Як релєї допомагають з захистом від перенавантаження в промислових системах керування

Реле — це електромагнітні випливаючі переключачі, які широко використовуються в промислових системах керування для контролю відкриття та закриття кол. Щодо захисту від перенавантаження, реле виявляють зміни струму, температури або інших параметрів і швидко відключають живлення або запускають механізми захисту, щоб уникнути пошкодження обладнання через перенавантаження. Нижче наведені основні способи, за допомогою яких реле забезпечують захист від перенавантаження в промислових системах керування:

1. Термореле

Термореле — один з найпоширеніших пристроїв для захисту від перенавантаження, особливо для електродвигунів. Він працює на основі тепла, генерованого струмом, для запуску механізму захисту.

Принцип роботи:

• Термореле містить біметалеву стрічку, виготовлену з двох металів з різними коефіцієнтами термічного розширення.

• Коли струм електродвигуна перевищує його номінальне значення, струм, що проходить через термореле, нагріває біметалеву стрічку, що призводить до її деформації та відкриття контактів, таким чином відключаючи живлення двигуна.

• Час реакції термореле обернено пропорційний ступеню перенавантаження: чим серйозніше перенавантаження, тим швидше деформується біметалева стрічка, і тим швидше відкриваються контакти.

Особливості:

• Імітація характеристики нагрівання двигуна: Термореле розроблено так, щоб імітувати характеристики нагрівання обмоток двигуна, точно відображаючи фактичні умови роботи двигуна.

• Придатність для довготривалого захисту від перенавантаження: Він дуже чутливий до тривалих, невеликих перенавантажень, що робить його ідеальним для захисту двигунів від перегріву через довготривале перенавантаження.

• Автоматичне скидання: Після вирішення умов перенавантаження термореле охолоджується, і контакти автоматично скидаються, відновлюючи живлення.

Застосування:

Широко використовується в процесах запуску та роботи двигунів, особливо в застосуваннях з частими запусками, зупинками або змінними навантаженнями.

2. Електронне реле перенавантаження

Електронне реле перенавантаження — це сучасний пристрій, використовуваний для захисту від перенавантаження в промислових системах керування. Він використовує електронні кола для моніторингу параметрів, таких як струм, температура, та забезпечує захист на основі попередньо заданих порогів.

Принцип роботи:

• Електронне реле перенавантаження використовує трансформатор струму або датчик струму для неперервного моніторингу струму двигуна.

• Коли виявлений струм перевищує попередньо заданий поріг перенавантаження, реле відправляє сигнал для відключення живлення двигуна або запуску інших захисних заходів.

• Електронні реле також можуть моніторити додаткові параметри, такі як температура двигуна, коефіцієнт споживання, неспівпадіння фаз, і надавати комплексний захист.

Особливості:

• Висока точність та швидка реакція: Електронні реле пропонують вищу точність та швидку реакцію, що дозволяє їм швидко виявляти перенавантаження та реагувати на них.

• Програмовані налаштування: Користувачі можуть регулювати пороги захисту від перенавантаження, час затримки та методи скидання залежно від конкретного типу двигуна та умов навантаження.

• Багато функцій захисту: Окрім захисту від перенавантаження, електронні реле можуть забезпечувати захист від втрати фаз, неспівпадіння фаз та блокування ротора.

• Інтерфейси зв'язку: Багато електронних реле оснащені інтерфейсами зв'язку (наприклад, Modbus, Profibus) для інтеграції з PLC або іншими системами керування, що дозволяє віддалений моніторинг та управління.

Застосування:

Придатні для застосувань, які вимагають високого рівня захисту, таких як автоматизовані виробничі лінії, великі промислові установки та насосні системи.

3. Комбінація плинок та реле для захисту від перенавантаження

Плинки — це прості пристрої захисту від надмірного струму, які швидко плавляться, коли струм перевищує їхню номінальну величину, відключаючи коло. Хоча плинки забезпечують швидкий захист від коротких замикань, вони не можуть розрізняти між нормальним підхідним струмом та струмом перенавантаження, тому часто використовуються разом з реле для комплексного захисту.

Принцип роботи:

• Плинки захищають коло від коротких замикань та моментальних великих струмів, а реле моніторять довготривалі перенавантаження.

• У разі короткого замикання плинка миттєво плавиться і відключає живлення; у разі перенавантаження реле відключає живлення на основі заданого порогу та часу затримки.

• Ця комбінація забезпечує ефективний захист від коротких замикань та перенавантажень.

Особливості:

• Подвійний захист: Плинки забезпечують швидкий захист від коротких замикань, а реле — довготривалий захист від перенавантаження, формуючи подвійний механізм захисту.

• Економічність: Плинки прості та недорогі, що робить їх придатними для малих пристроїв або застосувань, чутливих до вартості.

Застосування:

Придатні для малих та середніх двигунів, побутової техніки, освітлювальних систем та інших застосувань з низькою потужністю.

4. Координований захист з використанням контакторів та реле

Контактор — це високопотужний електромагнітний переключач, використовуваний для керування запуском та зупинкою електродвигунів. Контактори часто використовуються разом з реле для формування повної системи захисту від перенавантаження.

Принцип роботи:

• Контактор керує головним колом двигуна, а реле моніторить умови перенавантаження.

• Коли реле виявляє перенавантаження, воно відправляє сигнал для демагнетизації катушки контактора, відключаючи живлення двигуна.

• Координована робота контакторів та реле забезпечує швидке відключення живлення у разі перенавантаження, захищаючи двигун та інше обладнання.

Особливості:

• Висока пропускна здатність струму: Контактори можуть обслуговувати високі струми, що робить їх придатними для високопотужних двигунів.

• Віддалене керування: Контактори можна керувати віддалено за допомогою PLC або інших систем керування, що сприяє автоматизації операцій.

• Безпека та надійність: Комбінація контакторів та реле забезпечує надійний захист від перенавантаження, гарантує безпечну роботу обладнання.

Застосування:

Придатні для великого промислового обладнання, автоматизованих виробничих ліній, систем лифтів та інших застосувань з високою потужністю.

Підсумок

Реле допомагають забезпечити захист від перенавантаження в промислових системах керування за допомогою різних методів, включаючи:

• Термореле: Імітація характеристик нагрівання двигуна забезпечує довготривалий захист від перенавантаження, особливо для процесів запуску та роботи двигунів.

• Електронні реле перенавантаження: Використання електронних кол для моніторингу струму, температури та інших параметрів забезпечує високоточний, швидкий захист від перенавантаження з багатьма додатковими функціями захисту.

• Комбінація плинок та реле: Плинки забезпечують швидкий захист від коротких замикань, а реле — довготривалий захист від перенавантаження, формуючи подвійний механізм захисту.

• Координована робота контакторів та реле: Контактори обслуговують високі струми, а реле моніторять перенавантаження, забезпечуючи швидке відключення живлення у разі перенавантаження.