Relè termico per un motore elettrico: principio di funzionamento, dispositivo, come scegliere
Durante il funzionamento delle apparecchiature elettriche, queste sono costantemente esposte a sovraccarichi di corrente, che ne riducono la durata.La protezione in tali situazioni è un relè termico per il motore elettrico, che interrompe l'alimentazione quando si verificano circostanze insolite.
Ti suggeriamo di comprendere il design, il principio di funzionamento, i tipi e le sfumature del collegamento dei dispositivi di protezione. Inoltre, ti diremo quali parametri e caratteristiche dovrebbero essere presi in considerazione quando si sceglie un relè termico.
Il contenuto dell'articolo:
Progettazione di relè termici
I relè termici di tutti i tipi hanno un dispositivo simile. L'elemento più importante di ognuno di essi è la sensibile striscia bimetallica.
Il valore della corrente operativa è influenzato dalla temperatura dell'ambiente in cui opera il relè. Un aumento della temperatura riduce il tempo di risposta.
Per ridurre al minimo questa influenza, gli sviluppatori di dispositivi scelgono la temperatura bimetallica più alta possibile. Allo stesso scopo alcuni relè sono dotati di una piastra di compensazione aggiuntiva.
Se nella progettazione del relè sono inclusi riscaldatori al nicromo, sono collegati in un circuito parallelo, in serie o in serie parallela con una piastra.
Il valore corrente nel bimetallo è regolato mediante shunt. Tutte le parti sono integrate nel corpo. Sull'asse è fissato l'elemento bimetallico a forma di U.
Una molla elicoidale poggia contro un'estremità della piastra. L'altra estremità poggia su un blocco isolante bilanciato, ruota attorno ad un asse e funge da supporto per un ponte di contatto dotato di contatti in argento.
Per coordinare la corrente di regolazione, la piastra bimetallica è collegata all'estremità sinistra al suo meccanismo. La regolazione avviene a causa dell'influenza sulla deformazione primaria della piastra.
Se l'entità delle correnti di sovraccarico diventa uguale o superiore alle impostazioni, il blocco isolante ruota sotto l'influenza della piastra. In caso di ribaltamento il contatto normalmente chiuso dell'apparecchio viene disattivato.
Il relè ritorna automaticamente nella sua posizione originale. Il processo di ritorno automatico non richiede più di 3 minuti dal momento in cui la protezione viene attivata. È anche possibile un reset manuale; a questo scopo è previsto uno speciale tasto Reset.
Durante l'utilizzo, il dispositivo riprende la sua posizione originale in 1 minuto. Per attivare il pulsante, girarlo in senso antiorario finché non si solleva sopra il corpo. La corrente di installazione è solitamente indicata sul pannello.
Principio di funzionamento del dispositivo
Svolgere una funzione protettiva, interruttore disconnette i circuiti di alimentazione. Un relè termico differisce da esso in quanto quando il carico viene superato, emette semplicemente un segnale di controllo. Con tale protezione, piccole correnti vengono commutate in un circuito di controllo.
Nel circuito davanti al relè termico c'è interruttore magnetico. Quando i circuiti vengono aperti in emergenza, non è necessario duplicare il funzionamento del contattore. Di conseguenza, per la produzione dei gruppi di contatti di potenza non viene consumato alcun materiale.
I più popolari sono i dispositivi dotati di piastre bimetalliche. La piastra stessa è composta da due elementi simili.
Uno di questi ha un coefficiente di temperatura significativo, mentre l'altro ne ha uno leggermente più piccolo. Questi due componenti si adattano perfettamente insieme.
Tale fissaggio rigido è assicurato mediante saldatura o laminazione a caldo. Poiché la piastra è fissata immobile, una volta riscaldata si piega verso l'elemento con un coefficiente di temperatura inferiore. Questo principio è stato preso come base durante la creazione relè termici.
Nella loro produzione vengono utilizzati acciaio al cromo-nichel e acciaio non magnetico, che hanno un coefficiente di temperatura elevato. Come materiale viene utilizzato l'Invar, un composto di nichel e ferro, con un valore basso di questo parametro.
La piastra bimetallica viene riscaldata dalle correnti di carico. Molto spesso scorrono attraverso un riscaldatore speciale. Esiste anche il riscaldamento combinato, nel quale, oltre al calore ceduto dal riscaldatore, il bimetallo viene riscaldato anche dalla corrente che lo attraversa.
Come collegare un relè termico
Il contatto chiuso (collegamento normale), utilizzato per collegare il modulo termico all'avviatore magnetico, è denominato NC o NC, che sta per normalmente chiuso. La combinazione di lettere NO denota un contatto normalmente aperto.
In un circuito semplice viene utilizzato per fornire un segnale indicante l'intervento della protezione del motore per superamento della temperatura di soglia.
Se implementato in circuiti di controllo complessi, è in grado di generare un segnale di emergenza per disattivare il trasportatore.
