Современные нагревательные элементы снабжены терморегуляторами, контролирующими степень нагрева поверхности. Основой любого термостата является биметаллическая пластина.
Элемент, обладающий свойством деформироваться, изгибаться, в одном направлении под воздействием повышенной температуры, получил название биметаллическая пластина.
В составе пластины имеются два металла, каждый из них имеет свою величину коэффициента температурного расширения. В результате при нагреве такой пластины один компонент ее расширяется на определенную величину, а второй на другую. Это приводит к изгибу, форма которого зависит от разности температурных коэффициентов. Скорость деформации прямо пропорциональна изменению температуры. При охлаждении пластины она приобретает исходное положение.
Для того чтобы соединить металлы между собой в единый биметалл, применяют способы пайки, сварки и заклепки.
Примером распространенной биметаллической пластины служит соединение латуни и стали, имеющее высокую термочувствительность.
Для защиты от опасного перегрева, связанного с перегрузками производственного характера, ухудшением охлаждения или по другим причинам, применяют дифференциальные температурные реле ДТР-ЗМ, реагирующие не только на температуру обмотки, но и на скорость ее роста. Тепловые реле ДТР-ЗМ устанавливают на лобовых частях обмотки статора электродвигателя и на отводах фаз. 
Реле состоит из: контактной группы 5, в которую входят термобиметаллические пластины 6 и 7, бронзовая пластина 10 с изоляционной прокладкой 11 и контакты 8, 9; термобиметаллической пластины 4; упругой пластины 3 и теплопроводящей крышки 2; регулировочных винтов 12,13,14 и теплостойкого пластмассового корпуса 1.
Винт 13 предназначен для регулирования уставки срабатывания температурного реле 70 - 180°С, винт 14 - для исключения размыкания контактов 8 и 9 при отрицательных температурах, винт 12 - для регулирования чувствительности реле к скорости роста температуры.
ДТР-ЗМ устанавливают на обмотке статора, чтобы теплопроводящая крышка 2 находилась в непосредственном контакте с обмоткой статора для направленного движения теплового потока от обмотки статора через крышку к термобиметаллическим пластинам, изгибающимся при нагреве в одну сторону. Упругая пластина 3 с высокой теплопроводностью улучшает теплообмен между крышкой 2 и пластиной 4.
Когда температура обмотки достигнет уставки срабатывания температурного реле, движение пластины 6 останавливается регулировочным винтом 13.Пластина 4, продолжая изгибаться в сторону упора 13, своим винтом 12 через отверстие в пластине 6 нажимает прокладку 11 и размыкает контакты 8, 9 реле. Электродвигатель отключается от сети, так как контакты 8, 9 включены в цепь управления.
В качестве металла с низким коэффициентом линейного расширения используются железоникелевые сплавы (36-40% никеля). Вторым металлом могут быть медь, сталь, латунь.
В случае несостоявшегося пуска или опрокидывания электродвигателя по обмотке протекает пусковой ток, скорость роста температуры в обмотке возрастает, а между пластинами 4 и 6 возникает большой температурный перепад. Пластина 4, находящаяся ближе к источнику тепла, изгибается в большей степени, чем пластина 6. Поэтому пластина 4 своим винтом 12, нажимая на изоляционную прокладку 11, размыкает контакты 8, 9 до момента остановки пластины 6 винтом 13.
 |
Реле температурное ДТР-212 компрессора УКВШ
 |
 |
Автоматический выключатель ABB применяется для защиты линий от короткого замыкания и от перегрузки и выполняет функцию обычного выключателя. Любой автоматический выключатель ABB должен отключить различный ток короткого замыкания - 4000 до 6000 А. Номинальный ток колеблется от 1 - 63 А.
Автоматический выключатель ABB оборудован двумя расцепителями: электромагнитным, который действует при токе короткого замыкания, и тепловым, который действует при перегрузке защищаемой линии.
Принцип действия автоматического выключателя ABB:
Ток протекает в автоматическом выключателе через питающий кабель, подключающийся сверху к винтовому зажиму 1, через винтовой зажим 1, гибкую связь 2, биметаллическую пластину 3, катушку соленоида 4, неподвижный контакт 5, подвижный контакт 6, гибкую связь 7, нижний винтовой зажим 8 к отходящей линии на нагрузку.
При протекании тока, превышающего номинальное значение автоматического выключателя, биметаллическая пластина выгибается вверх, приводя в действие механизм расцепления 9, при этом подвижный контакт 6 отходит от неподвижного контакта 5, цепь разрывается. Пластиковый язычок 10 опускается вниз. Далее биметаллическая пластина охлаждается, цепь замыкается, и выключатель можно снова включить пластиковым флажком.
При протекании тока короткого замыкания через катушку соленоида 4, в ней образуется электромагнитное поле, которое увлекает за собой вниз шток 11. Шток приводит в действие механизм расцепления 9, при этом подвижный контакт 6 отходит от неподвижного контакта 5. Цепь разрывается, образуется электрическая дуга, которая изгибается, дробится и рассевается в дугогасящей камере 12 специальной формы, состоящей из набора параллельных пластин. После устранения кз выключатель можно снова включить пластиковым флажком.
Вопросы
1 Объяснить принцип действия биметаллической пластины, где она устанавливается и из каких металлов изготавливается?
2 Записать в тетрадь устройство дифференциального температурного реле ДТР-ЗМ. Где оно устанавливается и как срабатывает двумя способами?
3 Что обеспечивает защита электродвигателя при помощи термисторов?
4 Записать в тетрадь устройство автоматического выключателя ABB, на какие токи он рассчитан, и как срабатывает двумя способами?