Подключаем магнитный пускатель. Три практические схемы
Магнитный пускатель – устройство, которое обязательно содержит контактор (как главный коммутационный элемент), а также может содержать:
мотор-автомат либо защитный автомат (как устройство оперативного или аварийного отключения), (как устройство аварийного отключения при перегрузке и обрыве фазы),
кнопки “Пуск”, “Стоп”, различные переключатели режимов схемы,
схема управления (может содержать те же кнопки, а может – контроллер),
индикация работы и аварии.
Скажу также, что на языке электриков “контактор” и “пускатель” очень переплетены, и я в статье буду говорить и так, и эдак.
Различные схемы подключения магнитных пускателей и их отличия рассмотрим ниже.
Типовая схема подключения двигателя через магнитный пускатель
Этой схеме подключения трехфазного двигателя надо уделить самое пристальное внимание. Она наиболее распространена во всем промышленном оборудовании, выпускавшемся примерно до 2000-х годов. А в новых китайских станках и другом простом оборудовании на 2-3 двигателя используется и по сей день.
Электрик, который её не знает – как хирург, не умеющий отличить артерию от вены; как юрист, не знающий 1-ю статью Конституции РФ; так танцор, не отличающий вальс от тектоника.
Три фазы на двигатель идут в этой схеме не через автомат, а через пускатель. А включение/выключение пускателя осуществляется кнопками “ Пуск ” и “ Стоп ” , которые могут быть вынесены на пульт управления через 3 провода любой длины.
Пример такой схемы – в статье про восстановление схемы гидравлического пресса , см. последнюю в статье схему, пускатель КМ0.
Здесь питание цепи управления поступает с фазы L1 (провод 1 ) через нормально замкнутую (НЗ) кнопку “Стоп” (провод 2 ).
На схеме не показан защитный автомат цепи управления, он ставится последовательно с кнопкой “Стоп”, номинал – несколько ампер.
Если теперь нажать на кнопку “Пуск”, то цепь питания катушки электромагнитного пускателя КМ замкнется (провод 3 ), его контакты замкнутся, и три фазы поступят на двигатель. Но в таких схемах кроме трёх “силовых” контактов у пускателя есть ещё один дополнительный контакт. Его называют “блокировочным” или “контактом самоподхвата”.
Контакты “Самоподхвата” физически расположены на одном креплении с силовыми контактами контактора, и работают одновременно.
Когда электромагнитный пускатель включается нажатием кнопки SB1 “Пуск”, замыкается и контакт самоподхвата. А если он замкнулся, то даже если кнопка “Пуск” будет отжата, цепь питания катушки пускателя всё равно останется замкнутой. И двигатель продолжит работать, пока не будет нажата кнопка “Стоп”.
Часто в таких схемах бывает, что пускатель не становится на “самоподхват”. Дело в том самом четвертом контакте.
Схема подключения пускателя с тепловым реле
В схеме выше я упустил из виду тепловую защиту ради простоты схемы. На практике обязательно применяют тепловое реле типа РТЛ (по крайней мере, это было принято до 2000 г. у нас и до 1990 г. у “них”)
Как только ток двигателя возрастает выше установленного (из-за перегрузки, пропадания фазы) – контакты теплового реле RT1 размыкаются, и цепь питания катушки электромагнитного пускателя рвётся.
Таким образом, тепловое реле выполняет роль кнопки “Стоп”, и стоит в той же цепи, последовательно. Где его поставить – не особо важно, можно на участке схемы L1 – 1, если это удобно в монтаже.
Однако, тепловое реле не спасает от КЗ на корпус и между фазами. Поэтому в таких схемах обязательно ставят защитный автомат:
Внимание! Цепь управления (цепь, через которую питается катушка пускателя КМ) должна обязательно быть защищена автоматом с током не более 10А. Данный защитный автомат на схеме не показан. Спасибо внимательным читателям!)
Ток защитного автомата двигателя QF не надо подбирать так тщательно, как в схеме 3, поскольку с тепловой перегрузкой справится РТЛ. Достаточно, чтобы он защищал подходящие провода от перегрева .
Пример. Двигатель 1,5кВт, ток по каждой фазе 3А, ток теплового реле – 3,5 А. Провода питания двигателя можно взять 1,5 мм2. Ток они держат до 16А. И автомат вроде можно поставить на 16А? Однако, не надо действовать топорно. Лучше поставить что-то среднее – 6 или 10А. Кроме того, следует учитывать падение напряжения на длинной кабельной линии.
Схема подключения магнитного пускателя от контроллера
Последние 10 лет в новой промышленной автоматике широко применяются контроллеры. Катушки пускателей также включаются с выходов контроллера. И в данном случае для защиты от КЗ и теплового перегрева используется схема подключения двигателя номер 8:
На схеме QF – это мотор-автомат, или автомат защиты двигателя. Только изобразил я его по современному. В данном схема подключения пускателя “спрятана” в пунктире. Там находится контроллер, который всем управляет, и включает двигатель согласно программе, заложенной в нём.
При перегрузке двигателя мотор-автомат его отключает, и размыкает свой дополнительный (четвертый, сигнальный) контакт. Это необходимо только для того, чтобы “проинформировать” контроллер о аварии. Часто этот контакт просто-напросто входит в контрольную цепь , и останавливает весь станок.
Фактически это два магнитных пускателя, объединенные электрически и механически, дальше подробнее.
Реверсивное управление электродвигателем
Реверсивный пускатель нужен тогда, когда необходимо, чтобы двигатель вращался поочередно в обоих направлениях.
Правое вращение (применяется чаще всего) – когда двигатель крутится по часовой стрелке, если смотреть ему “в зад”. Левое вращение – против часовой.
Смена направления вращения реализуется общеизвестным способом – меняются местами любые две фазы. Посмотрите на схему реверсивного включения двигателя ниже:
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя на 220В с управлением от кнопок. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя на 220В с управлением от кнопок. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Когда включен пускатель КМ1, это будет “правое” вращение. Когда включается КМ2 – первая и третья фазы меняются местами, движок будет крутиться “влево”. Включение пускателей КМ1 и КМ2 реализуется разными кнопками “ Пуск вперед ” и “ Пуск назад “, выключение – одной, общей кнопкой “ Стоп ” , как и в схемах без реверса.
Обратите пристальное внимание на треугольник между силовыми контактами КМ1 и КМ2. Он означает “защиту от дурака”. Может произойти так, что по какой-то причине включатся оба пускателя сразу. Произойдёт короткое замыкание между фазами L1 и L3.
Можно сказать, “Ну и что, у нас ведь есть мотор-автомат QF, он нас спасёт!” А если не спасёт? А пока он будет спасать, выгорят контакты пускателей!
Поэтому реверсивный пускатель должен иметь механическую защиту от одновременного включения двух его половин. А если он состоит из двух отдельных пускателей, между ними ставится специальный механический блокиратор.
Кроме того, правило хорошего тона – ставить блокировку “от дурака” на кнопки (НЗ контакт). А если управление от контроллера, то нормальные программисты ставят и программную блокировку.
Теперь посмотрите на контакты КМ2.4 и КМ1.4, стоящие в цепях питания катушек пускателей. Это – электрическая защита от того же дурака . Например, если включен КМ1, его НЗ контакт КМ1.4 разомкнут, и если наш дурак будет со всей своей дури жать на обе кнопки “Пуск” сразу, ничего не получится – двигатель будет слушаться той кнопки, которая нажата раньше.
Механическая и электрическая защиты в схеме подключения реверсивного пускателя должны быть всегда, они дополняют друг друга. Не ставить одну либо другую – моветон среди электриков .
Важно! Если существует даже минимальная вероятность неправильного направления вращения двигателя – обязательно ставьте реле контроля фаз! Вот пример – как мы сожгли винтовой компрессор за несколько тысяч евро из-за того, что перепутали фазы при подключении .