La designazione dei terminali del contattore è dettata da GOST: normalmente chiuso - 95-96, normalmente aperto - 97-98. Alla prima coppia è collegato uno starter, la seconda è utilizzata per i circuiti di segnalazione. Poiché il motore e il relè termico devono essere protetti dai cortocircuiti, il circuito deve contenere un interruttore automatico.
Il circuito del dispositivo include i pulsanti "Test" e "Stop" o "Reset". Il primo viene utilizzato per verificare la funzionalità e il secondo viene utilizzato per disabilitare manualmente la protezione.
Utilizzando l'interruttore rotativo di armamento, dopo aver inserito la protezione, il motore elettrico viene riavviato. La copertura in vetro del prodotto è contrassegnata e sigillata.
In base al tipo di collegamento si possono distinguere due grandi gruppi di relè termici:
- primo gruppo - i dispositivi montati dietro l'avviatore magnetico e quelli collegati tramite ponticelli;
- secondo gruppo — dispositivi installati direttamente sul contattore di avviamento.
In quest'ultimo caso, durante l'avvio, il carico principale ricade sul contattore.In questo caso il modulo termico è dotato di contatti in rame collegati direttamente agli ingressi dell'avviatore.
I cavi del motore sono collegati al TP. Il relè stesso in tale circuito rappresenta un'unità intermedia che analizza la corrente che fluisce in transito al motore dall'avviatore magnetico.
Sfumature durante l'installazione del dispositivo
La velocità di risposta del modulo termico può essere influenzata non solo dai sovraccarichi di corrente, ma anche dagli indicatori di temperatura esterna. La protezione funzionerà anche in assenza di sovraccarico.
Succede anche che, sotto l'influenza della ventilazione forzata, il motore sia soggetto a sovraccarico termico, ma la protezione non funziona.
Per evitare tali fenomeni, è necessario seguire le raccomandazioni degli specialisti:
- Quando si sceglie un relè, concentrarsi sulla temperatura operativa massima consentita.
- Installare la protezione nella stessa stanza dell'oggetto protetto.
- Per l'installazione scegliere luoghi dove non siano presenti fonti di calore o dispositivi di ventilazione.
- È necessario configurare il modulo termico in base alla temperatura ambiente effettiva.
- L'opzione migliore è avere una compensazione termica integrata nella progettazione del relè.
Un'ulteriore opzione per il relè termico è la protezione in caso di mancanza di una fase o di un'interruzione completa dell'alimentazione. Per i motori trifase questo punto è particolarmente rilevante.
Se c'è un problema in una fase, le altre due assorbono una corrente maggiore. Di conseguenza, si verifica rapidamente il surriscaldamento e quindi lo spegnimento.Se il relè non funziona in modo efficace, sia il motore che il cablaggio potrebbero guastarsi.
Tipi di dispositivi esistenti
La classe dei relè termici comprende diversi tipi: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. L'uso di ciascuno è determinato dalle caratteristiche del design.
Relè di corrente bifase (TRN), vengono utilizzati principalmente per la protezione elettrica dei motori asincroni con rotore a gabbia di scoiattolo. Di norma funzionano da una rete con una tensione fino a 500 V, una frequenza di 50 Hz.
Il relè è dotato di un meccanismo di controllo manuale del contatto. Le dimensioni dei TRN consentono di integrarli in dispositivi completi di stazioni sia di tipo chiuso che aperto che coordinano il funzionamento degli azionamenti. Non svolgono la funzione di protezione da cortocircuito e ne hanno bisogno da soli.
Relè TRP Hanno un meccanismo resistente alle vibrazioni e un corpo resistente agli urti. Progettato per proteggere i motori asincroni trifase operanti in condizioni di carichi meccanici pesanti.
Sono progettati per una corrente massima di 600 A e una tensione massima di 500 V e in circuiti con corrente continua - 440 V. L'automazione è insensibile alla temperatura esterna e funziona quando l'indicatore supera i 200°C.
Dispositivi RTL — trifase, oltre a proteggere il motore dai sovraccarichi, protegge il rotore dai bloccaggi. Lo assicurano contro i danni in caso di squilibrio di fase durante un avviamento prolungato.
Funzionano autonomamente con i morsetti KRL e in versione con avviatore magnetico PML. Intervallo operativo corrente: da 0,10 a 86 A.
PTT — il dispositivo protegge i motori asincroni da picchi di corrente, squilibrio di fase, inceppamenti e altre situazioni di emergenza.Viene utilizzato sia come dispositivo autonomo che come parte integrante degli avviatori PMA e PME.
Prodotto RTI trifase dotato delle stesse funzioni del precedente, ma viene utilizzato in una modifica con avviatori KTM e KMI.
Come scegliere un relè termico
Il motore necessita di un relè di protezione quando, per motivi tecnologici, esiste un potenziale pericolo di sovraccarico. Il secondo caso è la necessità di limitare il tempo di avviamento in condizioni di tensione ridotta.
Questi requisiti sono contenuti nelle relative istruzioni. Che prevede la richiesta di dotare un prodotto protettivo di una temporizzazione ritardata. Tutto questo è realizzato utilizzando relè termici.
Caratteristiche fondamentali dei dispositivi
I dati fondamentali del dispositivo di protezione del motore sono:
- Prestazioni del contatto in base ai parametri attuali - indicatore tempo-corrente.
- Corrente operativa alla quale viene attivato il TP.
- Limitare le regolazioni delle impostazioni correnti. In tutti i dispositivi prodotti da diversi produttori, questo parametro differisce leggermente. Il superamento del valore nominale del 20% comporta il funzionamento del dispositivo dopo 25 minuti.
- Valore corrente nominale della piastra bimetallica funzionante. Si riferisce ad un valore al di sopra del quale il relè non si spegne immediatamente.
- Intervallo di corrente in cui funziona il relè.
Le informazioni sul relè termico possono essere ottenute decifrandone i segni. Il simbolo che indica il tipo di esecuzione può variare.
Le posizioni dei TP nazionali sono regolate da GOST 15150.Il loro funzionamento è influenzato da fattori quali l'altitudine sul livello del mare, le vibrazioni, gli urti e l'accelerazione.
I produttori riflettono tutte queste sfumature nell'etichettatura dei loro prodotti. Alcuni di essi contengono inoltre informazioni sulla capacità di lavorare in presenza di sostanze nocive e gas esplosivi.
Selezione di un dispositivo secondo le regole
I requisiti per il relè termico sono stabiliti nelle istruzioni. Qui è inoltre stabilito che la protezione debba avere un ritardo temporale. Tutte le richieste vengono soddisfatte utilizzando dispositivi speciali.
Quando si analizzano le caratteristiche tempo-corrente di un TR, è necessario tenere conto che il funzionamento può avvenire da uno stato surriscaldato o freddo.
Una protezione impeccabile presuppone che la curva che descrive la dipendenza ottimale della durata del flusso di corrente dal valore di corrente del relè e del motore per un funzionamento senza problemi dell'apparecchiatura sia diversa. Il primo dovrebbe essere inferiore al secondo.
La corretta selezione di un prodotto protettivo viene effettuata sulla base di un parametro come la corrente nominale di funzionamento. Il suo valore è correlato alla corrente di carico nominale del motore elettrico.
Sia gli standard internazionali che quelli nazionali stabiliscono che la corrente nominale del motore sia simile all'impostazione della corrente operativa del relè termico.
Ciò significa che l'apparecchio viene messo in funzione con un sovraccarico dal 20 al 30% o con Iav.x1.2 o 1.3 entro e non oltre 20 minuti.
In base a ciò, è necessario scegliere in modo che la corrente di non funzionamento del TR superi in media il 12% la corrente nominale dell'oggetto coperto. Il valore In è visualizzato nel passaporto del dispositivo e su una targhetta attaccata al corpo.
In base ad esso vengono selezionati sia il TR che lo starter ad esso corrispondente. La scala del relè è calibrata in ampere e, di norma, corrisponde al valore di corrente impostato.
Un esempio è la scelta di un relè termico per un motore asincrono collegato a una rete a 380 V con una potenza di 1,5 kW.
La corrente nominale operativa è 2,8 A, il che significa che per un relè termico la corrente di soglia sarà pari a: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Secondo la tabella, la scelta dovrebbe essere fatta su RTL-1008, il cui campo di regolazione è compreso tra 2,4 e 4 A.
Quando i dati di targa del motore non sono noti, la corrente viene determinata utilizzando dispositivi speciali: una pinza amperometrica o un multimetro con l'opzione appropriata. Le misurazioni vengono effettuate su ciascuna fase.
Nella scelta è importante prestare attenzione alla tensione indicata sul dispositivo. Se prevedi di utilizzare un tandem TP-starter, devi prendere in considerazione il numero di contatti.
Quando si collega il dispositivo ad una rete trifase è necessario un modulo che abbia funzione di protezione in caso di bruciatura dei conduttori o squilibrio di fase.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Schema di protezione del motore efficace:
Componenti di un relè termico:
Il principio di interazione tra vari dispositivi in diverse opzioni di connessione per un relè termico è lo stesso. Per un migliore orientamento nei diagrammi, è necessario essere in grado di "leggere" le marcature dei dispositivi.Idealmente, tutti i lavori di connessione dovrebbero essere eseguiti da un tecnico certificato per lavorare in condizioni di alta tensione.
Hai qualcosa da aggiungere o hai domande sulla scelta e sull'utilizzo di un relè termico? Puoi lasciare commenti sulla pubblicazione, partecipare alle discussioni e condividere la tua esperienza nell'utilizzo dei dispositivi. Il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.
