double arrow

Устройство и работа аппаратов защиты от перегрузки

Согласно ПУЭ и ПБ для асинхронных электродвигателей напряжением до 1000 В требуется защита от перегрузки. Она должна устанавливаться в случаях, когда возможна перегрузка по технологическим причинам, а также, когда при особо тяжелых условиях пуска или самозапуска необходимо ограничить длительность пускового периода при пониженном напряжении. Допускается применять рассматриваемую защиту и при работе оборудования без постоянного обслуживающего персонала.

Наиболее часто для создания защиты от перегрузки используется тепловое реле. Чувствительным органом реле являются специальные элементы, которые под воздействием тепла, выделяющегося при протекании через реле тока защищаемого электродвигателя, изменяют свои физические свойства или конфигурацию. Такими элементами могут быть легкоплавкие сплавы или биметаллические пластины.

В тепловых реле первого типа с легкоплавкими сплавами используется сплав Вуда. В холодном состоянии он тверд и не позволяет механизму контактов реле изменить свое положение. При перегрузке электродвигателя ток увеличивается, температура сплава повышается и при определенном ее значении он расплавляется. Заведенный пружиной механизм освобождается и контакты реле размыкаются.

Биметаллическая пластинка – пластина, изготовленная из биметалла или из механически соединённых кусков двух различных металлов. Как правило, используется как основная часть термомеханического датчика. При нормальной температуре (между 0 и 20 °С) полоски имеют одинаковую длину, а при её повышении пластинка 1 (рис. 8) изгибается кверху и при определённом положении освобождает рычаг 2, который под воздействием пружины 3 поворачивается и размыкает контакты 4 и 5. Очевидно, что чем больше нагрев пластины, тем больше и быстрее она изогнется и тем быстрее сработает тепловое реле.

Ток защищаемого электродвигателя в тепловом реле проходит непосредственно через биметаллическую пластинку (прямой нагрев), через нагревательный элемент 6 (косвенный нагрев) или комбинацию, т.е. через биметаллический элемент и нагреватель. Величина тока срабатывания может быть изменена путем смены биметаллической пластины или нагревательного элемента (нихромовое сопротивление) на другие, имеющие разную форму и сечение.

  В некоторых типах теплового реле предусматривается регулятор, позволяющий в довольно широких пределах плавно изменять величину тока и время срабатывания. Например, при изгибании регулировочным винтом (на рис. 8 не показан) скобы 7 изменится относительное положение биметаллической пластинки и рычага, а следовательно, и ток срабатывания.
Рис. 8. Схема устройства теплового реле

Возврат реле в исходное положение после срабатывания может происходить автоматически или при нажатии кнопки возврата 8.

Для уменьшения влияния колебания температуры окружающей среды может быть применена температурная компенсация. Компенсатор представляет собой биметаллическую полоску, соединяющую основной биметаллический элемент с основанием реле. Коэффициенты линейного расширения и взаиморасположение обоих металлов подбирается таким образом, что при изменении температуры окружающей среды они изгибаются в разные стороны и величина тока срабатывания не изменяется.

Для того чтобы тепловое реле срабатывало точно, необходимо совпадение тепловых характеристик электродвигателя и реле, т.е. равенство их постоянных нагрева и охлаждения. Добиться этого практически очень сложно по ряду причин: нагрев различных частей неодинаков, постоянные времени нагрева и охлаждения электродвигателей различны и меняются при различных нагрузках и режимах работы. Кроме того, следует учитывать, что в конкретных условиях эксплуатации электродвигатель и тепловое реле размещаются в местах с разной температурой окружающей среды. Поэтому добиться хорошей защиты от перегрузки с помощью тепловых реле затруднительно. Удовлетворительные результаты можно получить лишь для электродвигателей, работающих в продолжительном режиме работы.

Защита температурными устройствами принципиально является более совершенной. Она позволяет осуществить защиту электродвигателя, работающего в продолжительном и любом из прерывистых режимов.

Реагирующий орган защитного устройства контролирует непосредственно степень нагрева обмоток электродвигателя, а также железа статора, корпуса подшипников, располагаясь непосредственно в защищаемом элементе. При превышении температуры контролируемой области предельного значения защита срабатывает и ее контакты воздействуют на цепь отключения электродвигателя или сигнализации. В реагирующем органе применяются биметаллические пластинки или полупроводниковые элементы – термисторы, позисторы.

  Рис. 9. Термистор ТР-33 Например, в аппаратуре АТВ-229 в качестве термодатчика используется термистор ТР-33 (рис. 9), который состоит из рабочего тела 1 с контактными колпачками 2, выводов 3, защитного металлического чехла 4 и стеклянного изолятора 5. Аппаратура позволяет изменять температуру срабатывания в пределах 70÷120 °С через каждые 10 °С. Погрешность по температуре срабатывания не превышает 5 °С.

Тепловое реле TPT-121 (рис. 10) имеет нагревательный элемент 19 и биметаллические пластины 2 U-образной формы, посаженные на ось 4, находящуюся на скобе 3. Правый конец пластины 2 соединён с цилиндрической пружиной 5, другой конец которой опирается на изоляционную колодку 12, несущую на себе подвижный контактный мостик 16 с серебряными контактами 15. Левый конец биметаллической пластины соединен с механизмом уставки, состоящим из ролика 7, поводка 8, эксцентрика 9, пружины 10 и зубчатого сектора 11 уставки. Механизм уставки позволяет регулировать ток срабатывания путем предварительного изменения изгиба биметаллической пластины.

Рис. 10. Тепловое реле ТРТ-121

При токах срабатывания биметаллическая пластина поворачивает изоляционную колодку 12 вокруг оси 14 и отключает размыкающий контакт реле.

Возврат реле в исходное положение происходит автоматически в течении не более 3 мин, а при нажатии кнопки 13 ручного возврата – в течении не более 1 мин. При температуре окружающей среды + 40 °С.

Реле не имеет температурной компенсации и ток уставки реле изменяется примерно на 3,5 % на каждые ± 10° С изменения окружающей среды.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: