Rơle nhiệt cho động cơ điện: nguyên lý hoạt động, thiết bị, cách chọn
Trong quá trình vận hành các thiết bị điện thường xuyên phải chịu dòng điện quá tải làm giảm độ bền.Bảo vệ trong những tình huống như vậy là rơle nhiệt cho động cơ điện, tắt nguồn điện khi có trường hợp bất thường.
Chúng tôi khuyên bạn nên hiểu thiết kế, nguyên lý hoạt động, loại và sắc thái của việc kết nối các thiết bị bảo vệ. Ngoài ra, chúng tôi sẽ cho bạn biết những thông số và đặc điểm nào cần được tính đến khi chọn rơle nhiệt.
Nội dung của bài viết:
Thiết kế rơle nhiệt
Rơle nhiệt các loại đều có thiết bị tương tự nhau. Yếu tố quan trọng nhất của bất kỳ yếu tố nào trong số đó là dải lưỡng kim nhạy cảm.
Giá trị dòng điện hoạt động bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của môi trường nơi rơle hoạt động. Nhiệt độ tăng làm giảm thời gian đáp ứng.
Để giảm thiểu ảnh hưởng này, các nhà phát triển thiết bị chọn nhiệt độ lưỡng kim cao nhất có thể. Với mục đích tương tự, một số rơle được trang bị thêm một tấm bù.
Nếu bộ gia nhiệt nichrome được bao gồm trong thiết kế rơle, chúng được kết nối thành mạch song song, nối tiếp hoặc nối tiếp song song với một tấm.
Giá trị hiện tại trong lưỡng kim được điều chỉnh bằng cách sử dụng shunt. Tất cả các bộ phận được xây dựng vào cơ thể. Phần tử lưỡng kim hình chữ U được cố định trên trục.
Một lò xo cuộn tựa vào một đầu của tấm. Đầu còn lại dựa trên một khối cách điện cân bằng, quay quanh một trục và là giá đỡ cho cầu tiếp xúc được trang bị các tiếp điểm bằng bạc.
Để điều phối dòng điện cài đặt, tấm lưỡng kim được nối ở đầu bên trái với cơ cấu của nó. Sự điều chỉnh xảy ra do ảnh hưởng đến biến dạng ban đầu của tấm.
Nếu cường độ dòng điện quá tải bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt, khối cách điện sẽ quay dưới tác động của tấm cách điện. Khi nó bị lật, tiếp điểm thường đóng của thiết bị sẽ bị tắt.
Rơle tự động trở về vị trí ban đầu. Quá trình tự hoàn trả diễn ra không quá 3 phút kể từ thời điểm bật bảo vệ. Cũng có thể đặt lại thủ công; một phím Đặt lại đặc biệt được cung cấp cho việc này.
Khi sử dụng, thiết bị sẽ về vị trí ban đầu sau 1 phút. Để kích hoạt nút, hãy xoay nút ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi nó nhô lên phía trên cơ thể. Dòng điện cài đặt thường được chỉ định trên bảng điều khiển.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị
Thực hiện chức năng bảo vệ, ngắt mạch ngắt kết nối các mạch cung cấp điện. Rơle nhiệt khác với nó ở chỗ khi vượt quá tải, nó chỉ phát ra tín hiệu điều khiển. Với sự bảo vệ như vậy, dòng điện nhỏ được chuyển đổi trong một mạch điều khiển.
Trong mạch phía trước rơle nhiệt có công tắc từ. Khi các mạch được mở trong trường hợp khẩn cấp, không cần phải lặp lại hoạt động của công tắc tơ. Do đó, không tiêu tốn nguyên liệu để sản xuất các nhóm tiếp điểm nguồn.
Phổ biến nhất là các thiết bị được trang bị tấm lưỡng kim. Bản thân tấm bao gồm hai yếu tố tương tự.
Một trong số chúng có hệ số nhiệt độ đáng kể, trong khi cái còn lại có hệ số nhiệt độ nhỏ hơn một chút. Hai thành phần này ăn khớp chặt chẽ với nhau.
Việc buộc chặt như vậy được đảm bảo bằng cách hàn hoặc cán nóng. Do tấm được cố định bất động nên khi đun nóng, nó sẽ uốn cong về phía phần tử có hệ số nhiệt độ thấp hơn. Nguyên tắc này được lấy làm cơ sở khi tạo ra rơle nhiệt.
