Температурне реле: схема, принцип дії, призначення

Захист електрообладнання від надмірної навантаження забезпечує температурне реле. Без нього провідники перегріваються, що призводить до передчасного виходу з ладу ізоляції.

Принцип дії

Функція теплового реле полягає у відключенні електроланцюга, коли протікає по ній струм, що перевищує номінальний. Пристрій складається з термоподогревателя, по якому проходить електричний струм, та пластини з біметалу, яка деформується при нагріванні і розмикає контакти ланцюга. Ніж більше струм, тим швидше відбувається спрацьовування.


Після розмикання ланцюга термоелемент охолоджується і повертається у вихідне стан.

Типи схем роботи термоелемента

Теплове реле діє за двома схемами: комутуючі контакти назад замикаються примусово; схема повертається у вихідне стан самостійно. Перший варіант відноситься до захисних тепловим реле (електромагнітні пускачі, автоматичні вимикачі та ін). Другий застосовується в системах регулювання температурою об'єктів (холодильник, праска, тепла підлога та ін). Біметалева пластина при прогині діє на групу контактів, якими розмикається електричне коло. З-за низької швидкості спрацьовування пристрій не гасить електричну дугу з належним ефектом. На сучасних реле застосовуються пристрої, що збільшують швидкість розриву ланцюга.

Види теплових реле

Теплові реле вибираються по номінальному навантаженні двигунів з перевищенням її на 20-30 %. При такій перевантаження спрацьовування відбувається через 20 хв. Біметалева пластина прогинається повільно. В зв'язку з цим вона діє на контакти через пристрої прискорення (стрибає контакт). Розрізняють наступні види теплових реле.


РТП - захищають трифазні двигуни з струмами на термоелементах до 600 А і в мережах постійного струму до 150 А. Біметалева пластина нагрівається від нагрівача і струму, що проходить через неї. Струм спрацьовування регулюється вручну шляхом первинної деформації пластини. Повернення в початковий стан здійснюється кнопкою, але є модифікації з самоповерненням. РТЛ - для захисту трифазних асинхронних двигунів від тривалих перевантажень, при асиметрії фаз, заклинювання ротора або при важкому пуску. У подібних умовах працюють електроприводи вантажопідйомних механізмів, насосів, вентиляторів, верстатів та ін. Реле вбудовують в пускачі, а також роблять окремими апаратами. РТТ - входять у комплекти захисту трифазних асинхронних двигунів від тривалих перевантажень, несиметрії фаз і т. п. Вони можуть вбудовуватися в магнітні пускачі в ланцюгах змінного і постійного струму.

Регулювання і налагодження

У електротеплових реле слід періодично виставляти уставки спрацьовування. Спочатку проводиться їх ревізія і забезпечується задана температура в приміщенні. При зовнішньому огляді перевіряють стан контактів, біметалічних пластин, елементів кріплення і механізму. Установку для теплового термореле з регулюванням роблять у бік збільшення або зменшення, де кожна поділка шкали відповідає поправці на 10 °С. Якщо в реле є температурна компенсація, регулювання не потрібно.
Настройка проводиться на спрацювання при шестикратне збільшення I ном. З малою інерцією пристрої спрацьовують в інтервалі 05-4 з, а з великим - від 4 до 25 с. Потім перевірку роблять при збільшенні струму до 12 від I ном. Реле при цьому має відключати контакти через 20 хв.

Прості терморегулятори

Температурне реле може бути створено на основі електронних схем, які застосовуються для підтримування заданого температурного режиму комп'ютера, житлового приміщення, інкубатора і т. д. Для цього може застосовуватися терморегулятор, схема якого містить датчик, що складається з вимірювального і опорного полуплеча з термистором R 2 і резисторами R 1 , R 3 , R 4 . При зміні температури змінюється величина опору R 2 . Сигнал неузгодженості надходить з мосту на вхід мікросхеми LM393. Вона працює в режимі компаратора, де від аналогового сигналу на вході 3 відбувається її стрибкоподібний перехід з вимкненого стану у робочий. Сигнал з виходу мікросхеми підсилюється транзистором Q 1 , після чого відбувається запуск вентилятора. Він охолоджує термістор, після чого компаратор відключає вентилятор. Таким шляхом відбувається управління температурним режимом з допомогою повітряного охолодження.

Датчик для терморегулятора теплої підлоги

За аналогічним принципом керується система теплої підлоги. Змінна напруга 230 В подається на вхід пристрою, потім перетвориться в бестрансформаторном блоці живлення до постійного 15 Ст. Поріг включення визначається дільником R 4 , R 5 , R 9 . Коли підлога холодний, опір термістора R 9 становить 10 кОм. На стабілітрон TL431 надходить сигнал вище В 25 по ланцюжку VD 3 ,R 6 ,HL 2 ,U 1 . Індикація про це робиться діодом HL 2 . Сімістор VS 1 включається і напруга подається на нагрів підлоги. Коли його температура досягає заданої величини, опір термістора R 9 (датчика) зменшується настільки, що на керуючому вході стабілітрона величина сигналу стає менше 25 Ст. TL431 закривається, а за ним і оптосімістор з сімістором. В результаті секція нагрівача відключається. Як тільки підлогу починає остигати, процес повторюється.
Мінімальна і максимальна температура задається резисторами R 4 і R 5 . Поріг включення настроюється після установки датчика R 9 . Його розташовують посередині між витками нагрівача. Потужність на виході, якою управляє температурне реле, залежить від величини опору R 7 . Відкриті висновки датчика закриваються термозбіжної трубкою, і його разом з кабелем закривають стяжкою або шаром клею. Висновки доцільно помістити в латунну гільзу і залити епоксидною смолою. Зверху підлогу покривають кахлем. Як підключити термореле до обігрівачів, можна побачити на схемі, яка зображується на корпусі багатьох моделей. Її також можна знайти в описі приладу. Промислове термореле для обігрівача можна вибрати з наступних типів: електромеханічні - з налаштуванням перемикача; цифрові - управління проводиться сенсорними або тактильними кнопками, а на дисплеї відображається потрібна інформація (поточна температура і налаштування); програмовані - з налаштуванням програми роботи обігрівача протягом заданого періоду, а також дистанційно керовані через комп'ютер.

Висновок

Відомо багато схем, як температурне реле підключається до приладів. Раніше їх доводилося збирати своїми руками. Зараз на ринку можна вибрати терморегулятор, схема якого оптимально підходить до нагрівника (електричного котла, теплої підлоги та ін). Важливо забезпечити необхідну функціональність, надійність і безпека в роботі.