تتم حماية المحركات الكهربائية والمبدلات المغناطيسية والمعدات الأخرى من الأحمال التي تسبب ارتفاع درجة الحرارة باستخدام أجهزة حماية حرارية خاصة. من أجل الاختيار الصحيح لنموذج الحماية الحرارية ، تحتاج إلى معرفة مبدأ التشغيل والجهاز وكذلك معايير الاختيار الرئيسية.
محتوى
الجهاز ومبدأ العملية
تم تصميم الترحيل الحراري (TR) لحماية المحركات الكهربائية من السخونة الزائدة والفشل المبكر. أثناء بدء التشغيل على المدى الطويل ، يخضع المحرك الكهربائي لأحمال زائدة بسبب التيار. أثناء بدء التشغيل ، يتم استهلاك سبعة أضعاف التيار ، مما يؤدي إلى تسخين اللفات. التيار المقدر (In) - التيار الذي يستهلكه المحرك أثناء التشغيل. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل TR على زيادة عمر المعدات الكهربائية.
مرحل حراري يتكون الجهاز منه من أبسط العناصر:
- عنصر حساس للحرارة.
- الاتصال مع العودة الذاتية.
- جهات الاتصال.
- ينبوع.
- موصل معدنين على شكل صفيحة.
- زر.
- المنظم الحالي Setpoint.
العنصر الحساس لدرجة الحرارة عبارة عن مستشعر درجة حرارة يستخدم لنقل الحرارة إلى لوحة ثنائية المعدن أو عنصر حماية حراري آخر. يتيح الاتصال بالعودة الذاتية ، عند تسخينه ، فتح دائرة إمداد الطاقة للمستهلك الكهربائي على الفور لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
تتكون اللوحة من نوعين من المعدن (ثنائي المعدن) ، أحدهما له معامل تمدد حراري مرتفع (Kp). يتم تثبيتها معًا عن طريق اللحام أو الدرفلة في درجات حرارة عالية. عند تسخينها ، تنحني لوحة الحماية الحرارية نحو المادة ذات Kp المنخفض ، وبعد التبريد ، تأخذ اللوحة موضعها الأصلي. بشكل أساسي ، يتم تصنيع الألواح من Invar (انخفاض Kp) وغير مغناطيسي أو فولاذ الكروم والنيكل (Kp أعلى).
يقوم الزر بتشغيل TR ، ومن الضروري ضبط المنظم الحالي لتعيين القيمة المثلى لـ I للمستهلك ، وسيؤدي فائضه إلى تشغيل TR.
يعتمد مبدأ تشغيل TR على قانون جول لينز. التيار هو الحركة الموجهة للجسيمات المشحونة التي تصطدم بذرات الشبكة البلورية للموصل (هذه القيمة هي المقاومة ويشار إليها بالرمز R). يتسبب هذا التفاعل في ظهور الطاقة الحرارية التي يتم الحصول عليها من الطاقة الكهربائية. يعتمد قانون جول لينز على اعتماد مدة التدفق على درجة حرارة الموصل.
تكون صياغة هذا القانون على النحو التالي: عندما أمرر عبر الموصل ، فإن كمية الحرارة Q الناتجة عن التيار ، عند التفاعل مع ذرات الشبكة البلورية للموصل ، تتناسب طرديًا مع مربع I ، القيمة من R للموصل والوقت الذي يعمل فيه التيار على الموصل.رياضياً ، يمكن كتابتها على النحو التالي: Q = a * I * I * R * t ، حيث a هو عامل التحويل ، I هو التيار المتدفق عبر الموصل المطلوب ، R هي قيمة المقاومة و t هي وقت التدفق أنا.
عندما المعامل أ = 1 ، يتم قياس نتيجة الحساب بالجول ، بشرط أن تكون أ = 0.24 ، يتم قياس النتيجة بالسعرات الحرارية.
يتم تسخين المواد ثنائية المعدن بطريقتين. في الحالة الأولى ، مررت من خلال ثنائية المعدن ، وفي الحالة الثانية ، من خلال الملف. يؤدي عزل اللف إلى إبطاء تدفق الطاقة الحرارية. يسخن المفتاح الحراري عند القيم العالية لـ I أكثر من عندما يتلامس مع عنصر استشعار درجة الحرارة. تأخرت إشارة تشغيل جهة الاتصال. يتم استخدام كلا المبدأين في نماذج TR الحديثة.
