Šiluminės relės — įrenginys, veikimo principas, techninės charakteristikos

Šiluminės relės yra elektriniai įtaisai, skirti apsaugoti elektros variklius nuo viršsrovių. Labiausiai paplitę šiluminių relių tipai yra TRP, TRN, RTL ir RTT.

Šiluminių relių veikimo principas

Energijos įrangos ilgaamžiškumas labai priklauso nuo perkrovų, kurias ji patiria eksploatacijos metu. Kiekvienam objektui galima rasti srovės srauto trukmės priklausomybę nuo jo dydžio, kur patikima ir ilgalaikė įrangos veikimas… Ši priklausomybė parodyta paveikslėlyje (1 kreivė).

Esant vardinei srovei, leistina jo srauto trukmė yra begalybė. Didesnis nei vardinis srovės srautas papildomai padidina temperatūrą ir papildomą izoliacijos senėjimą. Todėl kuo didesnė perkrova, tuo trumpesnis laikas. 1 kreivė paveiksle nustatoma atsižvelgiant į reikalingą įrangos eksploatavimo laiką. Kuo trumpesnis jo eksploatavimo laikas, tuo didesnės leistinos perkrovos.

Šiluminės relės ir saugomo objekto laiko srovės charakteristikos

Esant idealiai objekto apsaugai, šiluminės relės tav (I) priklausomybė turėtų būti šiek tiek žemiau objekto kreivės.

Apsaugai nuo perkrovos, šiluminės relės su bimetalinė plokštė.

Termorelės bimetalinė plokštė susideda iš dviejų plokščių, kurių viena turi didesnį temperatūrinį plėtimosi koeficientą, kita – mažesnį. Sukibimo vietoje plokštės tvirtai pritvirtinamos karšto valcavimo arba suvirinimo būdu. Jei tokia plokštelė yra pritvirtinta nejudanti ir šildoma, tada plokštė mažiau lenks prie medžiagos. Šis reiškinys naudojamas šiluminėse relėse.

Šiluminėse relėse plačiai naudojamos Invar (mažos vertės) ir nemagnetinės arba chromo-nikelio plieno (didelės vertės) medžiagos.

Šiluminės relės bimetalinis elementas gali būti šildomas šiluma, kurią plokštėje sukuria apkrovos srovė. Labai dažnai bimetalas šildomas specialiu šildytuvu, per kurį teka apkrovos srovė. Geriausias charakteristikas išgauna kombinuotas šildymas, kai plokštė šildoma tiek dėl per bimetalą einančios srovės generuojamos šilumos, tiek dėl specialaus šildytuvo generuojamos šilumos, taip pat dėl ​​supaprastintos apkrovos srovės.

Lenkstant, bimetalinė plokštė su laisvu galu veikia šiluminės relės kontaktinę sistemą.

Šiluminės relės įtaisas: a — jautrus elementas, b — trumpiklis, 1 — kontaktai, 2 — spyruoklė, 3 — bimetalinė plokštė, 4 — mygtukas, 5 — tiltelis

Šiluminės relės srovės laiko charakteristikos

Pagrindinė šiluminės relės charakteristika yra atsako laiko priklausomybė nuo apkrovos srovės (srovės laiko charakteristikos).Bendru atveju, prieš prasidedant perkrovai, per relę teka srovė Io, kuri įkaitina plokštę iki temperatūros qo.

Tikrinant šiluminių relių srovės ir laiko charakteristikas, reikia atsižvelgti į tai, nuo kurios būsenos (šalta ar perkaitusi) suveikia relė.

Tikrinant šilumines reles reikia atsižvelgti į tai, kad šiluminių relių kaitinimo elementai yra termiškai nestabilūs esant trumpojo jungimo srovėms.

Šiluminės relės pasirinkimas

Šiluminės relės vardinė srovė parenkama pagal vardinę variklio apkrovą. Pasirinkta šiluminės relės srovė yra (1,2–1,3) vardinės variklio srovės (apkrovos srovės), ty šiluminė relė įjungiama esant 20–30% perkrovai 20 minučių.

Elektros variklio šildymo konstanta priklauso nuo srovės perkrovos trukmės. Esant trumpalaikei perkrovai, kaitinant dalyvauja tik variklio apvija ir šildymo konstanta 5–10 minučių. Esant ilgalaikei perkrovai, šildyme dalyvauja visa elektros variklio masė, o kaitinimas pastovus 40-60 min. Todėl šilumines reles rekomenduojama naudoti tik tada, kai įjungimo laikas yra ilgesnis nei 30 minučių.

Aplinkos temperatūros įtaka šiluminės relės veikimui

Šiluminės relės bimetalinės plokštės įkaitimas priklauso nuo aplinkos temperatūros, todėl, kylant aplinkos temperatūrai, mažėja relės darbinė srovė.

