Elektros variklių, magnetinių paleidiklių ir kitos įrangos apsauga nuo perkaitimo užtikrinama specialiais šiluminės apsaugos įtaisais. Norėdami pasirinkti tinkamą šiluminės apsaugos modelį, turite žinoti, kaip jis veikia, kokia jo konstrukcija ir kokie yra pagrindiniai pasirinkimo kriterijai.
Turinys
Konstrukcija ir veikimo principas
Šiluminė relė (TR) skirta apsaugoti elektros variklius nuo perkaitimo ir ankstyvo gedimo. Ilgalaikio paleidimo metu elektros variklis patiria srovės perkrovas, nes paleidimo metu jis vartoja septynis kartus didesnę srovę, dėl kurios įkaista apvijos. Nominalioji srovė (Inn) - tai srovė, kurią variklis sugeria darbo metu. Be to, TR pailgina elektros įrangos tarnavimo laiką.
Šiluminė relė, kurios konstrukciją sudaro paprasčiausi elementai:
- Šilumai jautrus elementas.
- Savaime išsikraunantis kontaktas.
- Kontaktai.
- Pavasaris.
- Bimetalinio laidininko plokštelė.
- Mygtukas.
- Nustatytosios srovės reguliatorius.
Temperatūros jutiklis yra temperatūros jutiklis, kuris perduoda šilumą bimetalinei plokštelei arba kitam šiluminės apsaugos elementui. Dėl savaime išsijungiančio kontakto elektros vartotojo maitinimo šaltinis gali būti iš karto atjungtas, kad jis neperkaistų, kai įkaista.
Plokštę sudaro dviejų rūšių metalas (bimetalas), iš kurių vienas pasižymi dideliu šiluminio plėtimosi koeficientu (Kp). Jie sujungiami suvirinant arba valcuojant aukštoje temperatūroje. Šildoma šilumos ekrano plokštelė lenkiasi link medžiagos, kurios Kp yra mažesnis, o atvėsusi plokštelė grįžta į pradinę padėtį. Plokštės dažniausiai gaminamos iš invaro (mažesnė Kp vertė) ir nemagnetinio arba chromo-nikelio plieno (didesnė Kp vertė).
Mygtukas įjungia TR, nustatomosios srovės reguliatorius turi nustatyti vartotojui optimalią I vertę, kurią viršijus TR suveikia.
TR veikimo principas pagrįstas Džaulio ir Lenco dėsniu. Srovė - tai kryptingas krūvį turinčių dalelių, kurios susiduria su laidininko kristalinėje gardelėje esančiais atomais (ši vertė yra varža ir žymima R), judėjimas. Dėl šios sąveikos atsiranda šiluminė energija, kuri gaunama iš elektros energijos. Srauto trukmės priklausomybę nuo laidininko temperatūros lemia Džaulio ir Lenco dėsnis.
Šis dėsnis formuluojamas taip: kai laidininku teka srovė I, šilumos kiekis Q, kurį srovė išskiria sąveikaudama su laidininko gardelės atomais, yra tiesiogiai proporcingas I kvadratui, laidininko R vertei ir srovės poveikio laidininkui laikui. Matematiškai tai galima užrašyti taip: Q = a * I * I * R * t, kur a - perskaičiavimo koeficientas, I - norimu laidininku tekanti srovė, R - varžos vertė, o t - I tekėjimo laikas.
Jei a = 1, skaičiavimo rezultatas matuojamas džauliais, o jei a = 0,24, rezultatas matuojamas kalorijomis.
Bimetalinės medžiagos kaitinimas vyksta dviem būdais. Pirmuoju atveju I teka per bimetalą, o antruoju - per apviją. Apvijos izoliacija sulėtina šilumos energijos srautą. Kai I vertė yra didelė, šiluminė relė įkaista labiau nei tada, kai ji liečiasi su termojautriuoju elementu. Taip uždelsiamas kontaktų įjungimo signalas. Šiuolaikiniuose TR modeliuose taikomi abu principai.
