Elektromootori termorelee: tööpõhimõte, seade, kuidas valida

Energiaseadmete käitamise ajal mõjutavad neid pidevalt voolu ülekoormused, mis vähendavad nende tööiga. Sellistes olukordades pakub kaitset elektrimootori termorelee, mis katkestab elektrivarustuse ebatavaliste tingimuste ilmnemisel.

Pakume tutvuda kaitseseadme konstruktsiooni, tööpõhimõtte, tüüpide ja ühendamise nüanssidega. Lisaks selgitame, milliseid parameetreid ja omadusi tuleks termorelee valikul arvestada.

Termoreleede konstruktsioon

Kõigi termoreleede konstruktsioon on sarnane. Kõige olulisem element on tundlik bimetalplaat.

Väljalülitustöövoolu väärtust mõjutab relee töökeskkonna temperatuur. Temperatuuri tõus vähendab väljalülitusaega.

Selle mõju minimeerimiseks valivad seadmete arendajad bimetalile võimalikult kõrge temperatuuri. Samal eesmärgil varustatakse mõned releed täiendava kompensatsiooniplaadiga.

Seade koosneb korpusest, nikroomküttekehast, bimetalplaadist, haakpoldist, kruvist, hoovast, liigkontaktist ja tagastusnupust (+).

Kui relee konstruktsioonis on nikroomküttekehad, ühendatakse need plaadiga paralleel-, jada- või paralleel-jadaahelana.

Voolu väärtust bimetallis reguleeritakse šuntide abil. Kõik osad on paigaldatud korpusesse. U-kujuline bimetal element on kinnitatud teljele.

Silindriline vedru toetub ühest otsast plaadi otsa. Teisest otsast toetub see tasakaalustatud isolatsiooniklotsile. See pöörleb ümber telje ja on toeks hõbedaste kontaktidega kontaktsillale.

Sättevoolu koordineerimiseks on bimetalplaat oma vasaku otsaga ühendatud selle mehhanismiga. Reguleerimine toimub plaadi algdeformatsiooni mõjutamise kaudu.

Kui ülekoormusvoolu väärtus muutub võrdseks või suuremaks kui sättevärtus, pöördub isolatsiooniklots plaadi toimel. Selle ümberpöördumisel lülitub seadme avamiskontakt välja.

Soojusrelee TRT lõikes. Peamised elemendid on: korpus (1), seadistusmehhanism (2), nupp (3), telg (4), hõbedased kontaktid (5), kontaktsild (6), isoleerklots (7), vedru (8), bimetallplaat (9), telg (10)

Relee naaseb automaatselt algsesse asendisse. Isetagastumine võtab aega kuni 3 minutit alates kaitse sisselülitamisest. Võimalik on ka käsitsi tagastamine, selleks on ette nähtud spetsiaalne nupp Reset.

Selle kasutamisel naaseb seade algasendisse 1 minutiga. Nupu aktiveerimiseks pööratakse seda vastupäeva, kuni see tõuseb korpusest kõrgemale. Seadistusvool on tavaliselt märgitud andmesildil.

Seadme tööpõhimõte

Kaitsefunktsiooni täites lahutab automaatne kaitselüliti toiteahelad. Soojusrelee erineb sellest selle poolest, et ülekoormuse korral annab see lihtsalt juhtsignaali. Sellise kaitse korral lülitatakse väikesed voolud ühes juhtahelas.

Skeemis on enne soojusreleed magnetkontaktor. Kui ahelad hädaolukorras avanevad, kaob vajadus kontaktorit dubleerida. Seega ei kuluta materjali jõukontaktide rühmade valmistamiseks.

Kõige populaarsemad on seadmed, mis on varustatud bimetallplaatidega. Plaat ise koosneb kahest sarnasest elemendist.

Ühel neist on märkimisväärne temperatuuritegur, teisel veidi väiksem. Need kaks komponenti on tihedalt teineteise küljes kinni.

Kuna bimetallplaadi osad on valmistatud kahest erinevast metallist, millel on erinevad paisumistegurid, sunnib kuumutamine plaati painduma ja kontaktidega suhtlema.

