghibásodás lehetősége.

A vészhelyzeti üzemmódok közé tartoznak az egyfázisú és többfázisú rövidzárlatok, az elektromos berendezések termikus túlterhelése, a forgórész elakadása és a csapágyegység megsemmisülése, fáziskiesés.

Ha nagy terhelés mellett működik, egy villanymotor hatalmas mennyiségű villamos energiát fogyaszt. És ha a névleges feszültséget rendszeresen túllépik, a berendezés intenzíven felmelegszik.

Ennek eredményeként a szigetelés gyorsan elhasználódik, ami az elektromechanikus berendezések élettartamának jelentős csökkenéséhez vezet. Az ilyen helyzetek kiküszöbölése érdekében hővédő relét kell csatlakoztatni az elektromos áramkörhöz. Fő funkciójuk a fogyasztók normál működésének biztosítása.

Bizonyos késleltetéssel, bizonyos esetekben azonnal lekapcsolják a motort, hogy megakadályozzák a szigetelés tönkremenetelét vagy az elektromos berendezés egyes részeinek károsodását.

Az áramrelé folyamatosan védi a villanymotort a fáziskimaradástól és a technológiai túlterhelésektől, valamint a rotor fékezésétől. Ezek a vészhelyzetek fő okai

A szigetelési ellenállás csökkenésének megakadályozása érdekében védőlekapcsoló eszközöket alkalmaznak, de ha a feladat a hűtés meghibásodásának megakadályozása, akkor speciális, beépített hővédelemmel ellátott eszközöket csatlakoztatnak.

A TR kialakítása és működési elve

Szerkezetileg a szabványos elektrotermikus relé egy kis eszköz, amely egy érzékeny bimetál lemezből, egy fűtőtekercsből, egy kar-rugó rendszerből és elektromos érintkezőkből áll.

A bimetál lemez két különböző fémből készül, általában Invar és króm-nikkel acélból, amelyeket hegesztési eljárással szilárdan összekapcsolnak. Az egyik fém hőmérsékleti tágulási együtthatója magasabb, mint a másiké, ezért különböző sebességgel melegednek fel.

Áram túlterheléskor a lemez rögzítetlen része az alacsonyabb hőtágulási együtthatójú anyag felé hajlik. Ez erőt fejt ki a védőberendezés érintkezőrendszerére, és túlmelegedés esetén aktiválja az elektromos rendszer leállítását.

A mechanikus hőrelék legtöbb modellje két érintkezőcsoporttal rendelkezik. Az egyik pár alaphelyzetben nyitott, a másik tartósan zárt. Amikor a védőberendezés kiold, az érintkezők állapota megváltozik. Az elsők bezáródnak, a másodikak pedig kinyílnak.

Az elektronikus TR-ek speciális érzékelőket és érzékeny szondákat használnak, amelyek reagálnak a megnövekedett áramra.Az ilyen védőeszközök mikroprocesszora olyan paraméterekkel van programozva, amelyek meghatározzák azokat a helyzeteket, amikor ki kell kapcsolni a tápegységet

Az áramerősséget egy integrált transzformátor érzékeli, majd az elektronika feldolgozza a kapott adatokat. Ha az aktuális érték nagyobb, mint a beállított, az impulzus azonnal közvetlenül a kapcsolóra kerül.

A külső mágneskapcsoló kinyitásával az elektronikus mechanizmussal ellátott relé blokkolja a terhelést. Maga hőrelé villanymotorhoz a kontaktorra szerelve.

A bimetál szalag melegíthető közvetlenül - a csúcsterhelési áram hatására a fémszalagra vagy közvetetten, külön hőelem segítségével. Ezeket az elveket gyakran egyetlen hővédő berendezésben egyesítik. A kombinált fűtéssel a készülék jobb teljesítményjellemzőkkel rendelkezik.

