Перегрузка двигателя – довольно распространённое явление, часто встречающееся в самых разных применениях. Наличие перегрузки означает, что по обмоткам двигателя и проводникам течет ток больше номинального. Это может повредить электродвигатель или даже стать причиной возгорания в электроустановке. Тепловые реле перегрузки защищают двигатели от этих опасных ситуаций. В статье рассмотрены причины перегрузки двигателя, принципы работы тепловых реле и случаи их использования.
Причины перегрузки двигателя
Нагруженные двигатели могут перегружаться по многим причинам, в частности такими причинами могут являться:
- Чрезмерная нагрузка на двигатель
Электродвигатели рассчитаны на работу с определённой нагрузкой. При увеличении нагрузки, например, при обработке слишком толстых или плотных материалов, двигателю требуется больший ток для поддержания скорости передвижения материала. Этот повышенный ток генерирует избыточное тепло в обмотках двигателя. - Несоосность вала
Несоосность вала приводит к повышенному трению между двигателем и подключенным оборудованием. В результате двигателю приходится прилагать больше усилий для преодоления этого сопротивления, что приводит к увеличению потребления тока и выделению тепла. - Изношенные подшипники
Подшипники снижают трение вращающихся деталей двигателя. Со временем они могут изнашиваться из-за старения, загрязнения или недостатка смазки. Изношенные подшипники увеличивают сопротивление, что приводит к увеличению потребления тока двигателем и потенциальному перегреву. Необычный шум часто является ранним признаком износа подшипников и приближающейся перегрузки. - Обрыв фазы
Обрыв фазы – это отсоединение одного из трех проводников, подключенных к трёхфазной сети питания двигателя. Двигатель продолжает работать на оставшихся двух фазах, но из-за возникшего небаланса по оставшимся фазам протекает больший ток. Это быстро приводит к перегреву обмоток двигателя.
Компоненты теплового реле перегрузки
Тепловое реле перегрузки состоит из нескольких важных компонентов, которые вместе образуют надёжное устройство защиты.
- Главные контакты
Главные контакты являются частью силовой цепи и проводят ток двигателя. Они размыкаются при перегрузке, что приводит к отключению питания контактора двигателя. Номинальный ток главных контактов должен соответствовать току двигателя. - Вспомогательные контакты
Вспомогательные контакты изменяют состояние при возникновении перегрузки и предназначены для сигнализации. Они не проводят номинальный ток двигателя или ток перегрузки. Эти контакты подключаются в цепь управления катушкой контактора или в цепь аварийной сигнализации. - Механический переключатель
Переключатель уставки тока защиты от перегрузки позволяет изменять ток срабатывания реле, который должен быть установлен в соответствии с током полной нагрузки двигателя. Точная настройка теплового реле очень важна: слишком большое значение уставки тока не обеспечит надёжной защиты двигателя; слишком малое значение – будет приводить к ненужным или ложным срабатываниям. - Кнопка «Тест»
Кнопка «Тест» вручную отключает тепловое реле перегрузки, тем самым имитирует перегрузку. Регулярное тестирование гарантирует срабатывание реле в случае необходимости. - Кнопка «Стоп»
Кнопка «Стоп» разрывает цепь управления, подключенную к контактору, и позволяет в экстренных случаях вручную остановить двигатель. Такая возможность необходима при техническом обслуживании или в аварийных ситуациях. - Кнопка «Reset» (Сброс)
Кнопка сброса восстанавливает работу теплового реле после аварийного срабатывания. Некоторые устройства термореле перегрузки сбрасываются автоматически, другим необходим ручной сброс.
Как работает тепловое реле перегрузки
Самым распространенным типом реле перегрузки является тепловое реле, главным элементов которого является биметаллическая пластина, которая состоит из двух разных металлов, имеющих разный коэффициент линейного расширения и соединенных вместе. Ток, протекающий непосредственно по пластине или через нагревательные элементы, нагревает пластину, и она изгибается. Это происходит из-за разной скорости расширения двух металлов при нагревании. Этот изгиб к размыканию контактов и срабатыванию реле перегрузки. В производстве пластин используются сочетание различных металлов: латунь-инвар, сталь-инвар и т.д. Сама пластина чаще всего выполняется в виде плоской пластинки, а иногда в виде плоской или винтовой спирали.
Реле с биметаллической пластиной допускает небольшие кратковременные перегрузки, включая повышение тока при пуске двигателя. Однако при длительном повышении допустимого тока, вызывающем изгиб биметаллической пластины и срабатывание теплового реле, вспомогательные контакты меняют свое состояние: замыкается нормально разомкнутый (НО) контакт и размыкается нормально замкнутый (НЗ) контакт. Поскольку НЗ контакт подключен к цепи управления контактора, то эта цепь размыкается, и обесточивается катушка контактора. Следствием этого становится размыкание силовой цепи контактора и останов двигателя.
Необходимость аппаратов защиты от короткого замыкания
Тепловые реле защищают только от перегрузок, при коротком замыкании они неэффективны, т.к. срабатывают слишком медленно, чтобы предотвратить повреждения, вызванные большим током КЗ. Для защиты от КЗ необходимо устанавливать автоматический выключатель или предохранитель. И автоматический выключатель, и предохранитель мгновенно реагирует на опасные броски тока. Для комплексной защиты двигателя необходимо применять два устройства: тепловое реле и автоматический выключатель (или предохранитель).
Применение тепловых реле перегрузки
Тепловые реле перегрузки необходимы для защиты двигателя, применения только автоматического выключателя бывает недостаточно. Выключатель может не обнаруживать протекания небольшого тока перегрузки, вызывающего постепенный перегрев двигателя. В то время как тепловые реле благодаря наличию собственной настройки защиты обнаруживают эти небольшие перегрузки и тем самым защищают от чрезмерной нагрузки, блокировки ротора двигателя и обрыва фазы.
Обзор новинок от CHINT в России для управления и защиты электродвигателей:
Заключение
Тепловые реле перегрузки являются важным компонентом схемы защиты двигателя. Они обнаруживают перегрузки, которые могут стать причиной перегрева двигателя. Реле срабатывает при слишком длительном воздействии сверхтока. Понимание причин перегрузки и принципов работы реле помогает обеспечить надёжную работу двигателя.
Компания CHINT предлагает широкий ассортимент тепловых реле для защиты двигателей переменного тока. Эти тепловые реле оснащены функцией температурной компенсации и несколькими вариантами сброса, могут работать как с контакторами, так и как автономное устройство. Вся продукция CHINT соответствует международным стандартам.
Подробная информация по тепловым реле приведена на сайте chint.ru, а на дополнительные вопросы всегда готовы ответить специалисты технической поддержки по электронной почте TechSupport@ensmas.com или по телефонам горячей линии +7 (800) 222-61-41 +7 (495) 540-61-41.
Следите за новостями и обзорами оборудования в наших соцсетях:
Telegram | VK | YouTube | TikTok