Selline jäik ühendamine tagatakse keevitamise või kuumvaltsimise teel. Kuna plaat on fikseeritud kohale, siis kuumutamisel täheldatakse selle paindumist väiksema temperatuuriteguriga elemendi poole. Seda põhimõtet kasutatakse soojusreleede loomisel.

Nende tootmisel kasutatakse kroom-nikkel terast ja mittemagnetilist terast, millel on suur temperatuuritegur. Väikese teguriga materjalina kasutatakse invarit – nikli ja raua sulamit.

Sellise skeemi järgi töötab soojusrelee. Bimetallplaadi vaba ots mõjutab selle paindumisel soojusrelee kontakte (+)

Bimetallplaati soojendavad koormusvoolud. Need voolavad enamasti spetsiaalses küttekehas. On olemas ka kombineeritud soojendus, mille puhul lisaks küttekeha eraldatavale soojusele soojendab bimetalli ka seda läbiv vool.

Kuidas ühendada termorelee

Suletud kontakt (normal connected), mille abil ühendatakse termomoodul magnetsüdamikuga, tähistatakse NC või HZ, mis tähendab normaalselt suletud. Tähekombinatsiooniga NO tähistatakse normaalselt avatud kontakti.

Lihtsas skeemis kasutatakse seda signaali andmiseks, mis näitab mootori kaitse rakendumist temperatuuri ületamise tõttu.

Keerukatesse juhtimisskeemidesse rakendamisel suudab see hädaolukorras moodustada signaali konveieri tööseisundist väljaviimiseks.

Termorelee paigutatakse kontaktorite taha, kuid elektrimootori ette. Normal connectde kontakti ühendamine juhtpuldi „Stopp“ nupuga toimub jadalülituse skeemi järgi (+)

Kontaktorite klemmide tähistus vastavalt GOST-ile: normaalselt suletud — 95-96, normaalselt avatud — 97-98. Esimese paari külge ühendatakse käiviti, teist kasutatakse signalisatsiooniskeemides. Kuna mootorit ja termoreleed tuleb kaitsta lühise eest, peab ahel sisaldama kaitselülitit.

Seadme skeem sisaldab nuppe „Test“ ja „Stopp“ või „Lähtesta“. Esimese abil kontrollitakse töövõimet, teise abil lülitatakse kaitse käsitsi välja.

Pöördtõmbelüliti abil käivitatakse pärast kaitse rakendamist elektrimootor uuesti. Toote klaaskattele kantakse märgistus ja pitseeritakse.

Kui lähtuda ühenduse tüübist, võib eristada kahte suurt termoreleede rühma:

• esimene rühm – seadmed, mis paigaldatakse magnetsüdamiku taha ja need, mis ühendatakse džemprite abil;
• teine rühm – seadmed, mis paigaldatakse otse käiviti kontaktorile.

Viimasel juhul langeb käivitamisel põhikoormus kontaktorile. Siin on termomoodul varustatud vasekontaktidega, mis on otse ühendatud käiviti sisenditega.

Termorelee skeem. Sellele on kantud juhtelementide ja väljundite tähistused. Erinevatel mudelitel võivad need tähistused erineda (+)

Termoreleega ühendatakse mootori juhtmed. Relee ise on sellises skeemis vaheüksus, mis analüüsib magnetsüdamikult mootorile transitoorvoolu.

Nüansid seadme paigaldamisel

Termomooduli rakendumiskiirust võivad mõjutada mitte ainult voolu ülekoormused, vaid ka välistemperatuuri näitajad. Kaitse rakendub ka ülekoormuste puudumise tingimustes.

Juhtub ka nii, et sundventilatsiooni mõjul on mootor termoskoormuse all, kuid kaitse ei rakendu.

Selliste nähtuste vältimiseks tuleb järgida spetsialistide soovitusi:

1. Relee valimisel lähtuda maksimaalsest lubatud rakendumistemperatuurist.
2. Kaitse paigaldada samasse ruumi kaitstava objektiga.
3. Paigaldamiseks valida kohad, kus pole soojusallikaid ega ventilatsiooniseadmeid.
4. Tuleb soojusmoodulit seadistada, lähtudes tegelikust ümbritsevast temperatuurist.
5. Parim variant on relee konstruktsioonis sisseehitatud termokompensatsiooni olemasolu.

Termorelee lisavõimalus on kaitse faasi katkemise või toitevõrgu täieliku katkestuse korral. Kolmefaasiliste mootorite puhul on see eriti oluline.

Vool liigub soojusrelees järjestikku läbi selle küttemooduli ja edasi mootorisse. Stardiseadme mähisega ühendatakse seade täiendavate kontaktide abil (+).

Ühe faasi rikke korral võtavad ülejäänud kaks faasi suurema voolu enda peale. Selle tagajärjel toimub kiire ülekuumenemine ja seejärel väljalülitus. Relee ebatõhusa töö korral võivad kahjustuda nii mootor kui ka juhtmestik.

Olemasolevad seadmetüübid

Soojusreleede klass hõlmab mitut tüüpi: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Igaühe kasutamine on tingitud konstruktsiooni iseärasustest.

Kahefaasiline voolurelee (TRN), mida kasutatakse peamiselt lühisrootoriga asünkroonmootorite elektrikaitseks. Tavaliselt töötavad nad võrgul nimipingega kuni 500 V, sagedusega 50 Hz.

Relee on varustatud käsitsi kontaktihaldusmehhanismiga. TRN-i mõõtmed võimaldavad neid integreerida nii suletud kui ka avatud tüüpi jaamade komplekseadmetesse, mis koordineerivad ajamite tööd. Lühisekaitse funktsiooni nad ei täida ja vajavad ise seda kaitset.

TRP-relee on vibratsioonikindla mehhanismi ja löögikindla korpusega. Need on loodud asünkroonsete kolmefaasiliste mootorite kaitseks, mis töötavad suurte mehaaniliste koormuste tingimustes.

Need on ette nähtud maksimaalse voolutugevusega 600 A ja pingega kuni 500 V, alalisvooluahelates aga 440 V. Automaatika ei tunne välistemperatuuri ja töötab siis, kui näit ületab 200°C.

RTL-seadmed on kolmefaasilised, lisaks mootori kaitsele ülekoormuse eest kaitsevad need rootorit kinnikiilumise eest. Need kaitsevad rootorit rikete eest faaside ebasümmeetria ja veninud käivituse korral.

Töötavad iseseisvalt KRL-klemmliistudega ja modifikatsioonis koos PML-magnetkäivitiga. Töövooluvahemik on 0,10 kuni 86 A.

Kontaktor koos soojusreleega. Kui seade tööle rakendub, muudavad tavaliselt suletud ja tavaliselt avatud kontakt sünkroonselt oma asendit.

RTT – seade kaitseb asünkroonmootoreid voolupingete, faaside asümmeetria, kinnikiilumise ja muude eriolukordade eest. Seda kasutatakse nii iseseisva seadmena kui ka PMA- ja PME-käivitite sisse ehitatuna.

Kolmefaasiline toode RTI on varustatud samade funktsioonidega nagu eelmine, kuid seda kasutatakse koos KTM- ja KMI-käivititega.

Kuidas valida termorelee

Mootor vajab kaitseks releed, kui tehnoloogilistel põhjustel on potentsiaalne oht selle ülekoormusele. Teine juhtum on vajadus piirata käivitusaega madalpinge tingimustes.

Need nõuded sisalduvad vastavas juhendis. Selles on esitatud soov varustada kaitse toodet viitajaga. Seda kõike teostatakse termoreleede abil.

Seadmete põhiomadused

Mootorit kaitsva seadme põhiandmed on:

1. Kontaktide kiirus sõltuvalt voolu parameetritest – aeg-voolu näitaja.
2. Töövool, mille juures termorelee rakendub.
3. Piirvoolu seadistused. Kõigis erinevate tootjate poolt toodetud seadmetes erineb see parameeter vähe. Nimiväärtuse ületamine 20% võrra põhjustab seadme rakendumise umbes 25 minuti pärast.
4. Tööbimetallplaadi nimivoolu suurus. Selle all mõeldakse väärtust, mille ületamisel relee ei lülitu kohe välja.
5. Vooluvahemik, milles relee rakendub.

Teavet termorelee kohta saab selle märgistust dešifreerides. Täitmistüüpi tähistav sümbol võib erineda.

