Rơle nhiệt: nguyên lý hoạt động, chủng loại, sơ đồ kết nối + điều chỉnh và đánh dấu

Độ bền và độ tin cậy vận hành của bất kỳ hệ thống lắp đặt nào có động cơ điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Tuy nhiên, tình trạng quá tải hiện tại ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ của động cơ.Để cảnh báo họ, một rơle nhiệt được kết nối, bảo vệ bộ phận làm việc chính của máy điện.

Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách chọn thiết bị dự đoán các tình huống khẩn cấp sắp xảy ra khi vượt quá giá trị dòng điện tối đa cho phép. Bài viết chúng tôi trình bày mô tả nguyên lý hoạt động, cung cấp các loại và đặc điểm của chúng. Lời khuyên về kết nối và cấu hình thích hợp được đưa ra.

Tại sao cần có thiết bị bảo vệ?

Ngay cả khi bộ truyền động điện được thiết kế và sử dụng hợp lý, không vi phạm các nguyên tắc vận hành cơ bản thì vẫn luôn có khả năng xảy ra trục trặc.

Các chế độ vận hành khẩn cấp bao gồm ngắn mạch một pha và nhiều pha, quá tải nhiệt của thiết bị điện, kẹt rôto và phá hủy bộ phận ổ trục, mất pha.

Khi hoạt động dưới tải trọng lớn, động cơ điện tiêu thụ một lượng điện rất lớn. Và khi điện áp định mức thường xuyên bị vượt quá, thiết bị sẽ nóng lên rất nhiều.

Kết quả là lớp cách nhiệt nhanh chóng bị hao mòn, dẫn đến giảm đáng kể tuổi thọ của các hệ thống lắp đặt cơ điện. Để loại bỏ những tình huống như vậy, rơle bảo vệ nhiệt được kết nối với mạch dòng điện. Chức năng chính của họ là đảm bảo hoạt động bình thường của người tiêu dùng.

Chúng tắt động cơ với một khoảng thời gian trễ nhất định và trong một số trường hợp là ngay lập tức để ngăn chặn sự phá hủy lớp cách điện hoặc hư hỏng các bộ phận riêng lẻ của hệ thống lắp đặt điện.

Rơle dòng điện liên tục bảo vệ động cơ điện khỏi sự cố mất pha và quá tải công nghệ, cũng như hiện tượng hãm rôto. Đây là những nguyên nhân chính khiến tình huống khẩn cấp xảy ra

Để ngăn chặn sự giảm điện trở cách điện, các thiết bị tắt bảo vệ được sử dụng, nhưng nếu nhiệm vụ là ngăn chặn sự cố làm mát, các thiết bị đặc biệt có bảo vệ nhiệt tích hợp sẽ được kết nối.

Thiết kế và nguyên lý hoạt động của TR

Về mặt cấu trúc, rơle nhiệt điện tiêu chuẩn là một thiết bị nhỏ bao gồm một tấm lưỡng kim nhạy cảm, một cuộn dây đốt nóng, hệ thống lò xo đòn bẩy và các tiếp điểm điện.

Một tấm lưỡng kim được làm từ hai kim loại khác nhau, thường là thép Invar và thép crom-niken, được liên kết chắc chắn với nhau bằng quá trình hàn. Một kim loại có hệ số giãn nở nhiệt độ cao hơn kim loại khác nên chúng nóng lên với tốc độ khác nhau.

Khi dòng điện bị quá tải, phần không cố định của tấm sẽ uốn cong về phía vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn. Điều này tác dụng một lực lên hệ thống tiếp điểm trong thiết bị bảo vệ và kích hoạt việc tắt hệ thống lắp đặt điện trong trường hợp quá nhiệt.

Hầu hết các mẫu rơle nhiệt cơ học đều có hai nhóm tiếp điểm. Một cặp thường mở, cặp còn lại đóng vĩnh viễn. Khi thiết bị bảo vệ được kích hoạt, trạng thái của các tiếp điểm sẽ thay đổi. Những cái đầu tiên đóng lại, và những cái thứ hai trở nên mở.

