Тепловое реле
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ
Тепловым называют реле, реагирующее на изменение температуры (термореле). Действие термореле основано на расширении металла при его нагревании.
Широкое распространение получили биметаллические тепловые реле. Рабочая часть такого реле представляет собой биметаллическую пластину, состоящую из двух металлов с разными температурными коэффициентами линейного расширения. Материалы для пластинок выбирают так, чтобы они имели возможно большую разность коэффициентов расширения, например медь - сталь, сталь - никель, инвар - латунь.
Рис. 1.
Для защиты электрических двигателей при токовых перегрузках применяют тепловое максимальное реле (рис. 1). Электроподогреватель 1 теплового реле является воспринимающей частью. Биметаллическая пластинка 2 используется как промежуточная часть, а исполнительной частью служат контакты 7. Подогреватель включается последовательно в цепь двигателя, а контакты - в цепь электромагнита пускателя, производящего пуск двигателя.
При нормальной нагрузке биметаллическая пластинка изогнута. При этом рычаг 3 верхним плечом упирается в пластинку 2, а нижнее его плечо замыкает контакты 7 реле.
Когда ток в подогревателе превышает допустимую величину, биметаллическая пластинка 2 изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения, т. е. вверх. Тогда верхнее плечо рычага 3 под действием пружины 5 поворачивается на оси 4 влево, нижнее плечо - вправо, а контакты реле размыкают цепь, в которую они включены.
Для приведения реле в рабочее положение нажимают кнопку при этом отросток 6 рычага 3 идет влево, а его верхнее плечо отходит вправо и устанавливается так, как показано на рис. 1, а.
На рис. 1 изображено температурно-токовое реле типа ТТ-1 предназначенное для защиты от перегревов обмоток асинхронных однофазных короткозамкнутых электродвигателей мощностью до 600 вт, напряжением 127 и 220 в.
Реле имеет биметаллический элемент, который при нагреве для определенной температуры скачкообразно меняет направление свое-го выгиба, а при охлаждении также скачкообразно возвращается в исходное положение.
Реле монтируется непосредственно на двигателе. Его контакты включаются в цепь питания двигателя. В эту же цепь последовательно включается нихромовый нагреватель.
При перегрузке двигателя, под влиянием нагрева нихромового нагревателя током, протекающим по обмоткам двигателя, биметаллический элемент реле срабатывает и отключает цепь двигателя.
Температура срабатывания биметаллического элемента реле примерно 120. Температура возврата около 80. Вес реле не более 12 г.
Такими тепловыми реле снабжаются магнитные пускатели, масляные манометры, термометры системы охлаждения автомобилей и многие другие устройств. Наиболее распространенные типы тепловых реле - ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.
Принцип действия тепловых реле
Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надежная и длительная эксплуатация оборудования. Эта зависимость представлена на рисунке 2 (кривая 1)
Рис. 2
При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима. Кривая 1 на рисунке устанавливается исходя из требуемой продолжительности жизни оборудования. Чем короче его жизнь, тем большие перегрузки допустимы. Время-токовые характеристики теплового реле и защищаемого объекта При идеальной защите объекта зависимость tср (I) для теплового реле должна идти немного ни-же кривой для объекта.
Для защиты от перегрузок, наиболее широкое распространение получили тепловые реле с биметаллической пластиной.
Биметаллическая пластина теплового реле состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения, другая - меньший. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены либо за счет проката в горячем состоянии, либо за счет сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдет изгиб пластины в сторону материала с меньшим. Именно это явление используется в тепловых реле.
Широкое распространение в тепловых реле получили материалы инвар (малое значение ) и немагнитная или хромоникелевая сталь (большое значение a).
Нагрев биметаллического элемента теплового реле может производиться за счет тепла, выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого током, проходящим через биметалл, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, также обтекаемым током нагрузки.
Прогибаясь, биметаллическая пластина своим свободным концом воздействует на контактную систему теплового реле.
Время-токовые характеристики теплового реле
Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (времятоковая характеристика). В общем случае до начала перегрузки через