Lehűlés után a lemez visszaáll eredeti állapotába. A kapcsolóérintkezők automatikusan záródnak, vagy zárt állapotba kell kényszeríteni őket

Az áramrelé alapvető jellemzői

A hővédő kapcsoló fő jellemzője a válaszidő kifejezett függése a rajta átfolyó áramtól - minél nagyobb az érték, annál gyorsabban fog működni. Ez a reléelem bizonyos tehetetlenségét jelzi.

A töltéshordozó részecskék irányított mozgása bármely elektromos eszközön keresztül, keringtető szivattyú és egy elektromos bojler, amely hőt termel. Névleges áramerősségnél a megengedett időtartama a végtelenbe hajlik.

És a névleges értékeket meghaladó értékeknél a berendezés hőmérséklete megnő, ami a szigetelés idő előtti kopásához vezet.

A megszakadt áramkör azonnal blokkolja a további hőmérséklet-emelkedést.Ez lehetővé teszi a motor túlmelegedésének megelőzését és az elektromos berendezések vészhelyzeti meghibásodásának megelőzését.

Maga a motor névleges terhelése kulcsfontosságú tényező a készülék kiválasztásában. Az 1,2-1,3 tartományban lévő mutató a sikeres működést jelzi 30%-os áramtúlterhelés mellett 1200 másodperces időtartam alatt.

A túlterhelés időtartama negatívan befolyásolhatja az elektromos berendezések állapotát - rövid távú, 5-10 perces expozíció esetén csak a kis tömegű motortekercs melegszik fel. És ha sokáig tart, az egész motor felmelegszik, ami komoly károkat okozhat. Vagy akár a kiégett berendezéseket is újakra kell cserélni.

Annak érdekében, hogy az objektumot a lehető legnagyobb mértékben megvédje a túlterheléstől, speciálisan erre a célra szolgáló hővédelmi relét kell használni, amelynek válaszideje megfelel az adott villanymotor megengedett túlterhelési értékeinek.

Gyakorlatban gyűjteni feszültségszabályozó relé minden motortípus esetében nem praktikus. Egy reléelem a különféle kivitelű motorok védelmére szolgál. Ugyanakkor lehetetlen megbízható védelmet garantálni a minimális és maximális terhelés által korlátozott teljes működési intervallumon keresztül.

Az áramjelzők növekedése nem vezet azonnal a berendezés veszélyes vészhelyzetéhez. Eltart egy ideig, amíg a rotor és az állórész eléri a maximális hőmérsékletét.

Ezért nem feltétlenül szükséges, hogy a védőberendezés minden, még enyhe áramnövekedésre is reagáljon. A relé csak akkor kapcsolja ki az elektromos motort, ha fennáll a szigetelőréteg gyors kopásának veszélye.

A hővédő relék típusai

Az elektromos motorok fáziskimaradása és áramtúlterhelése elleni védelmére többféle relé létezik. Mindegyik különbözik a tervezési jellemzőkben, a használt MP típusában és a különböző motorokban való felhasználásukban.

TRP. Egypólusú kapcsolókészülék kombinált fűtési rendszerrel. Úgy tervezték, hogy megvédje az aszinkron háromfázisú villanymotorokat az áram túlterhelésétől. A TRP-t olyan egyenáramú hálózatokban használják, amelyek alapfeszültsége normál üzemi körülmények között nem haladja meg a 440 V-ot. Ellenáll a rezgéseknek és ütéseknek.

RTL. Biztosítsa a motor védelmét a következő esetekben:

• ha a három fázis egyike meghibásodik;
• áramok és túlterhelések aszimmetriája;
• késleltetett indítás;
• az aktuátor elakadása.

Felszerelhetők a KRL csatlakozókkal a mágneses indítóktól külön, vagy közvetlenül a PML-re szerelhetők. Szabványos sínekre szerelve, védelmi osztály – IP20.

PTT. Megvédik az aszinkron háromfázisú, mókuskalitkás forgórészű gépeket a mechanizmus késleltetett indításától, a hosszan tartó túlterheléstől és az aszimmetriától, vagyis a fáziskiegyensúlyozatlanságtól.

