В зависимости от аварийных режимов работы

Лабораторная работа 6

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ

ЗАЩИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

Цель работы

Изучить устройство и принцип действия тепловых реле.

Освоить методику исследования защитных характеристик и приемы настройки тепловых реле.

Задание к работе

1. Изучить устройство и принцип действия тепловых реле.

2. Снять защитные характеристики теплового реле.

3. Настроить с помощью стенда тепловое реле для защиты электродвигателя от перегрузки.

4. По индивидуальному заданию преподавателя выбрать тепловое реле для защиты электродвигателя от аварийных режимов.

Общие сведения

Чтобы правильно защитить электродвигатели от аварийных режимов, необходимо знать основные причины их отказов. Основные аварийные режимы возникают из-за [1, 2]:

· обрыва фазы (ОФ) – 40...50 %;

· заторможения ротора (ЗР) – 20...25 %;

· технологических перегрузок (ТП) – 8...10 %;

· понижения сопротивления изоляции (ПСИ) – 10...15 %;

· нарушения охлаждения (НО) – 8...10 %.

Вероятность срабатывания некоторых устройств защиты, применяемых в сельском хозяйстве, от основных аварийных режимов электродвигателей, приведена в табл. 6.1.

Как видно из табл. 6.1, для защиты электродвигателей от технологических перегрузок, а также от обрыва фазы и заторможения ротора с успехом могут быть использованы тепловые реле, которые работают в сочетании с магнитным пускателем.

Для защиты электрооборудования от перегрузки по току широкое применение нашли тепловые реле типов РТ, ТРН, ТРП, РТЭ, РТТ, РТЛ, РТЛ.У [4 - 15].

Тепловые реле типа ТРН сняты с производства, одно еще достаточное количество их эксплуатируется в сельском хозяйстве.

Тепловое реле состоит из биметаллической пластинки, нагревательного элемента, контактов с пружиной и защелкой (рис. 6.1) [2, 3].

Таблица 6.1

Вероятность срабатывания некоторых устройств защиты

в зависимости от аварийных режимов работы

электродвигателей [1]

* Точно отрегулированные тепловые реле

Биметаллическая пластина состоит из двух металлов, прочно сваренных между собой по всей поверхности и имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения α. Один металл (инвар) имеет малый коэффициент линейного расширения и называется пассивным. Другой (хромоникелевая сталь) имеет большой коэффициент α и называется активным. При нагревании активный слой стремится удлиниться на большую величину, чем пассивный и, как следствие этого, возникает изгибающий момент.

	Рис. 6.1. Конструктивная схема теплового реле типа ТРП: 1 - биметаллическая пластина, 2 - нагревательный элемент; 3 - ограничивающие выступы; 4 - пружина; 5 - неподвижный контакт; 6 - прыгающий контакт
	Рис. 6.2. Тепловое реле ТРП: 1 - биметаллическая пластинка; 2 - упор самовозврата; 3 - держатель подвижного контакта; 4 - пружина; 5 - подвижный контакт; 6 - неподвижный контакт; 7 - сменный нагреватель; 8 - регулятор тока уставки; 9 - кнопка ручного возврата.

Реле серии ТРП на токи 1...600 А в основном используется в магнитных пускателях серии ПА и имеет комбинированную систему нагрева (исключение реле ТРП-600) (рис. 6.2).

Биметаллическая пластина 1 нагревается как за счет прохождения через нее тока, так и за счет нагревателя 7. При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий подвижный контакт 5. Реле допускает плавную ручную регулировку тока срабатывания в пределах ± 25 % номинального тока уставки. Эта регулировка осуществляется ручкой 8, меняющей первоначальную деформацию биметаллической пластины. Возврат реле в исходное положение после срабатывания производится кнопкой 9. Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла. Высокая температура срабатывания (выше 200 ⁰С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды.

Реле серии РТ являются аппаратами открытого исполнения с косвенной системой нагрева. Регулирование тока срабатывания реле РТ в небольших пределах осуществляется с помощью рычага, перемещение которого изменяет ход конца биметаллической пластины при нагревании до освобождения защелки. Более широкое регулирование тока срабатывания осуществляется заменой нагревательных элементов. Имеется 56 номеров нагревательных элементов на (0,64... 40) А.

Реле ТРВ служит для защиты двигателей с легкими условиями пуска, выпускается 20-ти исполнений на токи до 200 А.

Реле серии ТРН выпускаются на токи (0,5...40) А с термокомпенсацией. Используются в основном в магнитных пускателях серии ПМЕ и ПА, имеют косвенный нагрев с помощью пластинчатых нихромовых нагревателей [7].

На рис. 6.3 приведена конструктивная схема теплового реле ТРН, предназначенного для магнитных пускателей типов ПМЕ и ПМА (табл. 6.2). Биметаллическая пластина 2 при прохождении тока, превышающего заданный, изгибается и перемещает вправо пластмассовый толкатель 11, связанный жестко с биметаллической пластиной 3, выполняющей роль температурного компенсатора. Отклоняясь вправо, пластина 3 нажимает на защелку 8 и выводит ее из зацепления с пластмассовым движком 5 уставок, в результате чего под действием пружины 10 пластмассовая штанга 7 расцепителя отходит кверху (показана пунктиром) и размыкает контакты 9 в цепи управления магнитным пускателем. Движок уставок можно перемещать, поворачивая эксцентрик 4 и изменяя расстояние между концами пластины 3 и защелкой 8, а значит, и ток срабатывания реле.

Температурная компенсация заключается в том, что изгибанию биметаллической пластины 2 при изменении окружающей среды соответствует противоположное по направлению изгибание пластины компенсатора 3. Таким образом достигается независимость тока уставки от окружающей температуры. Ток уставки можно менять в пределах от 0,75 до 1,3 номинального тока нагревательного элемента.

Рис. 6.3. Конструктивная схема теплового реле типа ТРН: 1 - нагревательный элемент; 2 - биметаллическая пластина; 3 - биметаллическая пластина температурного компенсатора; 4 - эксцентрик; 5 - движок уставки; 6 - кнопка "Возврат", 7 - штанга расце-пителя (тяга); 8 - защелка; 9 - контакты; 10 - пружина; 11 - толкатель

Таблица 6.2