Termalni relej: konstrukcija, strujni krug, rad i njegove primjene

A relej je električni prekidač koji se koristi za otvaranje i zatvaranje krugova ili za uspostavljanje ili prekidanje električnih veza jednostavnim dobivanjem električnih signala iz vanjskih izvora. Oni su potrebni uvijek kada je električna izolacija obavezna u upravljačkim krugovima, inače kada se različitim krugovima treba upravljati jednim signalom. Postoje različite vrste releja dostupni na tržištu koji se koriste ovisno o primjeni. Dakle, toplinski relej je jedan od tipova releja, koji se koristi za pružanje potpune sigurnosti od jednofaznih, neuravnoteženih napona i preopterećenja. Termalni releji savršeno su rješenje za pružanje zaštite motora koje omogućuje najpreciznije okidanje za elektromotor tijekom jednofaznog uključivanja i preopterećenja. Ovaj članak govori o pregledu a toplinski relej – rad s aplikacijama.

Što je toplinski relej?

Definicija toplinskog releja je; relej koji se koristi za pružanje elektromehaničke zaštite elektromotora od preopterećenja i također povlačenja ekstremne ulazne struje poznat je kao termalni relej. Ovi releji pružaju veliku zaštitu od stabilnih električnih oštećenja tijekom električnih anomalija poput prenapona i kvara faze. Simbol toplinskog releja prikazan je ispod.

Konstrukcija toplinskog releja

Konstrukcija toplinskog releja je vrlo jednostavna. Ovaj relej je konstruiran od važnih dijelova kao što su bimetalne trake, grijaće zavojnice i CT ( strujni transformator ).

Strujni transformator (CT) u ovom releju jednostavno opskrbljuje protok struje zavojnicama grijača. Tako će toplinska energija zavojnice grijati bimetalne trake gdje su te trake izrađene od različitih materijala poput čelika i legure nikla. Ovi materijali imaju maksimalnu otpornost čelika i također ne podliježu toplinskom starenju.

U gornjem releju, izolirani krak jetre jednostavno je spojen na okidački svitak preko bimetalnih traka i opruge. Naprezanje opruge mijenja se uz pomoć sektorske model ploče.
Nakon što je sustav u normalnom radnom stanju, tada će opruga ostati ravna. Dakle, kada dođe do bilo kakve greške u sustavu, tada će se bimetalna opruga zagrijati i savijati. Naprezanje opruge će se osloboditi i aktivirati kontakte releja. Dakle, kontakt releja će aktivirati matricu okidačkog kruga na koju se zatvaraju kontakti prekidača. Stoga sustav ostaje siguran.

Princip rada toplinskog releja

Princip rada toplinskog releja je da kad god a bimetalna traka u toplinskom releju se zagrijava kroz grijaću zavojnicu, zatim se savija i stvara normalno otvorene (NO) kontakte.

Nakon što motor radi normalno, toplinski element termalnog releja neće proizvoditi dovoljno topline da bi zaštitna funkcija radila i njegov normalno zatvoreni (NC) kontakt će ostati zatvoren. Nakon što se motor preoptereti, toplinski element u releju proizvest će dovoljno topline da izvrši zaštitnu funkciju i njegov normalno zatvoreni (NC) kontakt će se prekinuti kako bi električni motor izgubio snagu u cijelom upravljačkom krugu kako bi zaštitio električni motor. Nakon što se završi rješavanje problema, ovaj se relej mora resetirati prije ponovnog pokretanja elektromotora.

Općenito, toplinski relej ima dva oblika automatskog i ručnog resetiranja. Ova dva obrasca za resetiranje jednostavno se dovršavaju jednostavnom promjenom vijka za resetiranje. Nakon što je termalni relej dizajniran, proizvođač ga obično postavlja na stanje automatskog resetiranja. Tijekom korištenja, hoće li relej biti postavljen na stanje automatskog resetiranja ili ručnog resetiranja uglavnom ovisi o određenom stanju upravljačkog kruga.

Vrste toplinskih releja

Toplinski releji dostupni su u tri vrste bimetalnih termalnih, krutih releja i regulacije temperature.

