Wat is een thermisch overbelastingsrelais?

In de elektrotechniek en industriële automatisering kunnen abnormale bedrijfsomstandigheden, zoals overbelasting, faseverlies en slechte warmteafvoer, leiden tot oververhitting van motoren, een verkorte levensduur of zelfs doorbranden. Thermische overbelastingsrelais worden veelvuldig gebruikt om motoren te beschermen.

Deze apparaten werken volgens het thermische effectprincipe. Wanneer de stroom gedurende een bepaalde periode de nominale waarde overschrijdt, schakelt het relais uit en onderbreekt het het stuurcircuit om motorschade te voorkomen. De werking ervan is afgestemd op de werkelijke opwarmingseigenschappen van motoren.

Dit artikel introduceert de definitie, het werkingsprincipe, de structuur en de toepassing van thermische overbelastingsrelais.

Sleutel afhaalmaaltijden

• Een thermisch overbelastingsrelais is een elektrisch beveiligingsapparaat dat motoren beschermt tegen overbelasting door gebruik te maken van het thermische effectprincipe.
• Het voorkomt dat motoren oververhit raken en beschadigd raken tijdens langdurig gebruik bij overbelasting, en zorgt voor een stabiele en veilige werking van de apparatuur.
• Wanneer de stroom de ingestelde waarde overschrijdt en dit gedurende een bepaalde tijd aanhoudt, buigt de interne bimetaalstrip door de hitte en zorgt ervoor dat de contacten in werking treden, waardoor het stuurcircuit wordt onderbroken.
• Het biedt inverse-tijdkarakteristieken, wat betekent dat de reactietijd korter wordt naarmate de overbelastingsstroom toeneemt en overeenkomt met de feitelijke opwarmingswet van motoren.
• Het wordt veel gebruikt in industriële motorbesturingssystemen en meestal in combinatie met contactoren.
• Het kenmerkt zich door een eenvoudige structuur, lage kosten, hoge betrouwbaarheid en gemakkelijk onderhoud.

Wat is een thermisch overbelastingsrelais?

Een thermisch overbelastingsrelais is een elektrisch beveiligingsapparaat dat bedoeld is om motoren te beschermen tegen overbelasting.

De belangrijkste functie ervan is dat wanneer de motorstroom de nominale waarde overschrijdt en dit gedurende een bepaalde tijd aanhoudt, de interne componenten van het relais door warmteontwikkeling in werking treden en het stuurcircuit automatisch uitschakelen. Dit voorkomt dat de motor door oververhitting beschadigd raakt.

Wat is het werkingsprincipe van een thermisch overbelastingsrelais?

Wanneer een motor normaal draait, blijft de stroom door het thermische overbelastingsrelais binnen een toelaatbaar bereik en is de warmte die door de interne verwarmingselementen wordt gegenereerd niet voldoende om een ​​actie te activeren. Wanneer de motor overbelast raakt en de stroom gedurende een bepaalde tijd toeneemt, zal de temperatuur van de verwarmingselementen stijgen en de interne bimetaalstrip door de hitte doen buigen.

Nadat de vervorming van de bimetaalstrip de ingestelde waarde heeft bereikt, duwt deze het mechanische mechanisme aan, waardoor het normaal gesloten contact van het relais opent of het normaal open contact sluit. Hierdoor wordt de stroomtoevoer naar de contactorspoel onderbroken en de motor gestopt.

Hoe groter de overbelastingsstroom, hoe meer warmte er wordt geproduceerd, hoe sneller de temperatuur van de bimetaalstrip stijgt en hoe korter de reactietijd van het relais is. Hoe dichter de stroom bij de nominale waarde ligt, hoe langer de reactietijd is. Deze eigenschap wordt de inverse-tijdkarakteristiek genoemd, wat overeenkomt met de werkelijke opwarmingswet van motoren.

Na de handeling moet de bimetaalstrip afkoelen voordat het apparaat via een handmatige of automatische reset weer in de werkende staat kan worden gebracht.

Wat zijn de voor- en nadelen van thermische overbelastingsrelais?

Voordelen van thermische overbelastingsrelais

• De beschermingseigenschappen komen overeen met de opwarmingswet van motoren.
• Eenvoudige structuur en hoge betrouwbaarheid
• Lage kosten en een hoge prijs-prestatieverhouding
• Gemakkelijk te gebruiken en te onderhouden
• Breed toepassingsbereik:

Nadelen van thermische overbelastingsrelais

• Trage reactiesnelheid
• Sterk beïnvloed door de omgevingstemperatuur.
• Relatief eenvoudige beveiligingsfunctie
• Lagere precisie dan elektronische beveiligingen

Wat zijn de onderdelen van een thermisch overbelastingsrelais?

Ze bestaan ​​meestal uit verwarmingsweerstanden of -spoelen en zijn in serie geschakeld in het motorcircuit om het stroomniveau te meten. Een hogere stroomsterkte genereert meer warmte. Als kernonderdeel van een thermisch overbelastingsrelais is het samengesteld uit twee metalen met verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten. Het buigt bij verhitting en zorgt voor de mechanische verplaatsing die nodig is voor de werking van het relais.

Het omvat doorgaans een groep normaal gesloten contacten voor het uitschakelen van de contactorspoel en een groep normaal open contacten voor signaalindicatie of alarm. Het brengt de verplaatsing van de bimetaalstrip over op de contacten en zorgt ervoor dat de contacten snel en betrouwbaar reageren in geval van overbelasting.

Het stelt de inschakelstroom van het relais in via een knop of stelschroef, zodat deze overeenkomt met de nominale stroom van de beveiligde motor. Het wordt gebruikt voor herstel na overbelasting en kan worden onderverdeeld in handmatige reset en automatische reset.

Bestanddeel	Beschrijving
verwarming Elementen	Meet de motorstroom en genereer warmte die evenredig is aan de belasting.
Bimetaalstrip	Buigt bij verhitting om de relaiswerking te activeren.
Contact systeem	Onderbreekt het circuit van de contactorspoel en geeft alarmsignalen af.
Bedieningsmechanisme	Brengt de bimetaalbeweging over om de contacten te bedienen.
Huidige instelapparaat	Past de uitschakelstroom aan het motorvermogen aan.
Reset mechanisme	Reset het relais na uitschakeling, zowel handmatig als automatisch.

Welke soorten thermische overbelastingsrelais bestaan ​​er?

Algemeen motorbeveiligingstype

Dit type is hoofdzakelijk ontworpen voor de overbelastingsbeveiliging van driefasige asynchrone motoren in algemene industriële apparatuur zoals ventilatoren, waterpompen en transportbanden. Het kenmerkt zich door een eenvoudige constructie en kosteneffectieve prestaties.

Zware startmotor

Geschikt voor apparatuur met een hoge aanloopstroom en lange aanlooptijd, zoals brekers, compressoren en mengers. Het relais maakt een langere aanlooptijd mogelijk om ongewenste uitschakelingen te voorkomen.

Lichte belasting of frequent starten

Deze beveiliging wordt vaak toegepast op apparatuur met kleine belastingvariaties of frequente start-stopcycli, zoals werktuigmachines en kleine transmissiesystemen. De hoge gevoeligheid garandeert een nauwkeurige beveiliging.

Faseverliesbeveiligingstype

Biedt overbelastingsbeveiliging in combinatie met faseuitvalbeveiliging voor driefasige energiesystemen. Wordt vaak gebruikt in toepassingen die een hoge bedrijfszekerheid vereisen.

Multifunctioneel, allesomvattend beschermingstype

Integreert meerdere beveiligingsfuncties, waaronder overbelastings-, fase-uitval-, onbalans- en blokkeringsbeveiliging. Vaak gekozen voor geautomatiseerde systemen of kritische apparatuur.

Speciaal type omgevingsapplicatie

Ontwikkeld voor omgevingen met hoge temperaturen, hoge luchtvochtigheid, stof of explosiegevaar, zoals de mijnbouw, chemische en metallurgische industrie. Verbeterd constructieontwerp en materiaalkeuze garanderen een sterke aanpassingsvermogen aan diverse omgevingsomstandigheden.

