Расчет теплового реле по мощности двигателя

Тепловое реле выполняет функцию защиты от затяжных перегрузок, их работа похожа на работу теплового разъединителя в автоматических выключателей.

В зависимости от величины перегрузки (отклонению от номинального режима – I/Iн) оно срабатывает через соответствующий промежуток времени, который можно вычислить по время-токовой характеристике теплового реле.

Давайте подробно рассмотрим, что такое тепловое реле и как его правильно выбрать.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Назначение и принцип работы

При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле.

Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.

Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.

Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка.

Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.

Время, через которое сработает реле, определяется по время-токовой характеристики конкретного реле, в общем виде она выглядит так:

Расчет теплового реле по мощности двигателя

По вертикальной оси расположено время в секундах, через которое контакты разорвут цепь, а по горизонтальной – во сколько раз фактический ток превышает номинальный.

Здесь мы видим, что при номинальном токе реле время работы реле стремится к бесконечности, при перегрузке уже в 1.

2 раза оно разомкнется примерно за 5000 секунд, при перегрузке по току в 2 раза – за 500 секунд, при перегрузке в 5-8 раз реле сработает за 10 секунд.

Такая защита исключает постоянные отключения двигателя при кратковременных перегрузках и рывках, но спасают оборудование при длительном выходе за пределы допустимых режимов.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Принцип работы

В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.

Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.

Когда ток протекает через нагревательный элемент (1), его температура растёт, когда ток достигает установленного тока перегрузки биметаллическая пластина(2) деформируется.

Толкатель (10) перемещается вправо и толкает пластину температурного компенсатора (3). Когда ток перегрузки достигнут, она выгибается вправо и выводит из зацепления защелку (7).

Штанга расцепителя (6) поднимается вверх и контакты (8) размыкаются.

Виды тепловых реле

Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.

РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию.

Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.

Красная кнопка «test» нужна для пробного отключения реле, и проверки возможности размыкания контактов.

Такой способ подключения позволяет экономить место на дин рейке.

Схема подключения

Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем.

Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:

На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН.

Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2.

Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт. Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ.

На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

  • NO – нормально-открытый – на индикацию;
  • NC – нормально-закрытый – на пускатель.

Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1.94А. Полная информация содержится на его шильдике, который вы видите на фото ниже.

Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть:

Iреле=IН*1.2…1.3

Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Iреле=1.94*1.3=2.522

Читайте также:  Как снять статор на болгарке

Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:

  • РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;
  • РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;
  • РТИ-1307, токовый диапазон 1,6…2,5 А;
  • РТИ-1308, токовый диапазон 2,5…4 А;
  • ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).
  • Методы регулировки реле
  • Шаг первый – определить уставку теплового реле:
  • N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ
  • где Iн — номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ — номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с — коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).
  • Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:
  • N2 = (T – 30)/10
  • где Т — температура окружающей среды, °С.
  • Шаг третий:
  • N = N1 + N2
  • Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.

Проверка

Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:

1. Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.

2. Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.

3. Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,

4. Проверить, не согнуты ли нагреватели.

5. Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.

6. Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить уставку в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.

7. После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.

Схема проверочного стенда:

Краткое резюме

Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель.

Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.

Алексей Бартош

Как выбрать тепловое реле для двигателя по мощности и току

Продолжительная работа механизма на максимуме вызывает перегрев обмоток и порчу изоляции, в результате чего происходит межвитковое замыкание, перерастающее в обширное выгорание полюсов двигателя и дорогостоящий ремонт.

Чтобы этого не происходило, в цепь питания устанавливается реле, которое называют тепловым или «теплушкой». По цепи питания данный аппарат контролирует величину тока и при длительном отклонении от номинала установки, размыкает контакты, лишая питания цепь управления, размыкая пусковое устройство.

В этой статье мы расскажем, как выбрать тепловое реле для двигателя по мощности и току.

Методика выбора

Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон уставки аппарата.

Правилами технической эксплуатации ПУЭ оговорен этот момент и допускается устанавливать до 125% от номинального тока во взрывобезопасных помещениях, и 100%, т.е. не выше номинала двигателя во взрывоопасных.

Как узнать In? Эту величину можно посмотреть в паспорте электродвигателя, табличке на корпусе.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Как видно на табличке (для увеличения нажмите на картинку) указаны два номинала 4.9А/2.8А для 220В и 380В. Согласно нашей схеме включения нужно выбрать ампераж, ориентируясь на напряжение, и по таблице подобрать реле для защиты электродвигателя с нужным диапазоном.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Для примера рассмотрим, как выбрать тепловую защиту для асинхронного двигателя АИР 80 мощностью 1.1 кВт, подключенного к трехфазной сети 380 вольт. В этом случае наш In будет 2.8А, а допустимый максимальный ток «теплушки» 3.5А (125% от In). Согласно каталогу нам подходит РТЛ 1008-2 с регулируемым диапазоном 2.5 до 4 А.

Что делать, если паспортные данные не известны?

Для этого случая рекомендуем использовать токовые клещи или мультиметр С266, конструкция которого также включает токоизмерительные клещи. С помощью данных приборов нужно определить ток мотора в работе, измерив его на фазах.

В том случае, когда на таблице частично читаются данные, размещаем таблицу с паспортными данными асинхронных двигателей широко распространенных в народном хозяйстве (тип АИР). С помощью нее возможно определить In.

Расчет теплового реле по мощности двигателя

Кстати, недавно мы рассмотрели принцип действия и устройство тепловых реле, с чем настоятельно рекомендуем вам ознакомиться!

В зависимости от токовой нагрузки будет различаться и время срабатывания защиты, при 125% должно быть порядка 20 минут. В диаграмме ниже указана векторная кривая зависимости кратности тока от In и времени срабатывания.

  • Расчет теплового реле по мощности двигателя
  • Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, прочитав нашу статью, вам стало понятно, как выбрать тепловое реле для двигателя по номинальному току, а также мощности самого электродвигателя. Как вы видите, условия выбора аппарата не сложные, т.к. можно без формул и сложных вычислений подобрать подходящий номинал, используя таблицу!

Как выбрать тепловое реле для двигателя по мощности и току
Расчет теплового реле по мощности двигателя
Reviewed by Руслан on
марта 03, 2021

Rating: 5

Расчет теплового реле для электродвигателя

При длительной работе электрический двигатель имеет тенденцию перегреваться. Слишком большая мощность, проходящая по цепи, повышает температуру устройства. В результате обмотки перегреваются, а изоляция портится.

Это приводит к замыканию между витками, которое провоцирует выгорание полюсов мотора.

Даже возникновение одной из перечисленных проблем влечет за собой сбой в работе механизма и обязательный ремонт, который существенно ударит по бюджету.

Чтобы этого избежать, в цепь питания устанавливают тепловое реле для защиты. Оно “считывает” номинал тока, проходящий по цепи, и если он длительное время превышает норму – размыкает контакты. Прекращается подача тока, а электрический мотор останавливает работу. Но чтобы реле работало правильно, необходимо учитывать несколько особенностей.

Главное о конструкции.

Существуют разные виды реле, но основные элементы у них одинаковы. Главное – биметаллическая пластина, которая запускает работу механизма. Это самый чувствительный элемент в конструкции.

В зависимости от температурных показателей, в которых находится прибор, меняется время срабатывания. Если температура растет, оно уменьшается. Это небольшая, но важная погрешность.

Поэтому при выборе отдавайте предпочтение пластинам с большой температурой.

Сама биметаллическая деталь крепко зафиксирована на оси реле. Для регуляции значения тока используют шунты, которые закрепляются в корпусе. Иногда внутри реле можно найти нихромовые нагреватели. Их придется подключать отдельно, по одной из схем: параллельной или последовательной.

Также в комплект включена пружина цилиндрической формы, которая одним концом касается пластины, а другим прикреплена к изоляционной колодке. Если ток перегрузки превышает уставной или равен ему длительное время, колодка поворачивается (под воздействием биметалла), разрывая контакт.

Основные обозначения.

Прежде чем решать, какой вид защиты подойдет, нужно узнать расшифровку маркировки прибора. На корпусе и в паспорте устройства указан:

1. Рабочий ток. Реле срабатывает, когда напряжение доходит до этого значения.

2. Номинал тока для биметаллической пластины. Это то значение, при превышении которого устройство не отключится сразу же.

3. Время-токовые характеристики. Время срабатывания устройства в зависимости от величины напряжения.

4. Токовый диапазон. Он определяет, при каких параметрах реле работает.

5. Крайние токовые уставки.

В паспорте указывают и дополнительные сведения, например, данные для монтажа или способности работы прибора при наличии опасных веществ.

Методика выбора.

Каждый электрический двигатель имеет свой диапазон мощности, в зависимости от этого и нужно выбирать реле. Ориентируемся на номинал тока, который обозначается символом In. Он написан на корпусе устройства и в инструкции.

Обычно указывают две цифры, первую для сети мощностью 220 вольт, а вторую для 380 вольт. Далее анализируем характеристики прибора и реле, сравниваем их.

При рассмотрении время-токовых параметров учитывайте, что время срабатывания их холодного и перегретого состояния будет разным.

Читайте также:  Метровая и дециметровая антенна отличие

Читать еще:  Расчет тока трехфазного двигателя

Обычно перед покупкой просматривают специальную таблицу, в которой приведены технические характеристики реле различных видов. Так легче подобрать оптимальный вариант.

И у мотора, и у реле защиты есть специальная кривая, на которой изображена зависимость токопрохождения от величины тока. Для бесперебойной работы обоих устройств эта кривая должна быть разной.

У двигателя она должна находиться выше.

Главное правило: номинальный ток мотора = уставке тока срабатывания. То есть, чтобы механизм начал разрыв цепи, необходима перегрузка минимум в 20-30%.

Для этого ток несрабатывания реле должен хотя бы на 12% превышать номинал двигателя. Во всех таблицах с характеристиками реле данные приводятся в амперах.

Если данных нет в паспорте.

Бывают ситуации, когда номинальное напряжение устройства неизвестно. Паспорт может быть утерян, данные на корпусе смазаны. Обычно такое случается у тех, кто покупает с рук. Но положение можно исправить несколькими способами:

1. Использовать специальное оборудование, которое автоматически определяет время-токовые показатели (токовые клещи и мультиметр). Анализируют каждую фазу.

2. Если известна хотя бы часть данных, можно найти в Интернете полную информацию. На сайтах производителей часто предлагаются таблицы с характеристиками выпускаемых марок.

Возвращаясь к подбору тепловых реле стоит упомянуть, что важную роль играет страна производства. Европейские аппараты стандартно считаются качественными, но не всегда приспособлены для функционирования в наших условиях. Многие отечественные производители придерживаются мировых стандартов и при этом учитывают особенности местного климата и самих приборов.

Кроме того, легче прочитать инструкцию на родном языке, чем мучиться с переводом. Хотя схема подключения реле стандартная, с небольшими нюансами в зависимости от вида устройства. Что касается китайских производителей, то многие из них, например компания CHINT, ориентируются на российского потребителя. При этом качество соответствует европейским брендам.

Выбор теплового реле

Реле предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от не симметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле с диапазоном тока от 0.1 до 86 А.

Реле РТЛ могут устанавливаться как непосредственно на пускатели ПМЛ, так и отдельно от пускателей (в последнем случае они должны быть снабжены клеммниками КРЛ). Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммники КРЛ которые имеют степень защиты ІР20 и могут устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контактов равен 10 А.

Выбор теплового реле осуществляется по следующим условиям:

Читать еще:  Как установить электросчетчик в гаражеРасчет теплового реле по мощности двигателя

Произведем расчет для теплового реле (КК1).

Расчет теплового реле по мощности двигателя
Расчет теплового реле по мощности двигателя

Выбираем тепловое реле типа

Произведем расчет для теплового реле (КК2).

Расчет теплового реле по мощности двигателя
Расчет теплового реле по мощности двигателя

  • Выбираем тепловое реле типа

РТЛ101604. Произведем расчет для теплового реле (КК3).

  1. Выбираем тепловое реле типа РТЛ101004
  2. 6 Расчёт и выбор проводов кабелей

Выбор проводов и кабелей зависит: от условий окружающей среды, от подключаемых ими электроприемников, для подключения цепей управления будем использовать провода, а для силовых цепей кабели. Провода и кабели выбираются по длительно допустимому току нагрева , длительно допустимому току нагрева с учетом коэффициента защитного аппарата.

  • (6,1)
  • (6,2)
  • где, Iдлит.доп – длительно допустимый ток для проводов и кабелей
  • Iрасч .– длительный расчётный ток линии;
  • – кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата (автоматического выключателя Kз=1, предохранителя Kз=0,33);
  • Выберем провод для питания электродвигателя (М1).

Рабочий ток цепи равен I=79.62 А.

Из условия выбора провода следует:

Выбираем 4 провод ПВ 1×2.5 мм 2 .

Выберем провод для питания электродвигателя (М2).

