Як правильно підключити теплове реле до електродвигуна
Вартість електродвигуна досить висока. Тому при його експлуатації необхідно ретельно продумати захист від пошкоджень, які можуть статися через збої в роботі. А більшість із них протікають із підвищенням струму в обмотці. При цьому відбувається небажане перегрів обладнання. Розглянемо як зможе захистити електромеханізм просте теплове реле.
Навіщо захищати електромотор від перегріву
Затяжне підвищене навантаження при експлуатації електродвигуна супроводжується підвищеним споживанням струму. При цьому виділяється велика кількість тепла, яка може порушити ізоляцію в обмотках. Висока температура збільшує зношування у підшипників і існує велика ймовірність їх заклинювання.
У такій ситуації не можна покладатися лише на автоматику спеціального вимикача. Він може спрацювати лише тоді, коли вже сталися незворотні наслідки. І щоб убезпечити обладнання, в ланцюг підключають теплове реле для електродвигуна.
Стрибки у навантаженні можуть виникнути з вини:
- перекосу фаз;
- підвищення механічного навантаження, при якому утруднюється рух ротора;
- виходу з ладу підшипників;
- заклинювання валу двигуна.
Усі проблеми супроводжуються зростанням сили струму. Коли його величина досягне аварійної межі, теплове реле розірве електричний ланцюг. Подача живлення припиниться і обмотки двигуна залишаться цілими. А після усунення причини перевантаження двигун можна знову запустити в роботу. Звичайно, за умови, що статор буде повністю справний.
Спрацьовування реле може відбутися затяжному запуску електромотора. Якщо він не може довго набрати номінальні обороти. Це найчастіше відбувається із двох причин. Або напруга лінії впала до неробочого, чи руху валу щось заважає.
Буває й хибне спрацьовування без причин. Коли огляд не виявляє несправностей, роботу вузла можна швидко відновити. На пристрої передбачено спеціальну кнопку, яка повертає контакти в початкове положення.
Пристрій миттєво реагує, коли сила струму в ланцюзі підвищується. Але сигнал на вимкнення подається із деякою затримкою. Така особливість виключає зупинку двигуна, коли навантаження збільшилося короткочасно. А цього у виробничому процесі не уникнути.
Тому пристрій налаштовується так, щоб за нормальних умов робота тривала до нескінченності. При збільшенні навантаження в 1,2 від заданої межі вимкнення двигуна відбудеться через 5 000 секунд. Це за умови, що навантаження так і не повернеться до нормальних параметрів.
Якщо сила струму зросте вдвічі, то розрив електричного ланцюга відбудеться через 500 секунд. Підвищення навантаження в 5 разів і вище змусить спрацювати реле після десяти секунд очікування. Тому основне призначення пристрою – врятувати обладнання лише при затяжних пікових навантаженнях.
Як працює тепловий захист
Принцип роботи теплового реле пов'язаний із здатністю металів розширюватись при сильному нагріванні. У пристрій монтуються дві пластини з різних металів. Але коефіцієнти температурного розширення вони різні. Елементи жорстко з'єднані між собою.
Коли відбувається перевантаження системи, то продовження роботи потрібно підвищення сили струмів. Процес супроводжується інтенсивним виділенням тепла. Контактні пластини нагріваються і у них виникає викривлення у бік ділянки з меншим температурним коефіцієнтом.
Причому все відбувається послідовно. Труднощі в роботі двигуна підвищують силу струму. Чим сильніший останній, тим швидше відбувається нагрівання. Пластина, доведена до аварійної межі розжарювання, зігнеться та розімкне контракт на ділянці ланцюга.
Встановлюючи теплові реле для захисту електродвигунів слід враховувати кліматичні умови в будівлі. Якщо в районі роботи двигуна дуже спекотно, то при налаштуванні реле необхідно виставляти максимальні параметри із запасом. Щоб компенсувати різницю температур.
Оскільки контактний матеріал перед спрацьовуванням дуже нагрівається, потрібно дати йому час для охолодження. Інакше пристрій знову вимкне систему через короткий час. Але, як правило, за час виправлення неполадок біметалічні пластини встигають прийти до норми.
Теплове реле складається з:
- нагрівального елемента;
- пластин з біметалу;
- штовхача;
- компенсатора температури;
- засувки;
- штанги розчіплювача;
- контактної групи;
- пружини.
Розберемося, як відбувається тепловий захист електродвигуна. Струм постійно проходить по нагрівальному елементу. Якщо температура останнього зростає, то система почала працювати під навантаженням. При досягненні заданого параметра навантаження у біметалічної пластини відбувається деформація.
Вона переміщає штовхач, що приводить у дію температурний компенсатор. Останній зміщує убік клямку, щоб штанга розчіплювача змогла піднятися вгору і розімкнути контактну групу. А щоб повернути все у вихідне положення, потрібна пружина, яка активується спеціальною кнопкою.
Види пристроїв
Асортимент теплового захисту досить широкий. А оскільки пристрої можуть використовувати як змінний струм, так і постійний, то всі реле ділять на дві великі групи. Також прилади поділяються на фазності. Є реле, які встановлюються в однофазній мережі. Існує теплове реле для трифазного електродвигуна. Але також є можливість монтажу в мережу із трьома фазами, але з контролем лише двох із них.
Захист може бути:
- Тільки з контактом, що замикається під час спрацьовування.
- Лише з розмикаючими клемами.
- З контактами, що використовують обидва способи.
- Здібними перемикатися.
Прилади можуть відрізнятися кнопкою повернення початкове положення. Крім ручного скидання, ця функція може виконуватися автоматично. У пристрої можуть бути крайні параметри перевантаження, що настроюються. А деякі моделі самостійно компенсують температурні перепади у приміщенні.
Якщо брати вузькоспрямованість теплових реле, їх ділять на типи:
- Для трифазних асинхронних машин РТЛ.
- Трифазний агрегат із короткозамкненим ротором – РТТ. По суті, це магнітний пускач з тепловим реле.
- Для роботи разом із запобіжниками – РТІ.
- Щоб запустити двигун на постійному струмі – ТРН.
- Контролюючі температуру без вимірювання робочих струмів – РТК.
- Розташовані всередині електродвигуна як плавкого запобіжника – РТЕ.
Грамотний пошук
Вибір теплового реле має відбуватися за правилами. За основу береться номінал робочого струму. Причому стандарти, як вітчизняний, так і міжнародний, мають на увазі, що мінімум буде аналогічним до встановленого для спрацьовування захисту.
Це передбачає активацію приладу лише за перевантаження лінії на 20-30 %. Але не пізніше ніж через 20 хвилин. Тобто, щоб уникнути помилкового включення, граничні параметри на запуск повинні бути вищими за номінальні на 12 %.
І якщо є асинхронний мотор потужністю 1,5 кВт, підключений до мережі 380 В, то для нього підійде реле з пороговим струмом в 3,36 Ампер. Тому що робочий номінал такого двигуна становить 2,8 А. І якщо подивитися таблиці в спеціальних довідниках, то в межах від 2,4 до 4,0 Ампер працює теплове реле РТЛ-1008.
При невідомих даних двигуна, необхідно зробити вимірювання струму на кожній фазі лінії. Для цього застосовують або струмовимірювальні кліщі, або мультиметр. Важливо звертати увагу на напругу, на якій працює реле. А монтаж у мережу із трьома фазами потрібно робити через додатковий модуль, що захищає від перекосу фаз.
Корисне відео
Схема підключення
Розберемо як підключити теплове реле, застосовуючи актуальні способи. Найпоширеніша схема має на увазі послідовне з'єднання з мотором. Для живлення останнього потрібний контактор. Він знадобиться і для реле. А коли через котушку тече струм, то нормальне положення для клем – закрите.
При досягненні аварійних температурних параметрів контакти розмикаються. Котушка в контакторі знеструмлюється і двигун без живлення зупиняється. Аналогічно можна підключити двополюсне реле. Необхідно лише монтувати пристрій лише у дві фази.
Як варіант, можна підключити реле так, щоб при спрацюванні переривалася не фаза, а нуль. Останній має підключатися до пускача. Оскільки нуль підводиться до реле, з іншого контакту необхідно виконати перемикання на котушку. При розриві нуля вимкнеться контактор разом із двигуном.
Корисне відео
Висновок
Теплове реле є найважливішим елементом захисту електродвигуна під час роботи в пікових тривалих навантаженнях. При роботі двигун постійно піддається впливам, які ускладнюють його роботу. Найчастіше такі впливи мають короткочасний характер.
Але оскільки будь-яке зайве навантаження провокує підвищення температури різних вузлів, це може призвести до серйозних поломок. Якщо збільшення сили струму діє в мережі занадто довгий час, це легко призводить або до згоряння обмотки, або заклинювання валу двигуна.
Теплове реле є найнадійнішим захистом. Ігноруючи короткочасні збої, прилад спрацьовує лише тривалі проблеми. Повністю виключаючи небажане перегрів обладнання.