Для реализации электрической блокировки одновременного включения и самоподхвата на каждый пускатель надо, кроме силовых, ещё один НЗ (блокировка) и НО (самоподхват). Но поскольку пятого контакта, как правило, в пускателях нет, приходится ставить доп. контакт. Например, для пускателя типа ПМЛ используют приставку ПКИ. А если, как в схеме 8, используется контроллер, самоподхват не нужен, и достаточно одного НЗ контакта на каждое направление вращения.
Различие пускателей на 220В и 380В
Катушки магнитных пускателей для работы в сетях 380В могут быть на 220 и 380 Вольт без особых переделок схемы. Во всех схемах, приведённых в этой статье, электромагнитные пускатели имеют катушку на напряжение 220 В. Что же делать, если в руки попал пускатель не на 220В, а на 380В?
Всё очень просто – надо нижний (по схеме) вывод катушки пускателя на 380В подключить не к нулю (N), а к L2 или L3. Эта схема даже более предпочтительна, так как вся схема с пускателем на 380В может быть собрана вообще без нуля. Три фазы приходят, и три фазы уходят на двигатель, не считая управления.
Варианты нагрузок
К выходу магнитного пускателя можно подключить что душе угодно, не только двигателя, как в статье. Привожу примеры статей, в которых через пускатели включаются ТЭНы:
Как работает и для чего предназначено тепловое реле?
В виду высокой стоимости электродвигателей вопрос их защиты от повреждения при нарушении нормального режима работы стоит достаточно остро. Среди наиболее популярных нарушений перегрузка, обрыв одной из фаз, снижение рабочего напряжения. И все они характеризуются большими рабочими токами, протекающими в обмотках электрической машины, что приводит к перегреву, ухудшению диэлектрических свойств изоляции и перегоранию жил, если ситуацию пустить на самотек. Для защиты электрических двигателей от перегревания в схему питания электропривода вводят тепловое реле.
Конструкция
Современный рынок электрооборудования предлагает огромный выбор тепловых реле различного принципа действия, как следствие, будет отличаться и их конструктивное исполнение. Однако, в соответствии с п.3.2. ГОСТ 16308-84 все технические параметры конкретной модели должны соответствовать данному типу по габаритам, исполнению и принципиальной схеме этого типа. Наиболее распространенным вариантом за счет простоты исполнения и относительной дешевизны является электротепловое реле на биметаллической пластине. Конструкция которого приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Конструкция теплового реле
Как видите, в состав механизма входят:
нагревательный элемент – токоведущая часть, пропускающая через себя рабочий ток электрической машины;
биметаллическая пластина – выступает в роли действующего индикатора, реагирующего на превышение температуры;
толкатель – выполняет функции жесткого рычага, передающего усилие от биметаллической пластины;
температурный компенсатор – позволяет внести поправку на температуру окружающей среды для стабилизации величины тока срабатывания;
защелка – предназначена для фиксации положения температурного реле;
штанга расцепителя – подвижная часть механизма, предназначенного для перемещения контактов;
контакты реле – передают питание в блок управления;
пружина – создает усилие для перемещения реле в устойчивое положение.
На практике существуют и другие типы реле, конструкция которых будет принципиально отличаться. Данный вариант приведен в качестве примера для наглядности протекания процессов и пояснения принципа работы.
Принцип работы
В основу работы положен принцип разности температурного расширения различных металлов, описанных законом Джоуля-Ленца. При нагревании биметаллической пластины, состоящей из двух металлов с различным коэффициентом теплового расширения, произойдет ее геометрическая деформация. Именно такая пластина и устанавливается в термореле, она реагирует на превышение температуры более установленного предела.
Для рассмотрения принципа работы температурного реле воспользуемся трехмерной моделью реального устройства, приведенной на рисунке 2 ниже:
Рис. 2. Принцип действия температурного реле
Как видите, подключенное в цепь электродвигателя тепловое реле пропускает основную нагрузку электрической машины через токоведущие шины. Если смоделировать ситуацию перегрузки, когда через них потечет ток в несколько раз превышающий номинальный, то шины начнут нагреваться и избыток тепла перейдет на биметаллическую пластину, подключенную к каждой из фаз электродвигателя. При достижении температуры уставки биметаллическая пластина изогнется и приведет в движение один из толкателей. Толкатель, в свою очередь, сместит рычаг защелки на несколько миллиметров, что отпустит пружинный механизм и даст ход штанге расцепителя.
После этого контакты теплового реле отключат питание цепи управления и перекроют контакты цепи сигнализации, которая оповестит об отключении защитного приспособления. После устранения причины перегрева реле возвращается в рабочее положение посредством нажатия механической кнопки. Следует отметить, что сразу после отключения теплового реле включить его не получиться, так как биметаллическая пластина еще не остыла и возможны ложные срабатывания. Поэтому процесс требует определенной выдержки времени, после которой электродвигатель можно запускать в работу.
Обозначение на схеме
При чтении схем важно ориентироваться в обозначении всех устройств, изображенных на них. Это позволяет обеспечивать точное подключение с соблюдением основных параметров работы электроустановки, селективности срабатывания защит и поддерживать нормальный режим электроснабжения. Изображение теплового реле на схемах определяется положениями двух нормативных документов. В соответствии с таблицей 3 ГОСТ 2.755-87 контакты данного вида оборудования изображаются следующим образом (рисунок 3):
Рис. 3. Изображение контакта термореле
В тоже время, само температурное реле имеет обозначение в соответствии с п.21 таблицы 1 ГОСТ 2.756-76, которое отображается на схеме следующим образом (см. рисунок 4):
Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле
Знание схематических изображений электротеплового реле позволит вам ориентироваться в принципиальных схемах уже действующих агрегатов. Или самостоятельно составлять и подключать оборудование через защитное приспособление.
Современное разнообразие тепловых реле охватывает довольно широкий ассортимент. Поэтому деление на виды производиться в соответствии с установленными критериями на основании п. 1.1. ГОСТ 16308-84. Так, по роду тока рабочей цепи все устройства подразделяются на две большие группы: реле переменного и постоянного тока. В зависимости от количества рабочих полюсов встречаются:
однополюсные – применяются для двигателей постоянного тока и других однофазных моделей;
двухполюсные – устанавливаются в трехфазную цепь, где контроль может осуществляться только по двум фазам;
трехполюсные – актуальны для мощных асинхронных агрегатов с короткозамкнутым ротором.
В зависимости от типа контактов вторичных цепей все тепловые приборы подразделяются на модели:
только с замыкающим контактом;
только с размыкающим контактом;
и с замыкающим, и с размыкающим контактом;
с переключающими;
В зависимости от способа возврата теплового реле в исходное положение существуют варианты с включением вручную или с самостоятельным возвратом. Также в моделях может реализовываться функция перевода с одного вида работы на другой.
Также существует разделение по наличию или отсутствию приспособления для компенсации температуры окружающего пространства. И модели с возможностью регулировки тока несрабатывания или с отсутствием таковой функции.
Назначение
Основным назначением теплового реле является защита электродвигателя от перекоса фаз, перегрева на затяжных пусках, заклинивании вала или подачи чрезмерной нагрузки. Для решения всех этих задач на практике выпускаются различные типы реле, имеющие узкую специализацию по конкретному направлению, рассмотрим далее более детально каждый из них.
РТЛ используется для защиты трехфазных асинхронных электрических машин от воздействия токов перегрузки, перегрева при обрыве или перекосе фаз, проблем с вращением вала. Может применяться как самостоятельно, так и с установкой на пускатель ПМЛ.
РТТ предназначено для работы с трехфазными агрегатами с короткозамкнутым ротором, обеспечивает полный охват аварийных режимов, приводящих к перегреванию обмоток. Также может устанавливаться на магнитный пускатель ПМА, ПМЕ или самостоятельно на монтажную панель.
РТИ – трехфазное тепловое реле с возможностью монтажа на пускатели серии КМТ, КМИ. Отличаются стабильным низким расходом электроэнергии, включаются в работу совместно с предохранителями.
ТРН – применяется для контроля пуска и режима работы электродвигателя, мало зависит от внешних температурных факторов. Является двухполюсной моделью, которую можно использовать для пуска двигателей постоянного тока.
Твердотельные — в отличии от предыдущих, не имеет контактных групп и перемещающихся элементов внутри. Применяется в трехфазных цепях, где устанавливаются повышенные требования к пожарной безопасности.
РТК – контролирует температурные показатели не через рабочие токи, а путем размещения датчика в корпусе мотора. Поэтому весь процесс взаимодействия осуществляется только по величине температуры.
РТЭ – представляет собой подобие предохранителя, так как отключение происходит за счет плавления проводника. Само тепловое устройство монтируется непосредственно с электродвигателем.
Технические характеристики
Корректная работа релейной защиты обеспечивается за счет соответствия параметров теплового устройства заданным условиям работы электрической машины. Поэтому важно изучить основные рабочие параметры реле еще до его приобретения. К основным техническим данным теплового реле относятся:
величина номинального напряжения и частота на которые оно рассчитано;
время-токовая характеристика – определяет время срабатывания при установленной кратности превышения;
время возврата теплового элемента в исходное положение;
диапазон изменения тока уставки;
тепловая устойчивость к превышению рабочей величины;
климатическое исполнение и степень пыле- влагозащищенности.
Схемы подключения
Подключение вышеперечисленных моделей тепловых реле может производиться по нескольким схемам, отличающихся в зависимости от конкретного типа оборудования. Рассмотрим наиболее актуальные из них.
Рис. 5. Схема включения теплового реле
Как видите на рисунке 5, трехфазное реле RT1 подключается последовательно к двигателю M. Питание к ним подается через контактор KM. В нормальном режиме работы контакты RT1 нормально замкнуты и через катушку КМ протекает ток. Как только возникнет аварийный режим, тепловая защита разомкнет контакты и катушка контактора обесточится, питание двигателя прекратиться.
Аналогичным образом происходит включение двухполюсного реле, с той разницей, что контакты защитного устройства включаются последовательно только в две фазы из трех, как показано на рисунке ниже:
Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле
Помимо этого существует схема включения теплового реле для мощных электродвигателей, рабочий ток которых в разы превышает допустимый предел для защитного приспособления. В таких ситуациях используется трансформаторное преобразование, а схема включения выглядит следующим образом:
Рис. 7. Схема трансформаторного включения
Критерии выбора
Основным критерием при выборе конкретной модели является соответствие номинальной нагрузки допустимому интервалу самого теплового реле. Для нормальной работы электрической машины вам понадобиться срабатывание при 20 – 30% перегрузке не более, чем в 5 минутный интервал. Величина тока вычисляется по формуле:
Это означает, что допустимый предел регулирования должен включать в себя полученную величину тока срабатывания. Затем, проверьте на время-токовой характеристике (см. рисунок 8), за какой промежуток времени будет срабатывать защита при такой кратности:
Рис. 8. Время-токовая характеристика
В данном случае время будет равно 4 минутам при 20% теплового превышения, что вполне удовлетворяет критериям поставленной задачи.
Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка
Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев. Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключениев схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя.
Содержание статьи
Основные характеристики тепловых реле
Основные характеристики теплового реле, учитываемые при выборе подходящего варианта:
Номинальный ток защиты. Выбирается в соответствии с номинальным током нагрузки. Номинальный ток термореле должен быть в полтора раза выше Iном защищаемого двигателя.
Интервал регулирования установки тока срабатывания.
Напряжение цепи и характер тока – постоянный или переменный. При выходе напряжения за допустимые пределы термореле выйдет из строя.
Номенклатура и число вспомогательных контактов управления. Некоторые ТР имеют дополнительные контакты, управляющие функционированием самого теплореле и обслуживаемой нагрузки.
Мощность коммутации. Важное свойство ТР, которое характеризует выходную мощность нагрузки.
Граница (порог) срабатывания. Это коэффициент, величина которого зависит от величины Iном. Чаще всего этот коэффициент находится в пределах 1,1-1,5.
Чувствительность к асимметрии фаз. Этот параметр равен отношению фазы с перекосом к фазе, по которой проходит Iном.
Класс отключения. Характеризует усредненный период срабатывания устройства.
Устройство и принцип работы тепловых реле
Для защиты электродвигателей и другого электрооборудования чаще всего применяют ТР с биметаллическими пластинами.
В конструкцию биметаллического теплового реле входят:
Биметаллическая пластина. Изготавливается из двух сплавов, обладающих разными коэффициентами термического расширения. Обычно это инвар (низкий Кр) и хромоникелевая сталь (более высокий Кр). Между собой их сваривают или соединяют прокаткой. Один из этих металлов нагревается быстрее, другой – медленнее. При перегрузке по току часть пластиныс высоким Кр прогибается ко второй частипластины, которая имеет меньший Кр. Такое движение влияетчерез толкатель на группу контактов.
Регулятор тока установки. С его помощью устанавливают максимальное значение тока, выше которого ТР обесточивает цепь. Ток срабатывания регулируется путем увеличения или уменьшения зазора между основной пластиной и толкателем.
Электрические контакты. Их подключают к обмоткам магнитного пускателя теплового реле. Обычно в ТР имеются два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При силовом воздействии биметаллической пластинки контакты меняют свое положение на противоположное.
Нагрев биметаллической пластины происходит по одной из двух схем: непосредственно из-за тока перегруза или косвенно, через отдельный термочувствительный элемент. В одном устройстве могут соединяться оба этих принципа, что значительно повышает его эффективность. При превышении критических величин тока потребителя реле разомкнет цепь и обесточит МП, а следовательно, защищаемое электрооборудование.
На срабатывание релейного элемента может повлиять повышенная температура окружающей среды. Для компенсации этого явления и предотвращения ложных срабатываний в конструкции ТР предусматривают дополнительные биметаллические пластины, которые прогибаются в сторону, противоположную пространственному положению основного элемента.
Виды тепловых реле
Производители предлагают несколько типов ТР, которые отличаются между собой конструктивными особенностями и видом применяемых МП.
ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат, имеющий комбинированный вариант нагрева. Используется в сетях постоянного тока, в которых напряжение не превышает 400 В, для защиты асинхронных двигателей. Устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам.
РТЛ. Защищает электромоторы от затянутого пуска, асимметрии токов, перегрузов, при исчезновении фазы.
РТТ. Обеспечивает защиту асинхронных трехфазных машин с КЗ ротором от перегрузок, затянутого старта и перекоса фаз.
ТРН. Используется в электросетях постоянного тока. Служат для контроля пуска электрических установок и рабочего режима двигателя.
РТИ.Функционирует совместно с автоматическими выключателями или предохранителями.
РТК. Предназначен для использования в цепях автоматики, контролирует температурный режим в корпусе электрического оборудования.
Перечисленные ТР не защищают электроцепи от короткого замыкания.
Схема подключения теплового реле
Подсоединение ТР к силовым установкам осуществляется в соответствии с инструкцией производителя. В большинстве случаев ТР к защищаемому устройству подключают через нормально замкнутый контакт, который последовательно соединяют с клавишей «стоп». Разомкнутый контакт включает теплозащиту при выходе тока за допустимые значения. Схемы подключения теплового реле в цепь двигателя или другого электрооборудованиямогут быть и другими, в зависимости от присутствия дополнительных устройств.
Стандартная схема подключения теплового реле
Тепловое реле устанавливают и подключают вместе с магнитным пускателем, выполняющим функции включения электрического привода. Возможны варианты, когда тепловое реле устанавливают на DIN-рейку или отдельную панель.
При подключении потребителя в сеть 220 В или 380 В все фазы после магнитного пускателя пропускают через тепловое реле, а затем уже подсоединяют к электродвигателю. При включении пусковой кнопки напряжение электропитания попадает на обмотку МП, который включает электродвигатель. Если ток нагрузки увеличивается до значения, превышающего критическую величину, тепловое реле срабатывает и отключает электродвигатель.
Тепловое реле ТРН имеет всего два входящих подключения. Неподключенный провод фазы в этом случае пускают непосредственно от пускателя к двигателю. Поскольку ток в электродвигателе изменяется пропорционально, допускается контроль только двух из них (любых).
Регулировка теплового реле
Для эффективного выполнения функции отключения электродвигателя или другого обслуживаемого аппарата необходимо правильно отрегулировать настройки ТР таким образом, чтобы вероятность ложных срабатываний была исключена. Настройку рекомендуется осуществлять на специализированном стенде способом фиктивных нагрузок:
Через термочувствительный элемент пропускают ток для моделирования реальной тепловой нагрузки.
С помощью таймера определяют время срабатывания. При проведении настройки с помощью контрольного винта при токе 1,5 Iн время срабатывания должно быть не более 2,5 минут, 5-6 Iн – не более 10 секунд.
Маркировка тепловых реле
В маркировке указывается большинство важных характеристик ТР. Пример обозначения: РТЛ-Х1Х2Х3-Х4-Х5А-Х6А-Х7Х8, где
Тепловое реле – эффективный элемент защиты электродвигателей и другого электрооборудования, который выгодно отличается от входного автоматического выключателя тем, что не подвержен ложным срабатываниям при кратковременных скачках тока.
Тепловое реле для электродвигателя: принцип работы, устройство, как выбрать
Во время эксплуатации энергетического оборудования на него постоянно воздействуют токовые перегрузки, снижающие долговечность. Защитой в таких ситуациях служит тепловое реле для электродвигателя, отключающее электроснабжение при возникновении нестандартных обстоятельств.
Предлагаем разобраться в конструкции, принципе работы, видах и нюансах подключения защитного устройств. Кроме того, мы расскажем, какие параметры и характеристики стоит учитывать пи выборе теплового реле.
Конструктивное исполнение тепловых реле
Тепловые реле всех видов имеют аналогичное устройство. Наиболее важный элемент любого из них — чувствительная биметаллическая пластина.
Значение тока срабатывания находится под влиянием температурных показателей среды, в которой работает реле. Рост температуры уменьшает время срабатывания.
Чтобы это влияние свести к минимуму, разработчики устройств выбирают как можно большую температуру биметалла. С этой же целью некоторые реле снабжают дополнительной компенсационной пластиной.
Состоит прибор из корпуса, нихромового нагревателя, биметаллической пластины, защелки, винта, рычага, подвижного контакта и кнопки возврата (+)
Если в конструкцию реле включены нихромовые нагреватели, подключение их осуществляют по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схеме с пластиной.
Значение тока в биметалле регулируют при помощи шунтов. Все детали вмонтированы в корпус. Биметаллический элемент U-образной формы зафиксирован на оси.
Цилиндрическая пружина упирается в один конец пластины. Другим концом она базируется на уравновешенной изоляционной колодке.Совершает повороты вокруг оси и является опорой для контактного мостика, оснащенного контактами из серебра.
Для координации тока уставки биметаллическая пластина своим левым концом соединена с ее механизмом. Регулировка происходит за счет влияния на первичную деформацию пластины.
Если величина токов перегрузки становится равной или большей чем уставки, изоляционная колодка поворачивается под воздействием пластины. Во время ее опрокидывания происходит отключение размыкающего контакта устройства.
Тепловое реле ТРТ в разрезе. Здесь основными элементами являются: корпус (1), механизм уставки (2), кнопка (3), ось (4), контакты серебряные (5), контактный мостик (6), изоляционная колодка (7), пружина (8), пластина биметаллическая (9), ось (10)
Автоматически реле делает возврат в первоначальное положение. Процесс самовозврата занимает не более 3 минут с момента включения защиты. Возможен и ручной возврат, для этого предусмотрена специальная клавиша Reset.
При ее использовании прибор занимает исходное положение за 1 минуту. Чтобы задействовать кнопку, ее проворачивают против часовой стрелки до момента, когда она поднимется над корпусом. Ток установки обычно указан на щитке.
Принцип работы приспособления
Выполняя защитную функцию, автоматический выключатель разъединяет силовые питающие цепи. Тепловое реле отличается от него тем, что при превышении нагрузки просто выдает управляющий сигнал. При такой защите токи небольшой величины коммутируются в одной цепи управления.
В схеме перед термореле находится магнитный пускатель. Когда цепи размыкаются в аварийном порядке, отпадает надобность в дублировании работы контактора. Следовательно, не расходуется материал для изготовления силовых контактных групп.
Наиболее популярными являются приборы, оснащенные биметаллическими пластинами. Собственно пластина состоит из двух аналогичных элементов.
Один из них обладает значительным температурным коэффициентом, а другой — несколько меньшим. Эти две составляющие плотно прилегают друг к другу.
Так как составные части биметаллической пластины выполнены из пары разнородных металлов, имеющих неодинаковые коэффициенты расширения, нагрев заставляет ее изгибаться и взаимодействовать с контактами
Обеспечивается такое жесткое скрепление путем сваривания или прокаткой в горячем виде. За счет того, что пластина закреплена неподвижно, при нагреве наблюдается ее изгиб в сторону элемента с меньшим температурным коэффициентом. Этот принцип взят за основу при создании тепловых реле.
При их производстве применяют хромоникелевую сталь и немагнитную, обладающие большим значением температурного коэффициента. Как материал с малым значением этого параметра используют инвар — соединение никеля с железом.
По такой схеме функционирует тепловое реле. Незакрепленный конец биметаллической пластины при ее прогибе воздействует на контакты термореле (+)
Пластину из биметалла прогревают токи нагрузки. Протекают они чаще всего по специальному нагревателю. Существует и комбинированный нагрев, при котором, кроме тепла, отдаваемого нагревателем, биметалл прогревает еще и ток, проходящий через него.
Как подключить тепловое реле
Замкнутый контакт (normal connected), при помощи которого производят подключение теплового модуля к магнитному пускателю, обозначают NC или НЗ, что расшифровывается, как нормально замкнутый. Буквенным сочетанием NO обозначают нормально разомкнутый контакт.
В несложной схеме он применяется для подачи сигнала, свидетельствующего о срабатывании защиты двигателя из-за превышения пороговой температуры.
При внедрении в сложные схемы управления он способен формировать в аварийном порядке сигнал выведения из рабочего состояния конвейера.
Тепловое реле размещают за контакторами, но перед электродвигателем. Подсоединение контакта normal connectde к кнопке «Стоп» на пульте управления осуществляют по последовательной схеме (+)
Обозначение клемм контакторов диктует ГОСТ: нормально замкнутый — 95-96, нормально разомкнутый — 97-98. К первой паре подключают пускатель, вторую используют для схем сигнализации. Так как двигатель и тепловое реле нужно защищать от КЗ, цепь должна содержать автомат защиты.
Схема прибора включает кнопки «Тест» и «Стоп» или «Сброс». С помощью первой проверяют работоспособность, а второй — отключают защиту вручную.
При помощи переключателя поворотного взвода после включения защиты вновь запускают электродвигатель. На стеклянную крышку изделия наносят маркировку и пломбируют.
Если исходить из типа подключения, можно выделить две большие группы термореле:
первая группа — устройства, монтируемые за магнитным пускателем и те, что подключаются с использованием перемычек;
вторая группа — приборы, устанавливаемые на контактор пускателя непосредственно.
В последнем случае при запуске основная нагрузка приходится на контактор. Здесь тепловой модуль оснащен медными контактами, подключенными к входам пускателя непосредственно.
Схема теплового реле. На нее нанесены обозначения управляющих элементов и выводов. У разных моделей эти обозначения могут отличаться (+)
К ТР подключают провода от двигателя. Само реле в такой схеме представляет промежуточный узел, анализирующий ток, протекающий транзитом к двигателю от магнитного пускателя.