Trong quá trình sản xuất, thép crom-niken và thép không từ tính được sử dụng, có hệ số nhiệt độ cao. Invar, một hợp chất của niken và sắt, được sử dụng làm vật liệu có giá trị thông số này thấp.
Tấm lưỡng kim được làm nóng bởi dòng điện tải. Chúng thường chảy qua một lò sưởi đặc biệt. Ngoài ra còn có hệ thống sưởi kết hợp, trong đó, ngoài nhiệt tỏa ra từ lò sưởi, lưỡng kim còn được làm nóng bởi dòng điện chạy qua nó.
Cách kết nối rơle nhiệt
Tiếp điểm đóng (được kết nối bình thường), được sử dụng để kết nối mô-đun nhiệt với bộ khởi động từ, được ký hiệu là NC hoặc NC, viết tắt của thường đóng. Tổ hợp chữ NO biểu thị một tiếp điểm thường mở.
Trong một mạch đơn giản, nó được sử dụng để cung cấp tín hiệu cho biết bộ phận bảo vệ động cơ đã bị ngắt do vượt quá nhiệt độ ngưỡng.
Khi được triển khai trong các mạch điều khiển phức tạp, nó có khả năng tạo ra tín hiệu khẩn cấp để tắt băng tải.
Việc chỉ định các cực của công tắc tơ được quy định bởi GOST: thường đóng - 95-96, thường mở - 97-98. Bộ khởi động được kết nối với cặp đầu tiên, bộ khởi động thứ hai được sử dụng cho các mạch báo hiệu. Vì động cơ và rơle nhiệt cần được bảo vệ khỏi đoản mạch nên mạch điện phải có bộ ngắt mạch.
Mạch thiết bị bao gồm các nút “Kiểm tra” và “Dừng” hoặc “Đặt lại”. Cái đầu tiên được sử dụng để kiểm tra chức năng và cái thứ hai được sử dụng để vô hiệu hóa tính năng bảo vệ theo cách thủ công.
Sử dụng công tắc xoay, sau khi bật bảo vệ, động cơ điện sẽ được khởi động lại. Vỏ kính của sản phẩm được đánh dấu và niêm phong.
Dựa trên loại kết nối, có thể phân biệt hai nhóm rơle nhiệt lớn:
- nhóm đầu tiên - thiết bị được lắp phía sau bộ khởi động từ và những thiết bị được kết nối bằng dây nối;
- nhóm thứ hai - các thiết bị được lắp đặt trực tiếp trên công tắc tơ khởi động.
Trong trường hợp sau, trong quá trình khởi động, tải chính rơi vào công tắc tơ.Ở đây mô-đun nhiệt được trang bị các tiếp điểm bằng đồng được kết nối trực tiếp với đầu vào khởi động.
Dây từ động cơ được kết nối với TP. Bản thân rơle trong mạch như vậy đại diện cho một đơn vị trung gian phân tích dòng điện chạy qua động cơ từ bộ khởi động từ.
Các vấn đề khi cài đặt thiết bị
Tốc độ phản hồi của mô-đun nhiệt có thể bị ảnh hưởng không chỉ bởi tình trạng quá tải dòng điện mà còn bởi các chỉ báo nhiệt độ bên ngoài. Việc bảo vệ sẽ hoạt động ngay cả khi không có tình trạng quá tải.
Điều cũng xảy ra là, dưới tác động của thông gió cưỡng bức, động cơ bị quá tải nhiệt nhưng cơ chế bảo vệ không hoạt động.
Để tránh hiện tượng như vậy, bạn cần làm theo khuyến nghị của các chuyên gia:
- Khi chọn rơle, hãy tập trung vào nhiệt độ hoạt động tối đa cho phép.
- Lắp đặt thiết bị bảo vệ trong cùng phòng với đối tượng được bảo vệ.
- Để lắp đặt, hãy chọn những nơi không có nguồn nhiệt hoặc thiết bị thông gió.
- Bạn cần định cấu hình mô-đun nhiệt dựa trên nhiệt độ môi trường thực tế.
- Tùy chọn tốt nhất là tích hợp bù nhiệt trong thiết kế rơle.