Wat zijn de praktische toepassingen van thermische overbelastingsrelais?

Motorbesturingscircuits

In diverse laagspanningsverdeelkasten en motorbesturingskasten worden thermische overbelastingsrelais meestal samen met contactoren en stroomonderbrekers gebruikt om het meest basale beveiligingscircuit voor motoren te vormen. Wanneer de motorstroom continu stijgt als gevolg van overbelasting of een abnormale werking, zal het relais de stuurstroom onderbreken, de contactor loslaten en de motor stoppen. Dit voorkomt doorbranden van de wikkelingen door oververhitting.

Ventilator- en waterpompsystemen

In ventilatie-, airconditioning- en wateraanvoer- en afvoersystemen hebben ventilatoren en waterpompen vaak te maken met overbelasting als gevolg van verstoppingen in leidingen, onjuiste bediening van kleppen of veranderingen in de bedrijfsomstandigheden. Thermische overbelastingsrelais kunnen de stroomtoevoer tijdig onderbreken wanneer motoren gedurende langere tijd overbelast draaien, waardoor apparatuur wordt beschermd en onderhoudskosten worden verlaagd.

Transport- en transmissieapparatuur

Bij bandtransporteurs, kettingtransporteurs, hijsinstallaties en andere apparatuur kan materiaalophoping of mechanische blokkering gemakkelijk leiden tot een te hoge motorstroom. Thermische overbelastingsrelais beschermen tegen dergelijke continue overbelasting en voorkomen dat motoren gedurende lange tijd onder abnormale omstandigheden draaien, waardoor het risico op schade aan de apparatuur wordt verminderd.

Gereedschapswerktuigen en verwerkingsapparatuur

Bij draaibanken, freesmachines, boormachines en andere werktuigmachines kunnen motoren overbelast raken als de snijbelasting te groot is of als de gereedschappen sterk versleten zijn. Thermische overbelastingsrelais kunnen het motorcircuit tijdig uitschakelen en zo de veiligheid en stabiliteit van de apparatuur verbeteren.

Compressoren en pompapparatuur

In luchtcompressoren, hydraulische pompen en andere continu draaiende apparatuur werken motoren vaak onder hoge belasting. Thermische overbelastingsrelais kunnen bescherming bieden voordat motoren oververhit raken, waardoor veroudering van de isolatie en schade aan de apparatuur wordt voorkomen.

Geautomatiseerde besturingssystemen

In geautomatiseerde productielijnen en industriële besturingssystemen fungeren thermische overbelastingsrelais als basisbeveiligingscomponenten. Ze werken samen met PLC's, contactoren en andere apparatuur om een ​​compleet motorbeveiligingssysteem te vormen, wat ook in intelligente systemen nog steeds van grote waarde is.

Type thermisch overbelastingsrelais	Toepassingen
Algemeen motorbeveiligingstype	Ventilatoren, waterpompen, transportbanden en andere algemene industriële apparatuur
Zware startmotor	Brekers, compressoren en andere apparatuur met een grote aanloopstroom.
Starttype voor lichte belasting/frequent gebruik	Gereedschapswerktuigen, kleine zenders en andere apparatuur met kleine belastingsveranderingen
Faseverliesbeveiligingstype	Situaties die een hoge operationele betrouwbaarheid vereisen
Multifunctioneel, allesomvattend beschermingstype	Hooggeautomatiseerde systemen en belangrijke apparatuur
Speciaal type omgevingsapplicatie	Mijnbouw, chemische industrie, metallurgie en andere veeleisende omgevingen.

Hoe kies ik een thermisch overbelastingsrelais?

