Hvordan hjælper relæer med overbelastningsbeskyttelse i industrielle styresystemer

Relæer er elektromagnetiske kontakter, der anvendes bredt i industrielle styresystemer til at kontrollere åbning og lukning af kredsløb. I forbindelse med overbelastningsbeskyttelse opdager relæer ændringer i strøm, temperatur eller andre parametre og afbryder straks strømforsyningen eller udløser beskyttelsesmekanismer for at undgå skade på udstyr på grund af overbelastning. Nedenfor er de primære måder, hvorpå relæer opnår overbelastningsbeskyttelse i industrielle styresystemer:

1. Termisk Relæ 

Termisk relæ er en af de mest almindelige enheder til overbelastningsbeskyttelse, især for elektriske motorer. Det fungerer baseret på den varme, som genereres af strømmen, for at udløse beskyttelsesmekanismen.

Arbejdsgang:

• Termisk relæ indeholder en bimetallstrip lavet af to metaller med forskellige varmeudvidelseskoefficienter.

• Når motorens strøm overstiger dens nominelle værdi, opvarmes bimetallstripen i termisk relæ, hvilket fører til, at den deformeres og kontakterne åbnes, hvilket afbryder motorens strømforsyning.

• Svaretiden for termisk relæ er omvendt proportional med alvorligheden af overbelastningen: jo alvorligere overbelastningen, jo hurtigere deformeres bimetallstripen, og jo hurtigere åbnes kontakterne.

Egenskaber:

• Simulerer Motorvarmeprofiler: Termisk relæ er designet til at efterligne varmeprofilen for motorvindingerne, hvilket præcist afspejler motorens faktiske driftsforhold.

• Egnede til Langvarig Overbelastningsbeskyttelse: Det er meget følsomt over for langvarige, lette overbelastninger, hvilket gør det ideelt til beskyttelse af motorer mod overophedning på grund af langvarig overbelastning.

• Automatisk Nulstilling: Efter at overbelastningsforholdet er løst, køles termisk relæ ned, og kontakterne nulstilles automatisk, hvilket genopretter strømforsyningen.

Anvendelser:

Bredt anvendt i start- og driftsprocesser for motorer, især i anvendelser med hyppige starter, stopper eller variabel belastning.

2. Elektronisk Overbelastningsrelæ

Et elektronisk overbelastningsrelæ er en moderne enhed, der anvendes til overbelastningsbeskyttelse i industrielle styresystemer. Det bruger elektroniske kredsløb til at overvåge parametre som strøm, temperatur, og yder beskyttelse baseret på forhåndsindstillede grænser.

Arbejdsgang:

• Elektronisk overbelastningsrelæ bruger en strømtransformator eller strømsensor til at kontinuerligt overvåge motorens strøm.

• Når den registrerede strøm overstiger den indstillede overbelastningsgrænse, sender relæet et signal for at afbryde motorens strømforsyning eller udløse andre beskyttelsesforanstaltninger.

• Elektroniske relæer kan også overvåge yderligere parametre som motortemperatur, effektfaktor, faseuensvig og give komplet beskyttelse.

Egenskaber:

• Høj Præcision og Hurtig Reaktion: Elektroniske relæer tilbyder højere præcision og hurtigere reaktions tid, hvilket gør, at de hurtigt kan opdage overbelastninger og træffe forholdsregler.

• Programmerbare Indstillinger: Brugere kan justere overbelastningsbeskyttelsesgrænser, forsinkelser og nulstillingsmetoder i overensstemmelse med den specifikke motortype og belastningsforhold.

• Flere Beskyttelsesfunktioner: Udover overbelastningsbeskyttelse kan elektroniske relæer give beskyttelse mod faseforsvinden, faseuensvig og låste rotorforhold.

• Kommunikationsgrænseflader: Mange elektroniske relæer kommer med kommunikationsgrænseflader (f.eks. Modbus, Profibus) til integration med PLC'er eller andre styresystemer, hvilket gør det muligt at overvåge og administrere fjernbetjening.

Anvendelser:

Egnede til anvendelser, der kræver høje niveauer af beskyttelse, såsom automatiserede produktionslinjer, store industrielle anlæg og pumpeanlæg.

3. Kombination af Sikring og Relæer til Overbelastningsbeskyttelse

Sikringer er simple overstrømingsbeskyttelsesenheder, der hurtigt smelter, når strømmen overstiger deres nominelle værdi, og afbryder kredsløbet. Selvom sikringer giver hurtig kortslutningsbeskyttelse, kan de ikke skelne mellem normale inrush-strømme og overbelastningsstrømme, så de anvendes ofte i kombination med relæer for komplet beskyttelse.

Arbejdsgang:

• Sikringer beskytter kredsløbet mod kortslutninger og øjeblikkelige høje strømme, mens relæer overvåger langvarige overbelastninger.

• Ved kortslutning smelter sikringen umiddelbart og afbryder strømmen; ved overbelastning afbryder relæet strømmen baseret på den indstillede grænse og forsinkelsestid.

• Denne kombination sikrer effektiv beskyttelse mod både kortslutninger og overbelastninger.

Egenskaber:

• Dobbel Beskyttelse: Sikringer giver hurtig kortslutningsbeskyttelse, mens relæer tilbyder langvarig overbelastningsbeskyttelse, hvilket danner en dobbelt beskyttelsesmekanisme.

• Kostnadseffektiv: Sikringer er simple og billige, hvilket gør dem egnet til små enheder eller kostnadsfølsomme anvendelser.

Anvendelser:

Egnede til små til medium store motorer, husholdningsapparater, belysningsanlæg og andre lav effektanvendelser.

4. Koordineret Beskyttelse med Kontakter og Relæer

En kontaktor er en højeffekt elektromagnetisk kontakt, der anvendes til at kontrollere start og stop af elektriske motorer. Kontaktorer anvendes ofte i forbindelse med relæer for at danne et komplet overbelastningsbeskyttelsessystem.

Arbejdsgang:

• Kontaktoren kontrollerer motorens hovedkredsløb, mens relæet overvåger for overbelastningsforhold.

• Når relæet opdager en overbelastning, sender det et signal for at demontere kontaktorens spole, hvilket afbryder motorens strømforsyning.

• Den koordinerede funktion af kontaktorer og relæer sikrer, at strømforsyningen hurtigt afbrydes i tilfælde af overbelastning, og beskytter motoren og andet udstyr.

Egenskaber:

• Høj Strømtilpasning: Kontaktorer kan håndtere høje strømme, hvilket gør dem egnet til højeffekt motorer.

• Fjernkontrol: Kontaktorer kan kontrolleres fjernligt via PLC'er eller andre styresystemer, hvilket gør det lettere at automatisere operationer.

• Sikker og Betroubbar: Sammenkoblingen af kontaktorer og relæer giver betroubbar overbelastningsbeskyttelse, der sikrer sikkert drift af udstyr.

Anvendelser:

Egnede til store industrielle anlæg, automatiserede produktionslinjer, elevatoranlæg og andre højeffektanvendelser.

Sammenfatning

Relæer hjælper med at opnå overbelastningsbeskyttelse i industrielle styresystemer gennem forskellige metoder, herunder:

• Termiske Relæer: Ved at simulere motorens varmeegenskaber, giver de langvarig overbelastningsbeskyttelse, især for motorstart- og driftsprocesser.

• Elektroniske Overbelastningsrelæer: Ved at bruge elektroniske kredsløb til at overvåge strøm, temperatur og andre parametre, tilbyder de højpræcis, hurtig reaktions overbelastningsbeskyttelse med flere yderligere beskyttelsesfunktioner.

• Kombination af Sikringer og Relæer: Sikringer giver hurtig kortslutningsbeskyttelse, mens relæer tilbyder langvarig overbelastningsbeskyttelse, hvilket danner en dobbelt beskyttelsesmekanisme.

• Koordineret Funktion af Kontaktorer og Relæer: Kontaktorer håndterer høje strømme, mens relæer overvåger for overbelastninger, hvilket sikrer hurtig strømafbrydning i overbelastningssituationer.