Một tùy chọn bổ sung cho rơle nhiệt là bảo vệ trong trường hợp mất điện một pha hoặc toàn bộ nguồn điện. Đối với động cơ ba pha, điểm này đặc biệt có liên quan.
Nếu có vấn đề ở một pha, hai pha còn lại sẽ có dòng điện lớn hơn. Kết quả là hiện tượng quá nhiệt nhanh chóng xảy ra và sau đó tắt máy.Nếu rơle hoạt động không hiệu quả thì cả động cơ và hệ thống dây điện đều có thể bị hỏng.
Các loại thiết bị hiện có
Loại rơle nhiệt bao gồm một số loại: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Việc sử dụng từng được xác định bởi các tính năng thiết kế.
Rơle dòng điện hai pha (TRN), được sử dụng chủ yếu để bảo vệ điện cho động cơ không đồng bộ có rôto lồng sóc. Theo quy định, chúng hoạt động từ mạng có định mức lên tới 500 V, tần số 50 Hz.
Rơle được trang bị cơ chế điều khiển tiếp điểm thủ công. Kích thước của TRN giúp tích hợp chúng vào các thiết bị hoàn chỉnh của cả trạm loại đóng và loại mở để điều phối hoạt động của các bộ truyền động. Họ không thực hiện chức năng bảo vệ ngắn mạch và cần có nó.
Rơle TRP Chúng có cơ chế chống rung và thân máy chống sốc. Được thiết kế để bảo vệ động cơ ba pha không đồng bộ hoạt động trong điều kiện tải cơ học nặng.
Chúng được thiết kế cho dòng điện tối đa 600 A và điện áp tối đa 500 V và trong các mạch có dòng điện một chiều - 440 V. Tự động hóa không nhạy cảm với nhiệt độ bên ngoài và hoạt động khi chỉ báo vượt quá 200°C.
thiết bị RTL - ba pha, ngoài việc bảo vệ động cơ khỏi quá tải, còn bảo vệ rôto khỏi bị kẹt. Họ bảo hiểm cho nó khỏi hư hỏng trong trường hợp mất cân bằng pha trong quá trình khởi động kéo dài.
Chúng hoạt động độc lập với các khối đầu cuối KRL và được sửa đổi với bộ khởi động từ PML. Phạm vi hoạt động hiện tại - từ 0,10 đến 86 A.
PTT - thiết bị bảo vệ động cơ không đồng bộ khỏi sự đột biến dòng điện, mất cân bằng pha, nhiễu và các tình huống khẩn cấp khác.Nó được sử dụng như một thiết bị độc lập và là một phần không thể thiếu của bộ khởi động PMA và PME.
Sản phẩm RTI ba pha được trang bị các chức năng tương tự như chức năng trước đó, nhưng được sử dụng trong bản sửa đổi với bộ khởi động KTM và KMI.
Cách chọn rơle nhiệt
Động cơ cần có rơle để bảo vệ khi, vì lý do công nghệ, có nguy cơ quá tải. Trường hợp thứ hai là cần giới hạn thời gian khởi động trong điều kiện điện áp giảm.
Những yêu cầu này được nêu trong các hướng dẫn liên quan. Trong đó đặt ra yêu cầu trang bị sản phẩm bảo vệ có thời gian trễ. Tất cả điều này được thực hiện bằng cách sử dụng rơle nhiệt.
Đặc điểm cơ bản của thiết bị
Các thông số cơ bản của thiết bị bảo vệ động cơ là:
- Hiệu suất liên lạc tùy thuộc vào thông số hiện tại - chỉ báo thời gian hiện tại.
- Dòng điện hoạt động tại đó TP được kích hoạt.
- Giới hạn điều chỉnh cài đặt hiện tại. Trong tất cả các thiết bị được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau, thông số này hơi khác nhau. Vượt quá giá trị danh nghĩa 20% đòi hỏi thiết bị phải hoạt động sau 25 phút.
- Giá trị hiện tại định mức của tấm lưỡng kim làm việc. Điều này đề cập đến một giá trị trên đó rơle không tắt ngay lập tức.
- Phạm vi hiện tại trong đó rơle hoạt động.
Thông tin về rơle nhiệt có thể thu được bằng cách giải mã các dấu hiệu của nó. Biểu tượng cho biết loại thực hiện có thể khác nhau.
Vị trí của các TP trong nước được quy định bởi GOST 15150.Công việc của họ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như độ cao so với mực nước biển, độ rung, sốc và khả năng tăng tốc.
Các nhà sản xuất phản ánh tất cả những sắc thái này trong việc ghi nhãn sản phẩm của họ. Một số trong số chúng còn bao gồm thông tin về khả năng làm việc khi có các chất độc hại và khí nổ.
Chọn thiết bị theo quy tắc
Các yêu cầu đối với rơle nhiệt được nêu trong hướng dẫn. Ở đây cũng quy định việc bảo vệ phải có thời gian trễ. Tất cả các yêu cầu được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị đặc biệt.
Khi phân tích các đặc tính thời gian-dòng điện của TR, cần tính đến việc hoạt động có thể xảy ra ở trạng thái quá nóng hoặc lạnh.
Bảo vệ hoàn hảo giả định rằng đường cong mô tả sự phụ thuộc tối ưu của thời gian dòng điện vào giá trị hiện tại của rơle và động cơ để thiết bị hoạt động không gặp sự cố là khác nhau. Cái đầu tiên phải thấp hơn cái thứ hai.
Việc lựa chọn chính xác sản phẩm bảo vệ được thực hiện trên cơ sở thông số như dòng điện định mức vận hành. Giá trị của nó liên quan đến dòng tải định mức của động cơ điện.
Cả tiêu chuẩn quốc tế và trong nước đều quy định rằng dòng điện định mức của động cơ tương tự như việc cài đặt dòng điện hoạt động của rơle nhiệt.
Điều này có nghĩa là thiết bị được đưa vào hoạt động ở mức quá tải từ 20 đến 30% hoặc ở mức Iav.x1.2 hoặc 1.3 không quá 20 phút.
Dựa trên điều này, phải đưa ra lựa chọn sao cho dòng điện không hoạt động của TR vượt quá dòng điện định mức của đối tượng được che phủ trung bình 12%. Giá trị In được hiển thị trong hộ chiếu thiết bị và trên tấm gắn vào thân máy.
Dựa trên nó, cả TR và bộ khởi động tương ứng với nó đều được chọn. Thang đo rơle được hiệu chỉnh theo ampe và theo quy luật, tương ứng với giá trị cài đặt hiện tại.
Một ví dụ là việc lựa chọn rơle nhiệt cho động cơ không đồng bộ được kết nối với mạng 380 V có công suất 1,5 kW.
Dòng định mức hoạt động của nó là 2,8 A, có nghĩa là đối với rơle nhiệt, dòng ngưỡng sẽ bằng: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Theo bảng, nên lựa chọn RTL-1008, có phạm vi điều chỉnh nằm trong khoảng từ 2,4 đến 4 A.
Khi không xác định được dữ liệu trên bảng tên của động cơ, dòng điện được xác định bằng cách sử dụng các thiết bị đặc biệt - kẹp dòng điện hoặc đồng hồ vạn năng với tùy chọn thích hợp. Các phép đo được thực hiện trên từng giai đoạn.
Khi lựa chọn, điều quan trọng là phải chú ý đến điện áp ghi trên thiết bị. Nếu bạn định sử dụng song song TP-starter, bạn cần tính đến số lượng liên hệ.
Khi kết nối thiết bị với mạng ba pha, cần có mô-đun có chức năng bảo vệ trong trường hợp đứt dây dẫn hoặc mất cân bằng pha.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Sơ đồ bảo vệ động cơ hiệu quả:
Các thành phần của rơle nhiệt:
Nguyên tắc tương tác giữa các thiết bị khác nhau trong các phương án kết nối khác nhau đối với rơle nhiệt là như nhau. Để định hướng tốt hơn trong sơ đồ, bạn cần có khả năng “đọc” các dấu hiệu của thiết bị.Tốt nhất, tất cả công việc kết nối phải được thực hiện bởi kỹ thuật viên được chứng nhận làm việc trong điều kiện điện áp cao.
Bạn có điều gì cần bổ sung, hoặc bạn có thắc mắc về việc lựa chọn và sử dụng rơle nhiệt? Bạn có thể để lại nhận xét về ấn phẩm, tham gia thảo luận và chia sẻ trải nghiệm sử dụng thiết bị của riêng bạn. Biểu mẫu liên hệ nằm ở khối bên dưới.
