5.9. Теплові реле

 

Для захисту від перевантаження використовують теплові реле з біметалевою пластиною. Вона складається з двох пластин з різним температурним коефіцієнтом розширення  та  . Пластини жорстко скріплені між собою. При її нагріванні відбувається згин пластини в бік матеріалу з меншим коефіцієнтом розширення.

Для біметалевої пластини використовують хромонікелеву сталь з великим значенням  та інвар з малим значенням . Коли біметалева пластина прогинається, вона вільним кінцем діє на контактну систему теплового реле.

Основна характеристика теплового реле – це залежність часу спрацювання  від струму . До початку перевантаження, через теплове реле протікає струм , який нагріває пластину до температури . Залежність  має вигляд:

,                                     (5.6)

де  – стала часу нагріву;  – струм, за яким реле спрацює за час .

Коли теплове реле вмикається в холодному стані, то (5.6) приймає вигляд:

.

На рис. 5.17 наведені залежності  для  (крива 1) і  (крива 2).

Рис. 5.17. Часострумові характеристики теплового реле

 

У режимі короткого замикання процес нагріву йде без віддачі тепла, тому:

.

У деяких теплових реле  при короткому замиканні є більшим за час термічної стійкості. Тому від короткого замикання кола і теплові реле необхідно захищати плавкими запобіжниками.

Для швидкодіючого захисту об’єкта та теплового реле доцільно тепловий елемент об’єднати з електромагнітним, який має великий  і практично нульову витримку часу.

На практиці узгодження реле захисту та об’єкта здійснюється вибором номінального струму теплового реле рівним номінальному струму двигуна або трохи більшим .

Рис. 5.17а. Зовнішній вигляд теплового реле