Bimetalni toplinski

Bimetalni toplinski relej koristi bimetalnu traku za mehaničko otvaranje kontakata. Ova traka uključuje dva metalna spojena dijela koji se povećavaju različitim brzinama nakon što su izloženi toplini. Nakon što se zagriju, bimetalna traka će se saviti. U ovom releju, bimetalna traka je spojena na kontakt pomoću opruge. Jednom kada višak topline uzrokuje savijanje trake od prekomjerne struje i opruga se povuče, kontakti u releju se razdvoje i strujni krug se prekine. Nakon što se traka ohladi, vraća se u svoj pravi oblik.

Solid State Relay

Solid-state releji nemaju mehaničke niti pokretne dijelove. Ovaj relej jednostavno izračunava informacije toplinske jedinice relej preopterećenja i normalnu temperaturu motora jednostavnim praćenjem njegovih početnih i radnih struja. Ovi su releji brži u usporedbi s elektromehaničkim relejima, a također uključuju vremena okidanja i podesive zadane vrijednosti jer ne mogu generirati iskru, pa se koriste u nestabilnim okruženjima.

Releji za kontrolu temperature

Ove vrste releja koriste se za izravno otkrivanje temperature motora pomoću sonde otpornog termalnog uređaja i termistora pričvršćenog u namotu motora. Nakon što se postigne nominalna temperatura RTD sonde, njen otpor brzo raste. Nakon toga, ovo povećanje se detektira kroz krug praga, koji otvara kontakte releja.

Relej legure za taljenje

Toplinski relej legure za taljenje uključuje zavojnicu grijača, eutektičku leguru i mehanizam za prekid strujnog kruga. Korištenjem ove zavojnice grijača, ovaj relej će mjeriti temperaturu motora jednostavnim praćenjem potrošene struje.

Dijagram strujnog kruga toplinskog releja i rad

Dolje je prikazan termalni relejni krug za zaštitu od preopterećenja koji se koristi za izbjegavanje kvara u motoru. Ovaj zaštitni krug od preopterećenja sastoji se od osigurača, kontaktora, toplinskog releja, gumba za pokretanje i gumba za zaustavljanje.

Kada se toplinski relej koristi za zaštitu motora od preopterećenja, toplinski element releja je jednostavno spojen u seriju na namot statora motora. Normalno zatvoreni kontakt toplinskog releja jednostavno je serijski povezan s upravljačkim krugom AC kontaktora

Ako je električni motor preopterećen, tada će se protok struje unutar namota povećati i protok struje unutar toplinskog elementa releja također će se povećati, a temperatura bimetalnog lima se povećava i povećava se razina savijanja. Nakon toga gura NC kontakt za odspajanje i odspaja strujni krug svitka kontaktora izmjenične struje, tako da ovaj kontaktor isključuje napajanje elektromotora, tako da će elektromotor biti zaštićen zaustavljanjem.

Dakle, svitak kontaktora izmjenične struje se isključuje, a zatim se isključuje glavni kontakt kako bi se zaustavio elektromotor M. Naposljetku, slom preopterećenja izgaranjem namota motora bit će učinkovito eliminiran. Nakon što se otkloni kvar od preopterećenja, gumb za resetiranje toplinskog releja bit će pritisnut i gumb za pokretanje ST tako da motor ponovno počinje raditi.

Kako odabrati toplinski relej?

Funkcija toplinskog releja je zaštita elektromotora od preopterećenja. Kako bismo bili sigurni da električni motor može postići i dovoljnu i potrebnu zaštitu od preopterećenja, potrebno je u potpunosti poznavati performanse motora i dodijeliti mu odgovarajući termalni relej za postizanje potrebnih postavki. Općenito, povezani uvjeti motora su struja pokretanja, radna okolina, radni sustav, priroda opterećenja, dopušteni kapacitet preopterećenja itd.

Pravilan odabir ovog releja uvelike je povezan s radom motora. Nakon što se termalni relej koristi za dugoročnu zaštitu motora, odabire se na temelju nazivne struje motora. Na primjer, vrijednost postavke toplinskog releja može biti ekvivalentna 0,95-1,05 puta nazivnoj struji motora, inače je srednja vrijednost postavljene struje releja ekvivalentna nazivnoj struji motora i nakon toga se prilagođava.

Nakon što se ovaj relej koristi za zaštitu motora koji često radi neko vrijeme, tada ovaj relej ima jednostavno određeni raspon fleksibilnosti. Ako postoji nekoliko operacija za svaki sat, tada treba dati prednost toplinskom releju sa strujnim transformatorom sa zasićenjem brzine.

Za određene motore koji rade s čestim uključivanjem i isključivanjem faza naprijed i natrag, nije prikladno koristiti ove releje kao uređaje za zaštitu od preopterećenja. Kao alternativa, temperaturni releji ili termistori koriste se u namotima motora za njihovu zaštitu.

Ovaj relej ima kapacitet niskog preopterećenja, tako da je uglavnom dizajniran za rad pod 6 – 7 puta većom strujom od punog opterećenja.

Ovaj relej se ne koristi u uvjetima kratkog spoja. Kada struja kratkog spoja poveća temperaturu bimetalne trake tada će se kontakti releja zatvoriti. Dakle, ovaj relej uglavnom koristi relej kratkog spoja samo s osiguračem vremenskog ograničenja.

Prednosti

Prednosti toplinskih releja uključuju sljedeće.

• Toplinski releji imaju veću točnost.
• Oni štite električne motore od eventualnog pregrijavanja. Stoga se mogu praktično koristiti u 1 i 3 θ motorima.
• Ovi se releji lako postavljaju.
• Mogu se montirati izravno na izvođače radova, a inače se jednostavno montiraju na radnu ploču pomoću adaptera za tračnice.
• Neki modeli releja jednostavno su opremljeni internim gumbima za odabir klase isključenja.
• Ovi releji dostupni su s funkcijama automatskog i ručnog resetiranja za jednostavne operacije.
• Uključuju gumb za unutarnje testiranje koji se koristi za rješavanje problema.
• Oni su vrlo aktivni na širokom i podesivom rasponu struje.
• Imaju mehanizam bez okidanja koji se koristi za optimalan rad.
• Uključuju značajke temperaturne kompenzacije koje se koriste za precizan rad.
• Oni se mogu lako koristiti bilo gdje.

Nedostaci

Nedostaci toplinskih releja uključuju sljedeće.

• Toplinski releji ne dolaze sa zaštitom od kratkog spoja iako nude električnu zaštitu.
• Rad većine uređaja temeljenih na termalnim relejima je spor.
• Oni nisu dizajnirani za izravne funkcije prekidanja, ali ih je potrebno koristiti s drugim električnim zaštitnim i sklopnim uređajima za odvajanje strujnog kruga pod naponom.
• Oni optimalno rade protiv strujnih krugova niskog otpora.
• Kada se koriste u teškim strujnim krugovima, ne rade uvijek dobro.
• Oni nisu u stanju izdržati vibracije i strujne udare.
• Ovi releji nisu dostupni s visokom frekvencijom preklapanja, tako da im često treba vremena da se ohlade kada se otkače i pregriju.

Prijave

Primjene toplinskih releja uključuju sljedeće.

• Termalni relej se koristi za zaštitu motora od preopterećenja.
• Ovo je zaštitni uređaj koji je uglavnom dizajniran za prekid napajanja nakon što električni motor koristi dodatnu struju dulje vrijeme.
• Ovi releji su korisni u zaštiti električnih uređaja, motora i transformatora od pregrijavanja.
• Ovaj relej je uglavnom dizajniran za zaštitu aplikacija koje ovise o struji normalnim uvjetima pokretanja od nedopušteno visokih porasta temperature kao rezultat kvara faze ili preopterećenja.
• To su zaštitni električni uređaji koji se uglavnom koriste za zaštitu od preopterećenja električnih krugova i uređaja.
• Ovo se uglavnom koristi u istosmjernim motorima niske izlazne snage i niskonaponskim kaveznim indukcijskim motorima.
• Ovi se releji koriste u krugovima pokretača motora kako bi se izbjeglo korištenje ekstremne struje koja je vrlo opasna za izolaciju motora.
• Ovi releji izbjegavaju oštećenje motora i također održavaju rad opreme jako dugo.
• Ovaj se relej koristi u istosmjernom motoru niske izlazne snage i kaveznom indukcijskom motoru niskog napona.

Dakle, ovo je pregled topline relej – radi s aplikacijama. Ovi releji su zaštitni električni uređaji koji se uglavnom koriste za zaštitu od preopterećenja elektromotora, električne opreme i električnih krugova. Evo pitanja za vas, koja je funkcija releja?