热继电器：过载保护与额定电流设置

1.热继电器的作用

热继电器是由流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定距离时,就推动连杆动作,使控制电路断开,从而使接触器失电,主电路断开,实现电动机的过载保护。

热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行及其他电气设备发热状态的控制,也可用于其他电气设备发热状态的控制。

热继电器的热元件与被保护电动机的主电路串接,热继电器的触点串接在接触器线圈所在的控制电路中。

2.热继电器的结构和原理

热继电器主要由热元件、触点、动作机构、复位按钮和整定电流调节装置等组成,如图2-5所示。

图2-5 热继电器的结构

热继电器的基本工作原理是利用两种金属的热膨胀率差异以及电流的热效应共同构成一个由于电流超限使触点动作的装置,即电流→热量→金属热膨胀→弯曲变形→位移→触点动作,如图2-6所示。

图2-6 双金属片受热变形与信号触点状态的改变

a)实物图 b)原理图

发热元件是一段阻值不大的电阻丝,串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗轧而成。图中所示的双金属片,下层一片的热膨胀系数大,上层的小。当电动机过载时,通过发热元件的电流超过整定电流,双金属片受热向上弯曲脱离扣板,使动断触点断开。由于动断触点是接在电动机的控制电路中的,它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电,从而使接触器主触点断开,电动机的主电路断电,实现了过载保护。

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热继电器动作后,双金属片经过一段时间冷却,按下复位按钮即可复位。

3.热继电器的整定电流

热继电器的主要技术数据是整定电流。整定电流是指长期通过发热元件而不致使热继电器动作的最大电流。当发热元件中通过的电流超过整定电流值的20%时,热继电器应在20min内动作。

热继电器的整定电流大小可通过整定电流旋钮来改变。选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致。

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热继电器和熔断器比较(www.xing528.com)

由于热继电器是受热而动作的,热惯性较大,因而即使通过发热元件的电流短时间内超过整定电流几倍,热继电器也不会立即动作。只有这样,在电动机起动时热继电器才不会因起动电流大而动作,否则电动机将无法起动。反之,如果电流超过整定电流不多,但时间一长也会动作。

由此可见,热继电器与熔断器的作用是不同的,热继电器只能作过载保护而不能作短路保护,而熔断器则只能作短路保护而不能作过载保护。在一个较完善的控制电路中,特别是容量较大的电动机中,这两种保护都应具备。

4.热继电器的选用

1)一般电动机轻载起动或短时工作,可选择两相结构的热继电器;当电源电压的均衡性和工作环境较差或多台电动机的功率差别较显著时,可选择三相结构的热继电器;对于三角形联结的电动机,应选用带断相保护装置的热继电器。

2)热继电器的额定电流应大于电动机的额定电流。

3)一般将整定电流调整到等于电动机的额定电流;对过载能力差的电动机,可将热元件整定值调整到电动机额定电流的0.6～0.8倍;对起动时间较长,拖动冲击性负载或不允许停车的电动机,热元件的整定电流应调节到电动机额定电流的1.1～1.15倍。绝对不允许弯折双金属片。

应用技巧

热继电器的调节方法如下:

(1)调节整定电流

热继电器的工作电流可以在一定范围内调整,称为整定。

整定热继电器工作电流,是通过调节双金属片初始位置来实现的。整定电流值应是被保护电动机的额定电流值,其大小可以通过调节整定电流旋钮来实现,如图2-7所示。

图2-7 调节整定电流旋钮

(2)复位调节

热继电器的侧面有一个调整螺钉,通过调整,可实现触点的自动或手动复位,如图2-8 所示。

图2-8 热继电器的复位调整

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热继电器工作电流整定的基本要求是,使热继电器必须在电动机因过载而过热烧毁以前动作,否则它就没有起到保护作用。