Relais thermique pour moteur électrique : principe de fonctionnement, dispositif, comment choisir
Pendant le fonctionnement des équipements électriques, ceux-ci sont constamment exposés à des surcharges de courant, ce qui réduit leur durabilité.La protection dans de telles situations est un relais thermique pour le moteur électrique, qui coupe l'alimentation électrique en cas de circonstances inhabituelles.
Nous vous suggérons de comprendre la conception, le principe de fonctionnement, les types et les nuances de connexion des dispositifs de protection. De plus, nous vous indiquerons quels paramètres et caractéristiques doivent être pris en compte lors du choix d'un relais thermique.
Le contenu de l'article :
Conception de relais thermiques
Les relais thermiques de tous types ont un dispositif similaire. L’élément le plus important de chacun d’entre eux est le bilame sensible.
La valeur du courant de fonctionnement est influencée par la température de l'environnement dans lequel le relais fonctionne. Une augmentation de la température réduit le temps de réponse.
Pour minimiser cette influence, les développeurs d'appareils choisissent la température bimétallique la plus élevée possible. Dans le même but, certains relais sont équipés d'une plaque de compensation supplémentaire.
Si des radiateurs nichrome sont inclus dans la conception du relais, ils sont connectés dans un circuit parallèle, série ou parallèle-série avec une plaque.
La valeur actuelle dans le bilame est régulée à l'aide de shunts. Toutes les pièces sont intégrées au corps. L'élément bimétallique en forme de U est fixé sur l'axe.
Un ressort hélicoïdal repose contre une extrémité de la plaque. L'autre extrémité repose sur un bloc isolant équilibré, tourne autour d'un axe et sert de support à un pont de contacts équipé de contacts en argent.
Pour coordonner le courant de réglage, la plaque bimétallique est reliée à son extrémité gauche à son mécanisme. L'ajustement se produit en raison de l'influence sur la déformation primaire de la plaque.
Si l'amplitude des courants de surcharge devient égale ou supérieure aux réglages, le bloc isolant tourne sous l'influence de la plaque. Lorsqu'il est renversé, le contact normalement fermé de l'appareil est désactivé.
Le relais revient automatiquement à sa position d'origine. Le processus de retour automatique ne prend pas plus de 3 minutes à partir du moment où la protection est activée. Une réinitialisation manuelle est également possible ; une touche de réinitialisation spéciale est prévue à cet effet.
Lors de son utilisation, l'appareil reprend sa position initiale en 1 minute. Pour activer le bouton, tournez-le dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'il s'élève au-dessus du corps. Le courant d'installation est généralement indiqué sur le panneau.
Principe de fonctionnement de l'appareil
Remplir une fonction de protection, disjoncteur déconnecte les circuits d’alimentation. Un relais thermique en diffère en ce que lorsque la charge est dépassée, il émet simplement un signal de commande. Avec une telle protection, de petits courants sont commutés dans un seul circuit de commande.
Dans le circuit devant le relais thermique il y a interrupteur magnétique. Lors de l'ouverture des circuits en cas d'urgence, il n'est pas nécessaire de dupliquer le fonctionnement du contacteur. Par conséquent, aucun matériau n'est consommé pour la fabrication des groupes de contacts de puissance.
Les plus populaires sont les appareils équipés de plaques bimétalliques. La plaque elle-même est constituée de deux éléments similaires.
L'un d'eux a un coefficient de température important, tandis que l'autre en a un légèrement plus petit. Ces deux composants s’emboîtent étroitement.
Cette fixation rigide est assurée par soudage ou laminage à chaud. Du fait que la plaque est fixée immobile, lorsqu'elle est chauffée, elle se plie vers l'élément avec un coefficient de température plus faible. Ce principe a été pris comme base lors de la création relais thermiques.
Dans leur production, on utilise de l'acier au chrome-nickel et de l'acier non magnétique, qui ont un coefficient de température élevé. L'Invar, un composé de nickel et de fer, est utilisé comme matériau avec une faible valeur de ce paramètre.
La plaque bimétallique est chauffée par les courants de charge. Ils circulent le plus souvent à travers un radiateur spécial. Il existe également un chauffage combiné dans lequel, en plus de la chaleur dégagée par le radiateur, le bilame est également chauffé par le courant qui le traverse.
Comment connecter un relais thermique
Le contact fermé (normalement connecté), qui sert à connecter le module thermique au démarreur magnétique, est désigné NC ou NC, qui signifie normalement fermé. La combinaison de lettres NON désigne un contact normalement ouvert.
Dans un circuit simple, il est utilisé pour fournir un signal indiquant que la protection du moteur s'est déclenchée en raison d'un dépassement du seuil de température.
Lorsqu'il est mis en œuvre dans des circuits de contrôle complexes, il est capable de générer un signal d'urgence pour désactiver le convoyeur.
La désignation des bornes du contacteur est dictée par GOST : normalement fermé - 95-96, normalement ouvert - 97-98. Un démarreur est connecté à la première paire, la seconde est utilisée pour les circuits de signalisation. Puisque le moteur et le relais thermique doivent être protégés des courts-circuits, le circuit doit contenir un disjoncteur.
Le circuit de l'appareil comprend des boutons « Test » et « Stop » ou « Reset ». Le premier est utilisé pour vérifier la fonctionnalité et le second est utilisé pour désactiver manuellement la protection.
A l'aide du commutateur d'armement rotatif, après avoir activé la protection, le moteur électrique est redémarré. Le couvercle en verre du produit est marqué et scellé.
Selon le type de connexion, deux grands groupes de relais thermiques peuvent être distingués :
- premier groupe - les appareils montés derrière le démarreur magnétique et ceux connectés à l'aide de cavaliers ;
- deuxième groupe — appareils installés directement sur le contacteur de démarrage.
Dans ce dernier cas, lors du démarrage, la charge principale tombe sur le contacteur.Ici le module thermique est équipé de contacts en cuivre connectés directement aux entrées du démarreur.
Les fils du moteur sont connectés au TP. Le relais lui-même dans un tel circuit représente une unité intermédiaire qui analyse le courant circulant vers le moteur depuis le démarreur magnétique.
Nuances lors de l'installation de l'appareil
La vitesse de réponse du module thermique peut être affectée non seulement par les surcharges de courant, mais également par les indicateurs de température externes. La protection fonctionnera même en l'absence de surcharge.
Il arrive également que, sous l'influence d'une ventilation forcée, le moteur soit soumis à une surcharge thermique, mais la protection ne fonctionne pas.
Pour éviter de tels phénomènes, vous devez suivre les recommandations des spécialistes :
- Lors du choix d'un relais, concentrez-vous sur la température de fonctionnement maximale autorisée.
- Installez la protection dans la même pièce que l'objet protégé.
- Pour l'installation, choisissez des endroits où il n'y a pas de sources de chaleur ni de dispositifs de ventilation.
- Vous devez configurer le module thermique en fonction de la température ambiante réelle.
- La meilleure option consiste à intégrer une compensation thermique dans la conception du relais.
Une option supplémentaire pour le relais thermique est la protection en cas de panne de phase ou de panne complète d'alimentation. Pour les moteurs triphasés, ce point est particulièrement pertinent.
S'il y a un problème dans une phase, les deux autres prennent un courant plus important. En conséquence, une surchauffe se produit rapidement, puis un arrêt.Si le relais ne fonctionne pas efficacement, le moteur et le câblage peuvent tomber en panne.
Types d'appareils existants
La classe des relais thermiques comprend plusieurs types : TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. L'utilisation de chacun est déterminée par les caractéristiques de conception.
Relais de courant biphasé (TRN), sont principalement utilisés pour la protection électrique des moteurs asynchrones à rotor à cage d'écureuil. En règle générale, ils fonctionnent à partir d'un réseau d'une tension nominale allant jusqu'à 500 V, une fréquence de 50 Hz.
Le relais est équipé d'un mécanisme de commande de contact manuel. Les dimensions des TRN permettent de les intégrer dans des dispositifs complets de stations de type fermé et ouvert qui coordonnent le fonctionnement des variateurs. Ils ne remplissent pas la fonction de protection contre les courts-circuits et en ont eux-mêmes besoin.
Relais TRP Ils disposent d'un mécanisme résistant aux vibrations et d'un corps résistant aux chocs. Conçu pour protéger les moteurs asynchrones triphasés fonctionnant dans des conditions de fortes charges mécaniques.
Ils sont conçus pour un courant maximum de 600 A et une tension maximale de 500 V, et dans des circuits à courant continu - 440 V. L'automatisme est insensible à la température extérieure et fonctionne lorsque l'indicateur dépasse 200°C.
Appareils RTL — le triphasé, en plus de protéger le moteur des surcharges, protège le rotor du blocage. Ils l'assurent contre les dommages en cas de déséquilibre de phase lors d'un démarrage prolongé.
Ils fonctionnent de manière autonome avec les borniers KRL et en variante avec un démarreur magnétique PML. Plage de fonctionnement actuelle - de 0,10 à 86 A.
PTT — le dispositif protège les moteurs asynchrones contre les surintensités, les déséquilibres de phase, les blocages et autres situations d'urgence.Il est utilisé à la fois comme appareil autonome et comme partie intégrante des démarreurs PMA et PME.
Produit RTI triphasé doté des mêmes fonctions que le précédent, mais est utilisé dans une modification avec les démarreurs KTM et KMI.
Comment choisir un relais thermique
Le moteur a besoin d'un relais de protection lorsque, pour des raisons technologiques, il existe un risque potentiel de surcharge. Le deuxième cas est la nécessité de limiter le temps de démarrage dans des conditions de tension réduite.
Ces exigences sont contenues dans les instructions pertinentes. Qui énonce une demande d'équipement d'un produit de protection avec une temporisation. Tout cela est réalisé à l'aide de relais thermiques.
Caractéristiques de base des appareils
Les données de base du dispositif protégeant le moteur sont :
- Performances des contacts en fonction des paramètres actuels - indicateur temps-courant.
- Courant de fonctionnement auquel le TP est déclenché.
- Limiter les ajustements des paramètres de courant. Dans tous les appareils produits par différents fabricants, ce paramètre diffère légèrement. Un dépassement de 20 % de la valeur nominale entraîne le fonctionnement de l'appareil au bout de 25 minutes.
- Valeur actuelle nominale de la plaque bimétallique de travail. Il s'agit d'une valeur au-dessus de laquelle le relais ne s'éteint pas immédiatement.
- Plage de courant dans laquelle le relais fonctionne.
Des informations sur le relais thermique peuvent être obtenues en déchiffrant ses marquages. Le symbole indiquant le type d'exécution peut varier.
Les emplacements des TP nationaux sont réglementés par GOST 15150.Leur travail est influencé par des facteurs tels que l’altitude au-dessus du niveau de la mer, les vibrations, les chocs et l’accélération.
Les fabricants reflètent toutes ces nuances dans l'étiquetage de leurs produits. Certains d'entre eux contiennent en outre des informations sur l'aptitude à travailler en présence de substances nocives et de gaz explosifs.
Sélection d'un appareil selon les règles
Les exigences relatives au relais thermique sont définies dans les instructions. Il est également stipulé ici que la protection doit avoir une temporisation. Toutes les demandes sont satisfaites à l'aide d'appareils spéciaux.
Lors de l'analyse des caractéristiques temps-courant d'un TR, il est nécessaire de prendre en compte le fait que le fonctionnement peut se produire à partir d'un état de surchauffe ou de froid.
Une protection impeccable suppose que la courbe illustrant la dépendance optimale de la durée du flux de courant sur la valeur du courant du relais et du moteur pour un fonctionnement sans problème de l'équipement soit différente. Le premier doit être inférieur au second.
La sélection correcte d'un produit de protection est effectuée sur la base d'un paramètre tel que le courant nominal de fonctionnement. Sa valeur est liée au courant de charge nominal du moteur électrique.
Les normes internationales et nationales stipulent que le courant nominal du moteur est similaire au réglage du courant de fonctionnement du relais thermique.
Cela signifie que l'appareil est mis en service avec une surcharge de 20 à 30 % ou avec Iav.x1.2 ou 1.3 au plus tard 20 minutes.
Sur cette base, le choix doit être fait pour que le courant de non-fonctionnement du TR dépasse le courant nominal de l'objet couvert en moyenne de 12 %. La valeur In est affichée dans le passeport de l'appareil et sur une plaque fixée au corps.
Sur cette base, le TR et le démarreur correspondant sont sélectionnés. L'échelle du relais est calibrée en ampères et, en règle générale, correspond à la valeur du courant de réglage.
Un exemple est la sélection d'un relais thermique pour un moteur asynchrone connecté à un réseau 380 V d'une puissance de 1,5 kW.
Le courant nominal de fonctionnement est de 2,8 A, ce qui signifie que pour un relais thermique le courant de seuil sera égal à : 1,2 * 2,8 = 3,36 A. D'après le tableau, le choix doit se faire sur le RTL-1008, dont la plage de réglage est compris entre 2,4 et 4 A.
Lorsque les données de la plaque signalétique du moteur sont inconnues, le courant est déterminé à l'aide de dispositifs spéciaux : une pince ampèremétrique ou un multimètre avec l'option appropriée. Des mesures sont effectuées sur chacune des phases.
Lors du choix, il est important de faire attention à la tension indiquée sur l'appareil. Si vous envisagez d'utiliser un tandem TP-starter, vous devez prendre en compte le nombre de contacts.
Lors de la connexion de l'appareil à un réseau triphasé, un module est requis qui a une fonction de protection en cas de grillage de conducteur ou de déséquilibre de phase.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Système de protection moteur efficace :
Composants d'un relais thermique :
Le principe d'interaction entre différents appareils dans différentes options de connexion pour un relais thermique est le même. Pour une meilleure orientation dans les schémas, vous devez être capable de « lire » les marquages des appareils.Idéalement, tous les travaux de connexion doivent être effectués par un technicien certifié pour travailler dans des conditions de haute tension.
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