Elektronische thermische relais voor beveiliging tegen overbelasting van de motor

Waar zijn thermische relais voor?

Thermische relais worden gebruikt om elektromotoren te beschermen tegen overbelasting. Aangezien oververhitting een gevolg is van overstroom, beschermt zo'n relais de motor tegen overstroom als zodanig en tegen oververhitting. Dat wil zeggen, het gebruik van een thermisch relais wordt aanbevolen in situaties waarin de stromen in het voedingsnetwerk en dienovereenkomstig in de geleverde belasting om de een of andere reden de toegestane waarde tot 1,11 - 7 keer kunnen overschrijden, en dan zal de relaisinstelling voorkomen dat de apparatuur wordt vernietigd.

Als de apparatuur verantwoordelijk is voor nauwkeurig en verantwoord werk, moet deze worden beschermd tegen oververhitting, anders treedt er schade op. In feite zal het thermische relais de effectieve waarde van de stroom die vloeit vergelijken met de instelling en de apparatuur beschermen als de instelling wordt overschreden - na een strikt gedefinieerde periode wordt het belastingscircuit geopend en wordt de apparatuur opgeslagen.

De stroomcircuits worden geschakeld door schakelaars en vervolgens regelt het thermische relais alleen de voeding naar de schakelaars en is er geen hoge stroomstabiliteit vereist van het relais zelf. Het relais in de vorm van een hulpeenheid is verbonden met de schakelaar en de vermogensschakelaar zelf schakelt de belasting.

Relais hebben meestal normaal open en normaal gesloten contacten, waarbij de eerste verantwoordelijk is voor het voeden van de signaallamp (bijvoorbeeld) en de laatste voor het voeden van de schakelaar.

Wanneer de temperatuur van de elektrische apparatuur binnen de vastgestelde toegestane limieten ligt, houdt het thermische relais het circuit gesloten en zodra er een overmaat optreedt, wordt het na een bepaalde tijd uitgeschakeld, en hoe hoger de verhouding tussen de overbelastingsstroom en hoe nominaal, hoe sneller het relais wordt geactiveerd, want hoe hoger de stroom, hoe sneller de draad opwarmt en oververhitting van enig onderdeel van de beschermde apparatuur mag niet worden toegestaan.

Thermische relaisparameters

Bij hoge overbelastingswaarden (meerdere keren), kenmerkend voor een kortsluiting, wordt de opening uitgevoerd door een stroomonderbreker met een elektromagnetische ontgrendeling of een zekering. Over het algemeen kunnen de oorzaken van overbelasting verschillend zijn, bijvoorbeeld een regelmatige harde start van een elektromotor of frequente aan-uit-handelingen. Dan is de trigger vals.

Om valse alarmen uit te sluiten, wordt de instelling ingesteld zonder reserves, het verschil zit alleen in de klassen van de relais zelf van 5 tot 40, wat de reactietijd aangeeft: klasse 5 — 3 seconden bij een tienvoudige overbelasting, klasse 10 — 6 seconden bij een tienvoudige overbelasting enz., bepaald bij een omgevingstemperatuur van 20°C, bij symmetrische draaistroomwerking, voor overbelasting in koude toestand. De instelling toont de overbelastingsstroom en de klasse toont de maximale uitschakeltijd in seconden.

Een belangrijk kenmerk van het thermische relais zijn de grenswaarden van meerdere langdurige overbelastingen - ongeveer een uur. Dit is de voorwaarde waaronder het relais gegarandeerd werkt of niet werkt. Dus als de drempel is ingesteld op 1,14 ± 0,06, dan werkt het relais bij 1,2 gegarandeerd en bij 1,06 zal het zeker niet werken.

Deze parameter is uiterst belangrijk, het bepaalt de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de beveiliging en helpt ook om valse alarmen te voorkomen.De relais van de hoogste kwaliteit zijn temperatuurgecompenseerd om een ​​constante werking bij alle omgevingstemperaturen te garanderen.

In overeenstemming met de kenmerken van de beschermde apparatuur, wordt ook de responstijd van het thermische relais geselecteerd, rekening houdend met de toegestane overbelastingssnelheid. Grote veelvouden – tot wel 10 keer – vragen om een ​​meer grondige aanpak. Zo wordt klasse 10 als universeel beschouwd en is geschikt voor easy-start elektromotoren.

