пвапрапрапрап. Тепловые реле. Тепловые реле устройство, принцип действия, технические характеристики
 Скачать 121.5 Kb.
|
|
Лабораторно-практическая работа №__ Тема: Тепловые реле - устройство, принцип действия, технические характеристики. Цель: Изучить устройство, принцип действия и технические характеристики тепловых реле. 1.Принцип действия тепловых реле. Тепловые реле - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле - ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ. Принцип действия тепловых реле основан на свойствах биметаллической пластины изменять свою форму при нагревании. В общем случае тепловое реле представляет собой расцепитель, в основе которого лежит биметаллическая пластина, по которой протекает ток. Под воздействием теплового эффекта протекающего тока, биметаллическая пластина изгибается, разрывая цепи. При этом происходит изменение состояния дополнительных контактов. Первая и основная функция тепловых реле - защита электрооборудования от перегрузки.   Рис.1.Тепловое реле. Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надежная и длительная эксплуатация оборудования. Эта зависимость представлена на рисунке 2 (кривая 1).  Рис.2. Зависимость длительности протекания тока от его величины. При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима. Кривая 1 на рисунке устанавливается исходя из требуемой продолжительности жизни оборудования. Чем короче его жизнь, тем большие перегрузки допустимы. При идеальной защите объекта зависимость tср (I) для реле должна идти немного ниже кривой для объекта. Для защиты от перегрузок, наиболее широкое распространение получили тепловые реле с биметаллической пластиной. Биметаллическая пластина теплового реле состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения, другая — меньший. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены либо за счет проката в горячем состоянии, либо за счет сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдет изгиб пластины в сторону материала с меньшим. Именно это явление используется в тепловых реле. Широкое распространение в тепловых реле получили материалы инвар (малое значение a) и немагнитная или хромоникелевая сталь (большое значение a). Нагрев биметаллического элемента теплового реле может производиться за счет тепла, выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого током, проходящим через биметалл, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, также обтекаемым током нагрузки. Прогибаясь, биметаллическая пластина своим свободным концом воздействует на контактную систему теплового реле. 2.Время-токовые характеристики теплового реле. Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (времятоковая характеристика). В общем случае до начала перегрузки через реле протекает ток Iо, который нагревает пластину до температуры qо. При проверке времятоковых характеристик тепловых реле следует учитывать, из какого состояния (холодного или перегретого) происходит срабатывание реле. При проверке тепловых реле надо иметь в виду, что нагревательные элементы тепловых реле термически неустойчивы при токах короткого замыкания. 3.Выбор тепловых реле. Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (1,2 - 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т. е.тепловое реле срабатывает при 20- 30% перегрузке в течении 20 минут. Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева 5 - 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева 40-60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут. 4.Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле. Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается. При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды. Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания теплового реле, необходимо, чтобы температура срабатывания выбиралась возможно больше. Для правильной работы тепловой защиты реле желательно располагать в том же помещении, что и защищаемый объект. Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла — нагревательных печей, систем отопления и т. д. В настоящее время выпускаются реле с температурной компенсацией (серии ТРН). 5.Работа тепловых реле. Прогиб биметаллической пластины происходит медленно. Если с пластиной непосредственно связать подвижный контакт, то малая скорость его движения, не сможет обеспечить гашение дуги, возникающей при отключении цепи. Поэтому пластина действует на контакт через ускоряющее устройство. Наиболее совершенным является «прыгающий» контакт. В обесточенном состоянии пружина создает момент относительно точки 0, замыкающий контакты . Биметаллическая пластина при нагреве изгибается вправо, положение пружины изменяется. Она создает момент, размыкающий контакты за время, обеспечивающее надежное гашение дуги. Современные контакторы и пускатели комплектуются с тепловыми реле ТРП (одно-фазное) и ТРН (двухфазное). 5.1.Тепловые реле ТРП. Тепловые токовые однополюсные реле серии ТРП с номинальными токами тепловых элементов от 1 до 600 А предназначены главным образом для защиты от недопустимых перегрузок трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих от сети с номинальным напряжением до 500 В при частоте 50 и 60 Гц. Тепловые реле ТРП на токи до 150 А применяют в сетях постоянного тока с номинальным напряжением до 440 В. 5.1.1.Устройство теплового реле типа ТРП.  Рис.3. Устройство теплового реле типа ТРП: 1 - Биметаллическая пластина; 2 - регулировочная ручка;3 - прыгающий контактный мостик; 4 - кнопка возврата;5 - нагреватель. Биметаллическая пластина теплового реле ТРП имеет комбинированную систему нагрева. Пластина 1 нагревается как за счет нагревателя 5, так и за счет прохождения тока через саму пластину. При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий контактный мостик 3. Тепловое реле ТРП позволяет иметь плавную регулировку тока срабатывания в пределах (±25% номинального тока уставки). Эта регулировка осуществляется ручкой 2, меняющей первоначальную деформацию пластины. Такая регулировка позволяет резко снизить число потребных вариантов нагревателя. Возврат реле ТРП в исходное положение после срабатывания производится кнопкой 4. Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла. Высокая температура срабатывания (выше 200°С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды. Установка теплового реле ТРП меняется на 5% при изменении температуры окружающей среды на КУС. Высокая ударо- и вибростойкость теплового реле ТРП позволяют использовать его в самых тяжелых условиях. 5.2.Тепловые реле РТЛ. Реле тепловое РТЛ предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от не симметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле РТЛ с диапазоном тока от 0.1 до 86 А. Тепловые реле РТЛ могут устанавливаться как непосредственно на пускатели ПМЛ, так и отдельно от пускателей (в последнем случае они должны быть снабжены клеммниками КРЛ). Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммники КРЛ которые имеют степень защиты ІР20 и могут устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контактов равен 10 А. 5.3.Тепловые реле РТТ. Реле тепловые РТТ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз, а также от несимметрии в фазах. Реле РТТ предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами, а также для встройки в магнитные пускатели серии ПМА в целях переменного тока напряжением 660В частотой 50 или 60Гц, в целях постоянного тока напряжением 440В. 5.3.1.Выбор теплового реле Так как пускатель мы выбирали с тепловым реле, то тепловое реле у нас уже выбрано и автоматически выполняются все условия для нормальной работы реле. Тепловое реле пускателя проверяется по времени tср срабатывания при пусковом токе двигателя, а номинальный ток нагревательного элемента Iн.нагрев теплового реле должен быть не меньше номинального тока двигателя. Для нормального пуска и защиты двигателя 1.5 tп >= tср > tп 6.Реле электротепловые токовые серии РТТ 6.1.Общие сведения Реле электротепловые токовые серии РТТ предназначены для защиты трехфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от длительных перегрузок, а также от перегрузок, возникающих при обрыве одной из фаз. Реле имеют исполнение для установки на металлических изоляционных панелях, рейках комплектного устройства и специальное исполнение для установки с пускателями серии ПМА (ТУ16 – 644.005 – 84). Трехполюсное исполнение реле, применение несменных нагревательных элементов и ускоренное срабатывание при обрыве фазы повышают надежность защиты электродвигателей по сравнению с однополюсными и двухполюсными исполнения реле. 6.2.Структура условного обозначения РТТ – Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Р – реле; Т – электротепловое Х1 – исполнение реле по величине номинального тока (1 – на 25 А; 2 – на 80 А; 3 – на 160 А); Х2 – способ установки реле (1 – исполнение на все токи для индивидуальной установки и для комплектации реле исполнения на 80 А с пускателями ПМА – 3000; 2 – исполнение на токи 80 и 160 А для комплектации с пускателями ПМА – 4000, ПМА – 5000 и ПМА – 6000; 4 – исполнение для втычного подсоединения реле к пускателю); Х3 – род контактов вспомогательной цепи реле (1 – исполнение с одним размыкающим контактом; отсутствие цифры – исполнение с переключающим контактом); Х4 – исполнение реле по величине инерционности (П – исполнение реле пониженной инерционности; отсутствие буквы – исполнение реле повышенной инерционности); Х5 – климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения (4) по ГОСТ 15150 – 69. 6.3.Условия эксплуатации высота над уровнем моря не более 2000м; температура окружающей среды от –40 до +55°С; окружающая среда, не содержащая газов, жидкости и пыли в концентрациях, нарушающих работу реле; вибрация мест крепления с частотой не более 100 Гц при ускорении 1g; рабочее положение реле в пространстве – вертикальное, регулятором тока несрабатывания вперёд, крышкой вверх, допускается отклонение от рабочего положения до 15° в любую сторону. Допускается эксплуатация реле при встройки их в оболочку пускателя или комплектного устройства. Требование по технике безопасности соответствует ГОСТ 12.2.007.6 – 75. По способу защиты человека от напряжения электрическим током относится к классу 0 по ГОСТ 12.2.007.0 – 75. 6.4.Технические данные Номинальное напряжение тока, В: переменного, частотой 50 и 60 Гц 660 постоянного 440 Время срабатывания при токе 1.2 Iн, мин. 20 Масса реле, кг: РТТ – 1= 0.2 РТТ – 2 =0.28 РТТ – 3 =0.73 Контрольные вопросы: Устройство и принцип действия теплового реле. Какие Вы знаете типы тепловых реле? Условия выбора тепловых реле. Назначение реле РТТ, РТЛ. Устройство теплового реле типа ТРП. Технические данные тепловых реле. Условия эксплуатации тепловых реле. Расшифруйте маркировку теплового реле РТТ 321У3 Список литературы: Практикум по монтажу, эксплуатации и ремонту электрооборудования А.А. Пястолов, А.А. Попков, А.А. Большаков и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 2001. Курсовое проектирование по эксплуатации электрооборудования: Учебное пособие для вузов по специальности 31.14.00 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» / М.А. Таранов, В.Я. Хорольский, В.Г. Жданов, Ю.А. Медведько. - Зерноград, АЧГАА, 1999. Ерошенко Г.П., Пястолов А.Л. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации электрооборудования. - М.: ВО Агропромиздат, 2000. |