איך לבחור רליאי תרמי להגנה על מנוע?

רלאים תרמיים להגנה על מנועים מעומס יתר: עקרונות, בחירה ויישום

במערכות שליטה במנועים, פוזרים משמשים בעיקר להגנה על קצר חשמלי. עם זאת, הם אינם יכולים להגן מפני חימום שנגרם מטעינה ממושכת, פעולה תכופה קדימה-אחורה או פעולה בהתחזקות נמוכה. כיום, רלאים תרמיים בשימוש נרחב להגנה על מנועים מעומס יתר. רלאי תרמי הוא מכשיר הגנה המופעל על בסיס האפקט התרמי של זרם חשמלי, והוא בעצם סוג של רלאי זרם. הוא עובד על ידי ייצור חום באמצעות הזרם הזורם בערכו החימום, מה שגורם לרצף דו-מתכתי (עשוי משני מתכות עם מקדמי הרחבה שונים) להתעוות. כאשר ההתעוות מגיעה לסף מסוים, הוא מפעיל מנגנון הקישור, פותח את המעגל הנשלט. זה מבטל את המגען ומפריד את המעגל הראשי, ובכך מגן על המנוע מעומס יתר.

רלאים תרמיים מוגדרים לפי מספר הערכים החמים: שניים ושלושה ערכים. רלאים של שלושה ערכים מחולקים למודלים עם והללא הגנה על אובדן פאזה. סדרות נפוצות כוללות JR0, JR9, JR14 ו-JR16. מאפייני הזמן-זרם (מאפייני אמפר-שניה) של רלאים תרמיים בדרך כלל מראים התנהגות הפוכה בזמן שמתיישבים עם עקומת עומס היתר המותרת של המנוע: ככל שהזרם של עומס היתר גדול יותר, זמן ההפעלה קצר יותר; הפוך, ככל שהזרם של עומס היתר קטן יותר, זמן ההפעלה ארוך יותר. עם בחירה נכונה, הרלאי יכול להפעיל לפני שהמנוע מגיע לגבול התרמי שלו, ובכך לנצל את יכולת עומס היתר של המנוע באופן מלא תוך כדי מניעת נזק.

בגלל הגודל הקטן שלהם, המבנה פשוט והמחיר הנמוך, רלאים תרמיים בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים להגנה על מנועים.

I. הגנה על מנועים באמצעות רלאים תרמיים

סוג החיבור של הסיבובים של המנוע קובע את מאפייני העומס היתר ואובדן הפאזה, אשר מצדם קובעים את סוג הרלאי התרמי המתאים.

סיבובים מחוברים בצורת כוכב (Y)

בחיבור כוכב, זרם הקו שווה לזרם הפאזה. במהלך עומס יתר של המנוע, כל שלושת זרמי הפאזה בדרך כלל גדלים. כאשר מתח המשולש מאוזן והזרמים של המנוע סימטריים, רלאי תרמי בעל שני ערכים יכול להגן בצורה יעילה על מנוע משולש. עם זאת, אם המתח המשולש אינו מאוזן באופן חמור (לדוגמה, אי-איזון של 4% במתח יכול לגרום לאיזון של עד 25% בזרם), או במקרה של קצר חשמלי בפאזה אחת שבה הזרם המתקלקל לא עובר דרך ערך החום, רלאי בעל שני ערכים עשוי לא להגין בצורה מספקת. במקרים כאלה, יש להשתמש ברלאי תרמי בעל שלושה ערכים.

סיבובים מחוברים בצורת דלתא (Δ)

במצב פעילות נורמלי, זרם הקו (I) = 0.58 × זרם הפאזה (Iφ), וזרם הפאזה Iφ = 0.58 × זרם הקו I. כאשר אחת מהספקים נפסלת (לדוגמה, פוזר אחד מתנתק), כפי שמוצג בתמונה 1 (עם B פתוח), בשל השיכבולות השווים, Ic = Ia + Ib = 1.5Iφ, ו-Ib = (2/3)Ic. זה מראה כי זרם הקו כבר אינו משקף בצורה מדוייקת את זרם הפאזה, ולכן שימוש בזרם הקו להגנה אינו מגלה את עומס הסיבובים האמיתי.

כאשר אובדן פאזה מתרחש בנטל מלא, Ia = 0.58Ie, Ib = 1.16Ie—הזרם המופרז הזה מספיק לרלאי תרמי סטנדרטי בעל שלושה ערכים להפעיל. עם זאת, בנטל של 64% מהנומינלי עם אובדן פאזה, Ia = 0.37Ie, Ib = 0.75Ie. הזרם המופרז כתוצאה מאובדן הפאזה קטן מ-20%, כך שרלאי סטנדרטי בעל שלושה ערכים עשוי לא להפעיל, אבל פאזה אחת נושאת 58% יותר מהזרם הנורמלי שלה, מה שמציב את המנוע בסיכון להישרוף. לכן, עבור מנועים מחוברים בדלתא, רלאים תרמיים סטנדרטיים בעלי שלושה ערכים אינם יכולים להגן בצורה יעילה; חייבים להשתמש ברלאי הגנה על אובדן פאזה.

כאשר סיבוב אחד נשבר (לדוגמה, חיבור רופף בין מוליך לסוף, כמו פתיחה בין A ל-B, כפי שמוצג בתמונה 2), אז Ia = Ic = Iφ, ו-Ib = Iφ. כאן, זרם קו אחד שווה לזרם הפאזה, בדיוק כמו בפעילות נורמלית. במקרה כזה, רלאי הגנה על אובדן פאזה עדיין יכול להגן, בעוד שמכשירי הגנה על אובדן פאזה המסתמכים על גילוי אובדן פאזה מהצד של הספק לא יעבדו.

II. בחירת רלאים תרמיים

בחירת ויישום נכון של רלאים תרמיים הוא נושא ידוע היטב, אך עדיין מתרחשים לעיתים קרובות תאונות שחרור מנועים עקב בחירה ויישום לא נכונים. לכן, מתחילים צריכים לשים לב לנקודות הבאות בנוסף לעקיבה אחרי הדרכים הסטנדרטיות:

• להבין את המודל, המפרט והמאפיינים של המנוע שיש להגן עליו.

• בחירה בסוג: באזורים כפריים בהם יש אי-איזון תכוף של מתח משולש, השתמש ברלאים תרמיים סטנדרטיים בעלי שלושה ערכים עבור מנועים מחוברים בכוכב, וברלאי הגנה על אובדן פאזה עבור מנועים מחוברים בדלתא.

• בחירה במדרגת הזרם: בחר את הזרם הנומינלי של הרלאי התרמי בהתאם לזרם הנומינלי של המנוע, ואז בחר את הזרם הנומינלי של ערך החום. טווח התצורה של הזרם של ערך החום ניתן למצוא בטבלאות של יצרנים. אם זרם ההפעלה של המנוע הוא בערך 6 פעמים הזרם הנומינלי והזמן של ההפעלה קצר מ-5 שניות, תstaw את הזרם של ערך החום להיות שווה לזרם הנומינלי של המנוע. עבור מנועים עם זמן הפעלה ארוך יותר, עומס מכה או בהם אין אפשרות להפסיק, תstaw את הזרם להיות 1.1–1.15 פעמים הזרם הנומינלי של המנוע.

• דוגמה: מנוע עם זרם נומינלי של 30.3 אמפר, זרם הפעלה של 6 פעמים הנומינלי, זמן הפעלה קצר, ללא עומס מכה. מודלים מתאימים כוללים JR0-40, JR0-60 או JR16-60. בשימוש ב-JR16-60: הזרם הנומינלי של הרלאי הוא 60 אמפר, סוג של שלושה ערכים. בחר בערך חום של 32 אמפר, ניתנת לתצורה סביב 30.3 אמפר.

• בחירה ב проводники: использование слишком толстых или слишком тонких проводов влияет на теплоотдачу и, следовательно, на работу теплового реле. Диаметр провода следует выбирать в соответствии с рекомендациями производителя или электротехническими справочниками.

• Для двигателей с низкой перегрузочной способностью или плохим охлаждением: установите номинальный ток теплового реле на уровне 60%–80% от номинального тока двигателя.

• Режим сброса: тепловые реле обычно предлагают как ручной, так и автоматический режимы сброса, которые можно переключать с помощью регулировочного винта. Производители обычно поставляют их в автоматическом режиме сброса. Выбор зависит от схемы управления. Как правило, даже если реле сбрасывается автоматически, защищаемый двигатель не должен автоматически перезапускаться — в противном случае установите реле в режим ручного сброса, чтобы предотвратить повторные запуски при аварийных условиях и повреждение оборудования. Например, в цепях ручного запуска/остановки с использованием кнопок, допустим автоматический сброс; в цепях автоматического запуска используйте ручной сброс.

III. מיגunos de uso

Чтобы продлить срок службы тепловых реле и обеспечить оптимальную производительность, соблюдайте следующие рекомендации:

• Используйте провода подключения к терминалам реле с поперечным сечением строго в соответствии со спецификациями.

• Тепловые реле не обеспечивают защиту от короткого замыкания — необходимо устанавливать дополнительные предохранители. Они не подходят для двигателей с очень длительным временем запуска, частыми операциями или периодическими циклами работы.

• При установке вместе с другими устройствами монтируйте тепловое реле ниже них, чтобы избежать теплового воздействия. Регулярно очищайте пыль и грязь.

• После срабатывания автоматический сброс происходит в течение 5 секунд; для ручного сброса необходимо подождать 2 минуты перед нажатием кнопки сброса.

• После срабатывания защиты от короткого замыкания проверьте элемент нагрева на наличие повреждений и биметаллическую пластину на деформацию (никогда не гните биметаллическую пластину), но не снимайте компоненты.

• При замене теплового реле убедитесь, что новый соответствует спецификациям оригинала.

Заключение

Только правильный выбор, правильное подключение и правильное использование тепловых реле могут обеспечить эффективную защиту двигателей от перегрузки.