Az RTT-k felhasználhatók különféle elektromos hajtásvezérlő áramkörök alkatrészeként, valamint a PMA sorozatú indítókba való integrálásra

TRN. Kétfázisú kapcsolók, amelyek vezérlik az elektromos rendszer indítását és a motor működési módját. Gyakorlatilag függetlenek a környezeti hőmérséklettől, csak az érintkezőket kiinduló állapotukba manuálisan visszaállító rendszerrel rendelkeznek. Egyenáramú hálózatokban használhatók.

RTI. Elektromos kapcsolóberendezések állandó, bár kis áramfogyasztással. A KMI sorozatú kontaktorokra szerelve. Biztosítékokkal együtt működik/automatikus kapcsolók.

Szilárdtest-áramrelék. Kisméretű, háromfázisú elektronikus eszközök, mozgó alkatrészek nélkül.

A motorhőmérséklet átlagértékeinek kiszámításának elvén működnek, ebből a célból folyamatosan figyelik az üzemi és indítási áramot. A környezet változásaival szemben áthatolhatatlanok, ezért veszélyes területeken használják.

RTK. Indítókapcsolók a hőmérséklet szabályozásához az elektromos berendezések házaiban. Automatizálási áramkörökben használják, ahol a hőrelék alkatrészként működnek.

Az elektromos berendezések megbízható működésének biztosítása érdekében a reléelemnek olyan tulajdonságokkal kell rendelkeznie, mint az érzékenység és a sebesség, valamint a szelektivitás

Fontos megjegyezni, hogy a fent tárgyalt eszközök egyike sem alkalmas az áramkörök rövidzárlat elleni védelmére.

A hővédő eszközök csak a mechanizmus rendellenes működése vagy túlterhelése során fellépő vészhelyzeteket akadályozzák meg.

Az elektromos berendezések még a relé működése előtt is kiéghetnek. Az átfogó védelem érdekében ezeket moduláris felépítésű biztosítékokkal vagy kompakt megszakítókkal kell kiegészíteni.

Csatlakoztatás, beállítás és jelölés

A túlterhelés kapcsoló berendezés, ellentétben az elektromos megszakítóval, nem szakítja meg közvetlenül az áramkört, hanem csak jelet küld a létesítmény ideiglenes leállítására vészhelyzetben. Alapesetben kapcsolt érintkezője a kontaktor „stop” gombjaként működik, és soros áramkörbe van kötve.

A készülék bekötési rajza

A relé kialakításában nem szükséges megismételni a teljesítményérintkezők összes funkcióját sikeres működés esetén, mivel közvetlenül az MP-hez csatlakozik. Ez a kialakítás jelentős megtakarítást tesz lehetővé az erősáramú érintkezők anyagában. Sokkal könnyebb egy kis áramot csatlakoztatni a vezérlőáramkörbe, mint azonnal leválasztani három fázist egy nagy fázissal.

A hőrelé objektumhoz történő csatlakoztatására szolgáló számos sémában tartósan zárt érintkezőt használnak. Sorba van kötve a vezérlőpanel „stop” gombjával, és NC - alaphelyzetben zárt, vagy NC - normál kapcsolt jelöléssel rendelkezik.

Az ilyen sémával rendelkező nyitott érintkező felhasználható a hővédelem működésének elindítására. Azon villanymotorok bekötési rajzai, amelyekhez hővédelmi relé van csatlakoztatva, jelentősen eltérhetnek a kiegészítő eszközök meglététől vagy a műszaki jellemzőktől függően.

Egy szabványos egyszerű áramkörben a TP egy villanymotor kisfeszültségű indítójának kimenetéhez csatlakozik. A készülék további érintkezőit sorba kell kötni az indítótekerccsel

Ez megbízható védelmet biztosít az elektromos berendezések túlterhelése ellen. Az áramhatárértékek elfogadhatatlan túllépése esetén a relé elem kinyitja az áramkört, azonnal leválasztja az MP-t és a motort a tápegységről.