TR điện tử sử dụng các cảm biến đặc biệt và đầu dò nhạy cảm phản ứng với dòng điện tăng lên.Bộ vi xử lý của các thiết bị bảo vệ như vậy được lập trình với các thông số xác định các tình huống khi cần tắt nguồn điện

Dòng điện được phát hiện bởi một máy biến áp tích hợp, sau đó thiết bị điện tử sẽ xử lý dữ liệu nhận được. Nếu giá trị hiện tại lớn hơn cài đặt, xung sẽ được truyền trực tiếp đến công tắc ngay lập tức.

Bằng cách mở công tắc tơ bên ngoài, rơle có cơ cấu điện tử sẽ chặn tải. Bản thân rơle nhiệt cho động cơ điện được cài đặt trên contactor.

Dải lưỡng kim có thể được làm nóng trực tiếp - do ảnh hưởng của dòng tải cực đại lên dải kim loại hoặc gián tiếp, sử dụng một bộ phận nhiệt điện riêng biệt. Thông thường những nguyên tắc này được kết hợp trong một thiết bị bảo vệ nhiệt. Với hệ thống sưởi kết hợp, thiết bị có đặc tính hiệu suất tốt hơn.

Sau khi nguội, tấm trở về trạng thái ban đầu. Chuyển đổi danh bạ tự động đóng hoặc bạn cần buộc chúng vào trạng thái đóng

Đặc tính cơ bản của rơle dòng điện

Đặc điểm chính của công tắc bảo vệ nhiệt là sự phụ thuộc rõ rệt của thời gian đáp ứng vào dòng điện chạy qua nó - giá trị càng lớn thì nó sẽ hoạt động càng nhanh. Điều này cho thấy quán tính nhất định của phần tử rơle.

Chuyển động có hướng của các hạt mang điện qua bất kỳ thiết bị điện nào, bơm tuần hoàn và một nồi hơi điện tạo ra nhiệt. Ở dòng điện định mức, thời gian cho phép của nó có xu hướng tiến tới vô cùng.

Và ở những giá trị vượt quá giá trị danh nghĩa, nhiệt độ trong thiết bị sẽ tăng lên, dẫn đến lớp cách nhiệt bị mòn sớm.

Một mạch điện bị hỏng ngay lập tức ngăn chặn sự gia tăng nhiệt độ hơn nữa.Điều này giúp ngăn chặn động cơ quá nóng và ngăn chặn sự cố khẩn cấp của hệ thống lắp đặt điện.

Bản thân tải định mức của động cơ là yếu tố then chốt quyết định việc lựa chọn thiết bị. Chỉ báo trong phạm vi 1,2-1,3 cho biết hoạt động thành công với mức quá tải hiện tại là 30% trong khoảng thời gian 1200 giây.

Thời gian quá tải có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tình trạng của thiết bị điện - với thời gian tiếp xúc ngắn hạn từ 5-10 phút, chỉ có cuộn dây động cơ, có khối lượng nhỏ, nóng lên. Và nếu để lâu sẽ khiến toàn bộ động cơ nóng lên, có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng. Hoặc thậm chí có thể cần phải thay thế thiết bị đã hỏng bằng thiết bị mới.

Để bảo vệ vật thể khỏi quá tải tối đa, bạn nên sử dụng rơle bảo vệ nhiệt dành riêng cho nó, thời gian đáp ứng sẽ tương ứng với mức quá tải tối đa cho phép của một động cơ điện cụ thể.

Trong thực tế, thu thập rơle điều khiển điện áp đối với từng loại động cơ là không thực tế. Một phần tử rơle được sử dụng để bảo vệ động cơ có thiết kế khác nhau. Đồng thời, không thể đảm bảo khả năng bảo vệ đáng tin cậy trong toàn bộ khoảng thời gian hoạt động bị giới hạn bởi tải tối thiểu và tối đa.

Việc tăng chỉ số dòng điện không ngay lập tức dẫn đến tình trạng khẩn cấp nguy hiểm của thiết bị. Sẽ mất một thời gian trước khi rôto và stato đạt đến nhiệt độ tối đa.

Do đó, thiết bị bảo vệ không nhất thiết phải phản ứng với mọi sự tăng dòng điện, dù chỉ một chút. Rơle chỉ nên tắt động cơ điện trong trường hợp có nguy cơ lớp cách điện bị mòn nhanh.

Các loại rơle bảo vệ nhiệt

Có một số loại rơle để bảo vệ động cơ điện khỏi sự cố mất pha và quá tải dòng điện. Tất cả chúng đều khác nhau về đặc điểm thiết kế, loại MP được sử dụng và cách sử dụng chúng trong các động cơ khác nhau.

TRP. Thiết bị chuyển mạch một cực với hệ thống sưởi ấm kết hợp. Được thiết kế để bảo vệ động cơ điện ba pha không đồng bộ khỏi tình trạng quá tải hiện tại. TRP được sử dụng trong các mạng nguồn DC có điện áp cơ bản trong điều kiện hoạt động bình thường không quá 440 V. Nó có khả năng chống rung và sốc.

RTL. Bảo vệ động cơ trong các trường hợp sau:

• khi một trong ba giai đoạn thất bại;
• sự bất đối xứng của dòng điện và quá tải;
• bắt đầu chậm trễ;
• kẹt của bộ truyền động.

Chúng có thể được lắp đặt với các đầu cuối KRL riêng biệt với bộ khởi động từ hoặc được gắn trực tiếp trên PML. Được lắp đặt trên đường ray loại tiêu chuẩn, cấp bảo vệ – IP20.

PTT. Chúng bảo vệ máy điện ba pha không đồng bộ có rôto lồng sóc khỏi cơ cấu khởi động chậm, quá tải kéo dài và mất đối xứng, tức là mất cân bằng pha.

RTT có thể được sử dụng làm thành phần trong các mạch điều khiển truyền động điện khác nhau, cũng như để tích hợp vào bộ khởi động dòng PMA

TRN. Công tắc hai pha điều khiển khởi động hệ thống điện và chế độ vận hành của động cơ. Chúng thực tế không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, chúng chỉ có một hệ thống để đưa các tiếp điểm về trạng thái ban đầu theo cách thủ công. Chúng có thể được sử dụng trong các mạng DC.

RTI. Các thiết bị chuyển mạch điện có mức tiêu thụ điện không đổi, mặc dù nhỏ. Được gắn trên các công tắc tơ của dòng KMI. Làm việc cùng nhau với cầu chì/công tắc tự động.

Rơle hiện tại trạng thái rắn. Chúng là những thiết bị điện tử ba pha nhỏ không có bộ phận chuyển động.

Chúng hoạt động theo nguyên tắc tính toán các giá trị trung bình của nhiệt độ động cơ, nhằm mục đích này liên tục theo dõi dòng điện vận hành và khởi động. Chúng không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của môi trường và do đó được sử dụng trong các khu vực nguy hiểm.

RTK. Công tắc khởi động để kiểm soát nhiệt độ trong vỏ thiết bị điện. Chúng được sử dụng trong các mạch tự động hóa trong đó rơle nhiệt đóng vai trò là thành phần.

Để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của thiết bị điện, phần tử rơle phải có các đặc tính như độ nhạy và tốc độ cũng như tính chọn lọc.

Điều quan trọng cần nhớ là không có thiết bị nào được thảo luận ở trên phù hợp để bảo vệ mạch khỏi đoản mạch.

Các thiết bị bảo vệ nhiệt chỉ ngăn ngừa các tình trạng khẩn cấp xảy ra khi cơ chế hoạt động bất thường hoặc quá tải.

