Hoe helpen relais bij overbelastingsbescherming in industriële besturingssystemen?
Relais zijn elektromagnetische schakelaars die wijdverspreid worden gebruikt in industriële besturingssystemen om het openen en sluiten van circuits te controleren. Wat betreft overbelastingsbescherming, detecteren relais veranderingen in stroom, temperatuur of andere parameters en verbreken ze onmiddellijk de voeding of activeren beschermingsmechanismen om schade aan apparatuur door overbelasting te voorkomen. Hieronder staan de belangrijkste manieren waarop relais overbelastingsbescherming realiseren in industriële besturingssystemen:
1. Thermisch Relais
Het thermische relais is een van de meest gebruikte apparaten voor overbelastingsbescherming, vooral voor elektrische motoren. Het werkt op basis van de warmte die wordt geproduceerd door de stroom om het beschermingsmechanisme te activeren.
Werkingsprincipe:
Het thermische relais bevat een bimetallische strip gemaakt van twee metalen met verschillende coëfficiënten van thermische uitzetting.
Wanneer de stroom door de motor het ingestelde waarde overschrijdt, verwarmt de stroom door het thermische relais de bimetallische strip, waardoor deze vervormt en de contacten open gaan, waardoor de voeding van de motor wordt afgesneden.
De reactietijd van het thermische relais is omgekeerd evenredig met de ernst van de overbelasting: hoe ernstiger de overbelasting, hoe sneller de bimetallische strip vervormt en hoe sneller de contacten open gaan.
Kenmerken:
Simuleert Verwarmingskarakteristieken van Motor: Het thermische relais is ontworpen om de verwarmingskarakteristieken van de motorwindingen na te bootsen, waardoor de werkelijke werking van de motor nauwkeurig weerspiegeld wordt.
Geschikt voor Lange-Termijn Overbelastingsbescherming: Het is zeer gevoelig voor langdurige, lichte overbelastingen, waardoor het ideaal is om motoren te beschermen tegen oververhitting door lange-termijn overbelasting.
Automatische Reset: Na het oplossen van de overbelastingsconditie koelt het thermische relais af, en resetten de contacten automatisch, waardoor de voeding wordt hersteld.
Toepassingen:
Wijdverspreid gebruikt in het starten en runnen van motoren, vooral in toepassingen met frequente starts, stops of variabele belastingen.
2. Elektronisch Overbelastingsrelais
Een elektronisch overbelastingsrelais is een modern apparaat dat wordt gebruikt voor overbelastingsbescherming in industriële besturingssystemen. Het maakt gebruik van elektronische circuits om parameters zoals stroom, temperatuur te monitoren en biedt bescherming op basis van vooraf ingestelde drempels.
Werkingsprincipe:
Het elektronische overbelastingsrelais gebruikt een stroomtransformator of stroomsensor om continu de stroom van de motor te monitoren.
Wanneer de gedetecteerde stroom de ingestelde overbelastingsdrempel overschrijdt, stuurt het relais een signaal om de voeding van de motor af te snijden of andere beschermingsmaatregelen te activeren.
Elektronische relais kunnen ook extra parameters zoals motortemperatuur, vermogensfactor, faseonevenwichtigheid monitoren en een alomvattende bescherming bieden.
Kenmerken:
Hoge Nauwkeurigheid en Snelle Reactietijd: Elektronische relais bieden hogere nauwkeurigheid en snellere reactietijden, waardoor ze overbelastingen snel kunnen detecteren en actie ondernemen.
Programmeerbare Instellingen: Gebruikers kunnen de overbelastingsdrempels, vertragingstijden en resetmethoden aanpassen volgens het specifieke motortype en belastingsomstandigheden.
Meerdere Beschermingsfuncties: Naast overbelastingsbescherming kunnen elektronische relais bescherming bieden tegen faseverlies, faseonevenwichtigheid en geblokkeerde rotorcondities.
Communicatieinterfaces: Veel elektronische relais hebben communicatieinterfaces (bijvoorbeeld Modbus, Profibus) voor integratie met PLC's of andere besturingssystemen, waardoor externe monitoring en beheer mogelijk is.