Prijungus apkrovą įkaista bimetalinė šiluminės apsaugos įtaiso plokštelė. Kombinuotas šildymas leidžia gauti optimaliai veikiantį prietaisą. Plokštelę įkaitina šiluma, kurią skleidžia pro ją einantis I, ir specialus šildytuvas, kai I įkraunamas. Kaitinant bimetalinė plokštelė deformuojasi ir veikia savaime įkaitusį kontaktą.
Pagrindinės funkcijos
Kiekvienam RTD yra individualūs techniniai duomenys (TS). Relė turi būti parenkama atsižvelgiant į elektros variklio ar kito elektros energijos vartotojo apkrovos charakteristiką ir naudojimo sąlygas:
- Vertė.
- I operacijos reguliavimo diapazonas.
- Įtampa.
- Pagalbinis TP veikimo valdymas.
- Galia.
- Operacijos riba.
- Jautrumas fazės disbalansui.
- Kelionės klasė.
Vardinė srovės vertė - I vertė, kuriai skirtas TR. Jis pasirenkamas pagal vartotojo, prie kurio jis tiesiogiai prijungtas, In vertę. Be to, būtina pasirinkti su In rezervu ir vadovautis šia formule: Inr = 1,5 * Ind, kur Inr - TP In, kuris turi būti 1,5 karto didesnis už vardinę variklio srovę (Ind).
I suveikimo reguliavimo riba yra vienas iš svarbių šiluminės apsaugos įtaiso parametrų. Šio parametro žymuo yra In vertės reguliavimo diapazonas. Įtampa - tai maitinimo įtampos vertė, kuriai skirti relės kontaktai; viršijus šią vertę, prietaisas sugenda.
Kai kurių tipų relės turi atskirus kontaktus prietaiso ir vartotojo veikimui valdyti. Galia yra vienas iš pagrindinių TR parametrų, kuris lemia prijungto vartotojo ar vartotojų grupės išėjimo galią.
Išjungimo riba arba slenkstis yra koeficientas, kuris priklauso nuo vardinės srovės. Jo vertė dažniausiai svyruoja nuo 1,1 iki 1,5.
Fazės disbalanso jautrumas (fazės asimetrija) rodo disbalansuotos fazės procentinę dalį fazės, kuria teka reikiamos vertės vardinė srovė, atžvilgiu.
Suveikimo klasė yra parametras, rodantis vidutinį TR reakcijos laiką, susijusį su užduotosios vertės srovės kartotinumu.
Pagrindinė savybė, pagal kurią reikia pasirinkti TR, yra veikimo laiko priklausomybė nuo apkrovos srovės.
Laidų schema
Šiluminių relių jungimo schemos grandinėje gali labai skirtis priklausomai nuo įrenginio. Tačiau RTD jungiami nuosekliai su variklio apvija arba magnetinio kontaktoriaus rite prie normaliai atviro kontakto, nes toks jungimas padeda apsaugoti prietaisą nuo perkrovos. Jei viršijama suvartojama srovė, TR atjungia įrenginį nuo elektros tinklo.
Daugumoje laidų schemų naudojamas nuolat atidarytas kontaktas, kuris suveikia nuosekliai sujungtas su valdymo skyde esančiu "Stop" mygtuku. Šis kontaktas paprastai žymimas raidėmis NC arba H3.
Normaliai uždaras kontaktas gali būti naudojamas saugos signalizacijai prijungti. Sudėtingesnėse grandinėse šis kontaktas taip pat naudojamas užprogramuotam įrenginio avarinio stabdymo valdymui mikroprocesoriais ir mikrovaldikliais.
Termostatą galima prijungti gana paprastai. Tam reikia laikytis tokio principo: TP dedamas po starterio kontaktorių, bet prieš elektros variklį, o nuolat užsidaręs kontaktas nuosekliai sujungiamas su stabdymo mygtuku.
