热继电器的构成和断相保护功能

热继电器(FR)主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。电动机在实际运行中,常会遇到过载情况,但只要过载不严重、时间短,绕组不超过允许的温升,这种过载是允许的。但如果过载情况严重、时间长,则会加速电动机绝缘的老化,缩短电动机的使用年限,甚至烧毁电动机,因此必须对电动机进行过载保护。

1.外形及结构

热继电器的外形如图2-28所示。热继电器主要由热元件、双金属片和触点组成,在使用时串联在电路中。如图2-29所示,热元件由发热电阻丝制成。双金属片由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成,当双金属片受热时,会出现弯曲变形。使用时,把热元件串接于电动机的主电路中,而常闭触点串接于电动机的控制电路中。

图2-28 热继电器外形

热继电器是利用电流的热效应原理来工作的。当电动机正常运行时,热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲,但还不足以使热继电器的触点动作。当电动机过载时,电流增大,发热量大,双金属片弯曲位移增大,推动导板使常闭触点断开,从而切断电动机控制电路以起保护作用,如图2-30所示。热继电器动作后一般不能自动复位,要等双金属片冷却后按下手动复位按钮复位。热继电器动作电流的调节可以借助调节旋转凸轮(电流调节旋钮),使其位于不同的位置来实现。

图2-29 热继电器构造

1—电流调节凸轮 2—片簧(2a,2b) 3—手动复位按钮 4—弓簧片 5—主金属片 6—外导板 7—内导板8—常闭静触点9—动触点10—杠杆 11—常开静触点(复位调节螺钉) 12—补偿双金属片 13—推杆 14—连杆 15—压簧

2.工作原理

图2-30 热继电器工作原理(www.xing528.com)

3.热继电器的主要技术参数

(1)额定电压:热继电器能够正常作的最高电压值,一般为交流220V、380V、600V。

(2)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。

(3)额定频率:一般而言,其额定频率按照50Hz设计。

(4)整定电流范围:整定电流的范围由本身的特性来决定。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正比。

4.热继电器的型号及选用

常用的热继电器主要有JR1、JR2、JR9、JR10等系列(见图2-31)。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断相时,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点使其断开,使交流接触器释放,电动机断电停车从而得到保护。

图2-31 热继电器型号