Esant temperatūrai, kuri labai skiriasi nuo vardinės, reikia arba papildomai (tolygiai) reguliuoti šiluminę relę, arba pasirinkti kaitinimo elementą, atsižvelgiant į realią aplinkos temperatūrą.

Kad aplinkos temperatūra mažiau įtakotų šiluminės relės išjungimo srovę, reikia parinkti kuo aukštesnę suveikimo temperatūrą.

Kad šiluminė apsauga tinkamai veiktų, rekomenduojama relę pastatyti toje pačioje patalpoje, kurioje yra saugomas objektas. Relė neturėtų būti šalia koncentruotų šilumos šaltinių - šildymo krosnių, šildymo sistemų ir kt. Šiuo metu gaminamos temperatūros kompensuojamos relės (TPH serija).

Šiluminės relės dizainas

Bimetalinės plokštės įlinkis yra lėtas. Jei kilnojamasis kontaktas yra tiesiogiai prijungtas prie plokštės, tada mažas jo judėjimo greitis negalės užgesinti lanko, kuris atsiranda, kai grandinė išjungiama. Todėl plokštė veikia kontaktą per greitintuvą. Tobuliausias yra „šokantis“ kontaktas.

Išjungtoje būsenoje spyruoklė 1 sukuria sukimo momentą taško 0 atžvilgiu, kuris uždaro kontaktus 2. Bimetalinė plokštelė 3 kaitinant pasilenkia į dešinę, keičiasi spyruoklės padėtis. Tai sukuria akimirką, kai vienu metu atsidaro 2 kontaktai, užtikrinant patikimą lanko gesinimą. Šiuolaikiniai kontaktoriai ir starteriai aprūpinti TRP (vienfazės) ir TRN (dviejų fazių) šiluminėmis relėmis.

Šiluminės relės TRP

TRP serijos vienpolės šiluminės srovės relės, kurių vardinės šiluminių elementų srovės yra nuo 1 iki 600 A, daugiausia skirtos apsaugoti nuo neleistinų trifazių asinchroninių elektros variklių, veikiančių iš tinklo, kurio vardinė įtampa yra iki 500 V, perkrovų. 50 ir 60 Hz dažniu. TRP šiluminės relės, skirtos srovėms iki 150 A, naudojamos nuolatinės srovės tinkluose, kurių vardinė įtampa yra iki 440 V.

Šiluminės relės įrenginio tipas TRP

TRP termorelės bimetalinė plokštė turi kombinuotą šildymo sistemą. Plokštė šildoma tiek šildytuvu, tiek srovei pratekėjus per pačią plokštę. Kai nukrypstama, bimetalinės plokštės galas veikia trumpiklio kontaktinį tiltelį.

TRP šiluminė relė leidžia sklandžiai reguliuoti darbinę srovę (± 25% vardinės nustatymo srovės). Šis reguliavimas atliekamas su rankenėle, kuri keičia pradinę plokštės deformaciją. Ši sąranka gali žymiai sumažinti reikalingų šildytuvo parinkčių skaičių.

TRP relės grąžinimas į pradinę padėtį po veikimo atliekamas mygtuku. Taip pat galima atlikti savaiminį atsistatymą, kai bimetalas atvės.

Aukšta reakcijos temperatūra (virš 200 °C) sumažina relės veikimo priklausomybę nuo aplinkos temperatūros.

Šiluminės relės TRP nustatymas keičiasi 5 %, kai aplinkos temperatūra pasikeičia į KUS.

Didelis TRP termorelės atsparumas smūgiams ir vibracijai leidžia ją naudoti pačiomis sudėtingiausiomis sąlygomis.

Šiluminės relės RTL

RTL šiluminė relė skirta apsaugoti elektros variklius nuo nepriimtinos trukmės srovės perkrovų. Jie taip pat apsaugo nuo srovių asimetrijos fazėse ir nuo vienos iš fazių gedimo. RTL elektrinės šiluminės relės, kurių srovės diapazonas yra nuo 0,1 iki 86 A.

RTL šiluminės relės gali būti montuojamos tiek tiesiai ant PML starterių, tiek atskirai nuo starterių (pastaruoju atveju jos turi būti su KRL gnybtų blokais). Sukurtos ir pagamintos RTL relės ir KRL gnybtų blokai, kurie turi IP20 apsaugos laipsnį ir gali būti montuojami ant standartinės šynos.Vardinė kontaktų srovė yra 10 A.

PTT šiluminė relė

RTT kuro relės skirtos apsaugoti trifazius asinchroninius variklius nuo neleistinos trukmės perkrovų, įskaitant atsiradusias dėl vienos iš fazių praradimo, taip pat nuo fazių asimetrijos.

PTT relės skirtos naudoti kaip komponentai elektros pavaros valdymo grandinėse, taip pat montuoti į magnetiniai starteriai PMA serija skirta 660 V kintamajai srovei, kurios dažnis 50 arba 60 Hz, 440 V nuolatinei srovei.