• Het instelbereik van de relaisstroom moet de nominale stroom van de motor dekken, en de instelwaarde wordt meestal ingesteld op ongeveer 1.0 tot 1.1 keer de nominale stroom van de motor.
• Voor apparatuur met een lange aanlooptijd en een hoge aanloopstroom zijn modellen geschikt voor zware aanloopomstandigheden. Voor apparatuur met een lichte belasting of frequente aanloop zijn modellen met een gevoelige aanloop geschikter.
• Afhankelijk van de structuur van de schakelkast kan er gekozen worden voor een gesplitst of gecombineerd type. Het gecombineerde type is handiger voor installatie en bedrading.
• In omgevingen met hoge temperaturen of grote temperatuurverschillen moeten modellen met temperatuurcompensatie worden gekozen. Voor speciale omstandigheden kunnen producten met een betere beschermingscapaciteit worden geselecteerd.
• Voor gewone toepassingen kan een standaardmodel worden gekozen. Voor toepassingen met hoge veiligheidseisen kan een multifunctioneel model met faseverlies- en onbalansfuncties of elektronische relais worden geselecteerd.

Hoe onderhoud ik een thermisch overbelastingsrelais?

Zorg ervoor dat de ingestelde waarde overeenkomt met de nominale stroomsterkte van de motor om storingen of beveiligingsuitval te voorkomen. Voorkom overmatige warmteontwikkeling of verminderde betrouwbaarheid door slecht contact. Controleer op slijtage, oxidatie of mechanische blokkering en vervang de contacten indien nodig.

Verwijder stof en vuil en voer extra inspecties uit, vooral in stoffige of vochtige omgevingen. Nadat het relais is geactiveerd, controleer dan eerst de oorzaak van de motoroverbelasting en reset het relais pas nadat de oorzaak is gevonden. Dit voorkomt herhaalde overbelasting.

Conclusie

Thermische overbelastingsrelais zijn veelgebruikte componenten voor motorbeveiliging en kunnen effectief voorkomen dat motoren oververhit raken en beschadigd raken bij langdurige overbelasting. Ze kenmerken zich door een eenvoudige structuur, lage kosten en hoge betrouwbaarheid en worden op grote schaal gebruikt in diverse elektrische besturingssystemen.

In de praktijk zorgen de juiste selectie, correcte instelling en regelmatig onderhoud voor een stabiele en betrouwbare overbelastingsbeveiliging van motoren, waardoor ze een essentieel onderdeel vormen van het motorbeveiligingssysteem. KRIPAL biedt een breed scala aan thermische overbelastingsrelais die perfecte oplossingen bieden voor uw behoeften op dit gebied. Neem contact op met onze engineer. Hij kan u helpen bij het oplossen van uw probleem.

Veelgestelde vragen

V: Kunnen thermische overbelastingsrelais worden gebruikt voor kortsluitbeveiliging?

Nee. Thermische overbelastingsrelais worden voornamelijk gebruikt voor langdurige overbelastingsbeveiliging van motoren en reageren traag op storingen met hoge stroomsterkte, zoals kortsluitingen. Ze moeten meestal samen met stroomonderbrekers of zekeringen worden gebruikt.

V: Kan een thermisch overbelastingsrelais direct na het activeren worden gereset?

Het is niet aan te raden om het relais direct te resetten. Zoek eerst de oorzaak van de motoroverbelasting en verhelp deze, en reset het relais pas nadat het is afgekoeld. Dit voorkomt herhaalde overbelasting van de motor.

V: Hoe wordt de instelstroom van een thermisch overbelastingsrelais gewoonlijk ingesteld?

Het wordt meestal ingesteld op basis van de nominale stroomsterkte van de motor, over het algemeen 1.0 tot 1.1 keer de nominale waarde, en kan naar behoefte worden aangepast aan de kenmerken van de belasting.

V: Is de omgevingstemperatuur van invloed op de werking van een thermisch overbelastingsrelais?

Ja. Een te hoge of te lage omgevingstemperatuur kan de werkingseigenschappen beïnvloeden. Daarom is het aan te raden modellen met temperatuurcompensatie te kiezen voor situaties met grote temperatuurverschillen.

V: Kan een thermisch overbelastingsrelais een elektronische motorbeveiliging vervangen?

Het voldoet aan de basisbehoeften voor overbelastingsbeveiliging in algemene toepassingen, maar elektronische motorbeveiligers zijn geschikter voor situaties die een hoge mate van beveiligingsprecisie en functionaliteit vereisen.