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热继电器

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热继电器是由流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定距离时,就推动连杆动作,使控制电路断开,从而使接触器失电,主电路断开,实现电动机的过载保护。热继电器主要用来对异步电动机进行过载保护,作为电动机的过载保护元件,以其体积小,结构简单、成本低等优点在生产中

说明

热继电器是由流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定距离时,就推动连杆动作,使控制电路断开,从而使接触器失电,主电路断开,实现电动机的过载保护。热继电器作为电动机的过载保护元件,以其体积小,结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。

技术参数

额定电压:热继电器能够正常工作的最高的电压值,一般为交流220V,380V,600V。

额定电流:热继电器的额定电流主要是指通过热继电器的电流。

额定频率:一般而言,其额定频率按照45~62HZ设计。

整定电流范围:整定电流的范围有本身的特性来决定。它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成反比。

作用

主要用来对异步电动机进行过载保护,他的工作原理是过载电流通过热元件后,使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作,从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车,起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯曲过程中,热量的传递需要较长的时间,因此,热继电器不能用作短路保护,而只能用作过载保护热继电器的过载保护。符号为FR。

选择方法

热继电器

热继电器主要用于保护电动机的过载,因此选用时必须了解电动机的情况,如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。

1、原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性,或者在电动机的过载特性之下,同时在电动机短时过载和启动的瞬间,热继电器应不受影响(不动作)。

2、当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时,一般按电动机的额定电流来选用。例如,热继电器的整定值可等于0.95~1.05倍的电动机的额定电流,或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流,然后进行调整。

3、当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时,热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多,就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。

4、对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机,不宜采用热继电器作为过载保护装置,而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

组成结构

它由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝,串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。图中所示的双金属片,下层一片的热膨胀系数大,上层的小。当电动机过载时,通过发热元件的电流超过整定电流,双金属片受热向上弯曲脱离扣板,使常闭触点断开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的,它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电,从而接触器主触点断开,电动机的主电路断电,实现了过载保护。

热继电器动作后,双金属片经过一段时间冷却,按下复位按钮即可复位。

热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器。

电动机在实际运行中,如拖动生产机械进行工作过程中,若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载,则电动机转速下降、绕组中的电流将增大,使电动机的绕组温度升高。若过载电流不大且过载的时间较短,电动机绕组不超过允许温升,这种过载是允许的。但若过载时间长,过载电流大,电动机绕组的温升就会超过允许值,使电动机绕组老化,缩短电动机的使用寿命,严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以,这种过载是电动机不能承受的。热继电器就是利用电流的热效应原理,在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路,为电动机提供过载保护的保护电器。

热继电器

使用热继电器对电动机进行过载保护时,将热元件与电动机的定子绕组串联,将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中,并调节整定电流调节旋钮,使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。当电动机正常工作时,通过热元件的电流即为电动机的额定电流,热元件发热,双金属片受热后弯曲,使推杆刚好与人字形拨杆接触,而又不能推动人字形拨杆。常闭触头处于闭合状态,交流接触器保持吸合,电动机正常运行。

若电动机出现过载情况,绕组中电流增大,通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高,弯曲程度加大,推动人字形拨杆,人字形拨杆推动常闭触头,使触头断开而断开交流接触器线圈电路,使接触器释放、切断电动机的电源,电动机停车而得到保护。

热继电器其它部分的作用如下:人字形拨杆的左臂也用双金属片制成,当环境温度发生变化时,主电路中的双金属片会产生一定的变形弯曲,这时人字形拨杆的左臂也会发生同方向的变形弯曲,从而使人字形拨杆与推杆之间的距离基本保持不变,保证热继电器动作的准确性。这种作用称温度补偿作用。

螺钉8是常闭触头复位方式调节螺钉。当螺钉位置靠左时,电动机过载后,常闭触头断开,电动机停车后,热继电器双金属片冷却复位。常闭触头的动触头在弹簧的作用下会自动复位。此时热继电器为自动复位状态。将螺钉逆时针旋转向右调到一定位置时,若这时电动机过载,热继电器的常闭触头断开。其动触头将摆到右侧一新的平衡位置。电动机断电停车后,动触头不能复位。必须按动复位按钮后动触头方能复位。此时热继电器为手动复位状态。若电动机过载是故障性的,为了避免再次轻易地起动电动机,热继电器宜采用手动复位方式。若要将热继电器由手动复位方式调至自动复位方式,只需将复位调节螺钉顺时针旋进至适当位置即可。[1]

有些型号的热继电器还具有断相保护功能。

热继电器的断相保护功能是由内、外推杆组成的差动放大机构提供的。当电动机正常工作时,通过热继电器热元件的电流正常,内外两推杆均向前移至适当位置。当出现电源一相断线而造成缺相时,该相电流为零,该相的双金属片冷却复位,使内推杆向右移动,另两相的双金属片因电流增大而弯曲程度增大,使外推杆更向左移动,由于差动放大作用,在出现断相故障后很短的时间内就推动常闭触头使其断开,使交流接触器释放,电动机断电停车而得到保护。

热继电器热继器安装的方向、使用环境和所用连接线都会影响动作性能,安装时应引起注意。

(1)热继电器的安装方向

热继电器的安装方向很容易被人忽视。热继电器是电流通过发热元件发热,推动双金属片动作。热量的传递有对流、辐射和传导三种方式。其中对流具有方向性,热量自下向上传输。在安放时,如果发热元件在双金属片的下方,双金属片就热得快,动作时间短;如果发热元件在双金属片的旁边,双金属片热得较慢,热继电器的动作时间长。当热继电器与其它电器装在一起时,应装在电器下方且远离其它电器50mm以上,以免受其它电器发热的影响。热继电器的安装方向应按产品说明书的规定进行,以确保热继电器在使用时的动作性能相一致。

(2)使用环境

主要指环境温度,它对热继电器动作的快慢影响较大。热继电器周围介质的温度,应和电动机周围介质的温度相同,否则会破坏已调整好的配合情况。例如,当电动机安装在高温处、而热继电器安装在温度较低处时,热继电器的动作将会滞后(或动作电流大);反之,其动作将会提前(或动作电流小)。

对没有温度补偿的热继电器,应在热继电器和电动机两者环境温度差异不大的地方使用。对有温度补偿的热继电器,可用于热继电器与电动机两者环境温度有一定差异的地方,但应尽可能减少因环境温度变化带来的影响。

(3)连接线

热继电器的连接线除导电外,还起导热作用。如果连接线太细,则连接线产生的热量会传到双金属片,加上发热元件沿导线向外散热少,从而缩短了热继电器的脱扣动作时间;反之,如果采用的连接线过粗,则会延长热继电器的脱扣动作时间。所以连接导线截面不可太细或太粗,应尽量采用说明书规定的或相近的截面积。[2]

热继电器热继电器的主要技术数据是整定电流。整定电流是指长期通过发热元件而不致使热继电器动作的最大电流。当发热元件中通过的电流超过整定电流值的20%时,热继电器应在20分钟内动作。热继电器的整定电流大小可通过整定电流旋钮来改变。选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致。

由于热继电器是受热而动作的,热惯性较大,因而即使通过发热元件的电流短时间内超过整定电流几倍,热继电器也不会立即动作。只有这样,在电动机起动时热继电器才不会因起动电流大而动作,否则电动机将无法起动。反之,如果电流超过整定电流不多,但时间一长也会动作。由此可见,热继电器与熔断器的作用是不同的,热继电器只能作过载保护而不能作短路保护,而熔断器则只能作短路保护而不能作过载保护。在一个较完善的控制电路中,特别是容量较大的电动机中,这两种保护都应具备。

1、热继电器动作后复位要一定的时间,自动复位时间应在5分钟内完成,手动复位要在2分钟后才能按下复位按钮。

热继电器

2、当发生短路故障后,要检查热元件和双金属片是否变形,如有不正常情况,应及时调整,但不能将元件拆下,也不能弯折双金属片。

3、使用中的热继电器每周应检查一次,具体内容是:热继电器有无过热、异味及放电现象,各部件螺丝有无松动,脱落及解除不良,表面有无破损及清洁与否。

4、使用中的热继电器每年应检修一次,具体内容是:清扫卫生,查修零部件,测试绝缘电阻应大于1兆欧,通电校验。经校验过的热继电器,除了接线螺钉之外,其它螺钉不要随便行动。

5、更换热继电器时,新安装的热继电器必须符合原来的规格与要求。[3]