热量是电动机性能和寿命的主要因素,并且电动机加热的主要源之一是电流通过电机绕组运行。由于加热是电机操作的不可避免的条件,因此保护电机免受过热,或热过载是很重要的。
在上一篇文章中,我们描述了几种可以测量的传感器电动机绕组的温度直接地。但在某些情况下 - 特别是对于AC感应电动机 - 可以通过热过载中继间接测量电动机加热,通过监测输送到电动机的电流量来确定电机温度。
热过载继电器与电动机串联连接,因此流到电机的电流也流过过载继电器。当电流达到或超过一定时间的预定限制时,继电器激活一个机构,该机构打开一个或多个触点以中断电流到电机。热过载继电器由其跳闸类评定,其定义了在中继响应或旅行之前过载的时间量。共同旅行类别为5,10,20和30秒。
考虑到AC感应电机的时间,以及目前的时间非常重要,因为它们在启动期间比他们的全额额定电流(通常为600%或更多)。因此,如果在超过过载电流时继电器立即跳闸,电机将难以启动。
有三种类型的热过载继电器 - 双金属,共晶和电子。
双金属热过载继电器(有时称为加热器元件)由两个金属制成,具有不同的热膨胀系数,其被紧固或粘合在一起。绕组,缠绕或放置在双金属条附近,携带电流。
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由于电流通过继电器(并且因此,通过电动机)加热双金属条,两个金属以不同的速率膨胀,导致条带朝向侧面弯曲,具有较低的热膨胀系数。当条带弯曲时,它致动常闭(NC)接触器,导致它打开并停止电流到电机。一旦双金属继电器冷却并且金属条恢复到它们的正常状态,电路就会自动复位并且电机可以重新启动。
共晶热过载继电器用一个共晶合金(在限定温度下熔化和固化的金属的组合),容纳在管中并连接到加热器绕组。电动机电流流过加热器绕组并加热合金。当合金达到足够的温度时,它会迅速转化为液体。
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作为固体,合金保持机械装置,例如弹簧或棘轮。但当合金熔化时,机械装置释放,打开过载触点。与双金属设计一样,不能重置共晶热过载继电器,直到合金充分冷却并返回其原始固态。
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电子热过载继电器以电子方式测量电流,而不是依赖于加热器机构,因此对环境温度的变化不敏感。它们也不太容易出于“滋扰”或虚假,绊倒。电子过载继电器可以提供诸如热容量利用率(%TCU)的百分比,满载放大器(%FLA)的百分比,时间 - 跳闸,当前RMS和接地故障当前的数据 - 可以帮助运营商进行诊断的信息并预测继电器有绊倒风险的时候。
电子设计还可以保护电动机免受相位损失(也称为相位故障),这发生在电流的一个相位等于零安培时,通常由于短路或熔断熔丝。这使得电动机在剩余的两个阶段上汲取过多的电流并导致显着的电动机加热。
热过载继电器通常是其中的一部分汽车启动器,其中包括过载中继加联系人。值得注意的是,热过载继电器仅设计为保护电机免受过热,并且如果存在短路,则不需要跳闸,因此需要额外的保险丝或断路器来保护电路。
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