Нюансы при установке прибора
На скорость срабатывания теплового модуля могут повлиять не только токовые перегрузки, но и показатели внешней температуры. Защита сработает даже в условиях отсутствия перегрузок.
Бывает и так, что под воздействием принудительной вентиляции двигатель подвержен тепловой перегрузке, но защита не срабатывает.
Чтобы избежать таких явлений, нужно следовать рекомендациям специалистов:
При выборе реле ориентироваться на максимально допустимую температуру срабатывания.
Защиту монтировать в одном помещении с защищаемым объектом.
Для установки выбирать места, где нет источников тепла или вентиляционных устройств.
Нужно настраивать тепловой модуль, ориентируясь на реальную температуру окружения.
Лучший вариант — наличие в конструкции реле встроенной термокомпенсации.
Дополнительной опцией термореле является защита при обрыве фазы или полностью питающей сети. Для трехфазных моторов этот момент особо актуален.
Ток в тепловом реле движется последовательно через его нагревательный модуль и дальше к двигателю . С обмоткой пускателя прибор соединяют дополнительные контакты (+)
При неполадках в одной фазе две остальные принимают на себя ток большей величины. В результате быстро происходит перегрев, а далее — отключение. При неэффективной работе реле может выйти из строя и двигатель, и проводка.
Существующие типы устройств
Класс тепловых реле включает несколько видов: ТРН,РТЛ, ТРП, РТИ, РТТ. Применение каждого обусловлено особенностями конструкции.
Токовое реле двухфазное (ТРН), используют в основном для электрозащиты двигателей асинхронных, имеющих короткозамкнутый ротор. Как правило, они работают от сети с номиналом до 500 В, частотой 50 Гц.
Оснащено реле ручным механизмом управления контактами. Габариты ТРН дают возможность встраивать их в комплектные устройства как закрытого, так и открытого типа станций, координирующих работу приводов. Функцию защиты от КЗ они не выполняют и сами нуждаются в ней.
Реле ТРП имеют механизм, устойчивый к вибрациям, ударопрочный корпус. Разработаны для охраны асинхронных трехфазных двигателей, функционирующих в условиях больших механических нагрузок.
Рассчитаны они на максимальный ток 600 А и напряжение максимум 500 В, а в цепях с постоянным током — 440 В. Автоматика нечувствительна к внешней температуре и срабатывает тогда, когда показатель превышает 200°C.
Устройства РТЛ — трехфазные, кроме защиты двигателя от перегрузок, предохраняют от заклинивания ротор. Они страхуют его от поломок в случае перекоса фаз, при затяжном пуске.
Работают автономно с клеммниками КРЛ и в модификации с магнитным пускателем ПМЛ. Токовый рабочий промежуток — от 0,10 до 86 А.
Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение
РТТ — приспособление защищает асинхронные двигатели от токовых бросков, перекоса фаз, заклинивания и других нештатных ситуаций. Используется и как самостоятельный прибор, и в виде встройки в пускатели ПМА, ПМЕ.
Изделие трехфазное РТИ наделено теми же функциями, что и предыдущее, но используется в модификации с пускателями КТМ и КМИ.
Как выбрать тепловое реле
Двигателю необходимо реле для защиты, когда по технологическим причинам существует потенциальная угроза его перегруженности. Второй случай — необходимость ограничения времени запуска в условиях пониженного напряжения.
Эти требования содержатся в соответствующей инструкции. В которой изложено пожелание об оснащении защитного изделия выдержкой по времени. Реализуют все это при помощи тепловых реле.
Быстродействие контактов в зависимости от параметров тока — время-токовый показатель.
Рабочий ток, при котором ТП срабатывает.
Предельные токовые регулировки уставки. Во всех приборах, выпускаемых разными производителями, этот параметр отличается незначительно. Превышение номинала на 20% влечет за собой срабатывание прибора минут через 25.
Номинальная величина тока рабочей биметаллической пластины. Имеется в виду значение, при превышении которого реле не отключается немедленно.
Токовый диапазон, в котором срабатывает реле.
Сведения о тепловом реле можно получить, расшифровав его маркировку. Символ, обозначающий тип исполнения, может отличаться.
Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение (+)
Места размещения отечественных ТП регламентированы ГОСТом 15150. На их работу оказывают влияние такие моменты, как высота подъема над уровнем моря, вибрация, удары, ускорения.
Все эти нюансы производители отражают в маркировке своих изделий. Некоторые из них дополнительно включают сведения о возможности работы при наличии вредных веществ и взрывоопасных газов.
Выбор устройства по правилам
Требования к термореле изложены в инструкции. Здесь же оговорено, что защита должна обладать выдержкой по времени. Реализуют все запросы при помощи специальных приборов.
Время-токовые характеристики ТР и защищаемого двигателя. При токах КЗ нагревательные элементы реле становятся термически неустойчивыми (+)
Анализируя времятоковые характеристики ТР, нужно принимать во внимание, что срабатывание может происходить из перегретого или холодного состояния.
Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные. Первая должна находиться ниже, чем вторая.
В таблице приведены технические характеристики термореле типа РТЛ. По ней можно подобрать защитное устройство с необходимыми параметрами по мощности двигателя (+)
Правильный подбор защитного изделия осуществляется на основе такого параметра, как рабочий номинальный ток. Его значение связано с номинальным током нагрузки электродвигателя.
Как международными, так и отечественными стандартами предусмотрено, что номинальный ток двигателя аналогичен уставке тока срабатывания термореле.
Это значит, что включение в работу прибора происходит при перегрузке от 20 до 30% или при Iср.х1,2 или 1,3 не позже 20 минут.
Исходя из этого, выбор нужно осуществлять так, чтобы ток несрабатывания ТР превышал номинальный ток прикрываемого объекта в среднем на 12%. Величина In отображена в паспорте прибора и на табличке, закрепленной на корпусе.
Основываясь на ней, подбирают как ТР, так и пускатель, соответствующий ему. Шкала реле калибрована в амперах и, как правило, отвечает значению тока уставки.
В качестве примера можно привести подбор теплового реле для асинхронного двигателя, подключенного к сети 380 В, мощностью 1,5 кВт.
Рабочий номинальный ток для него — 2,8 А, значит, для теплового реле пороговый ток будет равен: 1,2*2,8 = 3,36 А. По таблице выбор нужно остановить на РТЛ-1008, у которого диапазон регулировки находится в пределах от 2,4 до 4 А.
При срабатывании защиты сначала устраняют первопричину остановки, а затем возвращают «теплушку» в исходное состояние при помощи клавиши возврата
Когда паспортные данные двигателя неизвестны, ток определяют путем использования специальных приборов — токоизмерительных клещей или мультиметра с соответствующей опцией. Измерения проводят на каждой из фаз.
Важно при выборе уделить внимание напряжению, указанному на приборе. Если запланировано использовать тандем ТР-пускатель, нужно учесть число контактов.
При включении устройства в трехфазную сеть необходим модуль, имеющий функцию защиты для случаев перегорания проводников или перекоса фаз.
Выводы и полезное видео по теме
Схема эффективной защиты двигателя:
Составные части теплового реле:
Принцип взаимодействия различных приборов в разных вариантах подключения теплового реле одинаков. Для лучшей ориентации в схемах надо уметь «читать» маркировку устройств. В идеале все работы по подключению должен выполнять мастер, имеющий допуск к работе в условиях высокого напряжения.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и применению теплового реле? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.
Установка теплового реле (схема)
Реле тепловое устанавливается для недопущения воздействия на электродвигатели от значительных и продолжительных токовых перегрузок, образующихся при обрыве одной из фаз либо перегрузки вала. Также при помощи ТР осуществляется защита обмотки от последующего повреждения после междувиткового замыкания. Читайте также статью ⇒ Реле напряжения.
Что такое тепловое реле?
Реле называется тепловым из-за его принципа действия, во многом подобного на принцип работы выключателя-автомата, в котором биметаллические пластины, нагретые электротоком, выполняют разрыв цепи и давят на механизм спуска.
Так как тепловое реле в схемах требуется подключать за магнитным пускателем, отсутствует необходимость дублирования функции контактора после размыкания цепей в аварийных случаях. Выбор в пользу такой защиты позволяет достичь существенной экономии материала для силовых контактных групп. Ведь гораздо проще коммутировать малые токи единой управляющей цепи, чем разрывать сразу три контакта под высокой токовой нагрузкой.
Совет №1: При подключении прибора следует помнить, что тепловым реле силовые цепи не разрываются напрямую, им подается управляющий сигнал при повышении нагрузок.
Обычно в конструкции тепловых реле предусмотрено наличие двух контактов:
нормально замкнутого;
разомкнутого в нормальном положении.
После сработки реле оба этих контакта одновременно изменяют сове положение.
Устройство и виды
Реле тепловые выпускаются нескольких типов, для каждого из них характерны свои конструктивные особенности и область использования. Основными типами являются следующие реле:
РТЛ представляют собой 3-х фазные устройства, предназначенные для защиты электродвигателей от перегрузок, заклинивания ротора, продолжительного пуска, фазного перекоса. Устройства ставятся на клеммные контакты пускателя ПМЛ. Могут самостоятельно работать как защитный прибор с клеммами типа КРЛ.
Реле типа РТТ — также трехфазное устройство, обеспечивающее защиту короткозамкнутых двигателей от затяжных пусков, заклинивания, токовых перегрузок, иных, не менее опасных аварийных ситуаций. Благодаря особенностям конструкции реле крепятся к корпусу магнитных пускателей типов ПМА и ПМЕ, а также в качестве отдельного устройства на специальной панели.
Трехфазные реле РТИ используются для защиты электромотора от перегрузок, перекосов фаз, стопорения и других тяжелых режимов функционирования. Крепятся к корпусу пускателей КМТ и КМИ.
ТРН — тепловой 2-х фазное реле, посредством которого осуществляется контроль за пуском и работой приборов. Оснащается механизмом ручного возврата клемм в первоначальное положение, при этом температура среды на эффективность функционирования реле не влияет.
Реле перезагрузки тепловое РТЛ с уровнем защиты IP20 на номинальный ток 100А
Твердотельные реле — 3-х фазные устройства, конструкция которого не предусматривает наличия подвижных частей. Реле также не восприимчивы к воздействию окружающей среды, применяются в местах с риском разрыва.
В реле типа РТК контроль температуры выполняется посредством щупа, размещенного в корпусе прибора.
Термореле типа РТЭ состоит из проводника, изготовленного из специального сплава. При достижении температуры порового значения проводник плавится, тем самым разрывая цепь. Встраивается в конструкцию электромотора. Читайте также статью ⇒Как работает реле контроля напряжения?
Как выбрать реле по характеристикам?
При подборе реле следует изначально разобраться в его основных параметрах:
значению номинального тока;
диапазона регулирования тока сработки;
сетевого напряжения;
тип и количество клемм;
расчетной мощности подключаемого устройства;
минимальной границы сработки;
класса устройства;
реакции на фазный перекос.
Номинальный ток реле должен быть идентичным указанному на электромоторе, к которому устройство будет подсоединяться. Величину тока двигателя можно увидеть на планке, размещенной на его крышке или корпусе.
Сетевое напряжение для реле должно быть равным значению сети, в которой оно будет располагаться — 220 либо 380/400 В. Также значение имеет тип и число клемм, так как в контакторах различных типов реализованы различные способы подсоединения.
Реле также должно выдерживать мощность электромотора для недопущения ложной сработки. Для двигателей трехфазных следует подбирать реле, обеспечивающее дополнительную защиту от фазного перекоса.
Особенности подключения
Обычно монтаж теплового реле осуществляется вместе с магнитным пускателем, выполняющим соединение и запуск электродвигателя. Выпускаются также и устройства, устанавливающиеся как самостоятельный прибор на DIN-рейке либо на монтажной панели — ТРН или РТТ.
Если у реле ТРН присутствует лишь пара входящих подключений, фаз в нем все равно три. Отключенный фазный провод выходит с пускателя к двигателю, минуя устройство. Изменение тока в электромоторе происходит пропорционально во всех фазах, потому достаточно выполнять контроль только за двумя из них.
Магнитный пускатель с тепловым реле ТРН с двумя входящими подключениями
Устройства снабжаются двумя группами клемм в нормально открытой и нормально замкнутой группах.
Структурная схема подключения теплового реле согласно требований ГОСТ с обозначениями
Ниже представлена схема управления, отключающая мотор от сети при возникновении нештатной ситуации от обрыва фазы либо перегрузки. Вращение двигателя осуществляется в одну сторону, управление включением выполняется с одного места посредством кнопок ПУСК и СТОП.
Включение реле в 3-х фазную сеть, управление выполняется через кнопки Стоп и Старт
Автомат подключен и к верхним контактом поступает напряжение. После нажима кнопки ПУСК происходит подключение катушки пускателя А1 и А2 к сети L1 и L2. В представленной схеме установлен пускатель, катушка которого рассчитана на 380 В.
При включении пускателя катушкой происходит замыкание дополнительных контактов 13 и 14. Кнопку ПУСК теперь можно отпустить, но контактор останется включенным. Такая схема получила название «Пуск с самоподхватом».
Для отключения электромотора от сети нужно обесточить катушку. Проследив на представленной схеме направление течения тока, можно заметить, что отключение произойдет при нажиме кнопки СТОП либо размыкании клемм теплового реле (на схеме прибор обозначен прямоугольником красного цвета).
Таким образом, при возникновении нештатной ситуации при сработке реле разрывается цепь, пускатель снимается с самоподхвата, обесточивая при этом электромотор. Перед повторным пуском после сработки необходимо выполнить осмотр механизма для выявления причин внепланового отключения и не включать вновь до их устранения.
Зачастую причиной сработки служит повышенная температура внешнего воздуха — такой момент также следует учесть при настройке механизмов и их эксплуатации.
Совет№2: В домашних хозяйствах область использования тепловых реле не ограничивается лишь станками и иными механизмами собственного производства. Не лишним было бы применять устройства для установки в системах, контролирующих ток в насосах отопительной системы.
Работа циркуляционного агрегата выполняется весьма специфическая. Дело в том, что на улитке и лопастях со временем появляется известковый налет, служащий одной из причин заклинивания и выхода из строя электродвигателя. Применяя приведенные схемы подключения можно собственными силами собрать контролирующий блок и блок защиты. В питающей цепи достаточно выставить номинал теплового реле и подключить контакты.
Помимо этого, не менее интересна схема подсоединения теплового реле посредством токовых трансформаторов, предназначенная для применения при подключении мощных двигателей, например, поливочных систем крупных фермерских хозяйств. При добавлении в питающую цепь трансформатор следует иметь в виду параметр трансформации, равный, например, 60/5. Этот параметр означает, что при поступлении через первичную обмотку тока в 60 А, на вторичной обмотке его величина будет равна 5 А. Использование такой схемы позволит сократить расходы на приобретение комплектующих без снижения эксплуатационных характеристик. Читайте также статью ⇒ Подключение указательное реле.
Схема, при помощи которой осуществляется контроль работы посредством трансформаторов тока
Красным цветом на схеме указаны трансформаторы тока, подключающиеся к амперметру и реле контроля, для визуального представления о проходящих в цепи процессов. Подключение трансформатора выполняется по схеме «звездочка» с одной общей точкой.
Обзор моделей
В таблице приведен краткий сравнительный обзор моделей тепловых реле с указанием основных параметров и примерной стоимости.
Тепловая защита электродвигателя. Электротепловое реле.
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В предыдущей статье мы с Вами рассмотрели принципиальные схемы включения магнитного пускателя, обеспечивающие реверс вращения электродвигателя.
