A przekaźnik to elektrycznie sterowany przełącznik, który służy do otwierania i zamykania obwodów lub do tworzenia lub przerywania połączeń elektrycznych poprzez po prostu uzyskanie sygnałów elektrycznych ze źródeł zewnętrznych. Są one wymagane wszędzie tam, gdzie izolacja elektryczna jest obowiązkowa w obwodach sterujących, w przeciwnym razie, gdy różne obwody muszą być sterowane jednym sygnałem. Są różne rodzaje przekaźników dostępne na rynku, które są wykorzystywane w zależności od aplikacji. Tak więc przekaźnik termiczny jest jednym z typów przekaźników, stosowanym w celu zapewnienia pełnego bezpieczeństwa przed jednofazowymi, niezrównoważonymi napięciami i przeciążeniami. Przekaźniki termiczne są idealnym rozwiązaniem zapewniającym ochronę silników, co zapewnia najbardziej precyzyjne wyzwalanie silnika elektrycznego podczas pracy jednofazowej i przeciążenia. W tym artykule omówiono omówienie przekaźnik termiczny – praca z aplikacjami.
Co to jest przekaźnik termiczny?
Definicja przekaźnika termicznego to; przekaźnik, który służy do zapewnienia elektromechanicznej ochrony silników elektrycznych przed przeciążeniem, a także pobraniem ekstremalnego prądu wejściowego, jest znany jako przekaźnik termiczny. Przekaźniki te zapewniają ogromną ochronę przed stabilnymi uszkodzeniami elektrycznymi w przypadku anomalii elektrycznych, takich jak przepięcia i awaria fazy. Symbol przekaźnika termicznego pokazano poniżej.
Budowa przekaźnika termicznego
Konstrukcja przekaźnika termicznego jest dość prosta. Ten przekaźnik jest zbudowany z ważnych części, takich jak paski bimetaliczne, cewki grzejne i przekładnik prądowy ( przekładnik prądowy ).
Przekładnik prądowy (CT) w tym przekaźniku po prostu dostarcza przepływ prądu do cewek nagrzewnicy. Tak więc energia cieplna cewki nagrzewnicy ogrzeje bimetaliczne paski, w których paski te są wykonane z różnych materiałów, takich jak stal i stop niklu. Materiały te mają maksymalną rezystywność stali i nie ulegają starzeniu termicznemu.
W powyższym przekaźniku izolowane ramię wątroby jest po prostu połączone z cewką wyzwalającą przez bimetaliczne paski i sprężynę. Naprężenie sprężyny zmienia się za pomocą płyty modelowej sektorowej.
Gdy system znajdzie się w normalnym stanie roboczym, sprężyna pozostanie prosta. Tak więc, gdy w systemie wystąpi jakakolwiek usterka, sprężyna bimetaliczna zostanie nagrzana i wygnie się. Naprężenie sprężyny zwolni styki przekaźnika. Tak więc styk przekaźnika zasili kostkę obwodu wyzwalającego, do której zwierają się styki wyłącznika. Dzięki temu system pozostaje bezpieczny.
Zasada działania przekaźnika termicznego
Zasada działania przekaźnika termicznego polega na tym, że zawsze bimetaliczny pasek w przekaźniku termicznym jest podgrzewany przez cewkę grzewczą, po czym zgina się i tworzy styki normalnie otwarte (NO).
Gdy silnik działa normalnie, element termiczny przekaźnika termicznego nie wytworzy wystarczającej ilości ciepła, aby funkcja ochrony działała, a jego normalnie zamknięty (NC) styk pozostanie zamknięty. Gdy silnik jest przeciążony, element termiczny w przekaźniku wytworzy wystarczającą ilość ciepła, aby funkcja ochrony działała, a jego normalnie zamknięty (NC) styk zostanie przerwany, aby silnik elektryczny utracił moc w całym obwodzie sterowania, aby chronić silnik elektryczny. Po rozwiązaniu problemu należy zresetować ten przekaźnik przed ponownym uruchomieniem silnika elektrycznego.
Ogólnie rzecz biorąc, przekaźnik termiczny ma dwie formy resetowania, automatyczne i ręczne. Konwersja tych dwóch form resetowania jest po prostu zakończona, po prostu zmieniając śrubę resetującą. Po zaprojektowaniu przekaźnika termicznego, zwykle producent ustawia go w stan automatycznego resetowania. Podczas używania, czy przekaźnik jest ustawiony na stan automatycznego lub ręcznego resetowania, zależy głównie od konkretnego stanu obwodu sterującego.
Rodzaje przekaźnika termicznego
Przekaźniki termiczne są dostępne w trzech typach bimetalicznych termicznych, półprzewodnikowych i kontroli temperatury.
Bimetaliczny termiczny
Bimetaliczny przekaźnik termiczny wykorzystuje bimetaliczny pasek do mechanicznego otwierania styków. Ten pasek zawiera dwa połączone metalowe elementy, które rosną w różnym tempie po wystawieniu na działanie ciepła. Po podgrzaniu bimetaliczny pasek ulegnie wygięciu. W tym przekaźniku bimetaliczny pasek jest połączony ze stykiem za pomocą sprężyny. Gdy nadmiar ciepła spowoduje wygięcie paska z powodu przetężenia i pociągnie za sprężynę, styki w przekaźniku zostaną rozerwane i obwód zostanie przerwany. Po schłodzeniu pasek wraca do swojego rzeczywistego kształtu.
Przekaźnik półprzewodnikowy
Przekaźniki półprzewodnikowe nie mają części mechanicznych ani ruchomych. Ten przekaźnik po prostu oblicza informacje termiczne przekaźnik przeciążeniowy i normalną temperaturę silnika, po prostu monitorując jego prądy początkowe i robocze. Przekaźniki te są szybsze w porównaniu do przekaźników elektromechanicznych, a także zawierają czasy wyzwalania i regulowane nastawy, ponieważ nie są w stanie generować iskry, dlatego są używane w niestabilnych środowiskach.
Przekaźniki kontroli temperatury
Te typy przekaźników są używane do bezpośredniego wykrywania temperatury silnika za pomocą rezystancyjnej sondy termicznej i termistora zamocowanych w uzwojeniu silnika. Po osiągnięciu nominalnej temperatury sondy RTD, jej rezystancja gwałtownie wzrasta. Następnie wzrost ten jest wykrywany przez obwód progowy, który otwiera styki przekaźnika.
Przekaźnik stopu topienia
Przekaźnik termiczny ze stopu topionego zawiera cewkę grzejną, stop eutektyczny i mechanizm przerywający obwód. Używając tej cewki nagrzewnicy, przekaźnik ten mierzy temperaturę silnika, po prostu monitorując pobierany prąd.
Schemat obwodu przekaźnika termicznego i działanie
Poniżej przedstawiono obwód przekaźnika termicznego do ochrony przed przeciążeniem, który służy do uniknięcia awarii silnika. Ten obwód zabezpieczający przed przeciążeniem składa się z bezpiecznika, stycznika, przekaźnika termicznego, przycisku startu i przycisku stopu.
Gdy przekaźnik termiczny służy do ochrony silnika przed przeciążeniem, element termiczny przekaźnika jest po prostu połączony szeregowo z uzwojeniem stojana silnika. Styk normalnie zamknięty przekaźnika termicznego jest połączony szeregowo z obwodem sterującym stycznika AC
Jeśli silnik elektryczny jest przeciążony, wówczas przepływ prądu w uzwojeniu zostanie zwiększony i przepływ prądu w elemencie termicznym przekaźnika również zostanie zwiększony, a temperatura blachy bimetalicznej wzrośnie wyżej i wzrośnie poziom zgięcia. Następnie popycha styk NC, aby rozłączyć i rozłączyć obwód cewki stycznika prądu przemiennego, tak że ten stycznik odłącza zasilanie silnika elektrycznego. W ten sposób silnik elektryczny będzie chroniony przez zatrzymanie.
W ten sposób cewka stycznika zasilania AC jest wyłączona, a następnie główny styk jest wyłączony, aby zatrzymać silnik elektryczny M. Na koniec, przeciążenie przeciążenia przepalenia uzwojenia silnika zostanie skutecznie wyeliminowane. Gdy awaria przeciążenia zostanie usunięta, przycisk resetowania przekaźnika termicznego zostanie wciśnięty, a przycisk rozruchu ST, aby silnik ponownie zaczął działać.
Jak wybrać przekaźnik termiczny?
Zadaniem przekaźnika termicznego jest ochrona silnika elektrycznego przed przeciążeniem. Aby upewnić się, że silnik elektryczny może osiągnąć zarówno wystarczającą, jak i niezbędną ochronę przed przeciążeniem, należy dokładnie poznać osiągi silnika i przydzielić je za pomocą odpowiedniego przekaźnika termicznego, aby osiągnąć wymagane ustawienia. Ogólnie rzecz biorąc, powiązane warunki silnika to prąd rozruchowy, środowisko pracy, system roboczy, charakter obciążenia, dopuszczalna przeciążalność itp.
Właściwy dobór tego przekaźnika jest bardzo związany z pracą silnika. Po wykorzystaniu przekaźnika termicznego do ochrony silnika przez długi czas, jest on wybierany na podstawie prądu znamionowego silnika. Na przykład, wartość nastawy przekaźnika termicznego może być równoważna 0,95-1,05-krotności prądu znamionowego silnika, w przeciwnym razie średnia wartość ustawionego prądu przekaźnika jest równoważna prądowi znamionowemu silnika i po tym dostosowaniu.
Gdy ten przekaźnik zostanie wykorzystany do ochrony silnika, który jest często obsługiwany przez krótki czas, wówczas przekaźnik ten ma po prostu pewien zakres elastyczności. W przypadku kilku operacji na godzinę, preferowany powinien być przekaźnik termiczny z przekładnikiem prądowym z nasyceniem prędkości.
W przypadku określonych silników pracujących z częstym włączaniem i wyłączaniem faz do przodu i do tyłu, nie należy używać tych przekaźników jako urządzeń zabezpieczających przed przeciążeniem. Alternatywnie w uzwojeniach silników stosuje się przekaźniki temperatury lub termistory do ich ochrony.
Ten przekaźnik ma zdolność do niskiego przeciążenia, dlatego jest przeznaczony głównie do pracy z obciążeniem 6 – 7 razy większym niż prąd pełnego obciążenia.
Ten przekaźnik nie jest używany w warunkach zwarcia. Gdy prąd zwarciowy podwyższy temperaturę taśmy bimetalicznej, styki przekaźnika zostaną zwarte. Tak więc ten przekaźnik jest używany głównie przez przekaźnik zwarciowy tylko z bezpiecznikiem czasowym.
Zalety
Do zalet przekaźników termicznych należą:
- Przekaźniki termiczne mają większą dokładność.
- Chronią one ostatecznie silniki elektryczne przed przegrzaniem. Dzięki temu można je wygodnie stosować w silnikach 1 i 3 θ.
- Te przekaźniki są łatwo instalowane.
- Można je montować bezpośrednio na wykonawcach i w inny sposób łatwo montować na panelu operacyjnym za pomocą adapterów szynowych.
- Niektóre modele przekaźników są po prostu wyposażone w wewnętrzne przyciski wyboru klasy wyzwalania.
- Przekaźniki te są dostępne z funkcjami automatycznego i ręcznego resetowania dla prostych operacji.
- Obejmują one wewnętrzny przycisk testowy używany do rozwiązywania problemów.
- Są bardzo aktywne w szerokim i regulowanym zakresie prądu.
- Posiadają bezwypadkowy mechanizm używany do optymalnej pracy.
- Obejmują one funkcje kompensacji temperatury służące do precyzyjnego funkcjonowania.
- Mogą być łatwo używane w dowolnym miejscu.
Niedogodności
Wady przekaźników termicznych obejmują następujące elementy.
- Przekaźniki termiczne nie są wyposażone w zabezpieczenie przeciwzwarciowe, chociaż zapewniają ochronę elektryczną.
- Większość urządzeń opartych na przekaźnikach termicznych działa wolno.
- Nie są one zaprojektowane do funkcji bezpośredniego wyłączania, ale muszą być używane z innymi elektrycznymi urządzeniami zabezpieczającymi i przełączającymi w celu odłączenia obwodu pod napięciem.
- Optymalnie działają przeciwko obwodom o niskiej rezystancji.
- Gdy są używane w obwodach o dużym obciążeniu, nie zawsze działają dobrze.
- Nie są one w stanie wytrzymać wibracji i wstrząsów elektrycznych.
- Przekaźniki te nie są dostępne z wysoką częstotliwością przełączania, więc często potrzebują czasu, aby ostygnąć, gdy zadziałają i przegrzeją się.
Aplikacje
Zastosowania przekaźników termicznych obejmują następujące.
- Przekaźnik termiczny służy do ochrony przeciążeniowej silnika.
- Jest to urządzenie ochronne przeznaczone głównie do odcinania zasilania, gdy silnik elektryczny wykorzystuje dodatkowy prąd przez dłuższy czas.
- Przekaźniki te są pomocne w ochronie urządzeń elektrycznych, silników i transformatorów przed przegrzaniem.
- Przekaźnik ten jest przeznaczony głównie do ochrony aplikacji zależnych od prądu w normalnych warunkach rozruchu przed niedopuszczalnie wysokimi wzrostami temperatury w wyniku awarii fazy lub przeciążenia.
- Są to ochronne urządzenia elektryczne służące głównie do ochrony przed przeciążeniem obwodów i urządzeń elektrycznych.
- Jest to stosowane głównie w silnikach prądu stałego o niskiej mocy znamionowej i niskonapięciowych silnikach indukcyjnych klatkowych.
- Przekaźniki te są wykorzystywane w obwodach rozruchowych silnika, aby uniknąć używania przez silnik ekstremalnego prądu, który jest bardzo niebezpieczny dla izolacji silnika.
- Te przekaźniki zapobiegają uszkodzeniom silnika, a także utrzymują sprzęt w pracy przez bardzo długi czas.
- Ten przekaźnik jest używany w silniku prądu stałego o niskiej mocy wyjściowej i silniku indukcyjnym klatkowym o niskim napięciu.
Tak więc jest to przegląd termiczny przekaźnik – praca z aplikacjami. Przekaźniki te są ochronnymi urządzeniami elektrycznymi używanymi głównie do ochrony przed przeciążeniem silników elektrycznych, urządzeń elektrycznych i obwodów elektrycznych. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest funkcja przekaźnika?