Toepassingen:
Geschikt voor toepassingen die hoge niveaus van bescherming vereisen, zoals geautomatiseerde productielijnen, grote industriële apparatuur en pompensystemen.
3. Combinatie van Zekeringen en Relais voor Overbelastingsbescherming
Zekeringen zijn eenvoudige overstromingsbeschermingsapparaten die snel smelten wanneer de stroom hun ingestelde waarde overschrijdt, waardoor het circuit wordt afgesneden. Hoewel zekeringen snelle kortsluitingsbescherming bieden, kunnen ze niet onderscheiden tussen normale inrush-stroom en overbelastingsstroom, dus worden ze vaak in combinatie met relais gebruikt voor alomvattende bescherming.
Werkingsprincipe:
Zekeringen beschermen het circuit tegen kortsluitingen en instantane hoge stroom, terwijl relais lange-termijn overbelastingen monitoren.
Bij een kortsluiting smelt de zekering onmiddellijk en snijdt de voeding af; bij overbelasting snijdt het relais de voeding af op basis van de ingestelde drempel en vertragingstijd.
Deze combinatie zorgt voor effectieve bescherming tegen zowel kortsluitingen als overbelastingen.
Kenmerken:
Dubbele Bescherming: Zekeringen bieden snelle kortsluitingsbescherming, terwijl relais lange-termijn overbelastingsbescherming bieden, wat een dubbele beschermingsmechanisme vormt.
Kosteneffectief: Zekeringen zijn eenvoudig en goedkoop, waardoor ze geschikt zijn voor kleine apparaten of kostengevoelige toepassingen.
Toepassingen:
Geschikt voor kleine tot middelgrote motoren, huishoudelijke apparaten, verlichtingssystemen en andere lage-energie-toepassingen.
4. Gecoördineerde Bescherming met Contactors en Relais
Een contactor is een hoogvermogende elektromagnetische schakelaar die wordt gebruikt om het starten en stoppen van elektrische motoren te controleren. Contactors worden vaak in combinatie met relais gebruikt om een compleet overbelastingsbeschermsysteem te vormen.
Werkingsprincipe:
De contactor controleert het hoofdcircuit van de motor, terwijl het relais op overbelastingscondities monitort.
Wanneer het relais een overbelasting detecteert, stuurt het een signaal om de spoel van de contactor te demagnetiseren, waardoor de voeding van de motor wordt afgesneden.
De gecoördineerde werking van contactors en relais zorgt ervoor dat de voeding snel wordt afgesneden bij overbelasting, waardoor de motor en andere apparatuur beschermd worden.
Kenmerken:
Hoog Stromevermogen: Contactors kunnen hoge stromen hanteren, waardoor ze geschikt zijn voor hoogvermogende motoren.
Externe Bediening: Contactors kunnen extern worden bediend via PLC's of andere besturingssystemen, waardoor geautomatiseerde operaties mogelijk zijn.
Veilig en Betrouwbaar: De combinatie van contactors en relais biedt betrouwbare overbelastingsbescherming, waardoor veilig operationeel functioneren van de apparatuur wordt gewaarborgd.
Toepassingen:
Geschikt voor grote industriële apparatuur, geautomatiseerde productielijnen, liftsystemen en andere hoogvermogende toepassingen.
Samenvatting
Relais helpen overbelastingsbescherming in industriële besturingssystemen te realiseren door middel van verschillende methoden, waaronder:
Thermische Relais: Door de verwarmingskarakteristieken van de motor na te bootsen, bieden ze lange-termijn overbelastingsbescherming, vooral voor het starten en runnen van motoren.
Elektronische Overbelastingsrelais: Door gebruik te maken van elektronische circuits om stroom, temperatuur en andere parameters te monitoren, bieden ze hoge precisie, snelle respons overbelastingsbescherming met meerdere extra beschermingsfuncties.
Combinatie van Zekeringen en Relais: Zekeringen bieden snelle kortsluitingsbescherming, terwijl relais lange-termijn overbelastingsbescherming bieden, wat een dubbele beschermingsmechanisme vormt.
Gecoördineerde Werking van Contactors en Relais: Contactors hanteren hoge stromen, terwijl relais op overbelastingen monitoren, waardoor snelle afsnijding van de voeding in situaties van overbelasting wordt gewaarborgd.
