A θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης είναι μια συσκευή προστασίας κινητήρα που ενεργοποιείται (trips) όταν το ρεύμα του κινητήρα παραμένει πολύ υψηλό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Είναι σχεδιασμένο να προστατεύει τον κινητήρα από θερμική υπερφόρτωση, όχι από σφάλματα βραχυκυκλώματος.
Με μία πρόταση: ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης ανοίγει το κύκλωμα ελέγχου του ρελέ ισχύος (contactor) όταν το ρεύμα του κινητήρα παραμένει πάνω από την καθορισμένη τιμή για αρκετή ώρα ώστε να δημιουργηθεί κίνδυνος υπερθέρμανσης.
Σε έναν τυπικό εκκινητή κινητήρα, το ρελέ ισχύος (contactor) ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τον κινητήρα, ενώ το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης παρακολουθεί το ρεύμα του κινητήρα και ανοίγει το κύκλωμα ελέγχου εάν ο κινητήρας υπερφορτωθεί. Αυτό εμποδίζει τον κινητήρα να συνεχίσει να λειτουργεί υπό επιβλαβή θερμική καταπόνηση.
Το βασικό σημείο είναι απλό: ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης προστατεύει από παρατεταμένο ρεύμα υπερφόρτωσης· μια ασφάλεια, ένας μικροαυτόματος (MCB), ένας αυτόματος διακόπτης ισχύος (MCCB) ή ένας αυτόματος διακόπτης προστασίας κινητήρα (MPCB) εξακολουθούν να απαιτούνται για την προστασία από βραχυκύκλωμα.
Βασικά συμπεράσματα
- Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης προστατεύει τους κινητήρες από υπερθέρμανση που προκαλείται από υπερφόρτωση, μπλοκαρισμένο ρότορα, μεγάλο χρόνο εκκίνησης ή υπερένταση λόγω απώλειας φάσης.
- Λειτουργεί συνήθως σε συνδυασμό με έναν επαφέα (contactor). Το ρελέ υπερφόρτωσης διακόπτει το κύκλωμα του πηνίου του επαφέα μέσω μιας κανονικά κλειστής επαφής υπερφόρτωσης.
- Δεν αντικαθιστά την προστασία από βραχυκύκλωμα. Εξακολουθείτε να χρειάζεστε μια κατάλληλη ασφάλεια, αυτόματο διακόπτη ή διακόπτη προστασίας κινητήρα στην ανάντη πλευρά.
- Η επιλογή εξαρτάται από το ρεύμα πλήρους φορτίου του κινητήρα, την κλάση απόζευξης, τον τρόπο επαναφοράς, την ευαισθησία στην απώλεια φάσης, τη διάταξη των επαφών και τη συμβατότητα με τον επαφέα.
- Οι κοινές επαφές εξόδου του ρελέ υπερφόρτωσης περιλαμβάνουν μια κανονικά κλειστή επαφή απόζευξης για τη διακοπή του επαφέα και μια κανονικά ανοιχτή βοηθητική επαφή για χρήση σε συναγερμό ή σήμανση.
Το Θερμικό Ρελέ Υπερφόρτωσης με μια ματιά
| Στοιχείο | Πρακτική Σημασία |
|---|---|
| Κύρια λειτουργία | Προστατεύει έναν κινητήρα από παρατεταμένη θέρμανση λόγω υπερφόρτωσης |
| Τύπος προστασίας | Θερμική προστασία με χρονική καθυστέρηση |
| Τυπική εγκατάσταση | Μεταξύ επαφέα και κινητήρα, ή ενσωματωμένο σε διάταξη εκκινητή κινητήρα |
| Κύρια ρύθμιση | Ρύθμιση ρεύματος προσαρμοσμένη στο ρεύμα πλήρους φορτίου του κινητήρα |
| Επαφή κοινής απόζευξης | Η επαφή NC ανοίγει το κύκλωμα του πηνίου του επαφέα όταν συμβαίνει υπερφόρτωση |
| Τρόποι επαναφοράς | Χειροκίνητη επαναφορά ή αυτόματη επαναφορά, ανάλογα με την εφαρμογή |
| Δεν έχει σχεδιαστεί για | Αυτόματη διακοπή ρεύματος βραχυκύκλωσης |
| Κοινό πρότυπο πλαίσιο | Οι εκκινητές κινητήρων και οι επαφείς καλύπτονται συνήθως από το πρότυπο IEC 60947-4-1 ή σχετικά πρότυπα της αγοράς |
Πώς λειτουργεί ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης
Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης χρησιμοποιεί τη θερμότητα που παράγεται από το ρεύμα του κινητήρα για να προσομοιώσει τη θέρμανση του κινητήρα. Όταν το ρεύμα παραμένει πάνω από την καθορισμένη τιμή για αρκετή ώρα, το ρελέ ενεργοποιείται (trip).
Η λογική λειτουργίας ακολουθεί τη θερμική συμπεριφορά του κινητήρα:
- οι μικρές υπερφορτώσεις δεν πρέπει να προκαλούν άμεση διακοπή·;
- οι παρατεταμένες υπερφορτώσεις πρέπει να προκαλούν διακοπή μετά από καθυστέρηση·;
- οι σοβαρές υπερφορτώσεις πρέπει να προκαλούν ταχύτερη διακοπή·;
- Το κανονικό ρεύμα εκκίνησης πρέπει να γίνεται ανεκτό εάν εμπίπτει στην επιλεγμένη κλάση απόζευξης και στο προφίλ εκκίνησης του κινητήρα.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης δεν είναι συσκευή άμεσης απόζευξης. Διαθέτει συμπεριφορά αντίστροφου χρόνου: όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα υπερφόρτωσης, τόσο ταχύτερη είναι η απόζευξη.
Γιατί τα θερμικά ρελέ υπερφόρτωσης αποζευγνύουν με καθυστέρηση
Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης αποζευγνύει με καθυστέρηση επειδή η ζημιά στον κινητήρα προκαλείται συνήθως από θερμότητα που συσσωρεύεται με την πάροδο του χρόνου, και όχι από μια στιγμιαία αιχμή ρεύματος. Ένας κινητήρας μπορεί να απορροφήσει υψηλό ρεύμα κατά την εκκίνηση, αλλά αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι είναι υπερφορτωμένος.
Επομένως, το ρελέ χρησιμοποιεί μια καμπύλη χρονικής καθυστέρησης. Επιτρέπει το κανονικό ρεύμα εκκίνησης για περιορισμένο χρονικό διάστημα, αλλά αποζευγνύει εάν το ρεύμα παραμείνει πάνω από τη ρύθμιση για αρκετή ώρα ώστε να υπερθερμανθεί ο κινητήρας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η κλάση απόζευξης, ο χρόνος εκκίνησης και ο τύπος φορτίου του κινητήρα έχουν τόσο μεγάλη σημασία κατά την επιλογή.
Αρχή λειτουργίας διμεταλλικού θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης
Ο πιο συνηθισμένος σχεδιασμός θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης χρησιμοποιεί ένα διμεταλλικό έλασμα. Μια διμεταλλική ταινία αποτελείται από δύο μέταλλα με διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής. Όταν το ρεύμα θερμαίνει την ταινία, αυτή κάμπτεται. Εάν η κάμψη φτάσει στον μηχανισμό ενεργοποίησης, το ρελέ υπερφόρτωσης ανοίγει την επαφή ενεργοποίησης.
Σε έναν εκκινητή κινητήρα, αυτή η επαφή ενεργοποίησης είναι συνδεδεμένη στο κύκλωμα του πηνίου του επαφέα. Όταν η επαφή ανοίγει, ο επαφέας απενεργοποιείται και αποσυνδέει τον κινητήρα από την παροχή ρεύματος.
Αυτή η μηχανική θερμική μνήμη είναι χρήσιμη επειδή η ζημιά στον κινητήρα σχετίζεται με τη θερμότητα με την πάροδο του χρόνου και όχι μόνο με μια μεμονωμένη τιμή ρεύματος.
Θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης με τηγόμενο κράμα
Ορισμένα ρελέ υπερφόρτωσης χρησιμοποιούν ένα τηγόμενο κράμα, που ονομάζεται επίσης μηχανισμός ευτηκτικού κράματος. Σε αυτόν τον σχεδιασμό, το ρεύμα υπερφόρτωσης θερμαίνει ένα στοιχείο μέχρι να λιώσει ή να αλλάξει κατάσταση ένα βαθμονομημένο κράμα, επιτρέποντας στον μηχανισμό απόζευξης να λειτουργήσει.
Ο σκοπός παραμένει ο ίδιος: η μετατροπή της παρατεταμένης υπερέντασης σε καθυστερημένη απόζευξη που αντικατοπτρίζει τη θέρμανση του κινητήρα. Το ευτηκτικό κράμα παρέχει ένα βαθμονομημένο θερμικό στοιχείο, έτσι ώστε το ρελέ να αποζευγνύεται μόνο αφού η κατάσταση υπερφόρτωσης έχει παράγει αρκετή θερμότητα.
Επαφές Θερμικού Ρελέ Υπερφόρτωσης: NC, NO και Λειτουργία Επαφής Υπερφόρτωσης
Τα περισσότερα θερμικά ρελέ υπερφόρτωσης παρέχουν τουλάχιστον μία επαφή απόζευξης. Σε πολλές συσκευές τύπου IEC, η κοινή σύμβαση είναι:
| Επικοινωνήστε με | Κοινή Σήμανση Ακροδεκτών | Λειτουργία |
|---|---|---|
| Κανονικά κλειστή επαφή απόζευξης | 95-96 | Ανοίγει όταν το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης αποζευγνύεται, διακόπτοντας το κύκλωμα του πηνίου του επαφέα |
| Κανονικά ανοιχτή επαφή σήματος | 97-98 | Κλείνει όταν το ρελέ ενεργοποιείται (trip), χρησιμοποιείται για συναγερμό, είσοδο PLC ή ένδειξη σφάλματος |
Οι ακριβείς σημάνσεις και οι ονομαστικές τιμές των επαφών πρέπει να ελέγχονται στο φύλλο δεδομένων της συσκευής, αλλά η λογική ελέγχου είναι συνήθως η ίδια: η NC επαφή υπερφόρτωσης σταματά τον εκκινητή κινητήρα και η NO επαφή αναφέρει την κατάσταση υπερφόρτωσης.
Βασική λογική κλίμακας (ladder logic) επαφέα και θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης
L+ ──[ STOP NC ]──[ OL 95-96 NC ]──[ START NO ]──( Πηνίο επαφέα KM )── N
Σε ένα τυπικό διάγραμμα κλίμακας, η NC επαφή υπερφόρτωσης τοποθετείται σε σειρά με το πηνίο του επαφέα. Όταν το ρελέ υπερφόρτωσης ενεργοποιείται, η επαφή 95-96 ανοίγει, το πηνίο του επαφέα χάνει την τροφοδοσία, οι κύριες επαφές ανοίγουν και ο κινητήρας σταματά. Η NO επαφή 97-98, εάν χρησιμοποιηθεί, μπορεί να δώσει σήμα σε λυχνία συναγερμού ή είσοδο PLC.
Για την πλήρη επιλογή ελέγχου κινητήρα, δείτε τον οδηγό της VIOX για την επιλογή επαφέων, ρελέ υπερφόρτωσης και αυτόματων διακοπτών για την ισχύ κινητήρων.
Τι προστατεύει ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης;
Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης προστατεύει κυρίως τον κινητήρα από υπερθέρμανση που προκαλείται από υπερβολικό ρεύμα με την πάροδο του χρόνου.
| Κατάσταση | Μπορεί να βοηθήσει το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης; | Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Μηχανική υπερφόρτωση κινητήρα | Ναι | Συνήθης περίπτωση χρήσης |
| Μεγάλος χρόνος εκκίνησης | Ναι, εάν η κλάση απόζευξης έχει επιλεγεί σωστά | Η λανθασμένη κλάση απόζευξης μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητη ενεργοποίηση |
| Μπλοκαρισμένος ρότορας | Συχνά ναι, εντός των δυνατοτήτων του ρελέ | Απαιτείται ακόμη προστασία από βραχυκύκλωμα |
| Απώλεια φάσης / μονοφασική λειτουργία | Ορισμένα μοντέλα παρέχουν ευαισθησία | Μην υποθέτετε ότι κάθε μοντέλο διαχειρίζεται την απώλεια φάσης με τον ίδιο τρόπο |
| Βραχυκύκλωμα | Όχι, όχι από μόνο του | Απαιτεί ασφάλεια, MCB, MCCB ή MPCB |
| Σφάλμα γείωσης | Όχι, όχι από μόνο του | Απαιτεί κατάλληλη προστασία από υπολειπόμενο ρεύμα ή σφάλμα γείωσης |
| Θερμοκρασία περιέλιξης κινητήρα | Έμμεσα | Οι ενσωματωμένοι θερμικοί αισθητήρες παρέχουν πιο άμεση προστασία των περιελίξεων |
Αντιστάθμιση περιβάλλοντος: Γιατί η θερμοκρασία του πίνακα ελέγχου έχει σημασία
Η θερμοκρασία του πίνακα ελέγχου μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά του θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης. Σε ένα θερμό ερμάριο, το διμεταλλικό στοιχείο μπορεί να βρίσκεται ήδη πιο κοντά στη θέση ενεργοποίησης πριν καν αυξηθεί το ρεύμα του κινητήρα. Αυτό μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητες ενεργοποιήσεις το καλοκαίρι, κοντά σε θερμαντικά σώματα ή μέσα σε πυκνοκατοικημένους πίνακες.
Τα θερμικά ρελέ υπερφόρτωσης με αντιστάθμιση περιβάλλοντος χρησιμοποιούν ένα διμεταλλικό στοιχείο αντιστάθμισης για να μειώσουν την επίδραση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος αέρα. Το στοιχείο προστασίας εξακολουθεί να ανταποκρίνεται στη θέρμανση από το ρεύμα του κινητήρα, αλλά ο μηχανισμός αντιστάθμισης βοηθά στη διατήρηση του σημείου ενεργοποίησης πιο σταθερού καθώς μεταβάλλεται η θερμοκρασία του πίνακα.
Αυτό δεν σημαίνει ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος μπορεί να αγνοηθεί. Οι κατασκευαστές πινάκων θα πρέπει να ελέγχουν τον εξαερισμό, την άνοδο της θερμοκρασίας του ερμαρίου, τη θερμότητα των επαφέων, τη διαστασιολόγηση των καλωδίων και αν το εύρος αντιστάθμισης περιβάλλοντος του ρελέ υπερφόρτωσης αντιστοιχεί στις συνθήκες εγκατάστασης.
Πλεονεκτήματα και περιορισμοί των θερμικών ρελέ υπερφόρτωσης
| Πλεονέκτημα | Γιατί βοηθά |
|---|---|
| Απλή προστασία υπερφόρτωσης κινητήρα | Εύκολη εφαρμογή σε τυπικούς εκκινητές κινητήρων με ρελέ ισχύος (contactor) |
| Συμπεριφορά χρονικής καθυστέρησης | Αντέχει το κανονικό ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα καλύτερα από μια διάταξη άμεσης απόζευξης |
| Ρυθμιζόμενη ένταση ρεύματος | Δυνατότητα αντιστοίχισης με το ονομαστικό ρεύμα του κινητήρα εντός του εύρους του θερμικού ρελέ |
| Βοηθητικές επαφές NC και NO | Υποστηρίζει έλεγχο απόζευξης του ρελέ ισχύος και σηματοδότηση συναγερμού |
| Οικονομικά αποδοτικό για πολλούς τυπικούς κινητήρες | Κατάλληλο για πολλές αντλίες, ανεμιστήρες, συμπιεστές και κινητήρες μηχανημάτων |
| Περιορισμός | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|
| Δεν παρέχει από μόνο του προστασία από βραχυκύκλωμα | Πρέπει να συντονίζεται με ασφάλεια, διακόπτη ισχύος ή MPCB |
| Περιορισμένη διαγνωστική ικανότητα | Τα μηχανικά θερμικά ρελέ παρέχουν συνήθως λιγότερες πληροφορίες σφαλμάτων από τα ηλεκτρονικά ρελέ |
| Η επιλογή εξαρτάται από την κλάση απόζευξης (trip class) | Η λανθασμένη κλάση απόζευξης μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητες ενεργοποιήσεις ή ανεπαρκή προστασία |
| Η προστασία από απώλεια φάσης διαφέρει ανάλογα με το μοντέλο | Μην υποθέτετε ότι όλα τα θερμικά ρελέ υπερφόρτωσης ανιχνεύουν την απώλεια φάσης με τον ίδιο τρόπο |
| Η θερμοκρασία περιβάλλοντος μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά | Ελέγξτε εάν το ρελέ διαθέτει αντιστάθμιση θερμοκρασίας περιβάλλοντος για τις συνθήκες του πίνακα |
Θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης έναντι προστασίας από βραχυκύκλωμα
Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης και μια διάταξη προστασίας από βραχυκύκλωμα επιλύουν διαφορετικά προβλήματα.
| Συσκευή | Κύρια προστασία | Τυπική απόκριση | Τι προστατεύει |
|---|---|---|---|
| Θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης | Παρατεταμένο ρεύμα υπερφόρτωσης | Θερμική απόζευξη με καθυστέρηση | Προστασία κινητήρα από υπερθέρμανση |
| Θρυαλλίδα | Βραχυκύκλωμα και ρεύμα υψηλού σφάλματος | Πολύ γρήγορη απόκριση ανάλογα με τον τύπο της ασφάλειας | Αγωγοί και εξοπλισμός έναντι ρεύματος υψηλού σφάλματος |
| MCB / MCCB | Υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα ανάλογα με τον τύπο | Θερμική και μαγνητική/ηλεκτρονική απόζευξη | Αγωγοί κυκλώματος και εξοπλισμός |
| MPCB | Προστασία κινητήρα από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα ανάλογα με τον σχεδιασμό | Προστασία ειδικά για κινητήρες | Κύκλωμα διακλάδωσης κινητήρα |
Μη χρησιμοποιείτε θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης ως τη μοναδική συσκευή προστασίας σε ένα κύκλωμα κινητήρα. Αποτελεί συνήθως μέρος ενός συντονισμένου εκκινητή κινητήρα με προστασία από βραχυκύκλωμα ανάντη.
Για ευρύτερη ορολογία σφαλμάτων, δείτε Υπερφόρτωση έναντι Υπερέντασης έναντι Βραχυκυκλώματος.
Συντονισμός Τύπου 1 έναντι Τύπου 2 κατά IEC 60947-4-1
Όταν ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης χρησιμοποιείται με επαφέα και συσκευή προστασίας από βραχυκύκλωμα, οι μηχανικοί πρέπει επίσης να λάβουν υπόψη τον συντονισμό του εκκινητή. Στο πλαίσιο του προτύπου IEC 60947-4-1, ο συντονισμός Τύπου 1 και Τύπου 2 περιγράφει την κατάσταση στην οποία επιτρέπεται να βρίσκεται ο εκκινητής μετά από δοκιμή βραχυκύκλωσης.
| Τύπος Συντονισμού | Πρακτική Σημασία | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|---|
| Συντονισμός Τύπου 1 | Ο εκκινητής δεν πρέπει να δημιουργεί κίνδυνο, αλλά ενδέχεται να απαιτείται επισκευή ή αντικατάσταση εξαρτημάτων μετά το σφάλμα | Χαμηλότερο κόστος, αλλά αναμένονται χρόνος διακοπής λειτουργίας και αντικατάσταση |
| Συντονισμός Τύπου 2 | Ο εκκινητής πρέπει να παραμένει κατάλληλος για περαιτέρω χρήση μετά το σφάλμα, με περιορισμένη συγκόλληση επαφών που επιτρέπεται υπό καθορισμένες συνθήκες | Υψηλότερη διαθεσιμότητα και καταλληλότερο για κρίσιμα μηχανήματα |
Αυτή δεν είναι μια ονομαστική τιμή που παρέχεται αποκλειστικά από το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης. Εξαρτάται από τον δοκιμασμένο συνδυασμό επαφέα, θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης και της ανάντη διάταξης προστασίας από βραχυκύκλωμα. Για πίνακες OEM και βιομηχανικά μηχανήματα, η αναζήτηση μόνο του εύρους ρεύματος του θερμικού ρελέ δεν αρκεί· θα πρέπει να ελέγχεται ο πλήρης συνδυασμός εκκινητή κινητήρα.
Κλάση απόζευξης θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης: Class 10, Class 20 και Class 30
Η κλάση απόζευξης περιγράφει πόσο γρήγορα αποζευγνύει το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης υπό καθορισμένες συνθήκες δοκιμής υπερφόρτωσης. Οι συνήθεις κλάσεις περιλαμβάνουν Class 10, Class 20 και Class 30.
| Κλάση Απόζευξης | Τυπική χρήση | Προσοχή κατά την επιλογή |
|---|---|---|
| Κλάση 10 | Τυπικοί κινητήρες με κανονικό χρόνο εκκίνησης | Πολύ χαμηλή τιμή για φορτία βαριάς εκκίνησης μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητες αποζεύξεις |
| Κλάση 20 | Κινητήρες με μεγαλύτερο χρόνο επιτάχυνσης | Πρέπει να εξακολουθεί να προστατεύει τον κινητήρα από υπερβολική θέρμανση |
| Κλάση 30 | Εφαρμογές βαριάς εκκίνησης με μεγάλη επιτάχυνση | Απαιτείται προσεκτικός συντονισμός κινητήρα και εκκινητή |
Μην επιλέγετε υψηλότερη κλάση ενεργοποίησης (trip class) μόνο και μόνο για να σταματήσετε τις ανεπιθύμητες ενεργοποιήσεις. Εάν ο κινητήρας ενεργοποιεί την προστασία κατά την εκκίνηση, ελέγξτε το ρεύμα εκκίνησης, τον χρόνο επιτάχυνσης, το φορτίο του κινητήρα, την τάση τροφοδοσίας, το μηχανικό φορτίο και εάν ο εκκινητής και το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης έχουν επιλεγεί σωστά.
Πώς να επιλέξετε ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης
| Παράγοντας Επιλογής | Τι να Ελέγξετε | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|---|
| Ρεύμα πλήρους φορτίου κινητήρα | Αντιστοιχίστε το εύρος ρύθμισης του ρελέ με το ρεύμα που αναγράφεται στην πινακίδα του κινητήρα | Το ρελέ πρέπει να είναι ρυθμιζόμενο στο πραγματικό ρεύμα πλήρους φορτίου (FLA) του κινητήρα |
| Συμβατότητα με τον επαφέα | Μηχανική και ηλεκτρική προσαρμογή με τον επαφέα | Πολλά θερμικά υπερφόρτωσης τοποθετούνται απευθείας κάτω από τους αντίστοιχους επαφείς |
| Κλάση απόζευξης | Κλάση 10, 20, 30 ή κλάση συγκεκριμένου κατασκευαστή | Πρέπει να ταιριάζει με το προφίλ εκκίνησης του κινητήρα |
| Ευαισθησία σε απώλεια φάσης | Εάν το ρελέ ανιχνεύει μη ισορροπημένη θέρμανση ή απώλεια φάσης | Σημαντικό για την προστασία τριφασικών κινητήρων |
| Τρόπος επαναφοράς | Χειροκίνητη ή αυτόματη | Η χειροκίνητη επαναφορά είναι ασφαλέστερη για πολλά μηχανήματα |
| Βοηθητικές επαφές | Επαφή NC για το ταξίδι (trip) και επαφή NO για τον συναγερμό | Απαραίτητο για τον έλεγχο και τη σηματοδότηση του ρελέ ισχύος (contactor) |
| Αντιστάθμιση θερμοκρασίας περιβάλλοντος | Εάν οι μεταβολές της θερμοκρασίας επηρεάζουν τη συμπεριφορά ενεργοποίησης (trip) | Χρήσιμο σε ηλεκτρικούς πίνακες και θερμά περιβάλλοντα |
| Συντονισμός με τη διάταξη προστασίας από βραχυκύκλωμα | Ασφάλεια, μικροαυτόματος (MCB), αυτόματος διακόπτης ισχύος (MCCB) ή προστατευτικός διακόπτης κινητήρα (MPCB) | Αποτρέπει μη ασφαλείς διατάξεις εκκαθάρισης σφαλμάτων |
Για την αρχιτεκτονική εκκινητών κινητήρων, η VIOX καλύπτει επίσης MCB + ρελέ ισχύος + θερμικό υπερφόρτωσης έναντι MPCB + ρελέ ισχύος.
Χειροκίνητη επαναφορά έναντι Αυτόματης επαναφοράς
Τα θερμικά ρελέ υπερφόρτωσης ενδέχεται να υποστηρίζουν χειροκίνητη επαναφορά, αυτόματη επαναφορά ή και τα δύο, ανάλογα με το μοντέλο.
| Τρόπος επαναφοράς | Σημασία | Βέλτιστη χρήση |
|---|---|---|
| Χειροκίνητη επαναφορά | Ένα άτομο πρέπει να επαναφέρει το ρελέ μετά από ενεργοποίηση (trip) | Ασφαλέστερο για μηχανήματα όπου η αυτόματη επανεκκίνηση θα μπορούσε να είναι επικίνδυνη |
| Αυτόματη επαναφορά | Το ρελέ επανέρχεται μετά την ψύξη | Χρησιμοποιείται μόνο όπου η αυτόματη επανεκκίνηση είναι ασφαλής και επιτρεπτή |
Για μηχανήματα που κινούνται με κινητήρα, η αυτόματη επαναφορά μπορεί να είναι επικίνδυνη. Εάν ο κινητήρας επανεκκινηθεί απροσδόκητα μετά την ψύξη, μπορεί να δημιουργήσει μηχανικούς κινδύνους ή κινδύνους για το προσωπικό. Ακολουθείτε πάντα τις απαιτήσεις ασφαλείας των μηχανημάτων και τους τοπικούς κανονισμούς.
Θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης έναντι ενσωματωμένου θερμικού προστατευτικού κινητήρα
Ορισμένοι κινητήρες περιλαμβάνουν εγγενή προστασία κινητήρα όπως θερμικούς διακόπτες, θερμίστορ ή ενσωματωμένους αισθητήρες θερμοκρασίας. Αυτές οι συσκευές είναι ενσωματωμένες στον κινητήρα και ανταποκρίνονται πιο άμεσα στη θερμοκρασία των περιελίξεων ή στην εσωτερική θερμοκρασία του κινητήρα.
| Μέθοδος προστασίας | Πού βρίσκεται | Τι ανιχνεύει καλύτερα | Τυπικός Ρόλος |
|---|---|---|---|
| Θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης | Εκκινητής κινητήρα ή πίνακας ελέγχου | Θέρμανση κινητήρα λόγω ρεύματος | Εξωτερική προστασία υπερφόρτωσης και έλεγχος απόζευξης επαφέα |
| Ενσωματωμένο θερμικό προστασίας | Εσωτερικά στον κινητήρα | Εσωτερική θερμοκρασία περιελίξεων ή κινητήρα | Άμεση προστασία θερμοκρασίας κινητήρα |
| Θερμίστορ / αισθητήρας κινητήρα | Ενσωματωμένο στην περιέλιξη του κινητήρα | Πραγματική τάση θερμοκρασίας περιέλιξης | Χρησιμοποιείται με ρελέ προστασίας ή είσοδο ρυθμιστή στροφών (drive) |
Η ενσωματωμένη προστασία κινητήρα δεν καταργεί αυτόματα την ανάγκη για προστασία κυκλώματος διακλάδωσης ή συντονισμό υπερφόρτωσης εκκινητή. Σε πολλά συστήματα, η εσωτερική προστασία του κινητήρα και η εξωτερική προστασία υπερφόρτωσης λειτουργούν συνδυαστικά.
Θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης έναντι ηλεκτρονικού ρελέ υπερφόρτωσης
Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης είναι απλό, ανθεκτικό και ευρέως διαδεδομένο. Ένα ηλεκτρονικό ρελέ υπερφόρτωσης χρησιμοποιεί αισθητήρες και ηλεκτρονικά κυκλώματα για την παρακολούθηση του ρεύματος και μπορεί να προσφέρει περισσότερες ρυθμιζόμενες λειτουργίες προστασίας.
| Χαρακτηριστικό γνώρισμα | Θερμικός Ηλεκτρονόμος Υπερφόρτωσης | Ηλεκτρονικό ρελέ υπερφόρτωσης |
|---|---|---|
| Αρχή ανίχνευσης | Θερμικό διμεταλλικό στοιχείο ή κράμα τήξης | Ανίχνευση ρεύματος και ηλεκτρονική λογική |
| Ρύθμιση | Συνήθως απλή ρύθμιση ρεύματος | Συχνά ευρύτερες και ακριβέστερες ρυθμίσεις |
| Προστασία από απώλεια φάσης | Εξαρτάται από το μοντέλο | Συχνά πιο ανθεκτικά και με δυνατότητα παραμετροποίησης |
| Διαγνωστικά | Περιορισμένη | Μπορεί να περιλαμβάνουν συναγερμούς, μνήμη σφάλματος, επικοινωνία ή οθόνη |
| Κόστος | Συνήθως χαμηλότερο | Συνήθως υψηλότερη |
| Καλύτερη εφαρμογή | Τυπικές εφαρμογές εκκινητών κινητήρων | Κινητήρες υψηλότερης αξίας, εξοπλισμός διεργασιών, συστήματα με εκτεταμένη διαγνωστική ικανότητα |
Εάν ο κινητήρας είναι κρίσιμος, ακριβός, δυσπρόσιτος ή αποτελεί μέρος μιας γραμμής παραγωγής, η ηλεκτρονική προστασία υπερφόρτωσης μπορεί να δικαιολογήσει το επιπλέον κόστος.
Θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης έναντι θερμομαγνητικού αυτόματου διακόπτη
Η φράση θερμομαγνητικό ρελέ υπερφόρτωσης χρησιμοποιείται συχνά με χαλαρό τρόπο, αλλά μπορεί να είναι παραπλανητικό.
Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης είναι μια συσκευή προστασίας κινητήρα από υπερφόρτωση. Ένας θερμομαγνητικός διακόπτης είναι ένας αυτόματος διακόπτης κυκλώματος με θερμικά και μαγνητικά στοιχεία ζεύξης. Ο διακόπτης προστατεύει το κύκλωμα από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα, ενώ το ρελέ υπερφόρτωσης εστιάζει στη θερμική προστασία του κινητήρα και στον έλεγχο του επαφέα.
Σε πολλά κυκλώματα κινητήρων, απαιτούνται και τα δύο: μια συσκευή προστασίας από βραχυκύκλωμα ανάντη και ένα ρελέ υπερφόρτωσης προσαρμοσμένο στον κινητήρα.
Σύμβολο θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης και σημειώσεις διαγράμματος καλωδίωσης
Στα ηλεκτρολογικά σχέδια, ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης εμφανίζεται συνήθως ως στοιχείο προστασίας από υπερφόρτωση που σχετίζεται με τον εκκινητή κινητήρα. Η επαφή ζεύξης εμφανίζεται συνήθως ως κανονικά κλειστή βοηθητική επαφή στο κύκλωμα του πηνίου του επαφέα.
Κατά την ανάγνωση ενός διαγράμματος εκκινητή κινητήρα, αναζητήστε:
- τη διαδρομή ισχύος του θερμικού ρελέ υπερφόρτωσης μεταξύ του επαφέα και του κινητήρα·;
- την NC επαφή ενεργοποίησης του θερμικού σε σειρά με το πηνίο του επαφέα·;
- την NO επαφή συναγερμού, εάν είναι συνδεδεμένη σε PLC ή ενδεικτική λυχνία·;
- τον τρόπο επαναφοράς και την ένδειξη ενεργοποίησης (trip).
Αυτός είναι ο λόγος που το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης εμφανίζεται τόσο στο κύκλωμα ισχύος όσο και στο κύκλωμα ελέγχου: ανιχνεύει το ρεύμα του κινητήρα στη διαδρομή ισχύος και διακόπτει το κύκλωμα ελέγχου όταν ενεργοποιείται.
Αντιμετώπιση προβλημάτων: Γιατί ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης ενεργοποιείται συνεχώς
Οι επαναλαμβανόμενες ενεργοποιήσεις του θερμικού ρελέ συνήθως σημαίνουν ότι ο κινητήρας υπερθερμαίνεται, ο εκκινητής δεν είναι κατάλληλος για την εφαρμογή ή το ρελέ έχει ρυθμιστεί λανθασμένα. Μην αυξάνετε απλώς τη ρύθμιση ρεύματος για να συνεχιστεί η παραγωγή.
| Σύμπτωμα | Πιθανή αιτία | Τι να Ελέγξετε |
|---|---|---|
| Αποζεύξεις κατά την εκκίνηση του κινητήρα | Πολύ χαμηλή κλάση ενεργοποίησης, υπερβολικός χρόνος εκκίνησης, χαμηλή τάση, βαρύ μηχανικό φορτίο | Χρόνος επιτάχυνσης κινητήρα, τάση τροφοδοσίας, αδράνεια φορτίου, καταλληλότητα κλάσης 10 έναντι κλάσης 20/30 |
| Ενεργοποίηση μετά από λειτουργία αρκετών λεπτών | Μηχανική υπερφόρτωση, πρόβλημα στα έδρανα, μπλοκαρισμένος ανεμιστήρας, υπερφόρτωση αντλίας | Ρεύμα φορτίου σε κάθε φάση, μηχανική αντίσταση, ροή αέρα ψύξης |
| Ενεργοποίηση κυρίως κατά τη διάρκεια ζεστού καιρού | Αύξηση θερμοκρασίας πίνακα ή κακός εξαερισμός | Θερμοκρασία περιβλήματος, αποστάσεις, θερμότητα επαφέα, αντιστάθμιση περιβάλλοντος |
| Ενεργοποίηση προστασίας σε έναν κινητήρα αλλά όχι σε άλλον | Λανθασμένη ρύθμιση ρεύματος ή εύρος ρελέ | Ονομαστικό ρεύμα πλήρους φορτίου (FLA) πινακίδας κινητήρα, ρύθμιση κλίμακας ρελέ, λόγος μετασχηματιστή έντασης (CT) εάν χρησιμοποιείται |
| Ενεργοποίηση προστασίας μετά από απώλεια φάσης ή ανισορροπία | Πρόβλημα τροφοδοσίας ή κατάσταση απώλειας φάσης | Τάση φάσης, ισορροπία ρεύματος φάσης, κατάσταση ασφάλειας/διακόπτη ανάντη |
| Ενεργοποίηση προστασίας αλλά ο επαφέας δεν αποζευγνύεται | Η βοηθητική επαφή NC του θερμικού υπερφόρτωσης δεν είναι σωστά συνδεδεμένη | Επαφή 95-96 σε σειρά με το κύκλωμα του πηνίου, συνέχεια καλωδίωσης |
Σημείωση πεδίου: όταν ένας κινητήρας πέφτει κατά την εκκίνηση, η αντικατάσταση ενός θερμικού ρελέ κλάσης 10 με κλάση 20 μπορεί να επιλύσει τις ανεπιθύμητες ενεργοποιήσεις μόνο εάν ο κινητήρας και ο εκκινητής είναι ονομαστικά σχεδιασμένοι για μεγαλύτερο χρόνο εκκίνησης. Ένας καλύτερος έλεγχος είναι η μέτρηση του πραγματικού ρεύματος εκκίνησης, του χρόνου επιτάχυνσης, της τάσης φάσης, της πτώσης τάσης του καλωδίου και του μηχανικού φορτίου πριν από την αλλαγή της κλάσης ενεργοποίησης.
Συνήθη λάθη επιλογής και καλωδίωσης
Λάθος 1: Αντιμετώπιση του θερμικού ρελέ ως προστασία από βραχυκύκλωμα
Το θερμικό ρελέ προστατεύει από παρατεταμένη θερμική υπερφόρτωση. Δεν διακόπτει με ασφάλεια υψηλό ρεύμα βραχυκύκλωσης από μόνο του.
Λάθος 2: Ρύθμιση του ρεύματος σε πολύ υψηλή τιμή για την αποφυγή ανεπιθύμητων ενεργοποιήσεων
Η αύξηση της ρύθμισης μπορεί να καλύψει μια πραγματική υπερφόρτωση και να αφήσει τον κινητήρα χωρίς επαρκή προστασία. Ελέγξτε πρώτα το μηχανικό φορτίο, την τάση, τον χρόνο εκκίνησης και την κλάση ενεργοποίησης.
Λάθος 3: Αγνοώντας το ονομαστικό ρεύμα της πινακίδας του κινητήρα
Το θερμικό υπερφόρτωσης πρέπει να ρυθμίζεται σύμφωνα με την πινακίδα του κινητήρα και τους ισχύοντες κανόνες σχεδιασμού, και όχι να υπολογίζεται μόνο από την ιπποδύναμη του κινητήρα.
Σφάλμα 4: Χρήση αυτόματης επαναφοράς σε μη ασφαλή μηχανήματα
Η αυτόματη επανεκκίνηση μετά την ψύξη μπορεί να είναι επικίνδυνη. Η χειροκίνητη επαναφορά προτιμάται συχνά σε περιπτώσεις όπου μια απρόσμενη κίνηση μπορεί να δημιουργήσει κίνδυνο.
