Elektroniczne przekaźniki termiczne do ochrony silnika przed przeciążeniem

Do czego służą przekaźniki termiczne?

Przekaźniki termiczne służą do ochrony silników elektrycznych przed przeciążeniem. Ponieważ przegrzanie jest konsekwencją przetężenia, taki przekaźnik chroni silnik przed przetężeniem jako takim i przed przegrzaniem. Oznacza to, że użycie przekaźnika termicznego jest zalecane w sytuacjach, gdy prądy w sieci zasilającej i odpowiednio w zasilanym obciążeniu z jakiegoś powodu mogą przekroczyć dopuszczalną wartość znamionową nawet 1,11 — 7 razy, a następnie ustawienie przekaźnika będzie zapobiec zniszczeniu sprzętu.

Jeśli sprzęt ma odpowiadać za precyzyjną i odpowiedzialną pracę, to należy go chronić przed przegrzaniem, w przeciwnym razie dojdzie do uszkodzeń. W rzeczywistości przekaźnik termiczny porówna wartość skuteczną płynącego prądu z nastawą i zabezpieczy sprzęt w przypadku przekroczenia nastawy - po ściśle określonym czasie obwód obciążenia zostanie otwarty, sprzęt zostanie zapisany.

Obwody mocy są przełączane przez styczniki, a następnie przekaźnik termiczny steruje tylko zasilaniem styczników, a wysoka stabilność prądowa nie jest wymagana od samego przekaźnika. Przekaźnik w postaci pomocniczej zunifikowanej jednostki jest podłączony do stycznika, a sam stycznik mocy przełącza obciążenie.

Przekaźniki mają zwykle styki normalnie otwarte i normalnie zamknięte, przy czym pierwszy odpowiada za zasilanie np. lampki sygnalizacyjnej, a drugi za zasilanie stycznika.

Gdy temperatura sprzętu elektrycznego mieści się w ustalonych dopuszczalnych granicach, przekaźnik termiczny utrzymuje obwód zamknięty, a gdy tylko wystąpi nadmiar, wyłącza się po pewnym czasie, a im wyższy stosunek prądu przeciążenia do nominalna, tym szybciej zadziała przekaźnik, ponieważ im wyższy prąd, tym szybciej nagrzewa się drut, a przegrzanie jakiejkolwiek części chronionego sprzętu jest niedopuszczalne.

Parametry przekaźnika termicznego

Przy dużych wartościach przeciążenia (kilkukrotnego), charakterystycznych dla zwarcia, otwarcie jest realizowane przez wyłącznik z wyzwalaczem elektromagnetycznym lub bezpiecznikiem. Ogólnie przyczyny przeciążenia mogą być różne, na przykład regularny trudny rozruch silnika elektrycznego lub częste operacje włączania i wyłączania. Wtedy wyzwalacz będzie fałszywy.

Aby wykluczyć fałszywe alarmy, ustawienie jest ustawione bez rezerw, różnica polega tylko na klasach samych przekaźników od 5 do 40, wskazując czas odpowiedzi: klasa 5 — 3 sekundy przy dziesięciokrotnym przeciążeniu, klasa 10 — 6 sekund przy dziesięciokrotne przeciążenie itp., określone w temperaturze otoczenia 20 ° C, przy symetrycznej pracy trójfazowej, dla przeciążenia w stanie zimnym. Ustawienie pokazuje prąd przeciążenia, a klasa pokazuje maksymalny czas wyzwalania w sekundach.

Ważną cechą przekaźnika termicznego są wartości graniczne wielokrotnych długotrwałych przeciążeń — około godziny. Jest to warunek, w którym przekaźnik ma gwarancję działania lub awarii. Tak więc, jeśli próg zostanie ustawiony na 1,14 ± 0,06, to przy 1,2 przekaźnik gwarantuje działanie, a przy 1,06 na pewno nie zadziała.

Parametr ten jest niezwykle ważny, decyduje o dokładności i niezawodności zabezpieczenia, a także pomaga zapobiegać fałszywym alarmom.Najwyższej jakości przekaźniki są kompensowane temperaturowo, aby zapewnić ciągłą pracę w każdej temperaturze otoczenia.

Zgodnie z charakterystyką zabezpieczanego sprzętu dobierany jest również czas reakcji przekaźnika termicznego z uwzględnieniem dopuszczalnej prędkości przeciążenia. Duże wielokrotności — do 10 razy — wymagają dokładniejszego podejścia. Na przykład klasa 10 jest uważana za uniwersalną i nadaje się do silników elektrycznych z łatwym rozruchem.

Do ciężkich startów bardziej odpowiednia jest klasa 20, klasa 30 lub klasa 40. Klasa 5 — jeśli wymagana jest wysoka dokładność, np. gdy obciążenie ma małą bezwładność.Z reguły producenci przekaźników termicznych w załączonej dokumentacji wskazują najbardziej odpowiedni sprzęt, dla którego klasa tej charakterystyki ochronnej jest obecnie najlepsza.

Istotny jest tutaj rzeczywisty czas zadziałania przekaźnika, musi on odpowiadać zależności standardowej. Najlepsze przekaźniki termiczne o przeciążeniu od 3 do 7,2 razy mają maksymalne odchylenie czasu wyzwalania od normy nie większe niż 20% w dół iw górę. Przy wzroście temperatury, na przykład w wyniku nagrzania prądem znamionowym, czas wyłączenia jest od 2,5 do 4 razy krótszy niż standardowo przy 20°C.

Wady prostych przekaźników termicznych

Trójfazowe przekaźniki termiczne są bardziej wszechstronne, monitorują prądy we wszystkich trzech fazach i mają zastosowanie w obwodach jednofazowych, dla prądu przemiennego i stałego.

Ale jeśli fazy są ładowane bardzo asymetrycznie? Wtedy temperatura w jednej z faz wzrośnie szybciej i sprzęt niebezpiecznie się przegrzeje, ponieważ wartość skuteczna prądu trzech faz nie pozwoli na wykrycie zagrożenia. W rezultacie czas wyzwolenia i prąd krytyczny ustawienia przekaźnika termicznego będą w rzeczywistości niższe niż rzeczywista sytuacja.

Aby szybciej rozwiązać problem, potrzebny jest bardziej nowoczesny przekaźnik termiczny ze zintegrowanym zabezpieczeniem przed asymetrią prądu fazowego. W takich przekaźnikach, w przypadku asymetrii lub zaniku fazy, czas odpowiedzi i prąd odpowiednio się zmienią, a zabezpieczenie pozostanie niezawodne.

Przekaźniki termiczne są zwykle wykonywane na bazie rozłączników bimetalicznych. Po podgrzaniu prądem płyta wygina się i uruchamia mechanizm wyłączania, przekaźnik jest aktywowany - przełącza się w stan „wyłączony”.Gdy płyta ostygnie, mechanizm powróci do pierwotnego stanu „włączenia”. Prostota konstrukcji konwencjonalnych przekaźników przekonuje niskim kosztem i dobrą izolacją akustyczną. Ale w przypadku cieńszego sprzętu potrzebne są dokładniejsze przekaźniki termiczne — elektroniczne.

Elektroniczne przekaźniki termiczne

Elektroniczne nieulotne przekaźniki termiczne, takie jak Siemens serii 3RB20 i 3RB21, wyposażone są we wbudowane układy pomiarowe dla prądów do 630 A. Przekaźniki te są niezależne od prądu i są w stanie zabezpieczyć obciążenia w dowolnym trybie, nawet przy dużych obciążeniach. rozruchu oraz z otwartymi lub niezrównoważonymi fazami.

W przypadku przeciążenia prądowego, przerwy w jednej z faz lub asymetrii prąd np. w silniku wzrasta i staje się większy od nastawy. Zintegrowany przekładnik prądowy rejestruje prąd, a elektronika przetwarza aktualnie mierzoną wartość, a jeśli przekroczy ona ustawioną wartość, do wyłącznika podawany jest impuls wyzwalający, który odłącza obciążenie poprzez otwarcie zewnętrznego stycznika. Sam przekaźnik jest montowany na styczniku. Czas wyzwalania jest ściśle powiązany ze stosunkiem prądu wyzwalającego do prądu nastawczego.

Elektroniczny przekaźnik termiczny Siemens 3RB21 jest w stanie nie tylko chronić przed przegrzaniem z powodu asymetrii faz, przetężenia lub zaniku fazy, ale także posiada wewnętrzny system wykrywania zwarć doziemnych (z wyjątkiem kombinacji gwiazda-trójkąt). Na przykład niekompletne zwarcia doziemne spowodowane uszkodzeniem izolacji lub wilgocią zostaną natychmiast wykryte, a obwód obciążenia zostanie otwarty.

Gdy przekaźnik jest aktywowany, wskaźnik zaświeci się, sygnalizując stan wyzwolenia.Możliwy reset automatyczny lub reset ręczny. Automatyczny reset następuje po ustalonym czasie, po którym przekaźnik ponownie zamknie stycznik.