Настройка электронно-механических аналоговых реле
Системы промышленной автоматики, а также различные бытовые модули часто оснащаются электромеханическими устройствами, конструкция которых предусматривает настройку при помощи потенциометров.
Электромеханический тип устройства отсчёта времени с регулировкой параметров потенциометрами. Существуют различные конфигурации подобных приборов, что делает возможным применять их в схемах разной сложности
На передней панели корпуса таких устройств располагается шток потенциометра (или несколько штоков), предназначенный под вращение лезвием отвёртки. По окружности штока (штоков) наносится размеченная шкала значений установки.
Прорезь на штоке под лезвие отвёртки является своеобразным указателем, изменяющим своё положение при вращении штока. Установкой этого указателя напротив определённых значений размеченной шкалы достигается настройка нужного параметра.
Многоканальный прибор электронно-механического типа. Настраивается легко и просто путём вращения потенциометров с помощью отвёртки. На фронтальной панели также имеется светодиодная индикация состояния
Приборы подобного типа (например, NTE8) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.
Основные характеристики токового реле
Главная характеристика прибора – зависимость времени срабатывания от величины протекания тока. Если имеется номинал, предельная длительность генерации – бесконечная. Увеличение показателей приводит к разрыву изоляции.
Оптимальная нагрузка на мотор должна быть не менее 1,2-1,3 сек в условиях 30%-й перегрузки. Если показатель больше, нагревается обмотка или весь двигатель. Неисправность устраняется только после полной замены оборудования.
Напряжение реле подбирается в соответствии с параметрами сети – 220 или 380 В. Нормальная защита мотора возможна только при выборе реле, предотвращающего фазный перекос.
Особенности теплового реле
Но, в отличие от автоматического защитного выключателя, ТР не размыкает силовые цепи питания, а разрывает цепь самоподхвата магнитного пускателя. Нормально замкнутый контакт защитного устройства действует аналогично кнопке «Стоп», и подключается последовательно с ней.
Поскольку тепловое реле подключается сразу же после магнитного пускателя, то нет нужды дублировать функции контактора при аварийном размыкании цепей. При таком выборе реализации защиты достигается ощутимая экономия материала для контактных силовых групп – значительно проще коммутировать небольшой ток в одной цепи управления, чем разрывать три контакта под большой токовой нагрузкой.
Как правило, в тепловом реле присутствует два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При срабатывании устройства данные контакты одновременно меняют свое состояние.
Характеристики теплового реле
Выбор ТР следует производить, сопоставляя типичные характеристики данного защитного устройства соответственно имеющейся нагрузке и условиям эксплуатации электродвигателя:
Схема подключения
В большинстве схем при подключениях теплового реле к магнитному пускателю используется нормально замкнутый контакт, который подключается последовательно с кнопкой «Стоп» пульта управления. Обозначением данного контакта является сочетание букв NC (normal connected) или НЗ (нормально замкнутый).
Схема подключения ТР к контактору в магнитном пускателе
Нормально разомкнутый контакт (NO) при данной схеме подключения может использоваться для сигнализации о срабатывании тепловой защиты электродвигателя. В более сложных автоматических схемах управления он может использоваться для инициализации аварийного алгоритма останова конвейерной цепи оборудования.
Для самостоятельного подключения теплового реле для защиты электродвигателя, не имея опыта работы с подобным оборудованием, будет правильно сначала ознакомиться с принципом работы и подключением магнитного пускателя на данном сайте.
В независимости от типа подключения электродвигателя и количества контакторов магнитного пускателя (прямой и реверсивный запуск), внедрение теплового реле в схему является достаточно простым. Оно устанавливается после контакторов перед электродвигателем, а размыкающийся (нормально замкнутый) контакт подключается последовательно с кнопкой «Стоп».
Элементы подключения, управления и настройки ТР
По ГОСТ клеммы контактов управления имеют обозначение 95-96 (нормально замкнутый) и 97-98 (нормально разомкнутый).
На данном рисунке показана схема теплового реле с обозначением выводов и элементов управления. Кнопка «Тестирование служит для проверки работоспособности механизма.
Кнопка «Стоп» служит для ручного выключения устройства защиты.
Функция «Повторный взвод» позволяет заново запустить электродвигатель после срабатывания защиты. Многие ТР поддерживают два варианта – автоматический (возвращение в исходное состояние происходит после остывания биметаллических пластин) и ручной взвод, требующий непосредственного действия оператора для нажатия соответствующей кнопки.
Уставка тока срабатывания позволяет сделать выбор значения перегрузки, при котором реле отключит катушку контактора, который обесточит электродвигатель.
При выборе устройства защиты нужно помнить, что по аналогии с автоматическим выключателем у тепловых реле также имеется времятоковая характеристика. То есть, при превышении уставленного тока на некоторое значение, отключение произойдет не сразу, а по истечению некоего времени. Быстрота срабатывания будет зависеть от кратности превышения тока уставки.
Разные графики соответствуют характеру нагрузки, количеству фаз и температурному режиму.
Как видно из графиков, при двукратном превышении нагрузки может пройти больше минуты времени, прежде, чем защита сработает. Если же выбрать ТР недостаточно мощным, то двигатель может не успеть разогнаться при многократном стартовом превышении уставки тока перегрузки.
Также у некоторых тепловых реле имеется флажок срабатывания защиты.
Защитное закрывающееся стекло служит одновременно для нанесения маркировки и защиты настроек при помощи пломбирования,
Особенности монтажа
Как правило, установку теплового реле производят совместно с магнитным пускателем, который и осуществляет коммутацию и запуск электропривода. Однако существуют также и приборы с возможностью установки как отдельное устройство рядом на монтажной панели или DIN рейке, такие как ТРН и РТТ. Все зависит от наличия нужного номинала в ближайшем магазине, складе или в гараже в «стратегических запасах».
Наличие у теплового реле ТРН только двух входящих подключений не должно вас пугать, поскольку фазы три. Неподключенный провод фазы уходит с пускателя на двигатель, минуя реле. Ток в электродвигателе меняется пропорционально во всех трех фазах, поэтому контролировать достаточно любые две из них. Собранная конструкция, пускатель с теплушкой ТРН будет выгладить так:
Или так с РТТ:
Рассмотрим схему из статьи в которой трехфазный двигатель вращается в одну сторону и управление включением осуществляется с одного места двумя кнопками СТОП И ПУСК.
Автомат включен и на верхние клеммы пускателя поступает напряжение. После нажатия на кнопку ПУСК, катушка пускателя А1 и А2 оказывается подключена к сети L2 и L3. В данной схеме используется пускатель с катушкой на 380 вольт, вариант подключения с однофазной катушкой 220 вольт ищите в нашей отдельной статье (ссылка выше).
Катушка включает пускатель и замыкаются дополнительные контакты No(13) и No(14), теперь можно отпустить ПУСК, контактор останется включенным. Данная схема называется «пуск с самоподхватом». Теперь для того чтобы отключить двигатель от сети необходимо обесточить катушку. Проследив по схеме путь тока, видим что это может произойти при нажатии СТОП или размыкании контактов теплового реле (выделен красным прямоугольником).
То есть, при возникновении внештатной ситуации, когда теплушка сработает, она разорвет цепь схемы и снимет пускатель с самоподхвата, обесточив двигатель от сети. При срабатывании данного устройства контроля тока, перед повторным запуском необходимо осмотреть механизм, для выяснения причины возникновения отключения, и не включать до ее устранения. Часто причиной срабатывания является высокая внешняя температура окружающего воздуха, данный момент необходимо учитывать при эксплуатации механизмов и их настройке.
Сфера применения в домашнем хозяйстве тепловых реле не ограничивается только самодельными станками и прочими механизмами. Правильно было бы использовать их в системе контроля тока насоса системы отопления. Специфика работы циркуляционного насоса в том, что на лопастях и улитке образуется известковый налет, который может стать причиной заклинивания мотора и выхода его из строя. Используя приведенные схемы подключения, можно собрать блок контроля и защиты насоса. Достаточно установить в цепи питания нужный номинал теплушки и подключить контакты.
Кроме того будет интересна схема подключения теплового реле через трансформаторы тока, для мощных двигателей, таких как насос системы водополива для дачных поселков или фермерских хозяйств. При установке трансформаторов в цепи питания, учитывается коэффициент трансформации, к примеру 60/5 это при токе через первичную обмотку в 60 ампер, на вторичной обмотке он будет равен 5А. Применение такой схемы позволяет сэкономить на комплектующих, при этом не потеряв в эксплуатационных характеристиках.
Как видно, красным цветом выделены трансформаторы тока, который подключены к реле контроля и амперметру для визуальной наглядности происходящих процессов. Трансформаторы подключены схемой звезда, с одной общей точкой. Такая схема не представляет из себя больших трудностей в реализации, поэтому вы можете самостоятельно ее собрать и подключить к сети.