Σφάλμα 5: Παράλειψη της σύνδεσης της βοηθητικής επαφής NC του θερμικού
Εάν η επαφή NC του θερμικού δεν είναι συνδεδεμένη σε σειρά με το πηνίο του ρελέ ισχύος (contactor), το θερμικό μπορεί να ενεργοποιηθεί μηχανικά αλλά να αποτύχει να διακόψει τη λειτουργία του εκκινητή κινητήρα όπως προβλέπεται.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Τι είναι το θερμικό υπερφόρτωσης;
Το θερμικό υπερφόρτωσης είναι μια συσκευή προστασίας κινητήρα που ενεργοποιείται όταν το ρεύμα του κινητήρα παραμένει πάνω από τη ρύθμιση για αρκετή ώρα ώστε να δημιουργηθεί κίνδυνος υπερθέρμανσης. Χρησιμοποιείται μαζί με ρελέ ισχύος σε πολλούς εκκινητές κινητήρων.
Ποια είναι η λειτουργία του θερμικού υπερφόρτωσης;
Παρακολουθεί το ρεύμα του κινητήρα και ανοίγει μια επαφή ελέγχου όταν ο κινητήρας υπερφορτώνεται. Αυτό απομαγνητίζει το πηνίο του ρελέ ισχύος (contactor) και σταματά τον κινητήρα.
Προστατεύει ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης από βραχυκύκλωμα;
Όχι. Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης δεν αποτελεί συσκευή προστασίας από βραχυκύκλωμα. Χρησιμοποιήστε μια κατάλληλη ασφάλεια, αυτόματο διακόπτη ή MPCB για προστασία από βραχυκύκλωμα.
Ποια είναι η λειτουργία μιας επαφής υπερφόρτωσης;
Η επαφή υπερφόρτωσης αλλάζει κατάσταση όταν το ρελέ υπερφόρτωσης ενεργοποιείται (trip). Η κανονικά κλειστή επαφή χρησιμοποιείται συνήθως για να ανοίξει το κύκλωμα του πηνίου του ρελέ ισχύος, ενώ η κανονικά ανοιχτή επαφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συναγερμό ή σηματοδότηση σε PLC.
Τι είναι το θερμικό ρελέ;
Το θερμικό ρελέ είναι μια άλλη κοινή ονομασία για το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης. Στον έλεγχο κινητήρων, συνήθως αναφέρεται σε μια συσκευή που ενεργοποιείται με βάση τη θερμότητα που παράγεται από παρατεταμένη ροή ρεύματος.
Τι είναι η θερμική προστασία υπερφόρτωσης;
Η θερμική προστασία υπερφόρτωσης εμποδίζει τους κινητήρες ή τον εξοπλισμό να λειτουργούν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα υπό υπερβολικό ρεύμα. Είναι χρονικά καθυστερημένη επειδή η θερμική ζημιά εξαρτάται από το ρεύμα και τον χρόνο.
Τι είναι το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης με τηκτό κράμα;
Είναι ένα ρελέ υπερφόρτωσης που χρησιμοποιεί έναν μηχανισμό βαθμονομημένου κράματος, ο οποίος αλλάζει κατάσταση όταν θερμαίνεται από το ρεύμα υπερφόρτωσης. Αυτή η θερμική δράση προκαλεί την απόζευξη του ρελέ.
Τι προστατεύουν τα θερμικά ρελέ υπερφόρτωσης σε ένα κύκλωμα κινητήρα;
Προστατεύουν κυρίως τον κινητήρα από υπερθέρμανση που προκαλείται από παρατεταμένο ρεύμα υπερφόρτωσης. Δεν αντικαθιστούν την προστασία από βραχυκύκλωμα, σφάλμα γείωσης ή υπολειπόμενο ρεύμα.
Είναι οι ενσωματωμένες διατάξεις προστασίας κινητήρα τοποθετημένες μέσα στον κινητήρα;
Ναι. Οι ενσωματωμένες διατάξεις προστασίας κινητήρα είναι τοποθετημένες μέσα στον κινητήρα, όπως θερμικοί αισθητήρες ή προστατευτικά. Η συμπεριφορά επαναφοράς τους εξαρτάται από τον σχεδιασμό της διάταξης, επομένως μην υποθέτετε ότι κάθε κινητήρας επαναφέρεται με τον ίδιο τρόπο.
Σχετικοί πόροι VIOX
Συμπέρασμα
Ένα θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης είναι μια βασική διάταξη προστασίας κινητήρα. Παρακολουθεί το παρατεταμένο ρεύμα υπερφόρτωσης, αποζευγνύει με χρονική καθυστέρηση που αντικατοπτρίζει τη θέρμανση του κινητήρα και ανοίγει το κύκλωμα ελέγχου του επαφέα για να σταματήσει τον κινητήρα.
Για τη σωστή επιλογή, αντιστοιχίστε το ρελέ με το ρεύμα πλήρους φορτίου του κινητήρα, την κλάση απόζευξης, το μέγεθος του επαφέα, τον τρόπο επαναφοράς, τις απαιτήσεις προστασίας από απώλεια φάσης, τις βοηθητικές επαφές και την ανάντη προστασία από βραχυκύκλωμα. Ο βέλτιστος σχεδιασμός εκκινητή κινητήρα αντιμετωπίζει το θερμικό ρελέ υπερφόρτωσης ως μέρος ενός συντονισμένου συστήματος προστασίας και όχι ως μια αυτόνομη λύση για κάθε σφάλμα του κινητήρα.
