Thermorelais für einen Elektromotor: Funktionsprinzip, Gerät, Auswahl
Während des Betriebs von Energieanlagen sind diese ständig Stromüberlastungen ausgesetzt, die ihre Lebensdauer verringern.Schutz in solchen Situationen bietet ein Thermorelais für den Elektromotor, das bei Eintreten ungewöhnlicher Umstände die Stromversorgung abschaltet.
Wir empfehlen Ihnen, den Aufbau, das Funktionsprinzip, die Arten und Nuancen der Verbindung von Schutzgeräten zu verstehen. Darüber hinaus verraten wir Ihnen, welche Parameter und Eigenschaften bei der Auswahl eines Thermorelais berücksichtigt werden sollten.
Der Inhalt des Artikels:
Entwurf von Thermorelais
Thermorelais aller Art haben ein ähnliches Gerät. Das wichtigste Element von ihnen ist der empfindliche Bimetallstreifen.
Der Betriebsstromwert wird von der Temperatur der Umgebung beeinflusst, in der das Relais arbeitet. Eine Temperaturerhöhung verkürzt die Reaktionszeit.
Um diesen Einfluss zu minimieren, wählen Geräteentwickler eine möglichst hohe Bimetalltemperatur. Für den gleichen Zweck sind einige Relais mit einer zusätzlichen Kompensationsplatte ausgestattet.
Wenn im Relaisdesign Nichrom-Heizungen enthalten sind, werden diese in einer Parallel-, Reihen- oder Parallel-Reihenschaltung mit einer Platte geschaltet.
Der Stromwert im Bimetall wird über Shunts geregelt. Alle Teile sind im Gehäuse verbaut. Das U-förmige Bimetallelement ist auf der Achse befestigt.
An einem Ende der Platte liegt eine Schraubenfeder an. Das andere Ende basiert auf einem balancierten Isolierblock, der sich um eine Achse dreht und als Träger für eine mit Silberkontakten bestückte Kontaktbrücke dient.
Um den Einstellstrom zu koordinieren, ist die Bimetallplatte an ihrem linken Ende mit ihrem Mechanismus verbunden. Die Anpassung erfolgt aufgrund der Beeinflussung der Primärverformung der Platte.
Wenn die Größe der Überlastströme den eingestellten Werten entspricht oder diese übersteigt, dreht sich der Isolierblock unter dem Einfluss der Platte. Beim Umkippen wird der Öffnerkontakt des Gerätes abgeschaltet.
Das Relais kehrt automatisch in seine ursprüngliche Position zurück. Der Selbstrückkehrvorgang dauert ab dem Einschalten des Schutzes nicht länger als 3 Minuten. Auch ein manueller Reset ist möglich, hierfür steht ein spezieller Reset-Taster zur Verfügung.
Bei Verwendung nimmt das Gerät in 1 Minute seine ursprüngliche Position ein. Um den Knopf zu aktivieren, drehen Sie ihn gegen den Uhrzeigersinn, bis er über den Körper hinausragt. Der Installationsstrom wird normalerweise auf dem Panel angezeigt.
Funktionsprinzip des Gerätes
Eine Schutzfunktion ausüben, Leistungsschalter trennt Stromversorgungskreise. Ein Thermorelais unterscheidet sich davon dadurch, dass es bei Überlastung lediglich ein Steuersignal ausgibt. Bei einem solchen Schutz werden kleine Ströme in einem Steuerkreis geschaltet.
Im Stromkreis vor dem Thermorelais befindet sich Magnetschalter. Wenn die Stromkreise im Notfall geöffnet werden, besteht keine Notwendigkeit, den Betrieb des Schützes zu duplizieren. Somit wird für die Herstellung der Leistungskontaktgruppen kein Material verbraucht.
Am beliebtesten sind Geräte mit Bimetallplatten. Die Platte selbst besteht aus zwei ähnlichen Elementen.
Einer von ihnen hat einen signifikanten Temperaturkoeffizienten, während der andere einen etwas kleineren hat. Diese beiden Komponenten passen eng zusammen.
Eine solche starre Befestigung wird durch Schweißen oder Warmwalzen gewährleistet. Aufgrund der Tatsache, dass die Platte bewegungslos fixiert ist, biegt sie sich beim Erhitzen in Richtung des Elements mit einem niedrigeren Temperaturkoeffizienten. Dieser Grundsatz wurde bei der Erstellung zugrunde gelegt Thermorelais.
Bei ihrer Herstellung werden Chrom-Nickel-Stahl und nichtmagnetischer Stahl verwendet, die einen hohen Temperaturkoeffizienten aufweisen. Als Material mit einem niedrigen Wert dieses Parameters wird Invar, eine Verbindung aus Nickel und Eisen, verwendet.
Die Bimetallplatte wird durch Lastströme erhitzt. Sie fließen meist durch eine spezielle Heizung. Es gibt auch die kombinierte Erwärmung, bei der das Bimetall zusätzlich zur von der Heizung abgegebenen Wärme auch durch den durchfließenden Strom erwärmt wird.
So schließen Sie ein Thermorelais an
Der geschlossene Kontakt (normal connected), der zur Verbindung des Thermomoduls mit dem Magnetstarter dient, wird als NC oder NC bezeichnet, was für „normally geschlossen“ steht. Die Buchstabenkombination NO bezeichnet einen normalerweise offenen Kontakt.
In einer einfachen Schaltung wird damit ein Signal bereitgestellt, das anzeigt, dass der Motorschutz aufgrund einer Überschreitung der Schwellentemperatur ausgelöst hat.
Bei der Implementierung in komplexe Steuerkreise ist es in der Lage, ein Notsignal zur Abschaltung des Förderers zu erzeugen.
Die Bezeichnung der Schützklemmen wird von GOST vorgegeben: normalerweise geschlossen – 95-96, normalerweise offen – 97-98. An das erste Paar ist ein Starter angeschlossen, das zweite dient der Signalisierung von Stromkreisen. Da Motor und Thermorelais vor Kurzschlüssen geschützt werden müssen, muss der Stromkreis einen Leistungsschalter enthalten.
Die Geräteschaltung umfasst die Tasten „Test“ und „Stop“ bzw. „Reset“. Der erste dient der Überprüfung der Funktionalität und der zweite dient der manuellen Deaktivierung des Schutzes.
Über den Drehspannschalter wird nach dem Einschalten des Schutzes der Elektromotor neu gestartet. Die Glasabdeckung des Produkts ist markiert und versiegelt.
Anhand der Anschlussart lassen sich zwei große Gruppen von Thermorelais unterscheiden:
- erste Gruppe - Geräte, die hinter dem Magnetstarter montiert sind und über Jumper verbunden sind;
- zweite Gruppe — Geräte, die direkt am Anlasserschütz installiert sind.
Im letzteren Fall fällt beim Anlauf die Hauptlast auf das Schütz.Dabei ist das Thermomodul mit Kupferkontakten ausgestattet, die direkt mit den Startereingängen verbunden sind.
Kabel vom Motor werden mit dem TP verbunden. Das Relais selbst stellt in einem solchen Stromkreis eine Zwischeneinheit dar, die den Strom analysiert, der auf dem Weg vom Magnetstarter zum Motor fließt.
Nuancen bei der Installation des Geräts
Die Reaktionsgeschwindigkeit des Thermomoduls kann nicht nur durch Stromüberlastungen, sondern auch durch externe Temperaturindikatoren beeinträchtigt werden. Der Schutz funktioniert auch ohne Überlastung.
Es kommt auch vor, dass der Motor unter dem Einfluss der Zwangsbelüftung thermisch überlastet wird, der Schutz jedoch nicht funktioniert.
Um solche Phänomene zu vermeiden, müssen Sie den Empfehlungen von Spezialisten folgen:
- Achten Sie bei der Auswahl eines Relais auf die maximal zulässige Betriebstemperatur.
- Installieren Sie den Schutz im selben Raum wie das geschützte Objekt.
- Wählen Sie für die Installation Orte aus, an denen keine Wärmequellen oder Lüftungsgeräte vorhanden sind.
- Sie müssen das Wärmemodul basierend auf der tatsächlichen Umgebungstemperatur konfigurieren.
- Die beste Option ist eine integrierte thermische Kompensation im Relaisdesign.
Eine zusätzliche Option des Thermorelais ist der Schutz bei Phasen- oder Komplettausfall der Stromversorgung. Für Drehstrommotoren ist dieser Punkt besonders relevant.
Liegt in einer Phase ein Problem vor, nehmen die anderen beiden einen größeren Strom auf. Dadurch kommt es schnell zu Überhitzung und anschließender Abschaltung.Wenn das Relais nicht richtig funktioniert, können sowohl der Motor als auch die Verkabelung ausfallen.
Vorhandene Gerätetypen
Die Klasse der Thermorelais umfasst mehrere Typen: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Die Verwendung jedes einzelnen wird durch die Designmerkmale bestimmt.
Zweiphasenstromrelais (TRN), werden hauptsächlich zum elektrischen Schutz von Asynchronmotoren mit Käfigläufer eingesetzt. Sie arbeiten in der Regel an einem Netz mit einer Nennspannung von bis zu 500 V und einer Frequenz von 50 Hz.
Das Relais ist mit einem manuellen Kontaktsteuerungsmechanismus ausgestattet. Die Abmessungen des TRN ermöglichen die Integration in komplette Geräte sowohl geschlossener als auch offener Stationstypen, die den Betrieb von Antrieben koordinieren. Sie erfüllen nicht die Funktion des Kurzschlussschutzes und benötigen diese selbst.
TRP-Relais Sie verfügen über einen vibrationsfesten Mechanismus und ein stoßfestes Gehäuse. Entwickelt zum Schutz von asynchronen Drehstrommotoren, die unter Bedingungen hoher mechanischer Belastung betrieben werden.
Sie sind für einen maximalen Strom von 600 A und eine maximale Spannung von 500 V und in Stromkreisen mit Gleichstrom - 440 V ausgelegt. Die Automatisierung ist unempfindlich gegenüber der Außentemperatur und arbeitet, wenn die Anzeige 200 °C überschreitet.
RTL-Geräte — dreiphasig schützt den Motor nicht nur vor Überlastung, sondern schützt auch den Rotor vor Blockieren. Sie versichern es gegen Schäden im Falle eines Phasenungleichgewichts während eines längeren Anlaufs.
Sie arbeiten autonom mit KRL-Klemmen und in einer Modifikation mit einem PML-Magnetstarter. Aktueller Betriebsbereich - von 0,10 bis 86 A.
PTT — Das Gerät schützt Asynchronmotoren vor Stromstößen, Phasenungleichgewichten, Blockierungen und anderen Notfallsituationen.Es wird sowohl als Einzelgerät als auch als integraler Bestandteil von PMA- und PME-Startern eingesetzt.
Dreiphasiges RTI-Produkt Ausgestattet mit den gleichen Funktionen wie das vorherige, wird jedoch in einer Modifikation mit KTM- und KMI-Startern verwendet.
So wählen Sie ein Thermorelais aus
Der Motor benötigt zum Schutz ein Relais, wenn aus technologischen Gründen eine mögliche Überlastung droht. Der zweite Fall ist die Notwendigkeit, die Anlaufzeit bei reduzierter Spannung zu begrenzen.
Diese Anforderungen sind in den entsprechenden Anleitungen enthalten. Darin wird die Aufforderung formuliert, zeitverzögert ein Schutzprodukt auszurüsten. All dies wird mithilfe von Thermorelais realisiert.
Grundlegende Eigenschaften von Geräten
Die Grunddaten der Motorschutzeinrichtung sind:
- Kontaktleistung abhängig von aktuellen Parametern – Zeit-Strom-Anzeige.
- Betriebsstrom, bei dem der TP ausgelöst wird.
- Begrenzen Sie aktuelle Einstellungsanpassungen. Bei allen Geräten verschiedener Hersteller unterscheidet sich dieser Parameter geringfügig. Bei einer Überschreitung des Nennwertes um 20 % erfolgt der Betrieb des Gerätes nach 25 Minuten.
- Nennstromwert der Arbeitsbimetallplatte. Damit ist ein Wert gemeint, oberhalb dessen das Relais nicht sofort abschaltet.
- Strombereich, in dem das Relais arbeitet.
Informationen über das Thermorelais erhalten Sie durch Entschlüsselung seiner Markierungen. Das Symbol zur Angabe der Ausführungsart kann variieren.
Die Standorte inländischer TPs werden durch GOST 15150 geregelt.Ihr Betrieb wird durch Faktoren wie die Höhe über dem Meeresspiegel, Vibrationen, Stöße und Beschleunigung beeinflusst.
All diese Nuancen berücksichtigen die Hersteller bei der Kennzeichnung ihrer Produkte. Einige von ihnen enthalten zusätzlich Informationen über die Fähigkeit, in Gegenwart von Schadstoffen und explosiven Gasen zu arbeiten.
Auswahl eines Geräts gemäß den Regeln
Die Anforderungen an das Thermorelais sind in der Anleitung aufgeführt. Auch hier wird festgelegt, dass die Absicherung zeitverzögert sein muss. Alle Wünsche werden mit speziellen Geräten erfüllt.
Bei der Analyse der Zeit-Strom-Kennlinien eines TR muss berücksichtigt werden, dass der Betrieb aus einem überhitzten oder kalten Zustand erfolgen kann.
Ein einwandfreier Schutz setzt voraus, dass die Kurve, die die optimale Abhängigkeit der Stromflussdauer vom Stromwert für das Relais und den Motor für einen störungsfreien Betrieb des Geräts darstellt, unterschiedlich ist. Der erste sollte niedriger sein als der zweite.
Die richtige Auswahl eines Schutzprodukts erfolgt anhand eines Parameters wie dem Betriebsnennstrom. Sein Wert hängt vom Nennlaststrom des Elektromotors ab.
Sowohl internationale als auch nationale Normen schreiben vor, dass der Nennstrom des Motors der Einstellung des Betriebsstroms des Thermorelais ähnelt.
Dies bedeutet, dass das Gerät spätestens nach 20 Minuten bei einer Überlastung von 20 bis 30 % oder bei Iav.x1.2 oder 1.3 in Betrieb genommen wird.
Auf dieser Grundlage muss die Wahl so getroffen werden, dass der Ruhestrom des TR den Nennstrom des abgedeckten Objekts um durchschnittlich 12 % übersteigt. Der In-Wert wird im Gerätepass und auf einem am Gehäuse angebrachten Schild angezeigt.
Darauf aufbauend werden sowohl der TR als auch der dazugehörige Starter ausgewählt. Die Relaisskala ist in Ampere kalibriert und entspricht in der Regel dem eingestellten Stromwert.
Ein Beispiel ist die Auswahl eines Thermorelais für einen an ein 380-V-Netz angeschlossenen Asynchronmotor mit einer Leistung von 1,5 kW.
Der Betriebsnennstrom dafür beträgt 2,8 A, was bedeutet, dass der Schwellenstrom für ein Thermorelais gleich ist: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Laut Tabelle sollte die Wahl auf RTL-1008 getroffen werden, dessen Einstellbereich liegt im Bereich von 2,4 bis 4 A.
Wenn die Typenschilddaten des Motors nicht bekannt sind, wird der Strom mit speziellen Geräten ermittelt – einer Stromzange oder einem Multimeter mit entsprechender Option. An jeder Phase werden Messungen durchgeführt.
Bei der Auswahl ist unbedingt auf die auf dem Gerät angegebene Spannung zu achten. Wenn Sie planen, ein TP-Starter-Tandem zu verwenden, müssen Sie die Anzahl der Kontakte berücksichtigen.
Beim Anschluss des Gerätes an ein Drehstromnetz ist ein Modul erforderlich, das bei Leiterdurchbruch oder Phasenungleichgewicht eine Schutzfunktion übernimmt.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Effektives Motorschutzsystem:
Komponenten eines Thermorelais:
Das Prinzip des Zusammenspiels verschiedener Geräte in unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten eines Thermorelais ist das gleiche. Zur besseren Orientierung in Diagrammen müssen Sie Gerätemarkierungen „lesen“ können.Idealerweise sollten alle Anschlussarbeiten von einem Techniker durchgeführt werden, der für Arbeiten unter Hochspannungsbedingungen zertifiziert ist.
Haben Sie noch etwas hinzuzufügen oder Fragen zur Auswahl und Verwendung eines Thermorelais? Sie können Kommentare zur Veröffentlichung hinterlassen, sich an Diskussionen beteiligen und Ihre eigenen Erfahrungen mit der Nutzung der Geräte teilen. Das Kontaktformular befindet sich im unteren Block.
