Теплове реле в магнітних пускателях встановлюють для захисту, електродвигуна від перевантажень.
Теплове реле складається з чотирьох основних елементів: нагрівача 1, що включається послідовно в захищається від перевантаження ланцюг; біметалічною пластинки 2 з двох спресованих металевих пластинок з різними коефіцієнтами лінійного розширення; системи 3-7 важелів і пружин; контактів 8 і 9.
Схема теплового реле. 1 - нагрівач; 2 - біметалічна пластинка; 3 - регулювальний гвинт; 4 - засувка; 5 - важіль; 6 - пружина; 7 - кнопка повернення; 8 - рухливий контакт; 9 - нерухомий контакт; 10 - висновок нагрівача
Коли через нагрівальний елемент 1 проходить струм, що перевищує номінальний струм електродвигуна, виділяється така кількість тепла, що незакріплений (на малюнку лівий) кінець біметалічної пластинки 2 згинається в бік металу з меншим коефіцієнтом лінійного розширення (тобто опускається), натискає на регулювальний гвинт 3 і виводить засувку 4 із зачеплення. У цей момент під дією пружини 6 верхній кінець важеля 5 підніметься, розімкне контакти 8 і 9 і розірве ланцюг управління магнітного пускача. Кнопка 7 служить для ручного повернення важеля 5 в початкове положення після спрацьовування реле.
З вищесказаного випливає, що робота теплового реле заснована на згинанні біметалічною пластинки під дією тепла, що виділяється в нагрівальному елементі. Але ця ж платівка буде згинатися і під дією тепла навколишнього повітря. Таким чином, в спекотні дні реле буде спрацьовувати швидше, ніж в холодні. Для усунення цього явища в реле застосована температурна компенсація, сутність якої полягає в тому, що изгибанию біметалічною пластинки від зміни температури навколишнього повітря відповідає протилежне по напрямку згинання пластинки компенсатора. Платівка компенсатора теж є біметалічну платівку, але зі зворотним по відношенню до основної біметалічною платівці прогином.
В магнітні пускачі типу ПМЕ-100, ПМЕ-200 і в магнітні пускачі ПАЕ-300 вбудовують теплові реле ТРН. Ці реле двофазні, з температурною компенсацією, з ручним поверненням. Нагрівання биметалла непрямий, нагрівачі змінні з номінальним струмом до 40 А.
Температурний компенсатор виконаний з біметалу зі зворотним прогином по відношенню до основного термоелемента. При сталій температурі між компенсатором і засувкою встановлюється певний зазор. Зміна величини цього зазору шляхом повороту ексцентрика (регулятора уставки), тобто видалення або наближення засувки, змінює уставку реле. Кожне ділення регулятора уставки відповідає 5% величини номінального струму нагрівача. При уставці регулятора в положення «О» струм уставки реле дорівнював номінальному току нагрівача. При уставці регулятора в положення «-5» струм уставки зменшується на 25%, в положення «+5» - збільшується на 25% по відношенню до величини номінального струму нагрівача.
Час спрацювання реле при температурі навколишнього повітря 20 ± 5 ° С і нагріванні реле з холодного стану шестиразовим номінальним струмом уставки при будь-якому положенні регулятора уставки має бути в таких межах:
Конструкція теплового реле ТРН-10: 1, 2, 3, 4, 6 - гвинти; 5 - кришка; 7 - нагрівальний елемент; 8 - пластмасова кришка; 9 - шток; 10 - контактний місток
- 3-15 с - для реле ТРН-10 A;
- 6-25 с - для реле типів ТРН-10; ТРН-25 і ТРН-40.
Час ручного повернення реле в межах температури навколишнього повітря від -40 до + 60 ° С має бути не більше 2 хв.
При установці реле в робоче положення при температурі навколишнього повітря 20 ± 5 ° С і обтіканні обох полюсів номінальним струмом реле не повинно спрацьовувати в сталому тепловому стані і має спрацьовувати протягом не більше 20 хв при струмі, що дорівнює 1,2 номінального струму уставки. Захисні характеристики реле наведені на рис. 2.16 і 2.17.
Однофазні теплові реле ТРП-60 і ТРП-150 (рис. 2.18), що вбудовуються в пускачі ПАЕ четвертої, п'ятої та шостої величин, мають комбінований нагрівання біметалічної пластинки (одна частина струму проходить через нагрівальний елемент, інша - через біметалічну пластинку). При одному нагрівачі, розрахованому на струм нульової уставки, є можливість регулювати струм уставки в межах ± 25%. Реле має шкалу, на якій нанесені по п'ять поділок по обидві сторони від нуля. Ціна поділки 5% для відкритого виконання і 5,5% для захищеного.
В тепловому реле ТРП передбачені два виконання по поверненню: ручний повернення з гарантованим відсутністю самоповороту контактної групи і самовозврат з прискоренням повернення вручну. Реле не спрацьовує при тривалому обтіканні струмом, що дорівнює току уставки; спрацьовує протягом 20 хв після збільшення струму в порівнянні зі струмом уставки на 20%. Реле нормально працює при токах, що не перевищують 15-кратного значення. Реле допускає навантаження 18-кратним номінальним струмом теплового елемента протягом 1 с, або до спрацьовування реле, якщо воно відбудеться за час менше 1 с.
Кратність струму спрацьовування по відношенню до струму установки
Захисні характеристики реле ТРН-25 і ТРН-40 1 - зона захисних характеристик при спрацьовуванні реле з холодного стану; 2 - зона захисних характеристик при спрацьовуванні реле з гарячого стану (після прогріву)
Кратність струму спрацьовування по відношенню до струму установки
Захисні характеристики реле ТРН-10А
1 - зона захисних характеристик при спрацьовуванні реле з холодного стану; 2 - зона захисних характеристик при спрацьовуванні реле з гарячого стану (після прогріву)
Теплові реле типу ТРП: 1 - біметалічна пластинка; 2 - упор самоповороту; 3 - тримач рухомого контакту; 4 - пружина; 5 - рухливий контакт; 6 - нерухомий контакт; 7 - змінний нагрівач; 8 - регулятор струму уставки; 9 - кнопка ручного повернення
Для захисту реле ТРП-60 і ТРП-150 від струмів короткого замикання досить, щоб номінальний струм плавкої вставки запобіжника, включеного послідовно з тепловим елементом захищається реле, перевищував номінальний струм теплового елемента не більше ніж в 4-5 разів.