يتم تسخين الصفيحة ثنائية المعدن لجهاز الحماية الحرارية عند توصيل الحمل. يتيح لك التسخين المشترك الحصول على جهاز بخصائص مثالية. يتم تسخين اللوح بواسطة الحرارة المتولدة عن طريق I عند المرور من خلاله ، وبواسطة سخان خاص عندما يتم تحميلي. أثناء التسخين ، يتشوه الشريط المعدني ويعمل على التلامس مع العودة الذاتية.
الخصائص الرئيسية
لكل TR خصائص تقنية فردية (TX). يجب اختيار المرحل وفقًا لخصائص الحمل وظروف الاستخدام عند تشغيل محرك كهربائي أو مستهلك آخر للكهرباء:
- قيمة In.
- نطاق التعديل من أنا يشتغل.
- الجهد االكهربى.
- إدارة إضافية لعملية TR.
- قوة.
- حد العملية.
- الحساسية لاختلال الطور.
- فئة الرحلة.
القيمة الحالية المقدرة هي قيمة I التي تم تصميم TR من أجلها.يتم اختياره وفقًا لقيمة In للمستهلك الذي يرتبط به مباشرة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تختار بهامش In وأن تسترشد بالصيغة التالية: Inr \ u003d 1.5 * Ind ، حيث Inr - In TR ، والتي يجب أن تكون 1.5 مرة أكثر من تيار المحرك المقدر (Ind).
يعد حد ضبط العملية I أحد المعلمات المهمة لجهاز الحماية الحرارية. تعيين هذه المعلمة هو نطاق الضبط للقيمة In. الجهد - قيمة جهد الطاقة التي تم تصميم موصلات الترحيل من أجلها ؛ إذا تم تجاوز القيمة المسموح بها ، فسيفشل الجهاز.
بعض أنواع المرحلات مزودة بجهات اتصال منفصلة للتحكم في تشغيل الجهاز والمستهلك. تعد الطاقة أحد العوامل الرئيسية في TR ، والتي تحدد طاقة الإخراج للمستهلك المتصل أو مجموعة المستهلكين.
يعتبر حد الرحلة أو عتبة الرحلة عاملاً يعتمد على التيار المقدر. في الأساس ، تتراوح قيمته من 1.1 إلى 1.5.
تُظهر الحساسية تجاه عدم توازن الطور (عدم تناسق الطور) النسبة المئوية للمرحلة مع عدم التوازن إلى المرحلة التي يتدفق خلالها التيار المقنن للحجم المطلوب.
فئة الرحلة هي معلمة تمثل متوسط وقت التعثر في TR اعتمادًا على مضاعف تيار الإعداد.
السمة الرئيسية التي تحتاج من خلالها إلى اختيار TR هي اعتماد وقت التشغيل على تيار الحمل.
الاسلاك الرسم البياني
يمكن أن تختلف المخططات الخاصة بتوصيل مرحل حراري بدائرة بشكل كبير اعتمادًا على الجهاز.ومع ذلك ، يتم توصيل TRs في سلسلة مع ملف المحرك أو ملف بدء التشغيل المغناطيسي بجهة اتصال مفتوحة عادة ، مثل يتيح لك هذا النوع من الاتصال حماية الجهاز من الأحمال الزائدة. إذا تم تجاوز مؤشرات الاستهلاك الحالية ، يقوم TR بفصل الجهاز عن مصدر الطاقة.
في معظم الدوائر ، يتم استخدام جهة اتصال مفتوحة بشكل دائم عند الاتصال ، والتي تعمل عند الاتصال في سلسلة باستخدام زر إيقاف على لوحة التحكم. بشكل أساسي ، يتم تمييز جهة الاتصال هذه بالحرفين NC أو H3.
يمكن استخدام جهة اتصال مغلقة عادة عند توصيل إنذار الحماية. بالإضافة إلى ذلك ، في الدوائر الأكثر تعقيدًا ، يتم استخدام جهة الاتصال هذه لتنفيذ التحكم في البرامج في الإيقاف الطارئ للجهاز باستخدام المعالجات الدقيقة وأجهزة التحكم الدقيقة.
منظم الحرارة سهل التوصيل. للقيام بذلك ، يجب أن تسترشد بالمبدأ التالي: يتم وضع TR بعد موصلات المبدئ ، ولكن قبل المحرك الكهربائي ، ويتم تشغيل جهة الاتصال المغلقة بشكل دائم عن طريق الاتصال التسلسلي مع زر الإيقاف.
أنواع المرحلات الحرارية
هناك العديد من الأنواع التي تنقسم إليها المرحلات الحرارية:
- نظام المعدنين - RTL (ksd ، lrf ، lrd ، lr ، iek و ptlr).
- الحالة الصلبة.
- ريلاي لمراقبة درجة حرارة الجهاز. التعيينات الرئيسية هي كما يلي: RTK و NR و TF و ERB و DU.
- تتابع ذوبان سبيكة.
تتمتع TRs ثنائية المعدن بتصميم بدائي وهي أجهزة بسيطة.
يختلف مبدأ تشغيل المرحل الحراري من نوع الحالة الصلبة اختلافًا كبيرًا عن النوع ثنائي المعدن. مرحل الحالة الصلبة هو جهاز إلكتروني يسمى أيضًا شنايدر ويتم تصنيعه على عناصر راديو بدون ملامسات ميكانيكية.
يتضمن ذلك RTR و RTI IEK ، اللذان يحسبان متوسط درجات حرارة المحرك الكهربائي من خلال مراقبة بدايته وداخله. السمة الرئيسية لهذه المرحلات هي القدرة على مقاومة الشرر ، أي يمكن استخدامها في البيئات المتفجرة. هذا النوع من المرحلات أسرع في وقت التشغيل وأسهل في الضبط.
تم تصميم RTCs للتحكم في نظام درجة حرارة محرك كهربائي أو أي جهاز آخر باستخدام الثرمستور أو المقاومة الحرارية (المسبار). عندما ترتفع درجة الحرارة إلى الوضع الحرج ، تزداد مقاومتها بشكل حاد. وفقًا لقانون أوم ، مع زيادة R ، ينخفض التيار وينطفئ المستهلك ، لأن. قيمته ليست كافية للتشغيل العادي للمستهلك. يستخدم هذا النوع من التتابع في الثلاجات والمجمدات.
يختلف تصميم مرحل الانصهار الحراري للسبيكة اختلافًا كبيرًا عن النماذج الأخرى ويتكون من العناصر التالية:
- لف سخان.
- سبيكة ذات نقطة انصهار منخفضة (سهل الانصهار).
- آلية كسر السلسلة.
تذوب سبيكة سهلة الانصهار عند درجة حرارة منخفضة وتحمي دائرة طاقة المستهلك عن طريق قطع الاتصال. هذا التتابع مدمج في الجهاز ويستخدم في الغسالات وتكنولوجيا السيارات.
يتم اختيار المرحل الحراري من خلال تحليل الخصائص التقنية وظروف تشغيل الجهاز ، والتي يجب حمايتها من الحرارة الزائدة.
كيفية اختيار التتابع الحراري
بدون حسابات معقدة ، يمكنك اختيار التصنيف المناسب للتتابع الكهروحراري للمحرك من حيث الطاقة (جدول الخصائص التقنية لأجهزة الحماية الحرارية).
الصيغة الأساسية لحساب التيار المقدر لـ TR هي:
انتر = 1.5 * إند.
على سبيل المثال ، تحتاج إلى حساب في TP لمحرك كهربائي غير متزامن بقوة 1.5 كيلو واط ، مدعوم بشبكة تيار متردد ثلاثية الطور بقيمة 380 فولت.
هذا من السهل القيام به. لحساب قيمة تيار المحرك المقدر ، يجب عليك استخدام صيغة الطاقة:
P = I * U.
وبالتالي ، Ind \ u003d P / U \ u003d 1500/380 ≈ 3.95 A. يتم حساب قيمة التيار المقدر لـ TR على النحو التالي: Intr \ u003d 1.5 * 3.95 ≈ 6 A.
بناءً على الحسابات ، يتم تحديد TR من النوع RTL-1014-2 بنطاق ضبط ضبط حالي من 7 إلى 10 أ.
إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة للغاية ، فاضبط نقطة الضبط على القيمة الدنيا. في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار الزيادة في الحمل على لفات الجزء الثابت للمحرك ، وإذا أمكن ، لا تقم بتشغيله. إذا تطلبت الظروف استخدام المحرك في ظل ظروف غير مواتية ، فمن الضروري بدء الضبط بتيار إعداد منخفض ، ثم زيادته إلى القيمة المطلوبة.
مقالات مماثلة:
