Как выбрать тепловое реле для защиты двигателя

Тепловые реле для защиты двигателей от перегрузки: принципы, выбор и применение

В системах управления двигателями предохранители主要用于电机过载保护的热继电器：原理、选型和应用。根据您的要求，我将这段内容翻译成俄语，但似乎您提供的原文已经是中文了。请确认是否需要将其翻译成俄语，还是有其他特定的内容需要翻译？如果需要翻译，请提供正确的原文内容。不过，基于您的要求，我会假设您希望将这段中文内容翻译成俄语，并继续完成翻译任务。

В системах управления двигателями предохранители в основном используются для защиты от короткого замыкания. Однако они не могут защитить от перегрева, вызванного длительной перегрузкой, частыми переключениями вперед-назад или работой при заниженном напряжении. В настоящее время тепловые реле широко используются для защиты двигателей от перегрузки. Тепловое реле — это защитное устройство, работающее на основе теплового эффекта электрического тока, и по сути является видом токового реле. Оно работает путем выработки тепла через ток, проходящий через его нагревательный элемент, что вызывает деформацию биметаллической пластины (сделанной из двух металлов с разными коэффициентами расширения). Когда деформация достигает определенного порога, она активирует механизм связи, открывая управляющую цепь. Это обесточивает контактор и разрывает основную цепь, тем самым защищая двигатель от перегрузки.

Тепловые реле классифицируются по количеству нагревательных элементов: двухполюсные и трехполюсные типы. Трехполюсные реле дополнительно делятся на модели с защитой от потери фазы и без нее. Общие серии включают JR0, JR9, JR14 и JR16. Временно-токовая характеристика (ампер-секундная характеристика) тепловых реле обычно имеет обратное время, соответствующее допустимой кривой перегрузки двигателя: чем больше ток перегрузки, тем меньше время срабатывания; наоборот, чем меньше ток перегрузки, тем дольше время срабатывания. При правильном выборе реле может сработать до того, как двигатель достигнет своего термического предела, таким образом, полностью используя перегрузочную способность двигателя, предотвращая повреждение.

Благодаря своим малым размерам, простой конструкции и низкой стоимости, тепловые реле широко используются в промышленных применениях для защиты двигателей.

I. Защита двигателей тепловыми реле

Способ соединения статорных обмоток двигателя определяет характеристики перегрузочного и фазного тока, которые, в свою очередь, диктуют подходящий тип теплового реле.

Звезда (Y) Соединенные статорные обмотки

При звездном соединении линейный ток равен фазному току. Во время перегрузки двигателя, как правило, увеличиваются все три фазных тока. Когда трехфазное напряжение сбалансировано, а токи двигателя симметричны, двухполюсное тепловое реле может эффективно защитить трехфазный двигатель. Однако, если трехфазное напряжение сильно несбалансировано (например, 4% несбалансировка напряжения может вызвать до 25% несбалансировки тока), или если происходит однофазное короткое замыкание, где ток не проходит через нагревательный элемент, двухполюсное реле может не обеспечить достаточной защиты. В таких случаях следует использовать трехполюсное тепловое реле.

Треугольник (Δ) Соединенные статорные обмотки

В нормальном режиме работы линейный ток (I) = 0,58 × фазный ток (Iφ), и фазный ток Iφ = 0,58 × линейный ток I. Если одна фаза питания отсутствует (например, один предохранитель перегорел), как показано на рисунке 1 (с открытой фазой B), из-за одинакового сопротивления обмоток, Ic = Ia + Ib = 1,5Iφ, и Ib = (2/3)Ic. Это показывает, что линейный ток больше не точно отражает фазный ток, поэтому использование линейного тока для защиты не позволяет обнаружить реальную перегрузку обмоток.

При потере фазы под полной нагрузкой, Ia = 0,58Ie, Ib = 1,16Ie — этот переток достаточно велик, чтобы стандартное трехполюсное тепловое реле сработало. Однако при потере фазы при 64% номинальной нагрузки, Ia = 0,37Ie, Ib = 0,75Ie. Переток, вызванный потерей фазы, менее 20%, поэтому стандартное трехполюсное реле может не сработать, хотя одна фаза несет на 58% больше, чем обычно, рискуя вызвать перегорание двигателя. Поэтому для треугольника-соединенных двигателей стандартные трехполюсные тепловые реле не обеспечивают эффективной защиты; должны использоваться реле с защитой от потери фазы.

Если одна статорная обмотка обрывается (например, ослабло соединение между выводом обмотки и клеммой, как показано на рисунке 2, между A и B), тогда Ia = Ic = Iφ, и Ib = Iφ. Здесь один линейный ток равен фазному, как в нормальной работе. В этом случае реле с защитой от потери фазы все еще может обеспечивать защиту, тогда как устройства защиты, зависящие от обнаружения потери фазы на стороне питания, не будут работать.

II. Выбор тепловых реле

Правильный выбор и использование тепловых реле — хорошо известная тема, но аварии, связанные с перегоранием двигателей, из-за неправильного выбора и использования, все еще происходят часто. Поэтому новичкам следует обратить внимание на следующие моменты, помимо соблюдения стандартных рекомендаций:

• Понимание модели, спецификаций и характеристик защищаемого двигателя.

• Выбор типа: в сельской местности с частыми несбалансировками трехфазного напряжения, для звездосоединенных двигателей используйте стандартные трехполюсные тепловые реле, а для треугольникосоединенных двигателей — реле с защитой от потери фазы.

• Выбор номинального тока: выберите номинальный ток теплового реле на основе номинального тока двигателя, затем выберите номинальный ток нагревательного элемента. Диапазон регулировки тока нагревательного элемента можно найти в таблицах производителя. Если пусковой ток двигателя составляет около 6 раз номинальный ток и время пуска менее 5 секунд, установите ток нагревательного элемента равным номинальному току двигателя. Для двигателей с более длительным временем пуска, ударными нагрузками или когда отключение недопустимо, установите ток в 1,1–1,15 раза выше номинального тока двигателя.

• Пример: Двигатель имеет номинальный ток 30,3 А, пусковой ток 6 раз номинальный, короткое время пуска, без ударных нагрузок. Подходящими моделями являются JR0-40, JR0-60 или JR16-60. Используя JR16-60: номинальный ток реле 60 А, трехполюсный тип. Выберите нагревательный элемент 32 А, регулируемый до около 30,3 А.

• Выбор провода: использование слишком толстых или слишком тонких проводов влияет на теплоотвод, что, в свою очередь, влияет на работу теплового реле. Сечение провода должно соответствовать инструкциям производителя или электротехническим справочникам.

• Двигатели с плохой перегрузочной способностью или плохим охлаждением: установите номинальный ток теплового реле на 60%–80% от номинального тока двигателя.

• Режим сброса: тепловые реле обычно предлагают как ручной, так и автоматический режим сброса, переключаемый с помощью регулировочного винта. Производители обычно отправляют их в автоматическом режиме сброса. Выбор зависит от управляющей цепи. Как правило, даже если реле сбрасывается автоматически, защищаемый двигатель не должен автоматически перезапускаться — в противном случае установите реле в ручной режим сброса, чтобы предотвратить повторные запуски при неисправностях и повреждение оборудования. Например, в цепях ручного пуска/останова с кнопками автоматический сброс приемлем; в цепях автоматического пуска используйте ручной сброс.

III. Меры предосторожности при использовании

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

• Используйте провода на клеммах реле с сечением строго по спецификациям.

• Тепловые реле не обеспечивают защиту от короткого замыкания — необходимо отдельно устанавливать предохранители. Они не подходят для двигателей с очень длительным временем пуска, частыми операциями или периодической нагрузкой.

• При установке 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 короткого замыкания проверьте нагревательный элемент 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 правильно выбрав, правильно подключив и правильно используя тепловые реле, можно достичь эффективной защиты двигателей от перегрузки.