热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器,用于电气设备的过负荷保护。热继电器在电路中主要与接触器配合使用,用于对异步电动机的过负荷和断相保护,而不能用于瞬时过载保护及短路保护。三相异步电动机在实际运行中,常会遇到因电气或机械原因等引起的过电流(过载和断相)现象。如果过电流不严重,持续时间短,绕组不超过允许温升,这种过电流是允许的;如果过电流情况严重,持续时间较长,则会加快电动机绝缘老化,甚至烧毁电动机,因此,在电动机回路中应设置电动机保护装置。
1.热继电器的工作原理
最常用的热继电器是双金属片式热继电器,双金属片式热继电器均为三相式,有带断相保护和不带断相保护两种。图1.13(a)所示是双金属片式热继电器的结构示意图,图1.13(b)所示是其图形符号。由图可见,热继电器主要由双金属片、热元件、复位按钮、传动杆、拉簧、调节旋钮、复位螺丝、触点和接线端子等组成。
图1.13 热继电器结构示意图及图形符号
双金属片是一种将两种线膨胀系数不同的金属用机械辗压方法使之形成一体的金属片。膨胀系数大的称为主动层,膨胀系数小的被称为被动层。由于两种线膨胀系数不同的金属紧密地贴合在一起,当产生热效应时,使得双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲,由弯曲产生的位移带动触头动作。
热元件一般由铜镍合金或铁铬铝等合金电阻材料制成,其形状有圆丝、扁丝、片状和带材几种。热元件串接于电机的定子电路中,通过热元件的电流就是电动机的工作电流。当电动机正常运行时,其工作电流通过热元件产生的热量不足以使双金属片变形,热继电器不会动作。当电动机发生过电流且超过整定值时,双金属片的热量增大而发生弯曲,经过一定时间后,使触点动作,通过控制电路切断电动机的工作电源。同时,热元件也因失电而逐渐降温,经过一段时间的冷却,双金属片恢复到原来状态。(www.daowen.com)
热继电器动作电流的调节是通过旋转调节旋钮来实现的。调节旋钮为一个偏心轮,旋转调节旋钮可以改变传动杆和动触点之间的传动距离,距离越长动作电流就越大,反之动作电流就越小。
热继电器复位方式有自动复位和手动复位两种,将复位螺丝旋入,使常开的静触点向动触点靠近,这样动触点在闭合时处于不稳定状态,在双金属片冷却后动触点也返回,为自动复位方式。如将复位螺丝旋出,触点不能自动复位,为手动复位置方式。在手动复位置方式下,需在双金属片恢复状时按下复位按钮才能使触点复位。
2.热继电器的选择原则
热继电器主要用于电动机的过载保护,使用中应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素,具体应按以下几个方面来选择。
(1)热继电器结构型式的选择:星形接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器,三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。
(2)热继电器的动作电流整定值一般为电动机额定电流的1.05~1.1倍。
(3)对于重复短时工作的电动机(如起重机电动机),由于电动机不断重复升温,热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升,电动机将得不到可靠的过载保护。所以,不宜选用双金属片热继电器,而应选用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。
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