Voor zware starts zijn klasse 20, klasse 30 of klasse 40 meer geschikt. Klasse 5 - als een hoge nauwkeurigheid vereist is, bijvoorbeeld als de belasting een lage massatraagheid heeft.In de regel geven fabrikanten van thermische relais in de bijbehorende documentatie de meest geschikte apparatuur aan waarvoor de klasse van deze beschermende eigenschap momenteel de beste is.

De daadwerkelijke relaisaanspreektijd is hier belangrijk, deze moet overeenkomen met de standaard afhankelijkheid. De beste thermische relais met een overbelasting van 3 tot 7,2 keer hebben een maximale uitschakeltijdafwijking van de norm van niet meer dan 20% naar beneden en naar boven. Bij temperatuurstijging, bijvoorbeeld door voorverwarmen met nominale stroom, is de uitschakeltijd 2,5 tot 4 keer korter dan de standaard bij 20°C.

Nadelen van eenvoudige thermische relais

Driefasige thermische relais zijn veelzijdiger, ze bewaken stromen in alle drie de fasen en zijn toepasbaar op enkelfasige circuits, voor wissel- en gelijkstroom.

Maar als de fasen sterk asymmetrisch geladen zijn? Dan zal de temperatuur in een van de fasen sneller stijgen en zal de apparatuur gevaarlijk oververhit raken, omdat de effectieve waarde van de stroom van de drie fasen geen detectie van gevaar mogelijk maakt. Als gevolg hiervan zullen de uitschakeltijd en kritische stroom van de instelling van het thermisch relais in werkelijkheid lager zijn dan de werkelijke situatie.

Om het probleem sneller op te lossen is een moderner thermisch relais nodig, met geïntegreerde beveiliging tegen fasestroomasymmetrie. In dergelijke relais, in geval van onbalans of faseverlies, zullen de reactietijd en stroom dienovereenkomstig veranderen en zal de beveiliging betrouwbaar blijven.

Thermische relais worden meestal gemaakt op basis van bimetalen scheiders. Bij verhitting door stroom buigt de plaat en activeert het uitschakelmechanisme, het relais wordt geactiveerd - het schakelt over naar de "uit" -status.Wanneer de plaat afkoelt, keert het mechanisme terug naar de oorspronkelijke "aan" -status. De eenvoud van het ontwerp van conventionele relais maakt indruk met hun lage kosten en goede geluidsisolatie. Maar voor dunnere apparatuur zijn nauwkeurigere thermische relais - elektronische - nodig.

Elektronische thermische relais

Elektronische niet-vluchtige thermische relais, zoals de Siemens 3RB20- en 3RB21-serie, zijn uitgerust met ingebouwde meetsystemen voor stromen tot 630 A. Deze relais zijn stroomonafhankelijk en kunnen ladingen in elke modus beschermen, zelfs met zware beginnend, en met open of ongebalanceerde fasen.

Bij stroomoverbelasting, bij een onderbreking van een van de fasen of bij een onbalans, neemt de stroom, bijvoorbeeld in de motor, toe en wordt hoger dan de instelling. Een geïntegreerde stroomtransformator registreert de stroom, en de elektronica verwerkt de momenteel gemeten waarde, en als deze de ingestelde waarde overschrijdt, wordt een uitschakelpuls naar de stroomonderbreker gestuurd, die de belasting ontkoppelt door de externe schakelaar te openen. Het relais zelf is op de schakelaar gemonteerd. De uitschakeltijd is strikt gerelateerd aan de verhouding van de uitschakelstroom tot de instelstroom.

Het Siemens 3RB21 elektronisch thermisch relais is niet alleen in staat om te beschermen tegen oververhitting als gevolg van fase-asymmetrie, overstroom of faseverlies, maar heeft ook een intern aardfoutdetectiesysteem (behalve ster-driehoekcombinaties). Zo worden onvolledige aardfouten als gevolg van isolatieschade of vocht direct gedetecteerd en wordt het belastingscircuit geopend.

Wanneer het relais wordt geactiveerd, gaat de indicator branden om de uitschakeltoestand aan te geven.Automatische reset of handmatige reset is mogelijk. Automatische reset vindt plaats na een ingestelde tijd, waarna het relais de schakelaar weer zal sluiten.