A hőrelé csatlakoztatását és beszerelését általában az elektromos hajtás kapcsolására és indítására tervezett mágneses indítóval együtt végzik. Vannak azonban olyan típusok, amelyeket DIN-sínre vagy speciális panelre szerelnek.

A reléelemek beállításának finomságai

A villanymotor-védő berendezésekkel szemben támasztott egyik fő követelmény a készülékek pontos működése a motor vészüzeme esetén. Nagyon fontos, hogy helyesen válasszuk ki és állítsuk be a beállításokat, mivel a hamis pozitív eredmények abszolút elfogadhatatlanok.

Egy adott típusú motorhoz minden műszaki paraméterében optimálisan illeszkedő elektrotermikus relé minden fázisban képes megbízható védelmet nyújtani a túlterhelés ellen, megakadályozva a telepítés elhúzódó indítását, valamint a forgórész beszorulásával járó vészhelyzeteket.

Az áramvédelmi elemek használatának előnyei között meg kell jegyezni a meglehetősen nagy sebességet és a széles választartományt, valamint a könnyű telepítést. Az elektromos motor túlterhelés alatti időben történő leállítása érdekében a hővédelmi relét egy speciális platformon/állványon kell konfigurálni.

Ebben az esetben az ÉK-ben a névleges áramok természetes egyenetlen terjedése miatti pontatlanság megszűnik. A védőeszköz padon történő teszteléséhez a fiktív terhelés módszerét alkalmazzák.

Csökkentett feszültségű elektromos áramot vezetnek át a hőelemen, hogy szimulálják a tényleges hőterhelést. Ezt követően az időzítő segítségével pontosan meghatározható a pontos működési idő.

Az alapvető paraméterek beállításakor a következő mutatókra kell törekedni:

• az áramerősség 1,5-szeresénél a készüléknek 150 másodperc után le kell kapcsolnia a motort;
• 5...6-szoros áramerősségnél 10 s után le kell kapcsolnia a motort.

Ha a válaszidő nem megfelelő, a reléelemet a vezérlőcsavar segítségével kell beállítani.

A helyes működés érdekében a készüléket a motor és a levegő hőmérsékletének legmagasabb megengedett elektromos áramára kell állítani

Ez olyan esetekben történik, amikor az NE és a motor névleges áramértékei eltérnek, valamint ha a környezeti hőmérséklet több mint 10 Celsius-fokkal a névleges (+40 ºC) alatt van.

Az elektrotermikus kapcsoló üzemi árama a kérdéses tárgy körüli hőmérséklet emelkedésével csökken, mivel a bimetál szalag melegítése ettől a paramétertől függ. Jelentős eltérések esetén a hőelemet tovább kell állítani, vagy megfelelőbb hőelemet kell választani.

Az éles hőmérséklet-ingadozások nagymértékben befolyásolják az áramrelé teljesítményét. Ezért nagyon fontos, hogy olyan NE-t válasszunk, amely az alapvető funkciókat hatékonyan tudja ellátni, a valós értékek figyelembevételével.

Javasoljuk, hogy a TR-t a védett villanyszereléssel egy helyiségben helyezze el. Nem szabad hőfejlesztők, fűtőkemencék és egyéb hőforrások közelébe telepíteni.

Ezek a korlátozások nem vonatkoznak a hőmérséklet-kompenzált relékre. A védőberendezés árambeállítása a hőelem névleges áramának 0,75-1,25x tartományában állítható. A beállítás szakaszosan történik.

Mindenekelőtt az E korrekciót számítjuk ki₁ hőmérséklet kompenzáció nélkül:

E₁=(I_nom-ÉN_ne)/c×I_ne,

Ahol

• én_nom – névleges motorterhelési áram,
• én_ne – a működő fűtőelem névleges árama a relében,
• c a skálaosztás, azaz az excenter ára (védett indítóknál c=0,055, nyitott indítóknál c=0,05).

A következő lépés az E korrekció meghatározása₂ környezeti hőmérsékletre:

E₂=(t_a-30)/10,

Ahol t_a (környezeti hőmérséklet) – környezeti hőmérséklet Celsius-fokban.