Продолжаем знакомиться с магнитным пускателем и сегодня рассмотрим типовые схемы подключения электротеплового реле типа РТИ, которое предназначено для защиты от перегрева обмоток электродвигателя при токовых перегрузках.
1. Устройство и работа электротеплового реле.
Электротепловое реле работает в комплекте с магнитным пускателем. Своими медными штыревыми контактами реле подключается к выходным силовым контактам пускателя. Электродвигатель, соответственно, подключают к выходным контактам электротеплового реле.
Внутри теплового реле находятся три биметаллические пластины, каждая из которых сварена из двух металлов, имеющих различный коэффициент теплового расширения. Пластины через общее «коромысло» взаимодействуют с механизмом подвижной системы, которая связана с дополнительными контактами, участвующими в схеме защиты электродвигателя:
1. Нормально-замкнутый NC (95 – 96) используют в схемах управления пускателем; 2. Нормально-разомкнутый NO (97 – 98) применяют в схемах сигнализации.
Принцип действия теплового реле основан на деформации биметаллической пластины при ее нагреве проходящим током.
Под действием протекающего тока биметаллическая пластина нагревается и прогибается в сторону металла, имеющего меньший коэффициент теплового расширения. Чем больший ток будет протекать через пластину, тем сильнее она будет греться и прогибаться, тем быстрее сработает защита и отключит нагрузку.
Допустим, что электродвигатель подключен через тепловое реле и работает в нормальном режиме. В первый момент времени работы электродвигателя через пластины течет номинальный ток нагрузки и они нагреваются до рабочей температуры, которая не вызывает их изгиб.
По какой-то причине ток нагрузки электродвигателя стал увеличиваться и через пластины потек ток выше номинального. Пластины начнут сильнее греться и прогибаться, что приведет в движение подвижную систему и она, воздействуя на дополнительные контакты реле (95 – 96), обесточит магнитный пускатель. По мере остывания пластины вернутся в исходное положение и контакты реле (95 – 96) замкнутся. Магнитный пускатель опять будет готов к запуску электродвигателя.
В зависимости от величины протекающего тока в реле предусмотрена уставка срабатывания по току, влияющая на силу изгиба пластины и регулирующаяся поворотным регулятором, расположенным на панели управления реле.
Помимо поворотного регулятора на панели управления расположена кнопка «TEST», предназначенная для имитации срабатывания защиты реле и проверки его работоспособности до включения в схему.
«Индикатор» информирует о текущем состоянии реле.
Кнопкой «STOP» обесточивается магнитный пускатель, но как в случае с кнопкой «TEST», контакты (97 – 98) не замыкаются, а остаются в разомкнутом состоянии. И когда Вы будете задействовать эти контакты в схеме сигнализации, то учитывайте этот момент.
Электротепловое реле может работать в ручном или автоматическом режиме (по умолчанию стоит автоматический режим).
Для перевода в ручной режим необходимо повернуть поворотную кнопку «RESET» против часовой стрелки, при этом кнопка слегка приподнимается.
Предположим, что сработало реле и своими контактами обесточило пускатель. При работе в автоматическом режиме после остывания биметаллических пластин контакты (95 — 96) и (97 — 98) автоматически перейдут в исходное положение, тогда как в ручном режиме перевод контактов в исходное положение осуществляется нажатием кнопки «RESET».
Кроме защиты эл. двигателя от перегрузок по току, реле обеспечивает защиту и в случае обрыва питающей фазы. Например. При обрыве одной из фаз, электродвигатель, работая на оставшихся двух фазах, станет потреблять больше тока, отчего биметаллические пластины нагреются и реле сработает.
Однако электротепловое реле не способно защитить двигатель от токов короткого замыкания и само нуждается в защите от подобных токов. Поэтому при установке тепловых реле необходимо устанавливать в цепь питания электродвигателя автоматические выключатели, защищающие их от токов короткого замыкания.
При выборе реле обращают внимание на номинальный ток нагрузки электродвигателя, который будет защищать реле. В инструкции по эксплуатации, идущей в коробке, есть таблица, по которой выбирается тепловое реле для конкретной нагрузки:
Например. Реле РТИ-1302 имеет предел регулировки тока уставки от 0,16 до 0,25 Ампер. Значит, нагрузку для реле следует выбирать с номинальным током около 0,2 А или 200 mA.
В схеме с тепловым реле используют нормально-замкнутый контакт реле КК1.1 в цепи управления пускателем, и три силовых контакта КК1, через которые подается питание на электродвигатель.
При включении автоматического выключателя QF1 фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку SB1 «Стоп» поступает на контакт №3 кнопки SB2 «Пуск», вспомогательный контакт 13НО пускателя КМ1, и остается дежурить на этих контактах. Схема готова к работе.
При нажатии на кнопку SB2 фаза через нормально-замкнутый контакт КК1.1 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и его все нормально-разомкнутые контакты замыкаются, а нормально-замкнутые размыкаются.
При замыкании контакта КМ1.1 пускатель встает на самоподхват. При замыкании силовых контактов КМ1 фазы «А», «В», «С» через контакты теплового реле КК1 поступают на обмотки электродвигателя и двигатель начинает вращение.
При увеличении тока нагрузки через силовые контакты термореле КК1, реле сработает, контакт КК1.1 разомкнется и пускатель КМ1 обесточится.
Если возникнет необходимость в простой остановке двигателя, то достаточно будет нажать на кнопку «Стоп». Контакты кнопки разорвутся, фаза прервется и пускатель обесточится.
На фотографиях ниже показана часть монтажной схемы цепей управления:
Следующая принципиальная схема аналогична первой и отличается лишь тем, что нормально-замкнутый контакт термореле (95 – 96) разрывает ноль пускателя. Именно эта схема получила наибольшее распространение из-за удобства и экономичности монтажа: ноль сразу заводят на контакт термореле, а со второго контакта реле бросают перемычку на катушку пускателя.
При срабатывании термореле контакт КК1.1 размыкается, «ноль» разрывается и пускатель обесточивается.
И в заключении рассмотрим подключение электротеплового реле в реверсивной схеме управления пускателем.
От типовой схемы она, как и схема с одним пускателем, отличается лишь наличием нормально-замкнутого контакта реле КК1.1 в цепи управления, и тремя силовыми контактами КК1, через которые запитывается электродвигатель.
При срабатывании защиты контакты КК1.1 разрываются и отключают «ноль». Работающий пускатель обесточивается и двигатель останавливается. При возникновении необходимости в простой остановке двигателя достаточно нажать на кнопку «Стоп».
Вот и подошел к логическому завершению рассказ о магнитном пускателе. Понятно, что только одних теоретических знаний мало. Но если Вы будете практиковаться, то сможете собрать любую схему с применением магнитного пускателя.
И уже по сложившейся традиции небольшой видеоролик о применении электротеплового реле.
Тепловое реле для электродвигателя схема подключения
Техника, которая оснащается двигателями нуждается в защите. Для этих целей в нее устанавливается система принудительного охлаждения, чтобы обмотки не превышали допустимую температуру. Иногда ее бывает недостаточно, поэтому дополнительно может быть смонтировано тепловое реле. В самоделках его приходится монтировать своими руками. Поэтому важно знать схему подключения теплового реле.
Принцип работы теплового реле
В некоторых случаях тепловое реле может быть встроено в обмотки двигателя. Но чаще всего оно применяется в паре с магнитным пускателем. Это дает возможность продлить срок службы теплового реле. Вся нагрузка по запуску ложится на контактор. В таком случае тепловой модуль имеет медные контакты, которые подключаются непосредственно к силовым входам пускателя. Проводники от двигателя подводятся к тепловому реле. Если говорить просто, то оно является промежуточным звеном, которое анализирует проходящий через него ток от пускателя к двигателю.