Рабочий ток цепи равен I=79.6 А.

Из условия выбора провода следует:

Выбираем 4 провода ПВ 1×2.5 мм 2 .

Выберем провод для питания электродвигателя (М3).

Рабочий ток цепи равен I=7.14 А.

Из условия выбора провода следует:

Выбираем 4 провод ПВ 1×0.5 мм 2 .

Выберем провод для питания цепи освещения (ЦО).

Рабочий ток цепи равен I=1.7А.

Из условия выбора провода следует:

Выбираем кабель ПВ 1×0.5 мм 2 .

Выберем провод для питания цепи торможения(ЦТ).

Рабочий ток цепи равен I=1.39 А.

  1. Из условия выбора провода следует:
  2. Выбираем провод ПВ 1×1,5 мм 2
  3. Выберем провод для питания цепи управления (ЦУ).

Рабочий ток цепи равен I=0.47 А.

  • Из условия выбора провод следует:
  • Выбираем провод ПВ 1×0.5 мм 2

Выбор установок теплового реле

Тепловое реле обеспечивает защиту двигателей от перегрузки. Тепловое реле выбирают так, чтобы максимальный ток продолжительного режима с данным тепловым элементом был не меньше номинального тока защищаемого электродвигателя, а ток уставки реле был равен допустимому току перегрузки или несколько больше длительного тока защищаемого двигателя (в пределах 5%). Время срабатывания реле должно быть не менее времени, необходимого для пуска электродвигателя. Номинальный ток нагревательного и комбинированного элемента Iном.нагр. теплового реле или комбинированного расцепителя выбирается из условия , Ток уставки (срабатывания) максимально-токовых реле Iуст: для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

  • , (4.10)
  • где Iном — номинальный ток защищаемого двигателя.
  • при Iном= 22 А
  • Iуст.=22•1,3=28,6А
  • По данным расчетов выбираем тепловое реле ТРТ-135 с током уставки 35 А.

Аналогично производим расчет и выбор остальных уставок тепловых реле и данные заносим в таблицу 4.5 [6, c. 125].

  1. Для двигателя М2:
  2. при Iном=4,4А
  3. Iуст.=4,4•1,3=5,72А
  4. По данным расчетов выбираем тепловое реле ТРТ-115 с током уставки 6 А.
  5. Для двигателя М3:
  6. при Iном=1,7А
  7. Iуст.=1,7•1,3=2,21А
  8. По данным расчетов выбираем тепловое реле ТРТ-115 с током уставки 6 А.
  9. Таблица 4.5 — Данные выбранных тепловых реле
Тип Ток уставки, А Номинальный ток реле, А
ТРТ-135 35 35
ТРТ-10 6 7
ТРТ-10 6 7

Выбор трансформатора, питающего цепь управления переменного тока, производится по двум условиям:

1. Мощность трансформатора Sтp., В·А, должна быть не меньше суммарной мощности, потребляемой максимальным числом одновременно

2. включенных аппаратов в длительном режиме работы

  • (4.11)
  • где n — максимальное число одновременно включенных аппаратов:
  • Shom.i — номинальная мощность катушки i — аппарата, В·А;
  • 2. Падение напряжения в трансформаторе во всех режимах работы не должно превышать допустимой величины, для чего должно выполняться условие
  1. (4.12)
  2. где ?k — напряжение короткого замыкания, %;
  3. ДU — падение напряжения в трансформаторе, %;
  4. cosцпуск — коэффициент мощности катушки аппарата при включении;
  5. m — число одновременно включаемых аппаратов;
  6. Sпycк i — мощность, потребляемая катушкой i аппарата при включении, В•А;
  7. cosцном — коэффициент мощности работающего аппарата;
  8. k — число включенных аппаратов.

Приняв для трансформаторов ОСМ ?k ? 5%, ДU ? 5%;

Для катушек аппаратов cosцпуск = 0,7; cosцном = 0,3 получаем

(4.12)

Так как трансформатор имеет две вторичные обмотки, то рассчитываем мощность каждой вторичной обмотки, а мощность трансформатора Sтp., В·А, определяется

где S21, S22 — мощность соответствующей вторичной обмотки трансформатора, В·А

Рассчитываем мощность вторичной обмотки (управления) трансформатора:

Рассчитываем мощность второй вторичной обмотки (цепь освещения) трансформатора:

Определяем полную мощность трансформатора

Sтр?1066+107,1=1173,1 В•А

Выбираем трансформатор ОСМ1-1,6М со следующими параметрами: Sтp=1600 В•А, ?k ? 5%, ДU ? 5%.

Выбранный трансформатор должен удовлетворять следующим условиям

  • где Shom.тр — номинальная мощность выбранного трансформатора, В·А;
  • Shom21, Shom22 — номинальная мощность вторичных обмоток трансформатора, В·А;
  • Uhom21, Uhom22 — номинальное напряжение вторичных обмоток трансформатора, В;
  • U21, U22 — требуемое напряжение вторичных обмоток трансформатора, В.
Читайте также:  Резцы для токарного станка по дереву фото

Данные соответствуют требуемым условиям, следовательно оставляем выбранный трансформатор.

  Расчет теплового реле по мощности двигателя

Как подобрать тепловое реле для защиты электродвигателя?

При длительной работе электрический двигатель имеет тенденцию перегреваться. Слишком большая мощность, проходящая по цепи, повышает температуру устройства. В результате обмотки перегреваются, а изоляция портится.

Это приводит к замыканию между витками, которое провоцирует выгорание полюсов мотора.

Даже возникновение одной из перечисленных проблем влечет за собой сбой в работе механизма и обязательный ремонт, который существенно ударит по бюджету.

Чтобы этого избежать, в цепь питания устанавливают тепловое реле для защиты. Оно «считывает» номинал тока, проходящий по цепи, и если он длительное время превышает норму – размыкает контакты. Прекращается подача тока, а электрический мотор останавливает работу. Но чтобы реле работало правильно, необходимо учитывать несколько особенностей.

Главное о конструкции.

Существуют разные виды реле, но основные элементы у них одинаковы. Главное – биметаллическая пластина, которая запускает работу механизма. Это самый чувствительный элемент в конструкции.

В зависимости от температурных показателей, в которых находится прибор, меняется время срабатывания. Если температура растет, оно уменьшается. Это небольшая, но важная погрешность.

Поэтому при выборе отдавайте предпочтение пластинам с большой температурой.

Сама биметаллическая деталь крепко зафиксирована на оси реле. Для регуляции значения тока используют шунты, которые закрепляются в корпусе. Иногда внутри реле можно найти нихромовые нагреватели. Их придется подключать отдельно, по одной из схем: параллельной или последовательной.

Также в комплект включена пружина цилиндрической формы, которая одним концом касается пластины, а другим прикреплена к изоляционной колодке. Если ток перегрузки превышает уставной или равен ему длительное время, колодка поворачивается (под воздействием биметалла), разрывая контакт.

Основные обозначения.

Прежде чем решать, какой вид защиты подойдет, нужно узнать расшифровку маркировки прибора. На корпусе и в паспорте устройства указан:

1. Рабочий ток. Реле срабатывает, когда напряжение доходит до этого значения.

2. Номинал тока для биметаллической пластины. Это то значение, при превышении которого устройство не отключится сразу же.

3. Время-токовые характеристики. Время срабатывания устройства в зависимости от величины напряжения.

4. Токовый диапазон. Он определяет, при каких параметрах реле работает.

5. Крайние токовые уставки.

В паспорте указывают и дополнительные сведения, например, данные для монтажа или способности работы прибора при наличии опасных веществ.

Методика выбора.

Каждый электрический двигатель имеет свой диапазон мощности, в зависимости от этого и нужно выбирать реле. Ориентируемся на номинал тока, который обозначается символом In. Он написан на корпусе устройства и в инструкции.

Обычно указывают две цифры, первую для сети мощностью 220 вольт, а вторую для 380 вольт. Далее анализируем характеристики прибора и реле, сравниваем их.

При рассмотрении время-токовых параметров учитывайте, что время срабатывания их холодного и перегретого состояния будет разным.

Обычно перед покупкой просматривают специальную таблицу, в которой приведены технические характеристики реле различных видов. Так легче подобрать оптимальный вариант.

И у мотора, и у реле защиты есть специальная кривая, на которой изображена зависимость токопрохождения от величины тока. Для бесперебойной работы обоих устройств эта кривая должна быть разной.

У двигателя она должна находиться выше.

Главное правило: номинальный ток мотора = уставке тока срабатывания. То есть, чтобы механизм начал разрыв цепи, необходима перегрузка минимум в 20-30%.

