Принцип действия
Реле защиты теплового двигателя содержат три биметаллических полосы вместе с механизмом отключения в корпусе из изоляционного материала. Биметаллические полосы нагреваются током двигателя, заставляя их изгибаться и активировать механизм отключения после определенного хода, который зависит от настройки тока реле.
Принцип работы реле тепловой защиты двигателя (фото-кредит: andrem.pl)
Механизм разблокировки активирует вспомогательный переключатель, который разрывает цепь катушки контактора двигателя (рис. 1). Индикатор положения переключения сигнализирует состояние « сработало ».
Рисунок 1 - Принцип работы трехполюсного теплозащитного реле с биметаллическим двигателем с температурной компенсацией
A = Непрямо нагретые биметаллические полосы
B = Сдвиг поездки
C = Рычаг отключения
D = Контактный рычаг
E = компенсационная биметаллическая полоса
Биметаллические полосы могут нагреваться прямо или косвенно. В первом случае ток течет непосредственно через биметалл, во втором - через изолированную обмотку нагрева вокруг полосы. Изоляция вызывает некоторую задержку теплового потока, так что инерция косвенно нагретых тепловых реле больше при более высоких токах, чем у их непосредственно нагретых коллег. Часто оба принципа сочетаются.
Для номинальных токов двигателя прибл. 100 A, ток двигателя осуществляется через трансформаторы тока. Тепловое реле перегрузки затем нагревается вторичным током трансформатора тока.
Это означает, с одной стороны, что рассеиваемая мощность снижается, а с другой - увеличивается пропускная способность короткого замыкания.
Ток отключения биметаллических реле может быть установлен в текущем масштабе - путем смещения механизма отключения относительно биметаллических полос - чтобы характеристика защиты могла быть сопоставлена с защищаемым объектом в ключевой области непрерывной работы.
Простой, экономичный дизайн может только приближать переходную тепловую характеристику двигателя.
Для запуска с последующей непрерывной работой реле защиты теплового двигателя обеспечивает идеальную защиту двигателя. При частых пусках при прерывистой работе значительно меньшая постоянная времени нагрева биметаллических полос по сравнению с двигателем приводит к раннему срабатыванию, при котором тепловая мощность двигателя не используется.
Постоянная времени охлаждения тепловых реле короче, чем у обычных двигателей. Это также способствует увеличению разницы между фактической температурой двигателя и имитируемой тепловым реле в прерывистой работе.
По этим причинам защита двигателей в прерывистой работе недостаточна.
Компенсация температуры
Принцип работы реле защиты тепловых двигателей основан на повышении температуры. Поэтому окружающая температура устройства влияет на характеристики отключения.
Поскольку место установки и, следовательно, температура окружающей среды защищаемого двигателя обычно отличаются от температуры защитного устройства, промышленным стандартом является то, что характеристика отключения биметаллического реле компенсируется температурой, то есть в значительной степени не зависит от его температуры окружающей среды (см. рисунок 2 ниже).
Рисунок 2 - Допуски отключения для компенсационных перегрузочных реле с регулируемой температурой для двигателя в соответствии с IEC 60947-4-1
I = Перегрузка как кратная установленному току
δ = температура окружающей среды
- Предельные значения согласно IEC 60947-4-1
Это достигается с помощью компенсирующей биметаллической полосы, которая делает относительное положение механизма отключения независимым от температуры.
Чувствительность к отказу фазы
Отключающая характеристика трехполюсных реле защиты двигателя применяется при условии, что все три биметаллические полосы загружаются одним и тем же током одновременно.
Если, когда один полюсный проводник прерван, только две биметаллические полосы нагреваются, то эти две полосы должны самостоятельно производить усилие, необходимое для срабатывания механизма отключения. Это требует более высокого тока или приводит к более длительному времени отключения (характеристическая кривая c на рисунке ниже).
Типичные характеристики отключения реле защиты двигателя
I e = Номинальный ток, установленный на шкале
t = время отключения
Из холодного состояния:
a = 3-полюсная нагрузка, симметричная
b = 2-полюсная нагрузка с дифференциальным выпуском
c = 2-полюсная нагрузка без дифференциального отпуска
Из теплого состояния:
d = 3-полюсная нагрузка, симметричная
Если более крупные двигатели (≥10 кВт) подвергаются этим более высоким токам в течение более длительного времени, следует ожидать повреждений.
Для обеспечения тепловой защиты от перегрузки двигателя в случае асимметрии подачи и потери фазы высококачественные реле защиты двигателя имеют механизмы с чувствительностью к фазе (дифференциальный выпуск).
Ресурс // Низковольтное распределительное устройство и контрольное устройство - Rockwell