Kontaktor koos termoreleega. Kui seade rakendub, vahetavad tavaliselt suletud ja tavaliselt avatud kontakt sünkroonselt oma asendit (+)

Kodumaiste termoreleede paigutuskohti reguleerib GOST 15150. Nende tööd mõjutavad sellised tegurid nagu kõrgus merepinnast, vibratsioon, löögid, kiirendused.

Kõiki neid nüansse kajastavad tootjad oma toodete märgistuses. Mõned neist lisavad teavet töövõimaluse kohta kahjulike ainete ja plahvatusohtlike gaaside juuresolekul.

Seadme valik reeglite järgi

Termorelee nõuded on esitatud juhendis. Siin on ka sätestatud, et kaitse peab omama viitajat. Kõik nõuded täidetakse spetsiaalsete seadmete abil.

Termorelee ja kaitstava mootori aeg-voolu karakteristikud. Lühisvoolude korral muutuvad relee kütteelemendid termiliselt ebastabiilseks (+)

Analüüsides termorelee aeg-voolu karakteristikuid, tuleb arvestada, et rakendumine võib toimuda ülekuumenenud või külmast olekust.

Laitmatu kaitse eeldab, et kõver, mis kujutab optimaalset seadmete probleemideta toimimiseks vajalikku voolu kestuse sõltuvust voolu suurusest, on relee ja mootori puhul erinev. Esimene peab asuma madalamal kui teine.

Tabelis on toodud termorelee tüübi RTL tehnilised omadused. Selle järgi saab valida kaitsevahendi vajalike mootori võimsuse parameetritega (+)

Kaitseseadme õige valik põhineb parameetril nagu töönimivool. Selle väärtus on seotud elektrimootori koormuse nimivooluga.

Nii rahvusvahelised kui ka kodumaised standardid näevad ette, et mootori nimivool on analoogne termorelee väljalülitusvoolu seadistusega.

See tähendab, et seade hakkab tööle 20–30% ülekoormuse korral või Iavg × 1,2 või 1,3 korral mitte hiljem kui 20 minuti pärast.

Sellest lähtuvalt tuleb valik teha nii, et termorelee mittelülitumisvool ületaks kaitstava objekti nimivoolu keskmiselt 12% võrra. In väärtus on näidatud seadme passis ja korpusele kinnitatud andmesildil.

Selle alusel valitakse nii termorelee kui ka sellele vastav käiviti. Relee skaala on kalibreeritud amprites ja vastab reeglina seatud voolu väärtusele.

Näitena võib tuua termorelee valiku asünkroonmootorile, mis on ühendatud 380 V võrku, võimsusega 1,5 kW.

Töönimivool on sellele 2,8 A, seega termorelee lävivool on: 1,2*2,8 = 3,36 A. Tabeli järgi tuleks valik peatada mudelil RTL-1008, mille reguleerimisvahemik on 2,4 kuni 4 A.

Kaitse rakendumisel kõrvaldatakse esmalt seiskumise algpõhjus ja seejärel viiakse termorelee tagasi algolekusse tagastusklahvi abil.

Kui mootori passiandmed on teadmata, määratakse vool spetsiaalsete mõõteriistade — vooluklambrite või vastava valikuga multimeetri abil. Mõõtmised tehakse igal faasil.

Valikul on oluline pöörata tähelepanu seadmel näidatud pingele. Kui on kavas kasutada termorelee-käiviti tandemi, tuleb arvestada kontaktide arvu.

Seadme ühendamisel kolmefaasilisse võrku on vajalik moodul, millel on kaitsefunktsioon juhtmete läbipõlemise või faaside tasakaalustamatuse korral.

Järeldused ja kasulik video teemal

Mootori tõhusa kaitse skeem:

Termorelee koostisosad:

Erinevate seadmete koostoime põhimõte termorelee erinevates ühendusvariantides on sama. Skeemides paremaks orienteerumiseks tuleb osata seadmete märgistust “lugema”. Ideaalis peaks kõik ühendustööd tegema meister, kellel on luba kõrgepinge tingimustes töötada.

Kas on midagi lisada või tekkis küsimusi termorelee valiku ja kasutamise kohta? Võite jätta kommentaare väljaandele, osaleda aruteludes ja jagada oma kogemusi seadmete kasutamisel. Kontaktvorm asub alumises plokis.