A przekaźnik przeciążeniowy termiczny to urządzenie zabezpieczające silnik, które wyzwala, gdy prąd silnika utrzymuje się na zbyt wysokim poziomie przez zbyt długi czas. Zostało zaprojektowane, aby chronić silnik przed przegrzaniem spowodowanym przeciążeniem, a nie przed zwarciami.
W jednym zdaniu: termiczny przekaźnik przeciążeniowy otwiera obwód sterowania stycznika, gdy prąd silnika pozostaje powyżej wartości nastawczej wystarczająco długo, aby stworzyć ryzyko przegrzania.
W typowym układzie rozruchowym silnika stycznik włącza i wyłącza silnik, podczas gdy termiczny przekaźnik przeciążeniowy monitoruje prąd silnika i otwiera obwód sterowania w przypadku przeciążenia silnika. Zapobiega to dalszej pracy silnika w warunkach szkodliwego obciążenia termicznego.
Kluczowa kwestia jest prosta: termiczny przekaźnik przeciążeniowy chroni przed długotrwałym prądem przeciążeniowym; bezpiecznik, wyłącznik instalacyjny (MCB), wyłącznik kompaktowy (MCCB) lub wyłącznik silnikowy (MPCB) są nadal wymagane do ochrony przed zwarciem.
Kluczowe wnioski
- Przekaźnik przeciążeniowy termiczny chroni silniki przed przegrzaniem spowodowanym przeciążeniem, zablokowaniem wirnika, długim czasem rozruchu lub przetężeniem związanym z zanikiem fazy.
- Zazwyczaj współpracuje ze stycznikiem. Przekaźnik przeciążeniowy wyzwala obwód cewki stycznika poprzez styk rozwierny (NC).
- Nie zastępuje on zabezpieczenia zwarciowego. Wymagane jest zastosowanie odpowiedniego bezpiecznika, wyłącznika lub wyłącznika silnikowego przed przekaźnikiem.
- Dobór zależy od prądu pełnego obciążenia silnika, klasy wyzwalania, trybu resetowania, czułości na zanik fazy, układu styków oraz kompatybilności ze stycznikiem.
- Typowe styki wyjściowe przekaźnika przeciążeniowego obejmują styk rozwierny (NC) do wyłączania stycznika oraz styk zwierny (NO) do celów alarmowych lub sygnalizacyjnych.
Termiczny przekaźnik przeciążeniowy w skrócie
| Pozycja | Znaczenie praktyczne |
|---|---|
| Główna funkcja | Chroni silnik przed długotrwałym nagrzewaniem spowodowanym przeciążeniem |
| Typ zabezpieczenia | Termiczne zabezpieczenie zwłoczne |
| Typowa instalacja | Pomiędzy stycznikiem a silnikiem lub zintegrowany z zespołem rozrusznika silnika |
| Nastawa główna | Nastawa prądowa dopasowana do prądu pełnego obciążenia silnika |
| Wspólny styk wyzwalający | Styk NC otwiera obwód cewki stycznika w przypadku wystąpienia przeciążenia |
| Tryby resetowania | Reset ręczny lub automatyczny, w zależności od zastosowania |
| Nieprzeznaczony do | Samodzielne wyłączanie prądu zwarciowego |
| Typowy kontekst normatywny | Rozruszniki silnikowe i styczniki są powszechnie obsługiwane zgodnie z normą IEC 60947-4-1 lub powiązanymi normami rynkowymi |
Jak działa termiczny przekaźnik przeciążeniowy
Termiczny przekaźnik przeciążeniowy wykorzystuje ciepło wytwarzane przez prąd silnika do symulacji nagrzewania się silnika. Gdy prąd utrzymuje się powyżej wartości zadanej wystarczająco długo, przekaźnik wyzwala.
Logika działania jest zgodna z charakterystyką termiczną silnika:
- niewielkie przeciążenia nie powinny powodować natychmiastowego wyzwolenia;
- długotrwałe przeciążenia powinny powodować wyzwolenie po pewnym czasie;
- poważne przeciążenia powinny powodować szybsze wyzwolenie;
- Normalny prąd rozruchowy powinien być tolerowany, jeśli mieści się w wybranej klasie wyzwalania i profilu rozruchu silnika.
Dlatego przekaźnik przeciążeniowy termiczny nie jest urządzeniem bezzwłocznym. Charakteryzuje się on zależnością czasowo-prądową: im wyższy prąd przeciążenia, tym szybsze wyzwolenie.
Dlaczego termiczne przekaźniki przeciążeniowe działają z opóźnieniem
Termiczny przekaźnik przeciążeniowy działa z opóźnieniem, ponieważ uszkodzenie silnika jest zazwyczaj spowodowane przez ciepło nagromadzone w czasie, a nie przez chwilowy skok prądu. Silnik może pobierać wysoki prąd podczas rozruchu, ale nie musi to oznaczać przeciążenia.
Dlatego przekaźnik wykorzystuje krzywą zwłoki czasowej. Pozwala na przepływ normalnego prądu rozruchowego przez ograniczony czas, ale wyzwala, jeśli prąd pozostaje powyżej wartości nastawczej wystarczająco długo, aby doprowadzić do przegrzania silnika. Dlatego klasa wyzwalania, czas rozruchu i rodzaj obciążenia silnika mają tak duże znaczenie przy doborze.
Zasada działania bimetalicznego przekaźnika przeciążeniowego
Najpopularniejsza konstrukcja przekaźnika przeciążeniowego termicznego wykorzystuje bimetal. Pasek bimetaliczny wykonany jest z dwóch metali o różnych współczynnikach rozszerzalności cieplnej. Gdy prąd rozgrzewa pasek, wygina się on. Jeśli wygięcie osiągnie mechanizm wyzwalający, przekaźnik przeciążeniowy otwiera styk wyzwalający.
W układzie rozruchowym silnika styk wyzwalający jest wpięty w obwód cewki stycznika. Gdy styk się otwiera, stycznik zostaje wyłączony, odcinając zasilanie silnika.
Ta mechaniczna pamięć termiczna jest użyteczna, ponieważ uszkodzenie silnika jest związane z ciepłem w czasie, a nie tylko z pojedynczą wartością prądu.
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny z topliwym stopem
Niektóre przekaźniki przeciążeniowe wykorzystują topliwy stop, zwany również mechanizmem stopu eutektycznego. W tej konstrukcji prąd przeciążeniowy nagrzewa element, aż skalibrowany stop ulegnie stopieniu lub zmianie stanu, co pozwala na zadziałanie mechanizmu wyzwalającego.
Cel pozostaje ten sam: przekształcenie długotrwałego przetężenia w opóźnione wyzwolenie, które odzwierciedla nagrzewanie się silnika. Stop eutektyczny stanowi skalibrowany element termiczny, dzięki czemu przekaźnik wyzwala się dopiero wtedy, gdy stan przeciążenia wytworzy wystarczającą ilość ciepła.
Styki termicznego przekaźnika przeciążeniowego: NC, NO oraz funkcja styku przeciążeniowego
Większość termicznych przekaźników przeciążeniowych posiada co najmniej jeden styk wyzwalający. W wielu urządzeniach typu IEC powszechnie przyjętą konwencją jest:
| Kontakty | Oznaczenia zacisków wspólnych | Funkcja |
|---|---|---|
| Styk wyzwalający normalnie zamknięty (NC) | 95-96 | Otwiera się w momencie zadziałania przekaźnika przeciążeniowego, przerywając obwód cewki stycznika |
| Styk pomocniczy zwierny (NO) | 97-98 | Zamyka się w momencie zadziałania przekaźnika; używany do sygnalizacji alarmowej, wejść sterownika PLC lub sygnalizacji awarii |
Dokładne oznaczenia i parametry znamionowe styków należy sprawdzić w karcie katalogowej urządzenia, jednak logika sterowania jest zazwyczaj taka sama: styk rozwierny (NC) przekaźnika przeciążeniowego zatrzymuje stycznik silnikowy, a styk zwierny (NO) sygnalizuje stan przeciążenia.
Podstawowa logika drabinkowa stycznika i przekaźnika przeciążeniowego
L+ ──[ STOP NC ]──[ OL 95-96 NC ]──[ START NO ]──( cewka stycznika KM )── N
W standardowym schemacie drabinkowym styk rozwierny (NC) przekaźnika przeciążeniowego jest umieszczony szeregowo z cewką stycznika. Gdy przekaźnik przeciążeniowy zadziała, styk 95-96 otwiera się, cewka stycznika traci zasilanie, styki główne otwierają się, a silnik zatrzymuje się. Styk zwierny (NO) 97-98, jeśli jest używany, może sterować lampką alarmową lub wejściem sterownika PLC.
Aby uzyskać pełne informacje na temat doboru sterowania silnikiem, zapoznaj się z przewodnikiem VIOX dotyczącym doboru styczników, przekaźników przeciążeniowych i wyłączników silnikowych.
Co chroni przekaźnik przeciążeniowy termiczny?
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny chroni silnik głównie przed przegrzaniem spowodowanym długotrwałym przepływem nadmiernego prądu.
| Stan | Czy przekaźnik przeciążeniowy termiczny może pomóc? | Uwagi |
|---|---|---|
| Przeciążenie mechaniczne silnika | TAK | Typowy przypadek użycia |
| Długi czas rozruchu | Tak, jeśli klasa wyzwalania została dobrana prawidłowo | Nieprawidłowa klasa wyzwalania może powodować uciążliwe wyzwalanie |
| Zablokowany wirnik | Często tak, w granicach możliwości przekaźnika | Wymagana jest dodatkowa ochrona przeciwzwarciowa |
| Zanik fazy / praca niepełnofazowa | Niektóre modele zapewniają czułość | Nie należy zakładać, że każdy model reaguje na zanik fazy w ten sam sposób |
| Zwarcie | Nie, nie samodzielnie | Wymaga bezpiecznika, wyłącznika nadprądowego (MCB), wyłącznika kompaktowego (MCCB) lub wyłącznika silnikowego (MPCB) |
| Błąd uziemienia | Nie, nie samodzielnie | Wymaga odpowiedniego zabezpieczenia różnicowoprądowego lub doziemnego |
| Temperatura uzwojeń silnika | Pośrednio | Wbudowane czujniki termiczne zapewniają bardziej bezpośrednią ochronę uzwojeń |
Kompensacja temperatury otoczenia: dlaczego temperatura w szafie sterowniczej ma znaczenie
Temperatura w szafie sterowniczej może wpływać na działanie termicznego przekaźnika przeciążeniowego. W gorącej obudowie element bimetalowy może znajdować się bliżej pozycji wyzwolenia, zanim prąd silnika w ogóle wzrośnie. Może to powodować uciążliwe wyzwalanie latem, w pobliżu grzejników lub wewnątrz gęsto upakowanych szaf sterowniczych.
Termiczne przekaźniki przeciążeniowe z kompensacją temperatury otoczenia wykorzystują kompensacyjny element bimetalowy w celu zmniejszenia wpływu temperatury otaczającego powietrza. Element ochronny nadal reaguje na nagrzewanie prądem silnika, ale mechanizm kompensacyjny pomaga utrzymać stabilniejszy punkt wyzwolenia przy zmianach temperatury w szafie.
Nie oznacza to, że temperaturę otoczenia można ignorować. Producenci szaf sterowniczych powinni nadal sprawdzać wentylację, wzrost temperatury w obudowie, ciepło wydzielane przez styczniki, dobór przekroju przewodów oraz to, czy zakres kompensacji temperatury otoczenia przekaźnika przeciążeniowego odpowiada warunkom instalacji.
Zalety i ograniczenia termicznych przekaźników przeciążeniowych
| Zaleta | Dlaczego to pomaga |
|---|---|
| Proste zabezpieczenie przeciążeniowe silnika | Łatwe zastosowanie w standardowych układach rozruchowych silników ze stycznikami |
| Charakterystyka zwłoczna | Lepiej toleruje normalny prąd rozruchowy silnika niż wyzwalacz bezzwłoczny |
| Regulowane nastawy prądowe | Możliwość dopasowania do prądu znamionowego silnika w zakresie pracy przekaźnika |
| Styki pomocnicze NC i NO | Obsługa sterowania wyzwoleniem stycznika oraz sygnalizacji alarmowej |
| Opłacalne rozwiązanie dla wielu standardowych silników | Odpowiednie dla wielu pomp, wentylatorów, sprężarek i silników maszyn |
| Ograniczenie | Dlaczego to Ma Znaczenie |
|---|---|
| Brak wbudowanego zabezpieczenia zwarciowego | Wymaga koordynacji z bezpiecznikiem, wyłącznikiem lub wyłącznikiem silnikowym (MPCB) |
| Ograniczona diagnostyka | Mechaniczne przekaźniki termiczne zazwyczaj dostarczają mniej informacji o awariach niż przekaźniki elektroniczne |
| Dobór zależy od klasy wyzwalania | Niewłaściwa klasa wyzwalania może powodować uciążliwe wyłączenia lub niedostateczną ochronę |
| Ochrona przed zanikiem fazy różni się w zależności od modelu | Nie zakładaj, że wszystkie przekaźniki przeciążeniowe termiczne wykrywają zanik fazy w ten sam sposób |
| Temperatura otoczenia może wpływać na działanie | Sprawdź, czy przekaźnik posiada kompensację temperatury otoczenia dla warunków panujących w szafie sterowniczej |
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny a zabezpieczenie zwarciowe
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny i urządzenie zabezpieczające przed zwarciem rozwiązują różne problemy.
| Urządzenie | Zabezpieczenie główne | Typowa charakterystyka zadziałania | Co podlega ochronie |
|---|---|---|---|
| Przekaźnik termiczny przeciążeniowy | Długotrwały prąd przeciążeniowy | Zwłoczne wyzwalanie termiczne | Silnik przed przegrzaniem |
| Bezpiecznik | Zwarcie i wysoki prąd zakłóceniowy | Bardzo szybkie w zależności od typu bezpiecznika | Przewody i urządzenia przed wysokim prądem zakłóceniowym |
| MCB / MCCB | Przeciążenie i zwarcie w zależności od typu | Wyzwalanie termiczne i magnetyczne/elektroniczne | Przewody obwodowe i urządzenia |
| MPCB | Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe silnika w zależności od konstrukcji | Zabezpieczenie dedykowane dla silników | Obwód odgałęźny silnika |
Nie należy stosować przekaźnika przeciążeniowego jako jedynego urządzenia zabezpieczającego w obwodzie silnika. Zazwyczaj stanowi on część skoordynowanego układu rozruchowego silnika z zabezpieczeniem zwarciowym zainstalowanym przed nim.
Szersza terminologia dotycząca zakłóceń znajduje się w Przeciążenie a przetężenie a zwarcie.
Koordynacja typu 1 i typu 2 według IEC 60947-4-1
Gdy przekaźnik przeciążeniowy jest stosowany wraz ze stycznikiem i urządzeniem zabezpieczającym przed zwarciem, inżynierowie muszą również wziąć pod uwagę koordynację rozrusznika. W kontekście normy IEC 60947-4-1, koordynacja typu 1 i typu 2 określa stan, w jakim rozrusznik może się znajdować po przeprowadzeniu próby zwarciowej.
| Typ koordynacji | Znaczenie praktyczne | Dlaczego to Ma Znaczenie |
|---|---|---|
| Koordynacja typu 1 | Rozrusznik nie może stwarzać zagrożenia, jednak po wystąpieniu awarii komponenty mogą wymagać naprawy lub wymiany | Niższy koszt, ale należy liczyć się z przestojami i koniecznością wymiany |
| Koordynacja typu 2 | Rozrusznik musi pozostać zdatny do dalszej eksploatacji po wystąpieniu awarii, przy czym w określonych warunkach dopuszczalne jest ograniczone zespawanie styków | Wyższa dostępność i lepsze rozwiązanie dla maszyn o krytycznym znaczeniu |
Nie jest to wartość znamionowa zapewniana wyłącznie przez przekaźnik przeciążeniowy. Zależy ona od przetestowanej kombinacji stycznika, przekaźnika przeciążeniowego oraz zabezpieczenia zwarciowego zainstalowanego przed nimi. W przypadku szaf sterowniczych OEM i maszyn przemysłowych samo określenie zakresu prądowego przekaźnika przeciążeniowego jest niewystarczające; należy sprawdzić kompletny układ rozruchowy silnika.
Klasa wyzwalania termicznego przekaźnika przeciążeniowego: Klasa 10, Klasa 20 i Klasa 30
Klasa wyzwalania określa, jak szybko przekaźnik przeciążeniowy zadziała w określonych warunkach testowych przeciążenia. Typowe klasy to Klasa 10, Klasa 20 i Klasa 30.
| Klasa wyzwalania | Typowe zastosowanie | Uwagi dotyczące doboru |
|---|---|---|
| Klasa 10 | Silniki standardowe o normalnym czasie rozruchu | Zbyt niska wartość dla rozruchów ciężkich może powodować uciążliwe wyzwolenia |
| Klasa 20 | Silniki o dłuższym czasie rozruchu | Musi nadal chronić silnik przed nadmiernym nagrzewaniem |
| Klasa 30 | Zastosowania o ciężkim rozruchu z długim czasem przyspieszania | Wymaga starannej koordynacji silnika i rozrusznika |
Nie należy wybierać wyższej klasy wyzwalania tylko po to, aby wyeliminować uciążliwe wyzwalanie. Jeśli silnik wyłącza się podczas rozruchu, należy sprawdzić prąd rozruchowy, czas przyspieszania, obciążenie silnika, napięcie zasilania, obciążenie mechaniczne oraz poprawność doboru rozrusznika i przekaźnika przeciążeniowego.
Jak dobrać termiczny przekaźnik przeciążeniowy
| Czynnik wyboru | Co Sprawdzić | Dlaczego to Ma Znaczenie |
|---|---|---|
| Prąd pełnego obciążenia silnika | Dopasować zakres nastawy przekaźnika do prądu znamionowego silnika podanego na tabliczce znamionowej | Przekaźnik musi posiadać możliwość regulacji do rzeczywistego prądu pełnego obciążenia (FLA) silnika |
| Kompatybilność ze stycznikiem | Dopasowanie mechaniczne i elektryczne do stycznika | Wiele przekaźników przeciążeniowych montuje się bezpośrednio pod dopasowanymi stycznikami |
| Klasa wyzwalania | Klasa 10, 20, 30 lub klasa określona przez producenta | Musi być dopasowany do profilu rozruchowego silnika |
| Czułość na zanik fazy | Czy przekaźnik wykrywa niesymetryczne nagrzewanie lub zanik fazy | Istotne dla ochrony silników trójfazowych |
| Tryb resetowania | Ręczne lub automatyczne | Reset ręczny jest bezpieczniejszy dla wielu maszyn |
| Styki pomocnicze | Styk pomocniczy NC i styk alarmowy NO | Wymagane do sterowania stycznikiem i sygnalizacji |
| Kompensacja temperatury otoczenia | Czy zmiany temperatury wpływają na charakterystykę wyzwalania | Przydatne w szafach sterowniczych i środowiskach o podwyższonej temperaturze |
| Koordynacja z urządzeniem zabezpieczającym przed zwarciem | Bezpiecznik, wyłącznik instalacyjny (MCB), wyłącznik kompaktowy (MCCB) lub wyłącznik silnikowy (MPCB) | Zapobiega niebezpiecznym układom usuwania zwarć |
W architekturze układów rozruchowych silników, VIOX obejmuje również Wyłącznik instalacyjny (MCB) + stycznik + przekaźnik przeciążeniowy vs wyłącznik silnikowy (MPCB) + stycznik.
Reset ręczny vs reset automatyczny
Termiczne przekaźniki przeciążeniowe mogą obsługiwać reset ręczny, automatyczny lub oba, w zależności od modelu.
| Tryb resetowania | Znaczenie | Najlepsze zastosowanie |
|---|---|---|
| Reset ręczny | Osoba musi zresetować przekaźnik po zadziałaniu | Bezpieczniejsze dla maszyn, w których automatyczny restart mógłby być niebezpieczny |
| Reset automatyczny | Przekaźnik resetuje się po ostygnięciu | Stosować tylko tam, gdzie automatyczny restart jest bezpieczny i dozwolony |
W przypadku maszyn napędzanych silnikami automatyczny reset może być ryzykowny. Jeśli silnik uruchomi się nieoczekiwanie po ostygnięciu, może to stworzyć zagrożenie mechaniczne lub dla personelu. Zawsze przestrzegaj wymogów bezpieczeństwa maszyn oraz lokalnych przepisów.
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny a wbudowane zabezpieczenie termiczne silnika
Niektóre silniki zawierają wbudowane zabezpieczenie silnika takie jak wyłączniki termiczne, termistory lub zintegrowane czujniki temperatury. Urządzenia te są wbudowane w silnik i reagują bardziej bezpośrednio na temperaturę uzwojeń lub temperaturę wewnętrzną silnika.
| Metoda ochrony | Gdzie jest zlokalizowany | Co wykrywa najlepiej | Typowa rola |
|---|---|---|---|
| Przekaźnik termiczny przeciążeniowy | Rozrusznik silnikowy lub szafa sterownicza | Nagrzewanie silnika związane z natężeniem prądu | Zewnętrzne zabezpieczenie przeciążeniowe i sterowanie wyzwoleniem stycznika |
| Wbudowany wyłącznik termiczny | Wewnątrz silnika | Temperatura uzwojenia wewnętrznego lub silnika | Bezpośrednie zabezpieczenie temperaturowe silnika |
| Termistor / czujnik silnikowy | Wbudowany w uzwojenie silnika | Rzeczywisty trend temperatury uzwojenia | Stosowany z przekaźnikiem zabezpieczeniowym lub wejściem napędu |
Wbudowane zabezpieczenie silnika nie eliminuje automatycznie potrzeby stosowania zabezpieczenia obwodu odgałęźnego ani koordynacji przeciążeniowej rozrusznika. W wielu systemach wewnętrzne zabezpieczenie silnika i zewnętrzne zabezpieczenie przeciążeniowe współpracują ze sobą.
Termiczny przekaźnik przeciążeniowy a elektroniczny przekaźnik przeciążeniowy
Termiczny przekaźnik przeciążeniowy jest prosty, wytrzymały i powszechnie stosowany. Elektroniczny przekaźnik przeciążeniowy wykorzystuje czujniki i układy elektroniczne do monitorowania prądu i może oferować bardziej regulowane funkcje zabezpieczające.
| Cecha | Przekaźniki przeciążeniowe | Elektroniczny przekaźnik przeciążeniowy |
|---|---|---|
| Zasada pomiaru | Bimetal termiczny lub stop topliwy | Pomiar prądu i logika elektroniczna |
| Regulacja | Zazwyczaj proste ustawienie prądu | Często szersze i bardziej precyzyjne ustawienia |
| Zabezpieczenie przed zanikiem fazy | Zależy od modelu | Często bardziej wytrzymałe i konfigurowalne |
| Diagnostyka | Ograniczony | Może zawierać alarmy, pamięć wyzwolenia, komunikację lub wyświetlacz |
| Koszt | Zazwyczaj niższe | Zwykle wyższe |
| Najlepsze dopasowanie | Standardowe aplikacje rozruszników silnikowych | Silniki o wyższej wartości, urządzenia procesowe, systemy wymagające zaawansowanej diagnostyki |
Jeśli silnik jest krytyczny, kosztowny, trudno dostępny lub stanowi część linii technologicznej, elektroniczne zabezpieczenie przeciążeniowe może uzasadniać dodatkowe koszty.
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny a wyłącznik termiczno-magnetyczny
Wyrażenie termiczno-magnetyczny przekaźnik przeciążeniowy jest często używane w sposób nieścisły, co może być mylące.
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny to urządzenie służące do ochrony silnika przed przeciążeniem. Wyłącznik termiczno-magnetyczny to wyłącznik instalacyjny wyposażony w wyzwalacze termiczne i magnetyczne. Wyłącznik chroni obwód przed przeciążeniem i zwarciem, podczas gdy przekaźnik przeciążeniowy koncentruje się na ochronie termicznej silnika i sterowaniu stycznikiem.
W wielu obwodach silnikowych wymagane są oba urządzenia: zabezpieczenie zwarciowe zainstalowane przed silnikiem oraz przekaźnik przeciążeniowy dopasowany do parametrów silnika.
Symbol przekaźnika przeciążeniowego termicznego i uwagi dotyczące schematu połączeń
Na schematach elektrycznych przekaźnik przeciążeniowy termiczny jest zazwyczaj przedstawiany jako element zabezpieczenia przeciążeniowego powiązany z układem rozruchowym silnika. Styk wyzwalający jest powszechnie oznaczany jako styk pomocniczy normalnie zamknięty (NC) w obwodzie cewki stycznika.
Podczas analizy schematu układu rozruchowego silnika należy zwrócić uwagę na:
- ścieżkę prądową przekaźnika przeciążeniowego pomiędzy stycznikiem a silnikiem;
- styk wyzwalający NC przekaźnika przeciążeniowego połączony szeregowo z cewką stycznika;
- styk alarmowy NO, jeśli jest podłączony do sterownika PLC lub wskaźnika;
- tryb resetowania i sygnalizację wyzwolenia.
Dlatego przekaźnik przeciążeniowy występuje zarówno w obwodzie głównym, jak i sterowniczym: monitoruje prąd silnika w obwodzie głównym i przerywa obwód sterowniczy w momencie wyzwolenia.
Rozwiązywanie problemów: Dlaczego termiczny przekaźnik przeciążeniowy ciągle się wyzwala
Powtarzające się wyzwolenia przeciążeniowe termiczne zazwyczaj oznaczają przegrzewanie się silnika, niewłaściwy dobór rozrusznika lub nieprawidłowe ustawienie przekaźnika. Nie należy po prostu zwiększać nastawy prądowej, aby utrzymać ciągłość produkcji.
| Objaw | Prawdopodobna przyczyna | Co Sprawdzić |
|---|---|---|
| Wyłączenia podczas rozruchu silnika | Zbyt niska klasa wyzwalania, zbyt długi czas rozruchu, niskie napięcie, duże obciążenie mechaniczne | Czas rozruchu silnika, napięcie zasilania, bezwładność obciążenia, przydatność klasy 10 w porównaniu z klasą 20/30 |
| Wyzwolenia po kilku minutach pracy | Przeciążenie mechaniczne, problem z łożyskami, zablokowany wentylator, przeciążenie pompy | Prąd obciążenia w każdej fazie, opory mechaniczne, przepływ powietrza chłodzącego |
| Wyzwolenia głównie podczas upałów | Wzrost temperatury w szafie sterowniczej lub słaba wentylacja | Temperatura obudowy, odstępy, ciepło stycznika, kompensacja temperatury otoczenia |
| Wyzwalanie na jednym silniku, a na innym nie | Błędne ustawienie prądu lub zakresu przekaźnika | Znamionowy prąd pełnego obciążenia (FLA) silnika, ustawienie pokrętła przekaźnika, przekładnia przekładnika prądowego (CT), jeśli jest używany |
| Wyzwalanie po zaniku fazy lub asymetrii | Problem z zasilaniem lub stan zaniku fazy | Napięcie fazowe, równowaga prądów fazowych, stan bezpiecznika/wyłącznika nadrzędnego |
| Wyzwolenie nastąpiło, ale stycznik nie odpadł | Styk przeciążeniowy NC podłączony nieprawidłowo | Styk 95-96 w szeregu z obwodem cewki, ciągłość okablowania |
Uwaga techniczna: w przypadku wyzwolenia silnika podczas rozruchu, wymiana przekaźnika przeciążeniowego klasy 10 na klasę 20 może rozwiązać problem uciążliwych wyzwoleń tylko wtedy, gdy silnik i stycznik są przystosowane do dłuższego rozruchu. Lepszym rozwiązaniem przed zmianą klasy wyzwalania jest pomiar rzeczywistego prądu rozruchowego, czasu przyspieszania, napięcia fazowego, spadku napięcia na przewodach oraz obciążenia mechanicznego.
Typowe błędy doboru i okablowania
Błąd 1: Traktowanie przekaźnika przeciążeniowego jako zabezpieczenia zwarciowego
Przekaźnik przeciążeniowy chroni przed długotrwałym przeciążeniem termicznym. Nie jest on w stanie samodzielnie bezpiecznie wyłączyć wysokiego prądu zwarciowego.
Błąd 2: Ustawienie zbyt wysokiej wartości prądu w celu uniknięcia uciążliwych wyzwoleń
Zwiększenie nastawy może zamaskować rzeczywiste przeciążenie i pozostawić silnik bez odpowiedniej ochrony. Najpierw należy sprawdzić obciążenie mechaniczne, napięcie, czas rozruchu oraz klasę wyzwalania.
Błąd 3: Ignorowanie prądu znamionowego na tabliczce znamionowej silnika
Przekaźnik przeciążeniowy powinien być ustawiony zgodnie z tabliczką znamionową silnika i obowiązującymi zasadami projektowania, a nie szacowany wyłącznie na podstawie mocy silnika.
Błąd 4: Stosowanie automatycznego resetu w niebezpiecznych maszynach
Automatyczny restart po ostygnięciu może być niebezpieczny. Ręczny reset jest często preferowany w sytuacjach, gdy nieoczekiwany ruch może stworzyć zagrożenie.
Błąd 5: Zapominanie o styku pomocniczym NC przekaźnika przeciążeniowego
Jeśli styk wyzwalający NC nie jest połączony szeregowo z cewką stycznika, przekaźnik przeciążeniowy może zadziałać mechanicznie, ale nie zatrzyma rozrusznika silnika zgodnie z przeznaczeniem.
FAQ
Czym jest termiczny przekaźnik przeciążeniowy?
Termiczny przekaźnik przeciążeniowy to urządzenie zabezpieczające silnik, które wyzwala, gdy prąd silnika utrzymuje się powyżej wartości nastawy wystarczająco długo, aby stworzyć ryzyko przegrzania. Jest stosowany wraz ze stycznikiem w wielu układach rozruchowych silników.
Jaką funkcję pełni przekaźnik przeciążeniowy?
Monitoruje on prąd silnika i otwiera styk sterowniczy w przypadku przeciążenia silnika. Powoduje to odłączenie zasilania cewki stycznika i zatrzymanie silnika.
Czy termiczny przekaźnik przeciążeniowy chroni przed zwarciem?
Nie. Termiczny przekaźnik przeciążeniowy nie jest urządzeniem zabezpieczającym przed zwarciem. Do ochrony przeciwzwarciowej należy użyć odpowiedniego bezpiecznika, wyłącznika lub wyłącznika silnikowego (MPCB).
Jaka jest funkcja styku przekaźnika przeciążeniowego?
Styk przekaźnika przeciążeniowego zmienia swój stan w momencie zadziałania przekaźnika. Styk normalnie zamknięty (NC) jest zazwyczaj używany do otwarcia obwodu cewki stycznika, natomiast styk normalnie otwarty (NO) może być wykorzystany do sygnalizacji alarmowej lub sterownika PLC.
Czym jest przekaźnik termiczny?
Przekaźnik termiczny to inna powszechnie stosowana nazwa termicznego przekaźnika przeciążeniowego. W układach sterowania silnikami oznacza to zazwyczaj urządzenie, które wyzwala pod wpływem ciepła wytwarzanego przez długotrwały przepływ prądu.
Czym jest zabezpieczenie przeciążeniowe termiczne?
Zabezpieczenie przeciążeniowe termiczne zapobiega zbyt długiej pracy silników lub urządzeń przy nadmiernym natężeniu prądu. Posiada ono charakterystykę zwłoczną, ponieważ uszkodzenia termiczne zależą zarówno od natężenia prądu, jak i czasu jego przepływu.
Czym jest przekaźnik przeciążeniowy z topikowym elementem termicznym?
Jest to przekaźnik przeciążeniowy wykorzystujący skalibrowany mechanizm stopowy, który zmienia swój stan pod wpływem ciepła wytworzonego przez prąd przeciążeniowy. To działanie termiczne powoduje wyzwolenie przekaźnika.
Co chronią przekaźniki przeciążeniowe termiczne w obwodzie silnika?
Chronią one głównie silnik przed przegrzaniem spowodowanym długotrwałym prądem przeciążeniowym. Nie zastępują one zabezpieczeń zwarciowych, doziemnych ani różnicowoprądowych.
Czy wbudowane urządzenia ochrony silnika są montowane wewnątrz silnika?
Tak. Wbudowane urządzenia ochrony silnika, takie jak czujniki termiczne lub zabezpieczenia, są montowane wewnątrz silnika. Ich sposób resetowania zależy od konstrukcji urządzenia, dlatego nie należy zakładać, że każdy silnik resetuje się w ten sam sposób.
Powiązane zasoby VIOX
Wnioski
Przekaźnik przeciążeniowy termiczny jest podstawowym urządzeniem zabezpieczającym silnik. Monitoruje on długotrwały prąd przeciążeniowy, wyzwala z opóźnieniem czasowym odzwierciedlającym nagrzewanie się silnika i otwiera obwód sterowania stycznika w celu zatrzymania silnika.
W celu prawidłowego doboru należy dopasować przekaźnik do prądu pełnego obciążenia silnika, klasy wyzwalania, wielkości stycznika, trybu resetowania, wymagań dotyczących zaniku fazy, styków pomocniczych oraz zabezpieczenia zwarciowego zainstalowanego przed przekaźnikiem. Najlepszy projekt układu rozruchowego silnika traktuje przekaźnik przeciążeniowy termiczny jako element skoordynowanego systemu ochrony, a nie jako samodzielne rozwiązanie każdego rodzaju awarii silnika.