Az utolsó lépés a teljes korrekció megtalálása:

E=E₁+E₂.

Az E teljes korrekció „+” vagy „-” jellel szerepelhet.Ha az eredmény tört érték, akkor az aktuális terhelés jellegétől függően egész számra lefelé/nagyobbra kell kerekíteni.

A relé beállításához az excenter átkerül a teljes korrekció eredő értékére. A magas reakcióhőmérséklet csökkenti a védőberendezés működésének függőségét a külső indikátoroktól.

A hővédő relé lehetővé teszi a készülék üzemi áramának kézi zökkenőmentes beállítását az elektromechanikus telepítés névleges áramának ±25%-án belül.

Ezeknek a mutatóknak a beállítását egy speciális kar végzi, amelynek mozgása megváltoztatja a bimetál lemez kezdeti hajlását. Az üzemi áram szélesebb tartományban állítható a termoelemek cseréjével.

A modern túlterhelés elleni védelmi kapcsolókészülékek tesztgombbal rendelkeznek, amely lehetővé teszi a készülék használhatóságának ellenőrzését speciális állvány nélkül. Van egy kulcs is az összes beállítás visszaállításához. Automatikusan vagy manuálisan visszaállíthatók. Ezenkívül a termék fel van szerelve az elektromos készülék aktuális állapotának jelzőjével.

Elektrotermikus relék jelölése

A védőeszközöket az elektromos motor teljesítményétől függően választják ki. A legfontosabb jellemzők fő része a szimbólumban van elrejtve.

Így néz ki a KEAZ üzem termikus relék jelölése. Kiválasztásnál fontos figyelni a kérdéses modell névleges áramára, hogy az elegendő legyen

Bizonyos pontokra kell összpontosítania:

1. Az áramértékek beállítási tartománya (zárójelben jelölve) minimálisan változik a különböző gyártók között.
2. Az egyes végrehajtási típusokhoz tartozó betűjelölések eltérőek lehetnek.
3. Az éghajlati teljesítményt gyakran tartomány formájában mutatják be.Például az UHL3O4 a következőképpen értelmezendő: UHL3-O4.

Ma már sokféle eszközvariációt vásárolhat: váltó- és egyenáramú relék, monostabil és bistabil, be-/kikapcsoláskor lassító eszközök, gyorsító elemekkel ellátott hővédelmi relék, tartótekercs nélküli hővédelmi relék, egy vagy több tekercses .

Ezek a paraméterek nem mindig jelennek meg az eszközök címkéjén, de az elektromos termékek adatlapján fel kell tüntetni.

Ismerkedjen meg az elektromágneses relék felépítésével, típusaival és jelöléseivel következő cikk, melynek megismerését javasoljuk.

Következtetések és hasznos videó a témában

Az elektromos motor hatékony védelmét szolgáló áramrelé kialakítása és működési elve az RTT 32P eszköz példáján:

A túlterhelés és fáziskimaradás elleni megfelelő védelem a kulcsa az elektromos motorok hosszú távú hibamentes működésének. Videó arról, hogyan reagál a relé elem a mechanizmus rendellenes működése esetén:

Hővédelmi eszköz csatlakoztatása MP-hez, elektrotermikus relé kapcsolási rajzai:

A túlmelegedés elleni védelmi relé minden elektromos hajtásvezérlő rendszer kötelező funkcionális eleme. Reagál a motoron áthaladó áramra, és akkor aktiválódik, amikor az elektromechanikus berendezés hőmérséklete eléri a határértékeit. Ez lehetővé teszi a környezetbarát villanymotorok élettartamának maximalizálását.

Kérjük, írja meg észrevételeit az alábbi blokkba. Mondja el, hogyan választotta ki és konfigurálta a hőrelét saját villanymotorjához. Ossza meg hasznos információkat, tegyen fel kérdéseket, tegyen közzé fényképeket a cikk témájával kapcsolatban.