热继电器的工作原理及接线图

通过特殊的热保护装置来保护电动机、磁力启动器和其他设备免受过热负载的影响。为了正确选择热保护模型,您需要了解它的工作原理、结构以及选择的基本标准。

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设计和工作原理

热继电器 (TR) 旨在为电动机提供过热和过早故障保护。在长期启动过程中,电动机会承受电流过载,因为在启动过程中它会消耗 7 倍的电流值,从而导致绕组发热。额定电流 (In) 是电机在运行期间消耗的电流。此外,TRs 增加了电气设备的使用寿命。

热继电器,其结构由最简单的元件组成:

  1. 热敏元件。
  2. 自复位触点。
  3. 联系人。
  4. 春天。
  5. 双金属导体板。
  6. 按钮。
  7. 设定点电流调节器。

热敏元件是一种温度传感器,用于将热量传递到双金属板或其他热保护元件。自复位触点使用电器的供电电路在受热时立即断开,避免过热。

该板由两种金属(双金属)组成,其中一种具有高热膨胀系数(Kp)。它们通过在高温下焊接或轧制而结合在一起。加热时,隔热板向Kp较低的材料弯曲,冷却时,板恢复到原来的位置。通常,板材由殷钢(Kp 值较低)和非磁性或铬镍钢(Kp 值较高)制成。

按钮打开 TR,设定点电流调节器需要为消费者设置 I 的最佳值,超过它会导致 TR 跳闸。

TR 的工作原理基于焦耳-楞次定律。电流是带电粒子的定向运动,它与导体晶格中的原子碰撞(这个值是电阻,用 R 表示)。这种相互作用导致出现源自电能的热能。流动持续时间对导体温度的依赖性由焦耳-楞次定律确定。

该定律的表述如下:当 I 流过导体时,电流与导体晶格原子相互作用释放的热量 Q 与 I 的平方成正比,R 的值为导体和电流在导体上的暴露时间。数学上可以写成:Q = a * I * I * R * t,其中a是转换因子,I是流过所需导体的电流,R是电阻值,t是流过的时间我。

如果系数 a = 1,则计算结果以焦耳为单位,如果 a = 0.24,则结果以卡路里为单位。

加热双金属材料有两种方式。在第一个中,I 流过双金属片,在第二个中,通过绕组。绕组的绝缘减慢了热能的流动。热继电器在高 I 值时比在接触热敏元件时发热更多。这导致接触信号的激活延迟。现代 TR 使用这两种原则。

热保护装置的双金属板在连接负载时被加热。组合加热允许获得具有最佳特性的设备。板通过 I 流过它产生的热量和 I 负载处的特殊加热器加热。在加热过程中,双金属片变形并作用于自返回触点。

主要特征

每个 RTD 都有各自的技术特性 (TC)。必须根据负载特性和与电动机或其他用电设备一起使用的条件来选择继电器:

  1. 在价值上。
  2. 调整范围I的操作。
  3. 电压。
  4. TP 操作的附加控制。
  5. 力量。
  6. 响应的极限。
  7. 对相位不平衡的敏感性。
  8. 绊倒类。

电流额定值 - 设计 TR 的 I 值。由直接连接的消费者的 In 值选择。另外,需要在 In 上进行选择,并遵循以下公式: Inr = 1.5 * Ind,其中 Inr - In TP,必须大于电机额定电流(Ind)的 1.5 倍。

调节极限Ⅰ运行是热保护装置的重要参数之一。该参数的指定是 In 值的调整范围。电压——继电器触点设计的电源电压值;如果超过允许值,设备将发生故障。

某些类型的继电器配备有单独的触点来控制设备和消费者的操作。功率——这是TR的主要参数之一,它决定了连接的消费者或消费者组的输出功率。

跳闸限制或阈值是一个取决于额定电流的系数。一般来说,它的值在 1.1 到 1.5 的范围内。

对相位不平衡(相位不对称)的敏感度表示不平衡相位与要求值的额定电流流过的相位的百分比。

脱扣等级 - 代表 TR 的平均响应时间的参数,取决于设定点电流的多重性。

选择 TR 的主要特性是响应时间与负载电流的相关性。

热继电器的工作原理及接线图

接线图

电路中热继电器的接线图可能因设备而异。但是,TR 与电机绕组或磁启动线圈串联连接到常开触点,因为这种连接有助于保护设备免受过载影响。如果超过电流消耗,TR 会断开设备与主电源的连接。

大多数电路使用一个永久打开的触点,当与控制面板上的停止按钮串联时,该触点就会工作。基本上,此联系人标有字母 NC 或 H3。

接保护报警时,可使用常闭触点。此外,在更复杂的电路中,此触点用于使用微处理器和微控制器对设备的紧急停止进行软件控制。

恒温器很容易连接。为此,您需要遵循以下原则:TP 放置在启动器的接触器之后,电机之前,并且永久闭合的触点与停止按钮串联。

热继电器的类型

热继电器分为多种类型:

  1. 双金属 - PTL(ksd、lrf、lrd、lr、iek 和 ptlr)。
  2. 固体状态。
  3. 继电器控制设备的温度模式。基本名称如下:RTK、NR、TF、ERB 和 DU。
  4. 合金熔炼继电器。

双金属 TR 具有原始设计并且是简单的器件。

固态型热继电器的工作原理与双金属型有很大不同。固态继电器是一种电子设备,也称为鲷鱼,它是在没有机械触点的无线电元件上制成的。

它们包括 RTR 和 RTI IEK,它们通过监控电动机的启动和 In 来计算电动机的平均温度。这些继电器的主要特点是能够抵抗火花,即它们可以在爆炸性环境中使用。这种继电器的跳闸时间更快,更容易调整。

RTC 旨在使用热敏电阻或热敏电阻(探头)监控电动机或其他设备的温度状况。当温度升至临界状态时,其电阻急剧增加。根据欧姆定律,当 R 增加时,电流会减小,并且消费者会关闭,因为它的值不足以让消费者正常工作。这种类型的继电器用于冰箱和冰柜。

聚变热继电器的设计与其他型号有很大不同,由以下元素组成:

  1. 加热器绕组。
  2. 具有低熔点(共晶)的合金。
  3. 断路器机制。

共晶合金在低温下熔化并通过断开接触来保护消费者的电源电路。该继电器内置于设备中,用于洗衣机和汽车应用。

通过分析需要过热保护的设备的 TC 和操作条件来选择热继电器。

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如何选择热继电器

无需复杂的计算,您可以根据功率为电机选择合适的热继电器额定值(热保护装置规格表)。

计算热继电器额定电流的基本公式:

内部 = 1.5 * 工业。

例如,需要计算 1.5 kW 的异步电动机的 In TR,该电动机由 380 V 的三相交流电压网络供电。

这很容易做到。要计算电机额定电流的值,请使用功率公式:

P = I * U。

因此,Ind = P / U = 1500 / 380 ≈ 3.95 A。TP 的标称电流值计算如下: Intr = 1.5 * 3.95 ≈ 6 A。

根据计算,选择 RTL-1014-2 型 TP,其设定点电流的可调范围为 7 至 10 A。

如果环境温度较高,则应将设定值设置为最小值。在低环境温度下,必须考虑电机定子绕组上不断增加的负载,如果可能,不要接通。如果情况需要在不利条件下使用电机,则必须以较低的额定电流开始设置,然后将其增加到所需的值。

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