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什么是热继电器,热继电器的作用是什么?

2016-08-18 14:07分类:电工基础知识 阅读:

 

  热继电器是热过载继电器的简称,它是一种利用电流的热效应来切断电路的一种保护电器,常与接触器配合使用,热继电器具有结构简单、体积小、价格低和保护性能好等优点,主要用于电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。

  热继电器有哪些种类
  1)按动作方式分,有双金属片式、热敏电阻式和易熔合金式三种。
  ①双金属片式:利用双金属片(用两种膨胀系数不同的金属,通常为锰镍、铜板轧制成),受热弯曲去推动执行机构动作。这种继电器因具有结构简单、体积小、成本低,在选择合适的热
元件的基础上能得到良好的反时限特性(热继电器的动作时间随着过载电流的增大而在一定范围内缩短)等优点被广泛应用。
  ②热敏电阻式:利用电阻值随温度变化而变化的特性制成的热继电器。
  ③易熔合金式:利用过载电流发热使易熔合金达到某一温度时,合金熔化而使继电器动作。
  2)按加热方式分,有直接加热式、复合加热式、间接加热式和电流互感器加热式四种。
  3)按极数分,有单极、双极和三极三种。其中三极的又分为带有和不带断相保护装置的两类。
  4)按复位方式分,有自动复位和手动复位两种。
  发热元件是电阻不太大的电阻丝,接在电动机的主电路中。双金属片是由两种不同膨胀系数的金属碾压而成。发热元件绕在双金属片上(两者绝缘)。
  设双金属片的下片较上片膨胀系数大。当主电路电流超过容许值一段时间后,发热元件发热使双金属片受热膨胀而向上弯曲,以致双金属片与扣板脱离。扣板在弹簧的拉力作用下向左移动,从而使常闭触点断开。因常闭触点串联在电动机的控制电路中,所以切断了接触器线圈的电路,使主电路断电。发热元件断电后双金属片冷却可恢复常态,这时按下复位按钮使常闭触点复位。
  热继电器是利用热效应工作的。由于热惯性,在电动机起动和短时过载时,热继电器是不会动作的,这样可避免不必要的停机。在发生短路时热继电器不能立即动作,所以热继电器不能用作短路保护。
  热继电器的主要技术数据是整定电流。所谓整定电流,是指当发热元件中通过的电流超过此值的20%时,热继电器会在20min内动作。每种型号的热继电器的整定电流都有一定范围,要根据整定电流选用热继电器。例如,JR0-40型的整定电流从0.6—40A,发热元件有九种规格。整定电流与电动机的额定电流基本一致,使用时要根据实际情况通过整定装置进行整定。

双金属片式热继电器由哪几部分组成
  双金属片式热继电器由双金属片、电阻丝(加热元件)、触头系统及动作机构(推杆)、弹簧、整定值(电流)调节旋钮、复位按钮等组成,其结构如图所示。
双金属片式热继电器结构图
  双金属片是热继电器中最关键的一个部件,它将两种不同线膨胀系数的金属片,以机械辗压方式使之形成一体。通常在室温下(即受热前),这个整体呈平板状。当温度升高时,线膨胀系数大的金属片(称主动层)力图向外作较大的延伸,而线膨胀系数小的金属片(称为从动层)只能作较小的延伸,由于两层材料紧密贴合不能自由延伸,双金属片就从平板状态转变为弯曲状态,通过导板和推杆使动断触头断开。
热继电器的图形符号和文字符号图
 
  双金属片式热继电器是怎样工作的
双金属片式热继电器的结构原理图
  双金属片式热继电器的结构原理如图所示。当负载发生过载时,过载电流通过串联在供电电路中的热元件(电阻丝),使之发热过量,双金属片受热膨胀,因双金属片的左边的一片膨胀系数较大,所以双金属片的下端向右弯曲,通过导板推动温度补偿双金属片,使推杆绕轴转动,这又推动了杠杆使它绕转轴转动,于是热继电器的动断(常闭)静触头断开。在控制电路中,动断静触头串在接触器的线圈回路中,当动断静触头断开时,接触器的线圈断电,接触器的主触头分断,从而切断过载电路。
  热继电器动作后的复位,有手动和自动两种方式。
  上述热继电器均为两个发热元件(即两相结构)。此外,还有装有三个发热元件的三相结构,其外形及原理与两相结构类似。
 
  怎样选择热继电器
  热继电器选用是否得当,直接影响着对电动机进行过载保护的可靠性。通常选用时应按电动机形式、工作环境、起动情况及负载情况等几方面综合加以考虑。
  1)原则上热继电器(热元件)的额定电流等级一般略大于电动机的额定电流。选定热继电器后,再根据电动机的额定电流调整热继电器的整定电流,使整定电流与电动机的额定电流相等。对于过载能力较差的电动机,所选的热继电器的额定电流应适当小一些,并且将整定电流调到电动机额定电流的60%~80%。当电动机因带负载起动而起动时间较长或电动机的负载是冲击性的负载(如冲床等)时,则热继电器的整定电流应稍大于电动机的额定电流。
  2)一般情况下可选用两相结构的热继电器。对于电网电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机共用一组熔断器的电动机,宜选用三相结构的热继电器。定子三相绕组为三角
形联结的电动机,应采用有断相保护的三元件热继电器作过载和断相保护。
  3)热继电器的工作环境温度与被保护设备的环境温度的差别不应超出15~ 25℃。
  4)对于工作时间较短、间歇时间较长的电动机(例如摇臂钻床的摇臂升降电动机等),以及虽然长期工作,但过载可能性很小的电动机(例如排风机电动机等),可以不设过载保护。
  5)双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动电动机的过载保护。对于重载、频繁起动的电动机,则可用过电流继电器(延时动作型的)做它的过载和短路保护。因为热元件受热变形需要时间,故热继电器不能作短路保护。
 
  为什么热继电器一般只能用于过载保护而不能用于短路保护
  因为热继电器是利用电流热效应,使双金属片受热弯曲,推动动作机构切断控制电路起保护作用的,双金属片受热弯曲需要一定的时间。当电路中发生短路时,虽然短路电流很大,但热继电器可能还未来得及动作,就已经把热元件或被保护的电气设备烧坏了,因此热继电器不能用作短路保护。

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