В основе теплового модуля лежат биметаллические пластины. Это означает, что они изготавливаются из двух различных металлов. Каждый из них имеет свой коэффициент расширения при воздействии температуры. Пластины через переходник воздействуют на подвижный механизм, который подключен к контактам, уходящим к электродвигателю. При этом контакты могут находиться в двух положениях:
нормально замкнутом;
нормально разомкнутом.
Первый вид подходит для управления пускателем двигателя, а второй используется для систем сигнализации. Тепловое реле построено на принципе тепловой деформации биметаллических пластин. Как только через них начинает протекать ток, их температура начинает повышаться. Чем с большей силой протекает ток, тем выше поднимается температура пластин теплового модуля. При этом происходит смещение пластин теплового модуля в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения. При этом происходит замыкание или размыкание контактов и остановка двигателя.
Важно понимать, что пластины теплового реле рассчитаны на определенный номинальный ток. Это означает, что нагрев до некоторой температуры, не будет вызывать деформации пластин. Если из-за увеличения нагрузки на двигатель произошло срабатывания теплового модуля и отключение, то по истечении определенного промежутка времени, пластины возвращаются в свое естественное положение и контакты снова замыкаются или размыкаются, подавая сигнал на пускатель или другой прибор. В некоторых видах реле доступна регулировка силы тока, которая должна протекать через него. Для этого выносится отдельный рычаг, которым можно выбрать значение по шкале.
Кроме регулятора силы тока, на поверхности может также находиться кнопка с надписью Test . Она позволяет проверить тепловое реле на работоспособность. Ее необходимо нажат при работающем двигателе. Если при этом произошел останов, тогда все подключено и функционирует правильно. Под небольшой пластинкой из оргстекла скрывается индикатор состояния теплового реле. Если это механический вариант, то в нем можно увидеть полоску двух цветов в зависимости от происходящих процессов. На корпусе рядом с регулятором силы тока располагается кнопка Stop . Она в отличие от кнопки Test отключает магнитный пускатель, но контакты 97 и 98 остаются разомкнутыми, а значит сигнализация не срабатывает.
Обратите внимание! Описание приводится для теплового реле LR2 D1314. Другие варианты имеют схожее строение и схему подключения.
Функционировать тепловое реле может в ручном и автоматическом режиме. С завода установлен второй, что важно учитывать при подключении. Для перевода на ручное управление, необходимо задействовать кнопку Reset . Ее нужно повернуть против часовой стрелки, чтобы она приподнялась над корпусом. Разница между режимами заключается в том, что в автоматическом после срабатывания защиты, реле вернется к нормальному состоянию после полного остывания контактов. В ручном режиме это можно сделать с использованием клавиши Reset . Она практически моментально возвращает контактные площадки в нормальное положение.
Тепловое реле имеет и дополнительный функционал, который оберегает двигатель не только от перегрузок по току, но и при отключении или обрыве питающей сети или фазы. Это особенно актуально для трехфазных двигателей. Бывает, что одна фаза отгорает или с ней происходят другие неполадки. В этом случае металлические пластины реле, к которым поступают другие две фазы начинают пропускать через себя больший ток, что приводит к перегреву и отключению. Это необходимо для защиты двух оставшихся фаз, а также двигателя. При худшем раскладе такой сценарий может привести к выходу из строя двигателя, а также подводящих проводов.
Обратите внимание! Тепловое реле не предназначено для защиты двигателя от короткого замыкания. Это связано с высокой скоростью пробоя. Пластины просто не успевают отреагировать. Для этих целей необходимо предусматривать специальные автоматические выключатели, которые также включаются в цепь питания.
Характеристики реле
При выборе ТР необходимо ориентироваться в его характеристиках. Среди заявленных могут быть:
номинальный ток;
разброс регулировки тока срабатывания;
напряжение сети;
вид и количество контактов;
расчетная мощность подключаемого прибора;
минимальный порог срабатывания;
класс прибора;
реакция на перекос фаз.
Номинальный ток ТР должен соответствовать тому, который указан на двигателе, к которому будет происходить подключение. Узнать значение для двигателя можно на шильдике, который находится на крышке или на корпусе. Напряжение сети должно строго соответствовать той, где будет применяться. Это может быть 220 или 380/400 вольт. Количество и тип контактов также имеют значение, т. к. различные контакторы имеют различное подключение. ТР должно выдерживать мощность двигателя, чтобы не происходило ложного срабатывания. Для трехфазных двигателей лучше брать ТР, которые обеспечивают дополнительную защиту при перекосе фаз.
Процесс подключения
Ниже приведена схема подключения ТР с обозначениями. На ней можно найти сокращение КК1.1. Оно обозначает контакт, который в нормальном состоянии является замкнутым. Силовые контакты, через которые ток поступает на двигатель обозначены сокращением KK1. Автоматический выключатель, который находится в ТР обозначен как QF1. При его задействовании происходит подача питания по фазам. Фаза 1 управляется отдельной клавишей, которая обозначена маркировкой SB1. Она выполняет аварийную ручную остановку в случае возникновения непредвиденной ситуации. От нее контакту уходит на клавишу, которая обеспечивает пуск и обозначена сокращением SB2. Дополнительный контакт, который отходит от клавиши пуска, находится в дежурном состоянии. Когда выполняется запуск, тогда ток от фазы через контакт поступает на магнитный пускатель через катушку, которая обозначается KM1. Происходит срабатывание пускателя. При этом те контакты, которые в нормальном положении являются разомкнутыми замыкаются и наоборот.
Когда замыкаются контакты, которые на схеме находятся под сокращением KM1, тогда происходит включение трех фаз, которые пускают ток через тепловое реле на обмотки двигателя, который включается в работу. Если сила тока будет расти, тогда из-за воздействия контактных площадок ТР под сокращением KK1 произойдет размыкание трех фаз и пускатель обесточивается, а соответственно останавливается и двигатель. Обычная остановка потребителя в принудительном режиме происходит посредством воздействия на клавишу SB1. Она разрывает первую фазу, которая прекратит подачу напряжения на пускатель и его контакты разомкнутся. Ниже на фото можно увидеть импровизированную схему подключения.
Есть еще одна возможная схема подключения этого ТР. Разница заключается в том, что контакт реле, который в нормальном состоянии является замкнутым при срабатывании разрывает не фазу, а ноль, который уходит на пускатель. Ее применяют чаще всего в силу экономичности при выполнении монтажных работ. В процессе нулевой контакт подводится к ТР, а с другого контакта монтируется перемычка на катушку, которая запускает контактор. При срабатывании защиты происходит размыкание нулевого провода, что приводит к отключению контактора и двигателя.
Реле может быть смонтировано в схему, где предусмотрено реверсивное движение двигателя. От схемы, которая была приведена выше различие заключается в том, что присутствует НЗ контакт, в реле, которое обозначено KK1.1.
Если реле срабатывает, тогда происходит разрыв нулевого провода контактами под обозначением KK1.1. Пускатель обесточивается и прекращает питания двигателя. В экстренной ситуации кнопка SB1 поможет быстро разорвать цепь питания, чтобы остановить двигатель. Видео о подключении ТР можно посмотреть ниже.
Резюме
Схемы, на которых будет изображаться принцип подключения реле к контактору, могут иметь другие буквенные или цифровые обозначения. Чаще всего их расшифровка приводится внизу, но принцип всегда остается одинаковым. Можно немного попрактиковаться, собрав всю схему с потребителем в виде лампочки или небольшого двигателя. С помощью тестовой клавиши можно будет отработать нестандартную ситуацию. Клавиши запуска и остановки позволят проверить работоспособность всей схемы. При этом стоит обязательно учитывать тип пускателя и то, в каком нормальном состоянии находятся его контакты. Если есть определенные сомнения, тогда лучше посоветоваться с электромонтажником, который имеет опыт в сборке таких схем.
Олег Васильев — специалист по ремонту квартир и домов с большим портфелем реализованных проектов. Он разбирается в планировках, инженерных системах и современных материалах. На сайте делится практическими рекомендациями для качественного ремонта.