Šiluminių relių tipai
Šiluminės relės skirstomos į daugybę tipų:
- Bimetaliniai - PTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek ir ptlr).
- Kietasis kūnas.
- Įrenginio temperatūros valdymo relė. Pagrindiniai pavadinimai yra šie: RTK, NR, TF, ERB ir DU.
- Lydinio lydymo relės.
Bimetaliniai TR yra primityvios konstrukcijos ir paprasti prietaisai.
Kietojo kūno šiluminės relės veikimo principas labai skiriasi nuo bimetalinės relės veikimo principo. Kietakūnio relė yra elektroninis prietaisas, dar vadinamas snapeliu, pagamintas iš radijo elementų be mechaninių kontaktų.
Tai RTR ir IEK RTD, kurie apskaičiuoja vidutinę variklio temperatūrą, stebėdami jo įjungimo ir įjungimo režimą. Pagrindinė šių relių savybė - atsparumas kibirkščiavimui, t. y. jas galima naudoti potencialiai sprogioje aplinkoje. Šio tipo relės reaguoja greičiau ir jas lengviau reguliuoti.
RTC yra skirti elektros variklio ar kito prietaiso temperatūrai stebėti naudojant termistorių arba šiluminį rezistorių (zondą). Kai temperatūra pakyla iki kritinės ribos, jo varža smarkiai padidėja. Pagal Omo dėsnį, kai R didėja, srovė mažėja ir vartotojas išsijungia, nes jo vertės nepakanka normaliam vartotojo veikimui. Šio tipo relės naudojamos šaldytuvuose ir šaldikliuose.
Sujungimo šildytuvo relės konstrukcija labai skiriasi nuo kitų modelių ir susideda iš šių elementų:
- Šildytuvo apvija.
- Lydinys, turintis žemą lydymosi temperatūrą (eutektinė).
- Grandinės pertraukiklio mechanizmas.
Eutektiškas lydinys lydosi žemoje temperatūroje ir apsaugo vartotojo maitinimo grandinę nutraukdamas kontaktą. Ši relė įmontuota į prietaisą ir naudojama skalbyklėse bei automobilių prietaisuose.
Šiluminė relė parenkama išanalizavus termistorių ir prietaiso, kurį reikia apsaugoti nuo perkaitimo, darbo sąlygas.
Kaip pasirinkti šiluminę relę
Be sudėtingų skaičiavimų galima pasirinkti tinkamą šiluminės relės vardinį parametrą varikliui pagal jo galią (šiluminės apsaugos įtaisų lentelė).
Pagrindinė formulė šiluminės relės vardinei srovei apskaičiuoti:
Intr = 1,5 * Ind.
Pavyzdžiui, reikia apskaičiuoti 1,5 kW galios asinchroninio elektros variklio, maitinamo iš 380 V įtampos trifazio kintamosios srovės šaltinio, galią.
Tai galima padaryti labai paprastai. Norint apskaičiuoti vardinę variklio srovę, reikia naudoti galios formulę:
P = I * U.
Taigi Ind = P / U = 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Nominali TP srovės vertė apskaičiuojama taip: Intr = 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.
Remiantis skaičiavimais, parenkamas PTL-1014-2 tipo RTL, kurio reguliuojamos užduotosios srovės diapazonas yra nuo 7 iki 10 A.
Esant aukštesnei aplinkos temperatūrai, reikia nustatyti mažiausią nustatytąją vertę. Jei aplinkos temperatūra žema, reikia atsižvelgti į variklio statoriaus apvijų apkrovą ir, jei įmanoma, jų neįjungti. Jei dėl nepalankių aplinkybių variklis turi būti naudojamas nepalankiomis sąlygomis, nustatymas turi būti pradedamas nuo mažos užduotosios srovės ir vėliau padidinamas iki reikiamos vertės.
Susiję straipsniai:
