熱繼電器作用:
熱繼電器主要用來對異步電動機進行過載保護,他的工作原理是過載電流通過熱元件后,使雙金屬片加熱彎曲去推動動作機構來帶動觸點動作,從而將電動機控制電路斷開實現電動機斷電停車,起到過載保護的作用。鑒于雙金屬片受熱彎曲過程中,熱量的傳遞需要較長的時間,因此,熱繼電器不能用作短路保護,而只能用作過載保護熱繼電器的過載保護。
熱繼電器的構造:
熱繼電器的結構如圖2所示
圖中:1——電流調節凸輪,2——片簧(2a,2b),3——手動復位按鈕,4——弓簧片,5——主金屬片,6——外導板,7——內導板,8——常閉靜觸點,9——動觸點,10——杠桿,11——常開靜觸點(復位調節螺釘),12——補償雙金屬片,13——推桿,14——連桿,15——壓簧
使用熱繼電器對電動機進行過載保護時,將熱元件與電動機的定子繞組串聯,將熱繼電器的常閉觸頭串聯在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中,并調節整定電流調節旋鈕,使人字形撥桿與推桿相距一適當距離。當電動機正常工作時,通過熱元件的電流即為電動機的額定電流,熱元件發熱,雙金屬片受熱后彎曲,使推桿剛好與人字形撥桿接觸,而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態,交流接觸器保持吸合,電動機正常運行。
若電動機出現過載情況,繞組中電流增大,通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高,彎曲程度加大,推動人字形撥桿,人字形撥桿推動常閉觸頭,使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路,使接觸器釋放、切斷電動機的電源,電動機停車而得到保護。
熱繼電器其它部分的作用如下:人字形撥桿的左臂也用雙金屬片制成,當環境溫度發生變化時,主電路中的雙金屬片會產生一定的變形彎曲,這時人字形撥桿的左臂也會發生同方向的變形彎曲,從而使人字形撥桿與推桿之間的距離基本保持不變,保證熱繼電器動作的準確性。這種作用稱溫度補償作用。
螺釘8是常閉觸頭復位方式調節螺釘。當螺釘位置靠左時,電動機過載后,常閉觸頭斷開,電動機停車后,熱繼電器雙金屬片冷卻復位。常閉觸頭的動觸頭在彈簧的作用下會自動復位。此時熱繼電器為自動復位狀態。將螺釘逆時針旋轉向右調到一定位置時,若這時電動機過載,熱繼電器的常閉觸頭斷開。其動觸頭將擺到右側一新的平衡位置。電動機斷電停車后,動觸頭不能復位。必須按動復位按鈕后動觸頭方能復位。此時熱繼電器為手動復位狀態。若電動機過載是故障性的,為了避免再次輕易地起動電動機,熱繼電器宜采用手動復位方式。若要將熱繼電器由手動復位方式調至自動復位方式,只需將復位調節螺釘順時針旋進至適當位置即可。
有些型號的熱繼電器還具有斷相保護功能。其結構示意圖如圖3所示:
圖3 差動式斷相保護裝置示意圖
(a)通電前,(b)三相通有額定電流,(c)三相均衡過載,(d)一相斷電故障
熱繼電器的斷相保護功能是由內、外推桿組成的差動放大機構提供的。當電動機正常工作時,通過熱繼電器熱元件的電流正常,內外兩推桿均向前移至適當位置。當出現電源一相斷線而造成缺相時,該相電流為零,該相的雙金屬片冷卻復位,使內推桿向右移動,另兩相的雙金屬片因電流增大而彎曲程度增大,使外推桿更向左移動,由于差動放大作用,在出現斷相故障后很短的時間內就推動常閉觸頭使其斷開,使交流接觸器釋放,電動機斷電停車而得到保護。
熱繼電器的工作原理
當電動機正常運行時,熱繼電器的熱元件不會產生足夠的熱量使保護功能動作,其常閉觸頭保持閉合狀態;當電動機過載時,熱繼電器的熱元件會產生足夠的熱量使保護功能動作,其常閉觸頭斷開,通過控制電路使電動機失電,從而保護電動機。當故障排除后,應使熱繼電器復位,才可以重新啟動電動機。熱繼電器一般都具有手動復位和自動復位兩種復位形式。這兩種復位形式的轉換,可借助復位螺釘的調節來完成,熱繼電器出廠時,生產廠家一般設定成自動復位狀態。在使用時,熱繼電器設定成手動復位狀態還是自動復位狀態應根據控制回路的具體情況而定。一般情況下,應遵循熱繼電器保護動作后即使熱繼電器自動復位,被保護的電動機都不應自動再啟動的原則,否則應將熱繼電器整定為手動復位狀態。這是為了防止電動機在故障未被消除而多次重復再啟動損壞設備。例如:一般采用按鈕控制的手動啟動和手動停止的控制電路,熱繼電器可設定成自動復位形式;采用自動元件控制的自動啟動電路應將熱繼電器設定為手動復位形式。
熱繼電器的工作原理圖
1——熱元件,2——雙金屬片,3——導板,4——觸點
熱繼電器的選用
(1)長期穩定工作的電動機 可按電動機的額定電流選用熱繼電 器。取熱繼電器整定電流的0.95~1.05 倍或中間值等于電動機額定電流。使用 時要將熱繼電器的整定電流調至電動機的額定電流值。
(2)應考慮電動機的絕緣等級及結構由于電動機絕緣等級不同,其的容許溫升和承受過載的能力也不同。同樣條件下,絕緣等級越高,過載能力就越 強。即使所用絕緣材料相同,但電動機 結構不同,在選用熱繼電器時也應有所 差異。例如,封閉式電動機散熱比開啟 式電動機差,其過載能力比開啟式電動 機低,熱繼電器的整定電流應選為電動 機額定電流的60%~80%。
(3)應考慮電動機的啟動電流和啟動時間電動機的啟動電流一般為額定電流 的5~7倍。對于不頻繁啟動、連續運 行的電動機,在啟動時間不超過6s的情況下,可按電動機的額定電流選用熱繼電器。
(4)若用熱繼電器作電動機缺相保護,應考慮電動機的接法對于Y形接法的電動機,當某相斷線時,其余未斷相繞組的電流與流過熱繼電器電流的增加比例相同。一般的三相式熱繼電器,只要整定電流調節合理,是可以對Y形接法的電動機實現斷 相保護的。對于Δ形接法的電動機,其相斷線時,流過未斷相繞組的電流與流過熱繼電器的電流增加比例則不同。也就是說,流過熱繼電器的電流不能反映 斷相后繞組的過載電流,因此,一般的熱繼電器,即使是三相式,也不能為Δ形接法的三相異步電動機的斷相運行提供充分保護。此時,應選用JR20型或T系列這類帶有差動斷相保護機構的熱繼電器。
(5)應考慮具體工作情況若要求電動機不允許隨便停機,以免遭受經濟損失,只有發生過載事故時,方可考慮讓熱繼電器脫扣。此時,選取熱繼電器的整定電流應比電動機額定電流偏大一些。