Thiết bị điện có thể bị cháy ngay cả trước khi rơle bắt đầu hoạt động. Để bảo vệ toàn diện, chúng phải được bổ sung cầu chì hoặc bộ ngắt mạch nhỏ gọn có thiết kế kiểu mô-đun.

Kết nối, điều chỉnh và đánh dấu

Thiết bị chuyển mạch quá tải, không giống như cầu dao điện, không trực tiếp ngắt mạch điện mà chỉ gửi tín hiệu để tạm thời đóng cửa thiết bị ở chế độ khẩn cấp. Tiếp điểm thường được chuyển đổi của nó hoạt động như một nút “dừng” của công tắc tơ và được kết nối thành mạch nối tiếp.

Sơ đồ kết nối thiết bị

Trong thiết kế rơle, không cần phải lặp lại hoàn toàn tất cả các chức năng của các tiếp điểm nguồn khi hoạt động thành công, vì nó được kết nối trực tiếp với MP. Thiết kế này cho phép tiết kiệm đáng kể vật liệu làm các tiếp điểm nguồn. Việc kết nối một dòng điện nhỏ trong mạch điều khiển sẽ dễ dàng hơn nhiều so với việc ngắt kết nối ngay lập tức ba pha với một pha lớn.

Trong nhiều sơ đồ kết nối rơle nhiệt với một vật thể, người ta sử dụng một tiếp điểm đóng vĩnh viễn. Nó được kết nối nối tiếp với nút “dừng” của bảng điều khiển và được chỉ định là NC - thường đóng hoặc NC - được kết nối bình thường.

Một tiếp điểm mở với sơ đồ như vậy có thể được sử dụng để bắt đầu hoạt động bảo vệ nhiệt. Sơ đồ kết nối cho động cơ điện trong đó rơle bảo vệ nhiệt được kết nối có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào sự hiện diện của các thiết bị bổ sung hoặc tính năng kỹ thuật.

Trong mạch đơn giản tiêu chuẩn, TP được kết nối với đầu ra của bộ khởi động điện áp thấp trên động cơ điện. Các tiếp điểm bổ sung của thiết bị phải được mắc nối tiếp với cuộn dây khởi động

Điều này sẽ cung cấp sự bảo vệ đáng tin cậy chống lại tình trạng quá tải của thiết bị điện. Trong trường hợp vượt quá giá trị giới hạn hiện tại không thể chấp nhận được, phần tử rơle sẽ mở mạch, ngay lập tức ngắt kết nối MP và động cơ khỏi nguồn điện.

Theo quy định, việc kết nối và lắp đặt rơle nhiệt được thực hiện cùng với bộ khởi động từ được thiết kế để chuyển mạch và khởi động ổ điện. Tuy nhiên, có những loại được gắn trên thanh DIN hoặc bảng điều khiển đặc biệt.

Sự tinh tế của việc điều chỉnh các phần tử rơle

Một trong những yêu cầu chính đối với thiết bị bảo vệ động cơ điện là khả năng vận hành chính xác của thiết bị trong trường hợp động cơ vận hành khẩn cấp. Điều rất quan trọng là phải chọn nó một cách chính xác và điều chỉnh cài đặt, vì kết quả dương tính giả là hoàn toàn không thể chấp nhận được.

Rơle nhiệt điện, phù hợp tối ưu với một loại động cơ cụ thể ở tất cả các thông số kỹ thuật, có khả năng bảo vệ đáng tin cậy chống quá tải trong từng pha, ngăn chặn việc khởi động lắp đặt kéo dài và ngăn ngừa các tình huống khẩn cấp do kẹt rôto

Trong số những ưu điểm của việc sử dụng các phần tử bảo vệ dòng điện, người ta cũng cần lưu ý đến tốc độ khá cao, phạm vi phản hồi rộng và dễ lắp đặt. Để đảm bảo tắt động cơ điện kịp thời khi quá tải, rơle bảo vệ nhiệt phải được cấu hình trên bệ/đế đặc biệt.

