Термални релеји — уређај, принцип рада, техничке карактеристике

Термални релеји су електрични уређаји дизајнирани да заштите електромоторе од прекомерне струје. Најчешћи типови термичких релеја су ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

Принцип рада термичких релеја

Трајност енергетске опреме у великој мери зависи од преоптерећења којима је изложена током рада. За сваки објекат могуће је пронаћи зависност трајања струјног тока од његове величине, при чему је поуздан и дугорочан рад опреме… Ова зависност је приказана на слици (крива 1).

При називној струји, дозвољено трајање њеног тока је бесконачно. Проток струје већи од номиналног доводи до додатног повећања температуре и додатног старења изолације. Дакле, што је веће преоптерећење, то је дозвољено време краће. Крива 1 на слици је постављена на основу потребног века трајања опреме. Што је његов век краћи, већа су преоптерећења дозвољена.

Временске струјне карактеристике термичког релеја и штићеног објекта

Са идеалном заштитом објекта, тав (И) зависност за термички релеј би требало да буде мало испод криве објекта.

За заштиту од преоптерећења, термички релеји са биметална плоча.

Биметална плоча термолеја састоји се од две плоче, од којих једна има већи температурни коефицијент експанзије, друга има мањи. На месту приањања једна на другу, плоче су чврсто причвршћене или врућим ваљањем или заваривањем. Ако је таква плоча непокретна и загрејана, плоча ће се мање савијати према материјалу. Овај феномен се користи у термичким релејима.

Инвар (мале вредности) и немагнетни или хром-никл челични (велике вредности) материјали се широко користе у термичким релејима.

Биметални елемент термичког релеја може се загрејати топлотом која се ствара у плочи струјом оптерећења. Врло често, биметал се загрева посебним грејачем кроз који протиче струја оптерећења. Најбоље карактеристике се добијају комбинованим грејањем, када се плоча загрева како због топлоте произведене струјом која пролази кроз биметал, тако и због топлоте коју генерише специјални грејач, такође струјом струјног оптерећења.

Савијањем, биметална плоча својим слободним крајем делује на контактни систем термичког релеја.

Терморелејни уређај: а — осетљиви елемент, б — краткоспојник контакт, 1 — контакти, 2 — опруга, 3 — биметална плоча, 4 — дугме, 5 — мост

Тренутно-временске карактеристике термичког релеја

Главна карактеристика термичког релеја је зависност времена одзива од струје оптерећења (струјно-временска карактеристика).У општем случају, пре него што преоптерећење почне, струја Ио тече кроз релеј, који загрева плочу до температуре ко.

Приликом провере струјно-временских карактеристика термичких релеја мора се узети у обзир из ког стања (хладног или прегрејаног) се релеј активира.

Приликом провере термичких релеја треба узети у обзир да су грејни елементи термичких релеја термички нестабилни при струјама кратког споја.

Избор термичког релеја

Називна струја термичког релеја се бира на основу називног оптерећења мотора. Изабрана струја термичког релеја је (1,2 — 1,3) од називне струје мотора (струја оптерећења), односно термални релеј се активира при преоптерећењу од 20 — 30% током 20 минута.

Константа грејања електромотора зависи од трајања струјног преоптерећења. У случају краткотрајног преоптерећења, само намотај мотора учествује у загревању и константи грејања од 5 — 10 минута. У случају дужег преоптерећења у загревању учествује цела маса електромотора, а загревање је константно 40-60 минута. Због тога се употреба термичких релеја препоручује само када је време укључивања дуже од 30 минута.

Утицај температуре околине на рад термичког релеја

Загревање биметалне плоче термичког релеја зависи од температуре околине, стога, како се температура околине повећава, радна струја релеја се смањује.

На температури која се веома разликује од номиналне, потребно је или извршити додатну (глатку) регулацију термичког релеја, или одабрати грејни елемент, узимајући у обзир стварну температуру околине.

Да би температура околине имала мањи утицај на струју окидања термичког релеја, потребно је изабрати што већу температуру искључења.

За правилно функционисање термичке заштите препоручује се постављање релеја у истој просторији са штићеним објектом. Релеј не треба да се налази у близини концентрисаних извора топлоте - пећи за грејање, системи грејања итд. Тренутно се производе температурно компензовани релеји (ТПХ серија).

Дизајн термичког релеја

Отклон биметалне плоче је спор. Ако је покретни контакт директно повезан са плочом, онда мала брзина његовог кретања неће моћи да угаси лук који се јавља када се коло искључи. Дакле, плоча делује на контакт преко уређаја за убрзање. Најсавршенији је контакт "скакање".

У искљученом стању, опруга 1 ствара обртни момент у односу на тачку 0, који затвара контакте 2. Биметална плоча 3 се савија удесно када се загреје, положај опруге се мења. Ствара тренутак који отвара 2 контакта одједном, обезбеђујући поуздано гашење лука. Савремени контактори и стартери су опремљени ТРП (једнофазним) и ТРН (двофазним) термичким релејима.

Термални релеји ТРП

Једнополни термички струјни релеји серије ТРП са називним струјама термичких елемената од 1 до 600 А су углавном намењени за заштиту од неприхватљивих преоптерећења трофазних асинхроних електромотора који раде из мреже називног напона до 500 В на фреквенција од 50 и 60 Хз. Термални релеји ТРП за струје до 150 А користе се у мрежама једносмерне струје са називним напоном до 440 В.

Терморелејни уређај типа ТРП

Биметална плоча ТРП термолеја има комбиновани систем грејања. Плоча се загрева и од стране грејача и од проласка струје кроз саму плочу. Када се отклони, крај биметалне плоче делује на контактни мост краткоспојника.

Термални релеј ТРП омогућава глатко подешавање радне струје унутар (± 25% номиналне струје подешавања). Ово подешавање се врши помоћу дугмета које мења почетну деформацију плоче. Ово подешавање може драматично смањити број потребних опција грејача.

Повратак ТРП релеја у почетни положај након операције се врши помоћу дугмета. Такође је могуће извршити самоопоравак након што се биметал охлади.

Висока температура реакције (преко 200 ° Ц) смањује зависност рада релеја од температуре околине.

Подешавање термичког релеја ТРП се мења за 5% када се температура околине промени на КУС.

Висока отпорност на ударце и вибрације ТРП терморелеја омогућава да се користи у најтежим условима.

Топлотни релеји РТЛ

РТЛ термички релеј је дизајниран да заштити електромоторе од струјних преоптерећења неприхватљивог трајања. Они такође пружају заштиту од асиметрије струја у фазама и од квара једне од фаза. РТЛ електрични термички релеји са опсегом струје од 0,1 до 86 А.

РТЛ термални релеји се могу инсталирати и директно на ПМЛ стартере и одвојено од стартера (у другом случају морају бити опремљени КРЛ терминалним блоковима). Развијени су и произведени РТЛ релеји и КРЛ терминали који имају степен заштите ИП20 и могу се уградити на стандардну сабирницу.Називна струја контаката је 10 А.

ПТТ термални релеј

РТТ релеји за гориво су дизајнирани да заштите трофазне асинхроне моторе са кавезним кавезом од преоптерећења неприхватљивог трајања, укључујући она која су резултат губитка једне од фаза, као и од фазне асиметрије.

ПТТ релеји су намењени за употребу као компоненте у управљачким круговима електричних погона, као и за уградњу у магнетни стартери ПМА серија за 660В наизменичну струју са фреквенцијом од 50 или 60 Хз, за ​​440В једносмерну струју.