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается процесс подключения теплового реле к магнитному пускателю для защиты электродвигателя:
Вот и все, что вы должны знать о подключении теплового реле своими руками. Как вы видите, монтаж не представляет особой сложности, главное правильно составить схему подсоединения всех элементов в цепи!
Будет интересно прочитать:
- В чем отличия между контактором и магнитным пускателем
- Что такое релейная защита
- Как собрать трехфазный щит
Принцип действия устройства
Тепловые перегрузки в двигателях и других электрических устройствах происходят тогда, когда величина проходящего через нагрузку тока превышает номинальный рабочий ток аппарата. На свойстве тока разогревать проводник при прохождении и построено ТР. Встроенные в него биметаллические пластины рассчитаны на определенную токовую нагрузку, превышение которой приводит к сильной их деформации (изгибу).
Пластины надавливают на подвижный рычаг, который, в свою очередь, воздействует на защитный контакт, размыкающий цепь. По сути, ток, при котором цепь разомкнулась, и есть током срабатывания. Его величина эквивалентна температуре, превышение которой может привести к физическому разрушению электрических приборов.
Современные ТР имеют стандартную группу контактов, одна пара которых является нормально замкнутой – 95, 96; другая – нормально разомкнутой – 97, 98. Первая предназначена для подключения пускателя, вторая – для схем сигнализации. Тепловое реле для электродвигателя способно работать в двух режимах. Автоматический предусматривает самостоятельное включение контактов пускателя при охлаждении пластин. В ручном режиме контакты в исходное состояние возвращает оператор, нажимая на кнопку «сброс». Также можно отрегулировать порог срабатывания устройства путем вращения подстроечного винта.
Еще одной функцией защитного устройства является отключение двигателя при обрыве фазы. В таком случае двигатель также перегревается, потребляя больший ток, и, соответственно, пластины реле разрывают цепь. Для предотвращения воздействия токов короткого замыкания, от которого ТР не в силах защитить двигатель, в цепь обязательно включают автомат защиты.
Как снять пусковое реле
Важная деталь холодильника ломается не часто, но для ее замены или ремонта нужны определенные знания, набор инструментов, защитные средства. Конструкция пускового реле простая, поэтому пару сборок, разборок механизма позволят приобрести достаточный навык, понимание происходящего, опыт.
Чтобы снять пусковое реле, надо следовать схеме:
- отключить холодильник от электрической сети, подождать обесточивания;
- открутить крепежные элементы, фиксирующие защитную крышку, убрать ее в сторону;
- отсоединить контакты путем откручивания, при спаивании с металлическими частями поддернуть плоской отверткой;
- удалить удерживающие реле винты защелки;
- снять пусковой механизм.
Схема подключения магнитного пускателя
Основная схема состоит из 2-ух частей:
- Силовых 3 пар контактов , которые подают электропитание на электрооборудование.
- Схемы управления , которая состоит из катушки, кнопок и дополнительных контактов, которые участвуют в поддержании работы катушки или блокируют ошибочные включения.
Самая распространенная схема подключения с одним пускателем. Она самая простая с ней самостоятельно справится любой человек. Для ее сборки нам понадобится 3 жильный кабель до кнопок и одна пара нормально разомкнутых контактов в отключенном положении пускателя.
Рассмотрим схему с подключением катушки на 220 вольт , если у Вас на 380 Вольт тогда вместо синего ноля необходимо подключить другую разноименную фазу. В нашем случае черного или красного цвета. В качестве блок контакта будет использоваться четвертая свободная пара, которая включается вместе с тремя парами силовых. Они все расположены сверху, но могут дополнительные находится и сбоку.
На силовые контакты пускателя с автомата приходят три фазы A, B и C. Для того, что бы при нажатии кнопки «Пуск» они включились, необходимо подать 220 Вольт напряжения на катушку, которая при этом потянет якорь и подвижные контакты сомкнуться с не подвижными. Цепь замкнется, а для того что бы ее разомкнуть понадобится отключить катушку.
Для того чтобы собрать цепь управления необходимо одну фазу, в нашем случае зеленную, подключить сразу напрямую к контакту катушки, а со второго №5- подключаем проводом к контакту №4 пусковой кнопки. Так же со второго контакта катушки пускаем еще один провод (на схеме желтого цвета) через блок контакты на другой парный разомкнутый контакт кнопки «Пуск». С него же делается перемычка (синего цвета) на замкнутый контакт кнопки «Стоп», на второй контакт которой подключается ноль от электропитания.
Принцип работы прост. При нажатии кнопки «Пуск» замыкаются ее контакты и на катушку подается 220 Вольт- она включает основные и дополнительные контакты. Отпускаем кнопку- размыкаем контакты пусковой кнопки, но пускатель остается включенным, потому что ноль подается на катушку через замкнутые блок контакты.
Для отключения необходимо разорвать ноль- это делается при помощи размыкания контактов кнопки «Стоп». Обратно пускатель не включится, потому что ноль будет разорван на блок контактах. Для включения понадобится снова нажать кнопку «Пуск».
Главное отличие магнитного пускателя от рубильника или автомата: при пропадании электричества пускатель всегда отключится и для повторного включения необходимо опять нажать на кнопку «Пуск».
Для реверсивной схемы подключения асинхронного двигателя необходимо собрать схему из одной кнопки «Стоп», 2 пускателей и кнопок «Пуск». Об этом Вы узнаете из этой нашей статьи.
Процесс подключения
Ниже приведена схема подключения ТР с обозначениями. На ней можно найти сокращение КК1.1. Оно обозначает контакт, который в нормальном состоянии является замкнутым. Силовые контакты, через которые ток поступает на двигатель обозначены сокращением KK1. Автоматический выключатель, который находится в ТР обозначен как QF1. При его задействовании происходит подача питания по фазам. Фаза 1 управляется отдельной клавишей, которая обозначена маркировкой SB1. Она выполняет аварийную ручную остановку в случае возникновения непредвиденной ситуации. От нее контакту уходит на клавишу, которая обеспечивает пуск и обозначена сокращением SB2. Дополнительный контакт, который отходит от клавиши пуска, находится в дежурном состоянии. Когда выполняется запуск, тогда ток от фазы через контакт поступает на магнитный пускатель через катушку, которая обозначается KM1. Происходит срабатывание пускателя. При этом те контакты, которые в нормальном положении являются разомкнутыми замыкаются и наоборот.
Когда замыкаются контакты, которые на схеме находятся под сокращением KM1, тогда происходит включение трех фаз, которые пускают ток через тепловое реле на обмотки двигателя, который включается в работу. Если сила тока будет расти, тогда из-за воздействия контактных площадок ТР под сокращением KK1 произойдет размыкание трех фаз и пускатель обесточивается, а соответственно останавливается и двигатель. Обычная остановка потребителя в принудительном режиме происходит посредством воздействия на клавишу SB1. Она разрывает первую фазу, которая прекратит подачу напряжения на пускатель и его контакты разомкнутся. Ниже на фото можно увидеть импровизированную схему подключения.
Есть еще одна возможная схема подключения этого ТР. Разница заключается в том, что контакт реле, который в нормальном состоянии является замкнутым при срабатывании разрывает не фазу, а ноль, который уходит на пускатель. Ее применяют чаще всего в силу экономичности при выполнении монтажных работ. В процессе нулевой контакт подводится к ТР, а с другого контакта монтируется перемычка на катушку, которая запускает контактор. При срабатывании защиты происходит размыкание нулевого провода, что приводит к отключению контактора и двигателя.
Реле может быть смонтировано в схему, где предусмотрено реверсивное движение двигателя. От схемы, которая была приведена выше различие заключается в том, что присутствует НЗ контакт, в реле, которое обозначено KK1.1.
Если реле срабатывает, тогда происходит разрыв нулевого провода контактами под обозначением KK1.1. Пускатель обесточивается и прекращает питания двигателя. В экстренной ситуации кнопка SB1 поможет быстро разорвать цепь питания, чтобы остановить двигатель. Видео о подключении ТР можно посмотреть ниже.
Принцип работы приспособления
Выполняя защитную функцию, автоматический выключатель разъединяет силовые питающие цепи. Тепловое реле отличается от него тем, что при превышении нагрузки просто выдает управляющий сигнал. При такой защите токи небольшой величины коммутируются в одной цепи управления.
В схеме перед термореле находится магнитный пускатель. Когда цепи размыкаются в аварийном порядке, отпадает надобность в дублировании работы контактора. Следовательно, не расходуется материал для изготовления силовых контактных групп.
Наиболее популярными являются приборы, оснащенные биметаллическими пластинами. Собственно пластина состоит из двух аналогичных элементов.
Один из них обладает значительным температурным коэффициентом, а другой — несколько меньшим. Эти две составляющие плотно прилегают друг к другу.
Так как составные части биметаллической пластины выполнены из пары разнородных металлов, имеющих неодинаковые коэффициенты расширения, нагрев заставляет ее изгибаться и взаимодействовать с контактами
Обеспечивается такое жесткое скрепление путем сваривания или прокаткой в горячем виде. За счет того, что пластина закреплена неподвижно, при нагреве наблюдается ее изгиб в сторону элемента с меньшим температурным коэффициентом. Этот принцип взят за основу при создании тепловых реле.
При их производстве применяют хромоникелевую сталь и немагнитную, обладающие большим значением температурного коэффициента. Как материал с малым значением этого параметра используют инвар — соединение никеля с железом.
По такой схеме функционирует тепловое реле. Незакрепленный конец биметаллической пластины при ее прогибе воздействует на контакты термореле (+)
Пластину из биметалла прогревают токи нагрузки. Протекают они чаще всего по специальному нагревателю. Существует и комбинированный нагрев, при котором, кроме тепла, отдаваемого нагревателем, биметалл прогревает еще и ток, проходящий через него.
Как подключить пускатель на 220V с кнопкой
Самая распространенная схема включения — однофазный потребитель с кнопочным стартом. Причем кнопки должны быть разнесены: отдельно «пуск», отдельно «стоп». Чтобы понять, как подключить магнитный пускатель, изобразим комбинированную схему, с изображением деталей:
В нашем случае используется однофазный источник питания (220 V), разнесенные кнопки управления, защитное термореле, и собственно магнитный пускатель. Потребитель — мощный электродвигатель.
- Нулевой кабель (N) подключается одновременно к электродвигателю и контактам управляющей цепи.
- Кнопка (Кн2) «стоп» является нормально замкнутой: в отпущенном состоянии через нее протекает электрический ток.
- Линия фазы (F) контролируется защитной схемой термореле (ТП), и подключается к входным рабочим контактам пускателя (ПМ1).
- Пусковая электроцепь от фазы соединяется с обмоткой соленоида пускателя (ПМ) через замкнутые (без перегрева) контакты термореле (ТП-1).
- Параллельно нормально разомкнутой кнопке (Кн1) «пуск», подключены контакты сервисной цепи магнитного пускателя (ПМ4).
- При нажатии кнопки «пуск», через соленоид контактора течет электроток. Замыкаются контакты (ПМ1) — питание электродвигателя и (ПМ4) — питание соленоида пускателя. После отпускания кнопки «пуск», управляющая и силовая цепи остаются замкнутыми, схема находится в режиме «включено».
- При перегреве линии, срабатывает термореле (ТП), нормально замкнутые контакты (ТП1-) разрывают цепь соленоида, контактор размыкается, потребитель отключен. Повторное включение можно выполнить после остывания термореле.
- Для принудительного обесточивания потребителя, достаточно коснуться кнопки (Кн2) «стоп», цепь питания соленоида разомкнется, питание потребителя прекратится.
Такая схема клавишного подключения магнитного пускателя на 220 V позволяет безопасно пользоваться мощными электроустановками, и обеспечивает дополнительную защиту в случае перегрева линии по току. Например, если вал двигателя остановится под нагрузкой.
Упрощенная схема (без защитных устройств и термореле) на иллюстрации:
В этом случае управление соленоидом (соответственно и силовыми контактными группами) осуществляется двумя кнопками вручную.
При организации электронного поста управления, роль кнопок выполняют реле, подключенные к схеме, либо электрические системы (например, на тиристорах).
В качестве бонуса, рассмотрим подключение с помощью розетки с таймером. В этом случае схема включения работает без кнопки «стоп». То есть, при наличии управляющего напряжения (от таймера), электроустановка работает.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Обзор принципа действия, типов и основных неисправностей пускозащитного реле:
Видео #2. Признаки поломок распространенного пускового реле РКТ. Подключение внешнего конденсатора для компенсации нестабильного напряжения:
Несложная конструкция пускового реле позволяет самостоятельно находить неисправности и легко устранять их. Для этого не нужны глубокие знания в электрике или специальный инструмент.
Однако необходимо соблюдать пунктуальность, так как от качества проведенных работ зависит функциональность дорогостоящего оборудования.
Хотите рассказать о том, как подбирали пусковое реле для восстановления работоспособности холодильного агрегата? Располагаете полезными сведениями по теме статьи, которыми стоит поделиться с посетителями сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, размещайте фотоснимки, задавайте вопросы.