Trong trường hợp này, độ chính xác do sự phân bố không đồng đều tự nhiên của dòng điện định mức trong NE sẽ được loại bỏ. Để thử nghiệm thiết bị bảo vệ trên băng ghế, phương pháp tải giả định được sử dụng.

Một dòng điện có điện áp giảm được truyền qua cặp nhiệt điện để mô phỏng tải nhiệt thực tế. Sau đó, thời gian hoạt động chính xác được xác định chính xác bằng cách sử dụng bộ đếm thời gian.

Khi thiết lập các thông số cơ bản, bạn nên cố gắng đạt được các chỉ số sau:

• ở mức 1,5 lần dòng điện, thiết bị sẽ tắt động cơ sau 150 giây;
• ở mức 5...6 lần dòng điện thì động cơ sẽ tắt sau 10 giây.

Nếu thời gian đáp ứng không chính xác, phần tử rơle phải được điều chỉnh bằng vít điều khiển.

Để vận hành chính xác, cần đặt thiết bị ở mức dòng điện cao nhất cho phép của động cơ và nhiệt độ không khí

Điều này được thực hiện trong trường hợp giá trị dòng điện định mức của NE và động cơ khác nhau, cũng như nếu nhiệt độ môi trường thấp hơn giá trị danh nghĩa (+40 oC) hơn 10 độ C.

Dòng điện hoạt động của công tắc nhiệt điện giảm khi nhiệt độ xung quanh vật thể được đề cập tăng lên, vì độ nóng của dải lưỡng kim phụ thuộc vào thông số này. Nếu có sự khác biệt đáng kể, cần điều chỉnh thêm cặp nhiệt điện hoặc chọn loại nhiệt kế phù hợp hơn.

Sự dao động nhiệt độ mạnh ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của rơle dòng điện. Vì vậy, điều rất quan trọng là chọn một NE có thể thực hiện hiệu quả các chức năng cơ bản, có tính đến các giá trị thực.

Nên đặt TR trong cùng phòng với hệ thống lắp đặt điện được bảo vệ. Chúng không nên được lắp đặt gần máy phát nhiệt, lò sưởi và các nguồn nhiệt khác.

Những hạn chế này không áp dụng cho rơle bù nhiệt độ. Cài đặt dòng điện của thiết bị bảo vệ có thể được điều chỉnh trong khoảng 0,75-1,25 lần so với dòng điện định mức của bộ phận nhiệt điện. Việc thiết lập được thực hiện theo từng giai đoạn.

Trước hết, hiệu chỉnh E được tính toán₁ không bù nhiệt độ:

E₁=(tôi_{danh nghĩa}-TÔI_ne)/c×I_ne,

Ở đâu

• TÔI_{danh nghĩa} - dòng điện tải định mức của động cơ,
• TÔI_ne - dòng điện danh định của phần tử gia nhiệt làm việc trong rơle,
• c là giá của thang chia tỷ lệ, tức là độ lệch tâm (c=0,055 đối với bộ khởi động được bảo vệ, c=0,05 đối với bộ khởi động mở).

Bước tiếp theo là xác định hiệu chỉnh E₂ đến nhiệt độ môi trường:

E₂=(t_Một-30)/10,

Ở đâu t_Một (nhiệt độ môi trường xung quanh) – nhiệt độ môi trường tính bằng độ C.

Giai đoạn cuối cùng là tìm ra sự điều chỉnh tổng thể:

E=E₁+E₂.

Tổng số hiệu chỉnh E có thể bằng dấu “+” hoặc “-”.Nếu kết quả là giá trị phân số thì nó phải được làm tròn xuống thành số nguyên giảm xuống/có độ lớn lớn hơn, tùy thuộc vào tính chất của tải hiện tại.

Để điều chỉnh rơle, độ lệch tâm được chuyển sang giá trị kết quả của hiệu chỉnh tổng. Nhiệt độ phản ứng cao làm giảm sự phụ thuộc của hoạt động của thiết bị bảo vệ vào các chỉ báo bên ngoài.

Rơle bảo vệ nhiệt cho phép điều chỉnh trơn tru dòng điện hoạt động của thiết bị bằng tay trong phạm vi ±25% dòng định mức của hệ thống lắp đặt cơ điện

Việc điều chỉnh các chỉ báo này được thực hiện bằng một đòn bẩy đặc biệt, chuyển động của đòn bẩy này làm thay đổi độ uốn ban đầu của tấm lưỡng kim. Dòng điện hoạt động có thể được điều chỉnh trong phạm vi rộng hơn bằng cách thay thế các bộ phận nhiệt điện.

Các thiết bị chuyển mạch bảo vệ quá tải hiện đại có nút kiểm tra cho phép bạn kiểm tra khả năng sử dụng của thiết bị mà không cần chân đế đặc biệt. Ngoài ra còn có một phím để thiết lập lại tất cả các cài đặt. Chúng có thể được thiết lập lại tự động hoặc thủ công. Ngoài ra, sản phẩm còn được trang bị đèn báo trạng thái hiện tại của thiết bị điện.

Đánh dấu rơle nhiệt điện

Các thiết bị bảo vệ được lựa chọn tùy thuộc vào công suất của động cơ điện. Phần chính của các đặc điểm chính được ẩn trong biểu tượng.

Đây là hình thức đánh dấu rơle nhiệt của nhà máy KEAZ. Khi lựa chọn, điều quan trọng là phải chú ý đến dòng điện định mức của mô hình được đề cập sao cho đủ

Bạn nên tập trung vào một số điểm nhất định:

1. Phạm vi cài đặt giá trị hiện tại (được biểu thị trong ngoặc đơn) khác nhau tối thiểu giữa các nhà sản xuất khác nhau.
2. Các ký hiệu chữ cái cho một loại thực thi cụ thể có thể khác nhau.
3. Hiệu suất khí hậu thường được trình bày dưới dạng một phạm vi.Ví dụ: UHL3O4 nên được đọc như sau: UHL3-O4.

Ngày nay, bạn có thể mua nhiều biến thể thiết bị khác nhau: rơle cho dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều, ổn định đơn và ổn định, thiết bị giảm tốc khi bật/tắt, rơle bảo vệ nhiệt với bộ phận tăng tốc, rơle bảo vệ nhiệt không có cuộn dây giữ, có một hoặc nhiều cuộn dây .

Các thông số này không phải lúc nào cũng được thể hiện trên nhãn mác của các thiết bị mà phải được thể hiện trong bảng dữ liệu của các sản phẩm điện.

Làm quen với cấu tạo, chủng loại và ký hiệu của rơle điện từ bài viết tiếp theo, mà chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Thiết kế và nguyên lý hoạt động của rơle dòng điện để bảo vệ hiệu quả động cơ điện bằng ví dụ về thiết bị RTT 32P:

Bảo vệ thích hợp chống quá tải và mất pha là chìa khóa để động cơ điện hoạt động không gặp sự cố lâu dài. Video về cách phần tử rơle phản ứng trong trường hợp cơ chế hoạt động bất thường:

Cách kết nối thiết bị bảo vệ nhiệt với MP, sơ đồ mạch của rơle nhiệt điện:

Rơle bảo vệ quá tải nhiệt là thành phần chức năng bắt buộc của bất kỳ hệ thống điều khiển truyền động điện nào. Nó phản ứng với dòng điện đi qua động cơ và được kích hoạt khi nhiệt độ của hệ thống cơ điện đạt đến giá trị giới hạn. Điều này giúp tối đa hóa tuổi thọ của động cơ điện thân thiện với môi trường.

Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới. Hãy cho chúng tôi biết bạn đã chọn và cấu hình rơle nhiệt cho động cơ điện của mình như thế nào. Chia sẻ thông tin hữu ích, đặt câu hỏi, đăng ảnh liên quan đến chủ đề bài viết.