Электрические двигатели являются сердцем многих механизмов. Без них невозможно разведение мостов или использование насосного оборудования, которое требует значительной подачи воды. Но двигатели не могут функционировать без остановок. Это может привести к выходу из строя внутренних компонентов, например, обмоток. Чаще всего это происходит из-за банального перегрева. Обычно двигатели оснащаются системами охлаждения, но при повышенной температуре окружающей среды, их может не хватать. Чтобы решить этот вопрос потребуется тепловое реле. Дорогие модели оснащаются им в заводских условиях, для всех остальных придется монтировать его самостоятельно. Правильно это можно сделать, только зная принципиальную схему. В статье будут рассмотрены особенности теплового реле, а также способы подключения.
Механизм функционирования
Тепловое реле без посторонних модулей способно выполнять запуск или остановку оборудования. Но в некоторых случаях на него может оказываться значительная нагрузка, которая выведет его из строя. Чтобы этого не произошло, понадобится промежуточное звено в виде магнитного пускателя. Именно последний возьмет на себя пусковые токи. Такой подход продлит срок службы не только двигателя, но и теплового реле. При этом тепловое реле получает показания о проходящем токе к двигателю и при необходимости дает сигнал пускателю, который разрывает цепь. При этом необходимо правильно подобрать допустимый ток, а также способ подключения всех элементов.
Тепловое реле построено с применением элементарных физических законов. Они строятся на поведении материалов при воздействии на них температуры. Основным компонентом модуля, который отвечает за температурный контроль, является металлическая пластина. Но она неоднородна, а состоит из двух различных металлов. Каждый из них по-своему реагирует на перепады температуры в большую или меньшую сторону, поэтому способствует тому, что контактная группа отклоняется в одну или в другую сторону, замыкая или размыкая цепь. При этом пластина не соприкасается непосредственно с контактами, а выполняет работу через специальный переходник и подвижный механизм. На подбор магнитного пускателя для конкретного теплового реле будет влиять то, в каком положении находятся контакты модуля. Они могут быть:
- в нормально разомкнутом положении;
- в нормально замкнутом положении.
На фото выше можно видеть, как эти контакты обозначаются непосредственно на самом тепловом реле. Первое понятие означает, что в обычном положении контакт постоянно находится в разомкнутом состоянии, а второй в замкнутом, только при изменении условий, они будут задействованы. Второй вариант контактов теплового реле отлично подходит для управления высокомощными приборами, например, двигателями. Первые имеют другое предназначение и чаще используются в сигнализационных системах. Несмотря на название, в тепловом реле нет датчика температуры. Принцип действия был описан выше. Но на пластину воздействует не температура окружающей среды, а значение тока, который протекает через пластину.
Как только номинальная граница пройдена, происходит перегрев пластины, и она начинает отклоняться в сторону того металла, который имеет меньший коэффициент расширения. Если реле смонтировано в цепь управления двигателем, тогда произойдет остановка элемента. Когда дело касается сигнализационной системы, тогда будет выведено соответствующее предупреждение. Понимание того, что пластина имеет определенное сопротивление и пропускную способность, должно влиять на подбор теплового реле в согласии с номинальным значением потребляемого тока двигателем. Если этого не сделать, тогда есть риск повреждения теплового реле и невозможность его восстановления.
Возврат к рабочему состоянию происходит автоматически, поэтому не следует ничего предпринимать. Когда температура пластины уменьшается, то деформация происходит в сторону металла с меньшим коэффициентом расширения и возобновляется подача напряжения. Если требуется быстрое восстановление работоспособности, тогда можно воспользоваться кнопкой Reset, которая есть на некоторых моделях теплового реле.
Обратите внимание! Некоторые виды теплового реле поддерживают работу с широким диапазоном входящих токов. Но для этого необходимо произвести предварительную калибровку или настройку рычагом, который находится на лицевой панели. Вокруг него находится шкала со конкретными значениями.
На передней панели прибора находится несколько элементов управления, каждый из которых имеет свое предназначение. Например, некоторые тепловые реле оснащены клавишей Test. Из названия становится понятным, что ее предназначением является проведение тестового срабатывания теплового реле. Таким образом можно проверить находиться ли оно в пригодном для работы состоянии. Клавиша будет полезна в случае проверки с помощью импровизированной или реальной цепи питания. Если тепловое реле уже подключено к двигателю, то во время работы можно нажать клавишу Test, если система остановилась, тогда все в порядке. Такую процедуру можно провести с источником питания и лампочкой.
На фото выше видно, что есть еще один элемент управления, который выделяется среди других и имеет обозначение Stop. Она воздействует на нормально замкнутые контакты, что приводит к остановке работающего двигателя, но нормально разомкнутые контакты остаются в неизменном положении, поэтому соответствующего сигнала не поступает. Отследить состояние, в котором находится тепловое реле можно с помощью индикатора. На фото можно видеть небольшую прозрачную накладку. За ней скрывается полоска, которая меняет свой цвет в зависимости от состояния реле.
Важно! Помните, что задействование кнопки Reset, чтобы вывести систему в рабочее состояние в кратчайшие сроки, возможно только в том случае, если тепловое реле переведено в ручной режим управления. В заводских условиях всегда выставляется автоматический режим восстановления после остывания. Чтобы перевести прибор в требуемый режим, необходимо провернуть элемент управления против движения часовой стрелки. При этом он должен немного приподняться над корпусом.
Современные тепловые реле, которые есть в продаже, способны предоставить дополнительную защиту подключенному оборудованию. Это выражается не только в отключении из-за превышения силы тока на контактах, но и из-за неполадок с питающей сетью. Последние особенно актуальны в отношении трехфазных сетей, в которых может происходить перекос фаз или обрыв одной из питающих линий. Если один из проводников выходит из строя, то потребление из двух других возрастает, что приводит к прохождению большего тока через пластины. При этом происходит перегрев и отключение. В таком случае важно внимательно осмотреть монтажные контакты перед тем, как производить экстренный или плановый запуск прибора.
Помните! Короткое замыкание также приводит к перегреву пластин теплового реле. Но скорость прохождения такого тока выше, чем в обычных условиях. Это означает, что ТР не успевает сработать и происходит повреждение обмоток или других компонентов двигателя. Чтобы такого не происходило, потребуется монтаж специальных защитных реле в цепь питания двигателя.
Как выбрать реле
Реле подбирается в зависимости от условий, в которых будет использоваться. При этом важно хорошо знать и понимать характеристики, которые указаны в техническом паспорте. Несоблюдение одного или нескольких из них может иметь неприятные последствия как для потребителя, так и для реле. Одним из важных значений, которое указывается для реле является номинальный ток. Имеется в виду сила тока потребления конкретного прибора, к которому будет подключаться реле. Эту цифру можно найти в технических характеристиках потребителя. Если реле будет попеременно применяться с различными приборами, тогда должен быть указан диапазон допустимой силы тока.
Реле могут использоваться как для однофазной, так и для трехфазной цепи, именно поэтому важно обращать внимание на то, какое напряжение указано: оно может быть 220 или 380 вольт. Если в паре с ТР планируется использовать пускатель, тогда особое внимание необходимо уделить количеству контактов. Кроме силы тока потребителя, важно знать его мощность, которая также учитывается при выборе определенной модели реле. Если включение реле планируется в трехфазную сеть, тогда лучше приобрести модуль, который способен обеспечить дополнительную защиту при перекосе фаз или прогорании проводников.
Как подключить
Процесс подключения реле для неопытного электрика может стать нетривиальной задачей, которая потребует внимания и аккуратности. Но вопрос решается довольно просто при наличии конкретной схемы. В некоторых случаях она может быть указана в техническом паспорте изделия. Один из вариантов подключения приведен на схеме, которая есть ниже. На схеме видно, что подача питания осуществляется через трехфазный выключатель, который находится под обозначением QF1. Если его замкнуть, то происходит включение основного прибора. С первой фазы, которая обозначается буквой A, цепь уходит к двум управляющим клавишам. Одна из них выполняет функцию аварийной остановки, а вторая запуска. При этом вторая клавиша работает через магнитный выключатель или контактор, который обозначен сокращением КМ 1.1. При срабатывании контактора НО контакты замыкаются, а НЗ размыкаются.
Чтобы ток пошел через реле, необходимо, чтобы контакты KM1 были замкнуты. При этом происходит запуск двигателя или другого потребителя. Если во время работы возникнет перегрузка, тогда в действие вступает узел КК1. Он представляет собой контактные площадки самого реле. При изменении угла пластин, площадки размыкаются и двигатель останавливается. Если в процессе появляется необходимость принудительно обесточить потребителя, тогда необходимо задействовать клавишу SB1. Она разрывает цепь, которая уходит к пускателю, что приводит к его обесточиванию и отключению. Нагляднее представить себе весь процесс можно с помощью модели, которая есть на фото ниже.
Другая схема подключения реле подразумевает задействование нулевого провода. Последний подключается НЗ контакту. Если в цепи происходит срабатывание реле, тогда нулевой провод разрывается. Последний, в свою очередь, уходит на пускатель и отключает его, чем происходит остановка всей системы. Чтобы правильно собрать такую схему, необходимо установить перемычку на катушку контактора, а нулевой провод подвести к ТР.
Реле используется и в тех схемах, где предусмотрено реверсивное движение вращение двигателя. Ниже приведена схема такого подключения. Она отличается только тем, что в реле KK1.1 присутствует нормально закрытый контакт.
Видео о подключении ТР можно посмотреть ниже.
Резюме
Рассматривая схемы подключения ТР, важно понять сам принцип, по которому взаимодействуют различные модули. Это позволит ориентироваться в схемах, где будут другие цифровые или буквенные обозначения. Перед непосредственным процессом подключения ТР лучше потренироваться на собранном стенде, который подключается к сети.
Отправить комментарий
Рубрики