Для этого ток несрабатывания реле должен хотя бы на 12% превышать номинал двигателя. Во всех таблицах с характеристиками реле данные приводятся в амперах.

Если данных нет в паспорте.

Бывают ситуации, когда номинальное напряжение устройства неизвестно. Паспорт может быть утерян, данные на корпусе смазаны. Обычно такое случается у тех, кто покупает с рук. Но положение можно исправить несколькими способами:

1. Использовать специальное оборудование, которое автоматически определяет время-токовые показатели (токовые клещи и мультиметр). Анализируют каждую фазу.

2. Если известна хотя бы часть данных, можно найти в Интернете полную информацию. На сайтах производителей часто предлагаются таблицы с характеристиками выпускаемых марок.

Возвращаясь к подбору тепловых реле стоит упомянуть, что важную роль играет страна производства. Европейские аппараты стандартно считаются качественными, но не всегда приспособлены для функционирования в наших условиях. Многие отечественные производители придерживаются мировых стандартов и при этом учитывают особенности местного климата и самих приборов.

Кроме того, легче прочитать инструкцию на родном языке, чем мучиться с переводом. Хотя схема подключения реле стандартная, с небольшими нюансами в зависимости от вида устройства. Что касается китайских производителей, то многие из них, например компания CHINT, ориентируются на российского потребителя. При этом качество соответствует европейским брендам.

Пример правильного расчета уставки теплового реле на примере насоса Grundfos

Задаете вопрос, почему сработало тепловое реле? Сначала необходимо узнать ток полной нагрузки электродвигателя и скорее всего у Вас неправильно выставлена уставка номинального тока теплового расцепителя!

Ток полной нагрузки при заданном напряжении, указывается на паспортной табличке, он является нормативным для настройки реле перегрузки. Из-за переменного напряжения во всем мире электродвигатели  предназначены для использования как с частотой 50 Гц, так и с частотой 60 Гц в широком диапазоне напряжений.

Поэтому диапазон тока указан на паспортной табличке электродвигателя. Точную допустимую нагрузку по току можно рассчитать, зная напряжение.

 

Ну а теперь перейдем к расчету правильной уставки теплового реле!

  • Вводные данные для расчета берем из таблички на электродвигателе. 
  • f = 60 Гц
  • U = 220-277 ∆ / 380-480 Y В
  • Формула рассчета номинального тока (ток полной нагрузки) In = 5,70 — 5,00 / 3,30 — 2,90 А
  • Представим, что:
  • Ua = фактическое напряжение 254 ∆ / 440 Y В (фактическое напряжение)
  • Umin = 220 ∆ / 380 Y В (минимальные значения в диапазоне напряжений)
  • Umax = 277 ∆ / 480 Y V (Максимальные значения в диапазоне напряжений)

Соотношение напряжений определяется следующими уравнениями:

  • Для схемы подключения треугольник UΔ = (UA — Umin) / (Umax — Umin),что в данном случае: UΔ = (254 — 220) / (227 — 220) = 0,6
  • Для схемы подключения звезда UY = (UA — Umin) / (Umax — Umin), что в данном случае: UY = (440-380) / (480-380) = 0,6

И так мы получаем, что  UΔ = UY

Теперь рассчитаем минимальные и максимальные ток полной нагрузки (I)

  • Imin = 570 / 3,30 А (Текущие значения для схемы треугольник и звезда при минимальном напряжении)
  • Imax = 500 / 2,90 А (Текущие значения для схемы треугольник и звезда при максимальных напряжениях)

Теперь рассчитаем фактический ток полной нагрузки нашего насоса (I)

  • Ток для значений при схеме подключения треугольник: 5,70 + (5,00 — 5,70) × 0,6 = 5,28 = 5,30 A
  • Ток для значений при схеме подключения звезда: 3,30 + (2,90 — 3,30) × 0,6 = 3,06 = 3,10 А

Главное правило: тепловое реле перегрузки двигателя всегда настраивается на номинальный ток, указанный на паспортной табличке.

Однако если двигатели спроектированы с учетом эксплуатационного фактора, который затем указан на паспортной табличке, например. 1.15, установленный ток для реле перегрузки может быть увеличен на 15% по сравнению с током полной нагрузки или с коэффициентом эксплуатации в амперах , который обычно указывается на паспортной табличке. 

ВЫВОД: в нашем случае двигатель подключен по схеме звезда = 440 В 60 Гц, реле перегрузки должно быть установлено на 3,1 А.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector