電気モーターを備えた設備の耐久性と動作の信頼性は、さまざまな要因に依存します。ただし、電流の過負荷はモーターの寿命に大きく影響します。それらを防ぐために、彼らは電気機械の主要な作業体を保護するサーマルリレーを接続します。
最大許容電流インジケーターを超える緊急事態の発生を予測するデバイスの選択方法について説明します。私たちが提示した記事では、行動の原理が説明され、品種とその特徴が示されています。接続と適切なセットアップのヒントを示します。
なぜ保護装置が必要なのですか?
ドライブが正しく設計され、基本的な操作規則に違反せずに使用されたとしても、常に誤動作の可能性があります。
緊急時の動作モードには、単相および多相の故障、電気機器の熱過負荷、ローターの詰まり、ベアリングアセンブリの破壊、相の故障などがあります。
高負荷モードで動作している電気モーターは、大量の電力を消費します。また、定格電圧を通常超過すると、機器は集中的に加熱されます。
その結果、絶縁体がすぐに摩耗し、電気機械プラントの稼働寿命が大幅に短縮されます。このような状況を排除するために、熱保護リレーが電流回路に接続されています。彼らの主な機能は、消費者の通常の操作を保証することです。
それらは、絶縁の破壊または電気設備の特定の部分の損傷を防ぐために、特定の遅延で、場合によっては瞬時にモーターをオフにします。
電流リレーは、電気モーターを回転子のブレーキだけでなく、相の故障や技術的な過負荷から常に保護します。これらは緊急事態を引き起こす主な理由です。
絶縁抵抗の低下を防ぐために保護遮断装置を使用していますが、冷却違反を防ぐことが目的の場合は、熱保護機能を内蔵した特殊装置を接続します。
TRの装置と動作原理
構造的には、標準の電熱リレーは、敏感なバイメタルプレート、加熱コイル、レバースプリングシステム、および電気接点で構成される小さな装置です。
バイメタルプレートは、通常、インバーとクロムニッケル鋼の2つの異種金属でできており、溶接プロセス中にしっかりと接続されます。 1つの金属は、他の金属よりも温度膨張係数が高いため、異なる速度で加熱されます。
電流過負荷の場合、プレートの固定されていない部分は、熱膨張係数が低い材料に曲がります。これにより、保護装置の接点システムに力が作用し、過熱時に電気設備のシャットダウンが作動します。
ほとんどの機械式サーマルリレーモデルには、2つのグループの接点があります。一方のペアは通常開いており、もう一方は常に閉じています。保護装置が作動すると、接点の状態が変化します。前者は閉じており、後者は開いています。
電子TRは、電流の増加に対応する特別なセンサーと敏感なプローブを使用します。そのような保護装置のマイクロプロセッサでは、電源をオフにする必要がある状況を決定するパラメータがプログラムされています
内蔵の変圧器が電流を検出した後、電子機器が受信データを処理します。現在の値が現在設定値よりも大きい場合、パルスは即座にスイッチに直接送信されます。
外部接触器を開くと、電子機構付きのリレーが負荷をブロックします。電気モーター用のサーマルリレー自体は、接触器に取り付けられています。
バイメタルプレートは、金属ストリップへのピーク負荷電流の影響により、直接または別の熱電対を使用して間接的に加熱できます。多くの場合、これらの原理は単一の熱保護装置に組み込まれています。複合加熱により、デバイスは最高のパフォーマンスを発揮します。
冷却後、プレートは元の状態に戻ります。スイッチング接点が自動的に閉じているか、強制的に閉じた状態にする必要がある
電流リレーの基本特性
過熱保護スイッチの主な特徴は、応答時間が流れる電流に大きく依存することです。値が大きいほど、動作が速くなります。これは、リレー要素の特定の慣性を示します。
電化製品、循環ポンプ、電気ボイラーを通る電荷キャリア粒子の方向性のある動きは、熱を発生させます。定格電流では、その許容期間は無限大になる傾向があります。
そして、公称値を超える値では、機器の温度が上昇し、断熱材の早期摩耗につながります。
開回路は、温度のそれ以上の上昇を即座にブロックします。これにより、エンジンの過熱を防ぎ、電気設備の緊急故障を防ぐことができます
モーター自体の定格負荷は、デバイスの選択を決定する重要な要素です。 1.2〜1.3の範囲のインジケーターは、1200秒の期間にわたって現在の過負荷が30%で正常に動作していることを示します。
過負荷の持続時間は、電気機器の状態に悪影響を与える可能性があります-短時間の露出で5〜10分、質量の小さいモーター巻線のみが加熱されます。そして、エンジン全体の長時間の加熱により、深刻な損傷が発生します。または、焼けた機器を新しいものと交換する必要があるかもしれません。
過負荷からオブジェクトを最大限に保護するために、その下に特別に熱保護リレーを使用する必要があります。その応答時間は、特定の電気モーターの最大許容過負荷インジケータに対応します。
実際には、モーターのタイプごとに電圧制御リレーを組み立てることは現実的ではありません。さまざまな設計のエンジンを保護するために、1つのリレー要素が使用されます。同時に、最小負荷と最大負荷によって制限される完全な動作間隔で信頼できる保護を保証することは不可能です。
電流の増加は、機器の危険な緊急状態にすぐにはつながりません。ローターとステーターが限界温度に加熱される前に、しばらく時間がかかります
したがって、わずかな電流の増加でさえ、保護装置がすべてに反応することは絶対に必要というわけではありません。リレーは、絶縁層が急速に摩耗する危険がある場合にのみ、電気モーターをオフにする必要があります。
熱保護リレーのタイプ
電動機を相故障および電流過負荷から保護するためのリレーにはいくつかのタイプがあります。それらはすべて、設計機能、使用されるMPのタイプ、およびさまざまなモーターでのアプリケーションが異なります。
TRP。加熱システムを組み合わせた単極スイッチングデバイス。電流の過負荷から非同期三相電気モーターを保護するように設計されています。 TRPは、通常動作でベース電圧が440 Vの直流電力ネットワークで使用され、振動や衝撃に耐性があります。
RTL。このような場合は、エンジンを保護してください。
- 3つのフェーズの1つが外れたとき。
- 電流と過負荷の非対称性;
- 遅れたスタート;
- アクチュエータの詰まり。
磁気スターターとは別にKRL端子を取り付けたり、PMLに直接取り付けることができます。標準タイプのレールに取り付け、保護クラス-IP20。
PTT。これらは、かご形回転子を備えた非同期三相機械を、メカニズムの開始の遅延、長時間の過負荷および非対称性、つまり位相の不均衡から保護します。
PTTは、さまざまな駆動制御回路のコンポーネントとして、およびPMAシリーズスターターへの統合に使用できます。
TRN。電気設備の始動とモーターの運転モードを制御する二相スイッチ。周囲温度とは事実上無関係で、接点を手動で初期状態に戻すためのシステムしかありません。 DCネットワークで使用できます。
RTI。低消費電力ではありますが、一定の電気スイッチングデバイス。 KMIシリーズのコンタクターに搭載。ヒューズ/サーキットブレーカと一緒に使用してください。
ソリッドステート電流リレー。これらは、3つの段階にある小型の電子機器であり、可動部品がない設計になっています。
それらは、モーター温度の平均値を計算する原理に従って動作し、そのために、動作電流と起動電流の一定の監視が行われます。それらは環境の変化に対する耐性が特徴であり、したがって危険な領域で使用されます。
RTK。電気機器のハウジング内の温度制御用の起動スイッチ。これらは、サーマルリレーがコンポーネントとして機能するオートメーション回路で使用されます。
電気機器の信頼性の高い動作を保証するために、リレー要素は感度や速度、選択性などの品質を備えている必要があります
上記のデバイスはいずれも、回路を短絡から保護するのに適していないことを覚えておくことが重要です。
熱保護装置は、機構の異常動作または過負荷時に発生する緊急状態のみを防止します。
リレーが作動する前に電気機器が焼損する可能性があります。包括的な保護を行うには、モジュール設計のヒューズまたはコンパクトな回路ブレーカーを追加する必要があります。
接続、調整、マーキング
電気機械とは異なり、スイッチング過負荷デバイスは、電源回路を直接遮断するのではなく、緊急モードで一時的に物体を遮断する信号を出すだけです。通常切り替えられる接点は、接触器の停止ボタンのように機能し、順次接続されます。
デバイス接続図
リレーの設計では、MPに直接接続されているため、正常な動作時に電源接点のすべての機能を完全に繰り返す必要はありません。この設計により、電力接点の材料を大幅に節約できます。大きな電流で3つの相をすぐに切断するよりも、制御回路に小さな電流を接続する方がはるかに簡単です。
サーマルリレーをオブジェクトに接続する多くのスキームでは、永久的に閉じた接点が使用されます。これは、コントロールパネルの停止キーと直列に接続され、NC-ノーマルクローズまたはNC-ノーマル接続と指定されています。
このような回路とのオープン接点を使用して、熱保護の動作を開始できます。過熱保護リレーが接続されている電気モーターの接続図は、追加のデバイスや技術的機能の可用性によって大幅に異なる場合があります。
標準的な簡単な回路では、TRは電気モーターの低電圧スターターの出力に接続されます。デバイスの追加の接点は、スターターコイルと直列に接続する必要があります
これにより、電気機器の過負荷に対する信頼性の高い保護が提供されます。電流制限値を超えることが許容できない場合、リレー要素が回路を開き、MPとモーターを電源から即座に切断します。
サーマルリレーの接続と設置は、原則として、電気駆動装置の切り替えと始動用に設計された磁気スターターと一緒に行われます。ただし、DINレールや専用パネルに取り付けられるタイプもあります。
リレー要素の調整の機微
モーター保護装置の主な要件の1つは、エンジンが緊急に作動した場合の装置の明確な動作です。誤報は絶対に許されないので、それを正しく選択して設定を調整することは非常に重要です。
すべての技術的パラメーターで特定のタイプのモーターに最適な電熱リレーは、各フェーズでの過負荷に対する信頼性の高い保護を提供し、設置の開始の遅延を防ぎ、ローターの詰まりによる事故を防ぐことができます
