Elektronické tepelné relé na ochranu motora proti preťaženiu

Na čo slúžia tepelné relé?

Tepelné relé sa používajú na ochranu elektromotorov pred preťažením. Pretože prehriatie je dôsledkom nadprúdu, takéto relé chráni motor pred nadprúdom ako takým a pred prehriatím. To znamená, že použitie tepelného relé sa odporúča v situáciách, keď prúdy v napájacej sieti, a teda aj v napájanej záťaži z nejakého dôvodu môžu prekročiť prípustnú hodnotu až 1,11 - 7-krát, a potom sa nastavenie relé zmení. zabrániť zničeniu zariadenia.

Ak je zariadenie zodpovedné za presnú a zodpovednú prácu, musí byť chránené pred prehriatím, inak dôjde k poškodeniu. Tepelné relé v skutočnosti porovná efektívnu hodnotu tečúceho prúdu s nastavením a ochráni zariadenie v prípade prekročenia nastavenia - po presne definovanom čase dôjde k otvoreniu záťažového okruhu, zariadenie sa uloží.

Silové obvody sú spínané stýkačmi a potom tepelné relé riadi len napájanie stýkačov a od samotného relé sa nevyžaduje vysoká prúdová stabilita. Relé vo forme pomocnej jednotnej jednotky je pripojené k stýkaču a samotný výkonový stýkač spína záťaž.

Relé majú zvyčajne normálne otvorené a normálne zatvorené kontakty, prvé sú zodpovedné za napájanie signálnej lampy (napríklad) a druhé za napájanie stykača.

Keď je teplota elektrického zariadenia v rámci stanovených prípustných limitov, tepelné relé udržuje obvod uzavretý a akonáhle dôjde k prekročeniu, po určitom čase sa vypne a čím vyšší je pomer preťaženého prúdu k nominálna, tým rýchlejšie sa relé spúšťa, pretože čím vyšší je prúd, tým rýchlejšie sa drôt zahrieva a nesmie sa dovoliť prehriatie žiadnej časti chráneného zariadenia.

Parametre tepelného relé

Pri vysokých hodnotách preťaženia (niekoľkokrát), charakteristických pre skrat, sa otvorenie vykonáva ističom s elektromagnetickým uvoľnením alebo poistkou. Vo všeobecnosti môžu byť príčiny preťaženia rôzne, napríklad pravidelný tvrdý štart elektromotora alebo časté zapínanie a vypínanie. Potom bude spúšťač falošný.

Pre vylúčenie falošných poplachov je nastavenie nastavené bez rezerv, rozdiel je len v triedach samotných relé od 5 do 40 s uvedením doby odozvy: trieda 5 — 3 sekundy pri desaťnásobnom preťažení, trieda 10 — 6 sekúnd pri desaťnásobné preťaženie atď., určené pri teplote okolia 20 °C, so symetrickou trojfázovou prevádzkou, pre preťaženie v studenom stave. Nastavenie zobrazuje preťažený prúd a trieda zobrazuje maximálny čas vypnutia v sekundách.

Dôležitou charakteristikou tepelného relé sú limitné hodnoty viacnásobných dlhodobých preťažení - asi hodinu. Toto je stav, pri ktorom je zaručené, že relé bude fungovať alebo nebude fungovať. Ak je teda prah nastavený na 1,14 ± 0,06, potom pri 1,2 bude relé zaručene fungovať a pri 1,06 to určite nebude fungovať.

Tento parameter je mimoriadne dôležitý, určuje presnosť a spoľahlivosť ochrany a tiež pomáha predchádzať falošným poplachom.Najkvalitnejšie relé sú teplotne kompenzované, aby bola zabezpečená stála prevádzka pri všetkých teplotách okolia.

V súlade s charakteristikami chráneného zariadenia sa volí aj doba odozvy tepelného relé, berúc do úvahy prípustnú rýchlosť preťaženia. Veľké násobky – až 10-krát – vyžadujú dôkladnejší prístup. Napríklad trieda 10 sa považuje za univerzálnu a je vhodná pre elektromotory s jednoduchým štartovaním.

Pre ťažké štarty je vhodnejšia trieda 20, trieda 30 alebo trieda 40. Trieda 5 – ak sa vyžaduje vysoká presnosť, napríklad ak má zaťaženie nízku zotrvačnosť.Výrobcovia tepelných relé v sprievodnej dokumentácii spravidla uvádzajú najvhodnejšie zariadenie, pre ktoré je trieda tejto ochrannej charakteristiky v súčasnosti najlepšia.

Skutočný čas aktivácie relé je tu dôležitý, musí zodpovedať štandardnej závislosti. Najlepšie tepelné relé s preťažením 3 až 7,2 krát majú maximálnu odchýlku času vypnutia od štandardu nie viac ako 20% nadol a nahor. Pri zvýšení teploty, napríklad v dôsledku predohrevu menovitým prúdom, je doba vypnutia 2,5 až 4 krát kratšia ako štandardne pri 20 °C.

Nevýhody jednoduchých tepelných relé

Trojfázové tepelné relé sú všestrannejšie, monitorujú prúdy vo všetkých troch fázach a sú použiteľné v jednofázových obvodoch, na striedavý aj jednosmerný prúd.

Ale ak sú fázy zaťažené vysoko asymetricky? Potom bude teplota v jednej z fáz rásť rýchlejšie a zariadenie sa nebezpečne prehrieva, pretože efektívna hodnota prúdu troch fáz neumožní detekciu nebezpečenstva. Výsledkom je, že vypínací čas a kritický prúd nastavenia tepelného relé budú v skutočnosti nižšie ako skutočná situácia.

Na rýchlejšie vyriešenie problému je potrebné modernejšie tepelné relé s integrovanou ochranou proti asymetrii fázového prúdu. V takýchto relé sa v prípade nevyváženosti alebo v prípade straty fázy zodpovedajúcim spôsobom zmení čas odozvy a prúd a ochrana zostane spoľahlivá.

Tepelné relé sa zvyčajne vyrábajú na báze bimetalových odpojovačov. Pri zahrievaní prúdom sa doska ohne a aktivuje vypínací mechanizmus, relé sa aktivuje - prepne sa do stavu "vypnuté".Keď sa platňa ochladí, mechanizmus sa vráti do pôvodného stavu "zapnuté". Jednoduchosť konštrukcie konvenčných relé zaujme ich nízkou cenou a dobrou izoláciou hluku. Ale pre tenšie zariadenia sú potrebné presnejšie tepelné relé - elektronické.

Elektronické tepelné relé

Elektronické energeticky nezávislé tepelné relé, ako sú rady Siemens 3RB20 a 3RB21, sú vybavené vstavanými meracími systémami pre prúdy do 630 A. Tieto relé sú nezávislé od prúdu a sú schopné chrániť záťaže v akomkoľvek režime, dokonca aj pri ťažkých štartovanie as otvorenými alebo nevyváženými fázami.

V prípade prúdového preťaženia, s prerušením jednej z fáz alebo s nevyváženosťou sa prúd, napríklad v motore, zvyšuje a je vyšší ako nastavený. Integrovaný prúdový transformátor zaregistruje prúd a elektronika spracuje aktuálne nameranú hodnotu a ak prekročí nastavenú hodnotu, vyšle sa vypínací impulz do ističa, ktorý rozpojením externého stýkača odpojí záťaž. Samotné relé je namontované na stýkači. Vypínací čas je striktne spojený s pomerom vypínacieho prúdu k nastavenému prúdu.

Elektronické tepelné relé Siemens 3RB21 je nielen schopné chrániť pred prehriatím v dôsledku fázovej asymetrie, nadprúdu alebo straty fázy, ale má aj vnútorný systém detekcie zemného spojenia (okrem kombinácií hviezda-trojuholník). Napríklad neúplné zemné poruchy v dôsledku poškodenia izolácie alebo vlhkosti budú okamžite zistené a obvod záťaže sa otvorí.

Keď je relé aktivované, indikátor sa rozsvieti, čo signalizuje stav vypnutia.Je možný automatický reset alebo manuálny reset. Automatický reset nastane po nastavenom čase, po ktorom relé opäť zopne stýkač.