La protection des moteurs électriques, des démarreurs magnétiques et d'autres équipements contre les charges provoquant une surchauffe est réalisée à l'aide de dispositifs de protection thermique spéciaux. Afin de faire le bon choix d'un modèle de protection thermique, vous devez connaître son principe de fonctionnement, son dispositif, ainsi que les principaux critères de choix.
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Appareil et principe de fonctionnement
Le relais thermique (TR) est conçu pour protéger les moteurs électriques contre la surchauffe et les pannes prématurées. Lors d'un démarrage de longue durée, le moteur électrique est soumis à des surcharges de courant, car. lors du démarrage, sept fois le courant est consommé, ce qui entraîne un échauffement des enroulements. Courant nominal (In) - le courant consommé par le moteur pendant le fonctionnement. De plus, TR augmente la durée de vie des équipements électriques.
Relais thermique dont le dispositif est constitué des éléments les plus simples :
- élément thermosensible.
- Contact avec auto-retour.
- Contacts.
- Le printemps.
- Conducteur bimétallique en forme de plaque.
- Bouton.
- Régulateur de courant de consigne.
L'élément sensible à la température est un capteur de température utilisé pour transférer de la chaleur à une plaque bimétallique ou à un autre élément de protection thermique. Le contact à retour automatique permet, lorsqu'il est chauffé, d'ouvrir instantanément le circuit d'alimentation d'un consommateur électrique pour éviter une surchauffe.
La plaque est constituée de deux types de métal (bimétal), dont l'un a un coefficient de dilatation thermique élevé (Kp). Ils sont assemblés par soudage ou laminage à haute température. Lorsqu'elle est chauffée, la plaque de protection thermique se plie vers le matériau à Kp inférieur, et après refroidissement, la plaque reprend sa position d'origine. Fondamentalement, les plaques sont en Invar (Kp inférieur) et en acier amagnétique ou au chrome-nickel (Kp supérieur).
Le bouton allume le TR, le régulateur de courant de réglage est nécessaire pour régler la valeur optimale de I pour le consommateur, et son excès conduira au fonctionnement du TR.
Le principe de fonctionnement de TR est basé sur la loi Joule-Lenz. Le courant est le mouvement dirigé des particules chargées qui entrent en collision avec les atomes du réseau cristallin du conducteur (cette valeur est la résistance et est notée R). Cette interaction provoque l'apparition d'énergie thermique obtenue à partir d'énergie électrique. La dépendance de la durée de l'écoulement à la température du conducteur est déterminée par la loi Joule-Lenz.
La formulation de cette loi est la suivante : lorsque I traverse le conducteur, la quantité de chaleur Q générée par le courant, lorsqu'il interagit avec les atomes du réseau cristallin du conducteur, est directement proportionnelle au carré de I, la valeur de R du conducteur et le temps pendant lequel le courant agit sur le conducteur.Mathématiquement, cela peut s'écrire comme suit : Q = a * I * I * R * t, où a est le facteur de conversion, I est le courant traversant le conducteur souhaité, R est la valeur de résistance et t est le temps d'écoulement de JE.
Lorsque le coefficient a = 1, le résultat du calcul est mesuré en joules, et à condition que a = 0,24, le résultat soit mesuré en calories.
Le matériau bimétallique est chauffé de deux manières. Dans le premier cas, je passe par le bilame, et dans le second, par le bobinage. L'isolation des enroulements ralentit le flux d'énergie thermique. L'interrupteur thermique chauffe davantage à des valeurs élevées de I que lorsqu'il entre en contact avec l'élément de détection de température. Le signal d'actionnement du contact est retardé. Les deux principes sont utilisés dans les modèles TR modernes.
Le chauffage de la plaque bilame du dispositif de protection thermique s'effectue lorsque la charge est connectée. Le chauffage combiné vous permet d'obtenir un appareil aux caractéristiques optimales. La plaque est chauffée par la chaleur générée par I lors de son passage et par un réchauffeur spécial lorsque I est chargé. Lors du chauffage, le bilame se déforme et agit sur le contact avec retour automatique.
Caractéristiques principales
Chaque TR a des caractéristiques techniques individuelles (TX). Le relais doit être choisi en fonction des caractéristiques de la charge et des conditions d'utilisation lors du fonctionnement d'un moteur électrique ou autre consommateur d'électricité :
- La valeur de In.
- Plage de réglage de l'actionnement I.
- Tension.
- Gestion supplémentaire du fonctionnement TR.
- Du pouvoir.
- Limite de fonctionnement.
- Sensibilité au déséquilibre de phase.
- Classe de voyage.
La valeur du courant nominal est la valeur de I pour laquelle le TR est conçu.Il est choisi en fonction de la valeur de In du consommateur auquel il est directement raccordé. De plus, vous devez choisir avec une marge de In et vous laisser guider par la formule suivante: Inr \u003d 1,5 * Ind, où Inr - In TR, qui doit être 1,5 fois supérieur au courant nominal du moteur (Ind).
La limite de réglage I fonctionnement est un des paramètres importants du dispositif de protection thermique. La désignation de ce paramètre est la plage de réglage de la valeur In. Tension - la valeur de la tension d'alimentation pour laquelle les contacts du relais sont conçus ; si la valeur autorisée est dépassée, l'appareil tombera en panne.
Certains types de relais sont équipés de contacts séparés pour contrôler le fonctionnement de l'appareil et du consommateur. La puissance est l'un des principaux paramètres du TR, qui détermine la puissance de sortie du consommateur ou du groupe de consommateurs connecté.
La limite de déclenchement ou seuil de déclenchement est un facteur qui dépend du courant nominal. Fondamentalement, sa valeur est comprise entre 1,1 et 1,5.
La sensibilité au déséquilibre de phase (asymétrie de phase) indique le rapport en pourcentage de la phase avec déséquilibre à la phase traversée par le courant nominal de l'amplitude requise.
La classe de déclenchement est un paramètre qui représente le temps de déclenchement moyen du TR en fonction du multiple du courant de réglage.
La caractéristique principale par laquelle vous devez choisir TR est la dépendance du temps de fonctionnement sur le courant de charge.
Schéma de câblage
Les schémas de connexion d'un relais thermique à un circuit peuvent varier considérablement selon l'appareil.Cependant, les TR sont connectés en série avec l'enroulement du moteur ou la bobine de démarrage magnétique à un contact normalement ouvert, comme ce type de connexion permet de protéger l'appareil des surcharges. Si les indicateurs de consommation de courant sont dépassés, le TR déconnecte l'appareil de l'alimentation électrique.
Dans la plupart des circuits, un contact ouvert en permanence est utilisé lors de la connexion, qui fonctionne lorsqu'il est connecté en série avec un bouton d'arrêt sur le panneau de commande. Fondamentalement, ce contact est marqué des lettres NC ou H3.
Un contact normalement fermé peut être utilisé lors de la connexion d'une alarme de protection. De plus, dans des circuits plus complexes, ce contact est utilisé pour mettre en œuvre une commande logicielle de l'arrêt d'urgence de l'appareil à l'aide de microprocesseurs et de microcontrôleurs.
Le thermostat est facile à connecter. Pour ce faire, vous devez être guidé par le principe suivant: TR est placé après les contacteurs du démarreur, mais avant le moteur électrique, et le contact fermé en permanence est activé par connexion en série avec le bouton d'arrêt.
Types de relais thermiques
Il existe de nombreux types dans lesquels les relais thermiques sont divisés:
- Bimétallique - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek et ptlr).
- État solide.
- Relais de surveillance du régime de température de l'appareil. Les principales appellations sont les suivantes : RTK, NR, TF, ERB et DU.
- Relais de fusion d'alliage.
Les TR bimétalliques ont une conception primitive et sont des dispositifs simples.
Le principe de fonctionnement d'un relais thermique de type statique diffère considérablement du type bimétallique. Un relais statique est un appareil électronique, également appelé Schneider et réalisé sur des éléments radio sans contacts mécaniques.
Il s'agit notamment de RTR et RTI IEK, qui calculent les températures moyennes du moteur électrique en surveillant son démarrage et In. La principale caractéristique de ces relais est la capacité de résister aux étincelles, c'est-à-dire ils peuvent être utilisés dans des environnements explosifs. Ce type de relais est plus rapide en temps de fonctionnement et plus facile à régler.
Les RTC sont conçus pour contrôler le régime de température d'un moteur électrique ou d'un autre appareil à l'aide d'une thermistance ou d'une résistance thermique (sonde). Lorsque la température atteint le mode critique, sa résistance augmente fortement. Selon la loi d'Ohm, lorsque R augmente, le courant diminue et le consommateur s'éteint, car. sa valeur n'est pas suffisante pour le fonctionnement normal du consommateur. Ce type de relais est utilisé dans les réfrigérateurs et les congélateurs.
La conception du relais de fusion thermique de l'alliage diffère considérablement des autres modèles et se compose des éléments suivants :
- Enroulement de chauffage.
- Alliage à bas point de fusion (eutectique).
- mécanisme de rupture de chaîne.
L'alliage eutectique fond à basse température et protège le circuit électrique du consommateur en coupant le contact. Ce relais est intégré à l'appareil et est utilisé dans les machines à laver et la technologie automobile.
La sélection d'un relais thermique se fait en analysant les caractéristiques techniques et les conditions de fonctionnement de l'appareil, qui doit être protégé contre la surchauffe.
Comment choisir un relais thermique
Sans calculs complexes, vous pouvez choisir le calibre approprié du relais électrothermique pour le moteur en termes de puissance (tableau des caractéristiques techniques des protections thermiques).
La formule de base pour calculer le courant nominal d'un TR est la suivante :
Intr = 1,5 * Ind.
Par exemple, il faut calculer In TP pour un moteur électrique asynchrone d'une puissance de 1,5 kW, alimenté par un réseau alternatif triphasé d'une valeur de 380 V.
C'est assez facile à faire. Pour calculer la valeur du courant nominal moteur, il faut utiliser la formule de puissance :
P = je * U.
Par conséquent, Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. La valeur du courant nominal du TR est calculée comme suit: Intr \u003d 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.
Sur la base des calculs, un TR de type RTL-1014-2 est sélectionné avec une plage de courant de réglage réglable de 7 à 10 A.
Si la température ambiante est trop élevée, réglez le point de consigne sur la valeur minimale. À basse température ambiante, il faut tenir compte de l'augmentation de la charge sur les enroulements du stator du moteur et, si possible, ne pas l'allumer. Si les circonstances exigent que le moteur soit utilisé dans des conditions défavorables, il est nécessaire de commencer le réglage avec un courant de réglage faible, puis de l'augmenter jusqu'à la valeur requise.
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