電流保護素子を使用することの利点の中でも、かなり高速で応答範囲が広く、取り付けが容易であることにも注意してください。過負荷時に電気モーターをタイムリーにシャットダウンするには、特別なプラットフォーム/スタンドに熱保護リレーを構成する必要があります。
この場合、NEの定格電流の自然な不均一な広がりにより、不正確さが解消されます。スタンドの保護装置を確認するために、ダミーロードの方法が使用されます。
低減された電圧電流が熱電対を通過して、実際の熱負荷をシミュレートします。その後、正確な応答時間はタイマーによって正確に決定されます。
基本的なパラメータを設定するときは、次の指標に努める必要があります。
- 電流の1.5倍で、デバイスは150秒後にモーターをオフにする必要があります。
- 5 ... 6倍の電流では、10秒後にモーターがオフになります。
応答時間が正しくない場合、制御エレメントを使用してリレー要素を調整する必要があります。
正しく動作させるためには、モーターの最大許容電流と気温のデバイスを構成する必要があります
これは、NEとモーターの定格電流の値が異なる場合、および周囲温度が公称値(+40ºC)よりも10℃以上低い場合に行われます。
バイメタルストリップの加熱はこのパラメーターに依存するため、電熱スイッチの応答電流は、問題のオブジェクトの周囲の温度が上昇すると減少します。大きな違いがあるため、TPをさらに調整するか、より適切な熱電対を選択する必要があります。
温度インジケータの急激な変動は、現在のリレーのパフォーマンスに大きく影響します。したがって、実際の値を考慮して、基本的な機能を効果的に実行できるNEを選択することが非常に重要です。
TRは、保護された電気設備のある1つの部屋に配置することをお勧めします。発熱体、加熱炉、その他の熱源の近くに取り付けないでください。
温度補償リレーはこれらの制限には適用されません。保護装置の電流設定は、熱電対の定格電流の値から0.75-1.25xの範囲で調整できます。セットアップは段階的に行われます。
まず、補正Eを計算します1 温度補償なし:
E1=(私名目-私ね)/ c×Iね,
どこ
- 私名目 -エンジン負荷の定格電流、
- 私ね -リレーの作動する発熱体の定格電流、
- cはスケール分割価格、つまり偏心です(保護されたスターターの場合はc = 0.055、オープンの場合はc = 0.05)。
次のステップは、修正Eを決定することです2 周囲温度:
E2=(ta-30)/10,
どこでa (周囲温度)-周囲温度(摂氏)。
最後のステップは、修正全体を見つけることです。
E = e1+ E2.
合計修正Eには、「+」または「-」の符号を付けることができます。結果が小数値である場合は、現在の負荷の性質に応じて、小さい方/大きいモジュロ方向で最も近い整数に丸める必要があります。
リレーを構成するために、偏心は、得られた合計補正値に転送されます。応答温度が高いため、保護装置の外部インジケーターへの依存が減少します。
熱保護リレーにより、電気機械設備の定格電流の±25%以内でデバイスの動作電流を手動でスムーズに調整できます
これらのインジケーターの調整は、特殊なレバーによって実行されます。このレバーの動きにより、バイメタルプレートの最初の曲げが変化します。熱電対を交換することで、より広い範囲で動作電流を設定できます。
過負荷保護のための最新のスイッチングデバイスには、特別なスタンドなしでデバイスの状態を確認できるテストボタンがあります。すべての設定をリセットするためのキーもあります。自動または手動でリセットできます。さらに、製品にはアプライアンスの現在の状態を示すインジケーターが装備されています。
サーマルリレーマーキング
電気モーターの電力の値に応じて、保護装置が選択されます。主要な特性の主要部分はシンボルに隠されています。
これは、KEAZプラントのサーマルリレーのマーキングです。問題のモデルの定格電流の値に注意を払うことを選択する場合、それが十分であるために重要です
強調すべき点は次のとおりです。
- 設定電流の値の範囲(括弧内に示されています)は、メーカーによってわずかに異なります。
- 特定の種類のパフォーマンスの文字指定は異なる場合があります。
- 気候パフォーマンスは、しばしば範囲として提供されます。たとえば、UHL3O4は次のように読み取る必要があります:UHL3-O4。
今日、さまざまな機器のバリエーションを購入できます:ACおよびDC用のリレー、単安定および双安定、オン/オフ時にスローダウンするデバイス、加速要素付きの熱保護リレー、保持巻線なしのTR、1つまたは複数の巻線付き。
これらのパラメータは、デバイスのラベルに常に表示されるわけではありませんが、電気製品のデータシートに表示する必要があります。
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サーマル保護デバイスをMPに接続する方法、電熱リレーの回路図:
サーマルオーバーロードリレーは、あらゆるドライブ制御システムに不可欠な機能要素です。モーターに流れる電流に反応し、電気機械設備の温度がその限界値に達すると作動します。これにより、環境に優しい電気モーターの寿命を延ばすことができます。
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