Тепловое реле или автоматический выключатель

Электрика в доме

При работе различных электрических механизмов требуется его защита. Защита нужна при неприемлемых токовых перегрузках, происходящих на протяжении долгого времени. Кроме этого электродвигатель может выйти из строя по причине обрыва одной из фаз или разрушения обмотки вследствие межвиткового замыкания. В этом случае используется тепловое реле.

Название оно свое получило благодаря принципу действия, который во многом схож с автоматическим выключателем. При этом нагреваются биметаллические пластины, разрывающие электрическую цепь.

Читайте также на сайте:

• Как работает указательное реле
• Принцип работы реле приоритета нагрузок
• Как работает реле максимального тока
• Как устроено импульсное реле
• Принцип работы и виды релейной защиты
• Применение реле контроля фаз
• Как работает тепловое реле
• Как работает твердотельное реле
• Принцип работы промежуточного реле
• Монтаж и подключение реле напряжения

Электротепловые реле предназначены для предотвращения выхода из строя электромоторов от перегрузок по показателям рабочего тока, в результате которых происходит превышение нормативных показателей рабочей температуры последних. Любой электрический двигатель имеет номинальный рабочий ток. Критическое превышение этой технической характеристики в течение длительного времени приведет к перегреву обмоток силовой установки, разрушению изоляционного слоя и выходу из строя мотора в целом.

Устройство электротепловой защиты отключит электрический двигатель и не допустит аварии и выхода из строя электромотора. Термореле защиты от перегрузок применяются и в других сферах народного хозяйства, быту и производстве, но основное их предназначение — это защита электрических силовых установок от увеличения тока нагрузки до критических значений. Без этого прибора безопасно эксплуатировать электрические двигатели невозможно!

Типы электромагнитных пускателей

Электромагнитные пускатели служат для управления силовыми нагрузками, применяются для запуска, торможения и реверса двигателей постоянного и переменного тока. Простейший аппарат состоит из статичного сердечника с катушкой, подвижного якоря, главных и вспомогательных контактов, возвратной пружины и других механических элементов. Устройство электромагнитных пускателей и контакторов схожее, однако помимо включения и отключения пускатели способны выполнять и другие функции, для чего они оборудуются, например, тепловыми реле и кнопками управлениями. Это значительно расширяет сферу их применения, в том числе в автоматизированных системах управления.

Принцип действия электромагнитного пускателя опирается на явление электромагнитной индукции. Когда на катушку управления подают напряжение, возникает магнитное поле: якорь притягивается к сердечнику — контакты замыкаются. Когда отключают напряжение, возвратная пружина выбрасывает якорь — контакты размыкаются.

Полезно знать

Контакторы и пускатели имеют дополнительные контактные группы, нормально-замкнутые или нормально-разомкнутые. Дополнительные контактные группы могут использоваться для подключения устройств световой, звуковой сигнализации и подачи сигнала о состоянии пускателя в систему дистанционного управления.

Какие бывают электромагнитные пускатели?

Существуют пускатели различных категорий, для бытовых и промышленных сетей, для однофазных и трехфазных двигателей, печей и осветительного оборудования, с кнопками и индикаторами… Рассмотрим классифицирующие признаки и основные характеристики электромагнитных пускателей.

1. Категория применения. ГОСТ Р 50030.4.1-2012 устанавливает 12 категорий пускателей переменного тока и четыре категории постоянного тока [1] . Например, пускатели АС-1 предназначены для цепей со слабоиндуктивными нагрузками; АС-4 — для пуска, останова асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, работающих в повторно-кратковременном режиме; АС-5а — для коммутирования разрядных ламп; DC-3 — для управления шунтовыми двигателями и так далее.
   Подавляющее большинство аппаратов имеет категорию АС-3/АС-4, их дополнительно классифицируют по назначению:
   • нереверсивные — с одной магнитной катушкой;
   • реверсивные — с двумя магнитными катушками для реверса подключенного двигателя (по сути, это два аппарата в едином корпусе с расширенной группой контактов);
   • звезда-треугольник с модулями временной задержки. Используются для запуска двигателей без нагрузки по схеме «звезда» с последующим переключением в топологию «треугольник».
2. Число фаз. Наиболее распространены однофазные и трехфазные электромагнитные пускатели.
3. Исполнение по степени защиты выбирается в зависимости от окружающих условий и требований к промышленной безопасности:
   • открытые (IP00, IP20) — устанавливаются в закрытых шкафах, на панелях в сухих отапливаемых помещениях, куда не проникают пыль и влага;
   • защищенные (IP40) — в металлической и пластмассовой оболочке, устанавливаются в неотапливаемых помещениях с незначительной запыленностью;
   • влагонепроницаемые (IP54, IP65) — для монтажа снаружи и внутри помещений;
   • специального исполнения — искробезопасные и/или взрывозащищенные, для установки на предприятиях рудничной, горнодобывающей и нефтегазовой промышленности.
4. Номинальное напряжение силовых катушек: 12 В, 24 В, 36 В, 42 В, 48 В, 110 В, 127 В, 220 В (230 В), 380 В (400 В).
5. Номинальный ток силовых контактов. В маркировке аппаратов российских производителей указывается так называемая величина, определяемая рабочим током. Всего их восемь: (1) — 9 А, 10 А, 12 А, 16 А, 18 А; (2) — 25 А; (3) — 40 А; (4) — 63 А, 80 А; (5) — 100 А, 125 А; (6) — 160 А, 185 А; (7) — 250 А; (8) — 400 А, 630 А, 1000 А [2] .
6. Коммутационная износостойкость. Количество циклов включений-отключений (ВО) и, стало быть, надежность пускателя определяются классом его силовых контактов в соответствии с ГОСТ 2491-82 [3] :
   • класс А — от 1,5 до 4,0 млн циклов ВО;
   • класс Б — от 0,63 до 1,5 млн циклов ВО;
   • класс В — от 0,1 до 0,5 млн циклов ВО.
7. Наличие теплозащиты. Встроенное тепловое реле защищает электрические двигатели от длительных перегрузок по току. Главный параметр пускателей с реле — номинальный ток несрабатывания на средней уставке. Реле типа РТТ применяются для защиты от продолжительных перегрузок, а РТЛ — еще и для защиты от несимметричности токов.
8. Наличие кнопок и сигнальных индикаторов. При ручном управлении на аппаратах предусматриваются кнопки «Пуск», «Стоп» и «Реверс». Световые индикаторы режима работы электромагнитного пускателя чаще всего монтируются в корпус рядом с кнопками «Пуск», «Стоп» и «Реверс».

Также пускатели различают по напряжению катушки управления, количеству силовых полюсов, способу монтажа, диапазону рабочих токов, числу и виду дополнительных контактов. Для пускателей, монтируемых на улице или в неотапливаемых помещениях, важна не только степень защиты, но и климатическое исполнение, утвержденное ГОСТ 15150-69 для распределительной низковольтной аппаратуры [4] .

Цены на пускатели

Пускатели, как и другие коммутационные аппараты, представлены на рынке в различных ценовых сегментах. От чего зависит стоимость электромагнитных пускателей?

Главные критерии ценообразования:

1. номинальный ток, определяющий массогабаритные показатели;
2. завод-изготовитель;
3. класс износостойкости;
4. назначение пускателя, количество силовых полюсов;
5. дополнительные устройства: реле, ограничители перенапряжения, приставки времени, количество дополнительных контактов;
6. исполнение, защитные оболочки, наличие кнопок и индикации.

Пускатель магнитный ПМЛ 1100-12 230В 12А 1з УХЛ4 Б Теxenergo

Электромагнитные пускатели ПМЛ 1100, ПМЛ 2100, ПМЛ 3100, ПМЛ 4100 (магнитные пускатели ПМЛ, контакторы ПМЛ) предназначены для пуска и останова асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Отечественные производители — ООО «МФК ТЕХЭНЕРГО» (ТЕXENERGO), ОАО «Кашинский завод электроаппаратуры» (КашинЗЭА) — выпускают проверенные временем пускатели серий ПМЛ, ПМ12 и ПМ16 с классом Б и выше в современных конфигурациях и другие варианты. Известные зарубежные изготовители — Schneider Electric, ABB, Siemens — предлагают продукцию из верхнего ценового сегмента.

Это важно

Пускатели работают в тяжелых коммутационных условиях. Ударные циклические нагрузки приходятся на силовую группу контактов, поэтому необходимо, чтобы их качество, а значит, коммутационная износостойкость была не ниже класса Б [5] . Чтобы повысить надежность пускателей, некоторые изготовители, например ТЕXENERGO, используют серебро в производстве контактов.

Чтобы оценить, как параметры, исполнение и марка аппаратов коррелируют с их стоимостью, рассмотрим диапазоны примерных цен на трехфазные пускатели категории АС-3 разной мощности (обозначение вспомогательных контактов: «з» — замкнутый, «р» — разомкнутый). Сколько стоят электромагнитные пускатели?

Малогабаритные, нереверсивные, ток до 18 А, АС:

ПМЛ 1100, 230 В, 12 А, 1з, УХЛ4, Б (TEXENERGO) — 251,61 рубля.

ПМЛ 1100, 220 В, 12 А, 1з («Кашинский завод электроаппаратуры») — 472,26 рубля.

Tesys E, 12 А, 220 В, 1р (TEXENERGO) — 565,95 рубля.

Ток до 40 А, открытые, AC:

ПМЛ 3100, 230 В, 40 А, 1з + 1р, УХЛ4, Б (TEXENERGO) — 886,94 рубля.

ПМ12-040150, 380 В, 1з («Кашинский завод электроаппаратуры») — 1256,70 рубля.

Tesys E, 40 А, 220 В, 1з + 1р (TEXENERGO) — 2021,58 рубля.

Ток до 100 А, с тепловым реле, нереверсивные, AC:

ПМЛ 5100, 230 В, 95 А, 1з + 1р, УХЛ4, Б (TEXENERGO) — 1445,50 рубля.

ПМ12-100150, 380 В («Кашинский завод электроаппаратуры») — 5301,94 рубля.

Tesys E, 95 А, 220 В, 1з + 1р (Schneider Electric) — 4461,88 рубля.

Ток до 250 А, АС:

ПМ12-250150, 230 В, УХЛ4, Б, 4з + 2р (TEXENERGO) — 4555,50 рубля.

ПМ12-250150, 2з + 2р, 220 В («Кашинский завод электроаппаратуры») — 12 448,91 рубля.

Tesys E, 250 А, 220 В (Schneider Electric) — 15 893,47 рубля.

Ток выше 250 А, АС:

ПМ16-400100, 230 В, 1з (TEXENERGO) — 13 597,50 рубля.

Tesys E, 400 А, 220 В (Schneider Electric) — 32 417,28 рубля.

Как видно из сравнения, цены на электромагнитные пускатели обусловлены не только техническими параметрами, но и брендом. Однако продукция отечественного производства из среднего ценового сегмента зачастую выигрывают по соотношению цены и качества. Также при выборе следует обращать внимание на соответствие стандартам и наличие сертификатов.

Где можно заказать электромагнитные пускатели

За рекомендацией, как правильно выбрать поставщика коммутационной аппаратуры, мы обратились к Андрею Александровичу Грибенко, директору ВЭД «МФК Техэнерго»:

«На современном рынке представлен широкий ассортимент электротехнической продукции из разных ценовых категорий. Однако, если клиент находится в поиске ответственного поставщика, стоит отдавать предпочтение непосредственно производителям, ведь они знают свою продукцию лучше всех и способны оперативно решать вопросы транспортировки, сервисного и гарантийного обслуживания.

Компания «МФК ТЕХЭНЕРГО» — крупный производитель электротехнической продукции России с собственными производственными площадками как в РФ, так и за рубежом. Более 30 лет занимается поставкой модульной, силовой и коммутационной аппаратуры, щитового оборудования, кабелей, светотехники, измерительных приборов, устройств автоматики, изделий для монтажа… С 1987 года самостоятельно производит электромагнитные пускатели и контакторы TEXENERGO серий ПМЛ, ПМ12, ПМ16, ПМЕ, ПМА, ПМУ, КТ, КВТ, КВ-1, КВ-2, КМИ, КТИ и так далее, качество которых подтверждается европейскими сертификатами соответствия и многочисленными отзывами клиентов — у нас нет возвратов и претензий на пускатели и контакторы. Компания работает в среднем ценовом диапазоне. Среди наших потребителей — Московский метрополитен, Газпром, Мосгортранс, Роснефть и другие. Мы постоянно работаем над надежностью нашего оборудования и производим пускатели в исполнении А. Пускатели TEXENERGO класса Б нередко превосходят предложения других производителей по соотношению цены и качества.

Кроме собственной продукции «МФК ТЕХЭНЕРГО» предлагает пускатели и дополнительные устройства «Кашинского завода электроаппаратуры», Sсhneider Electric, ABB. Мы придерживаемся политики открытости и честных цен, поэтому на сайте представлены каталог и прайс-листы на весь перечень продукции».

* Цены на оборудование взяты из открытых источников и актуальны на апрель 2021 года. Материал не является публичной офертой.

Тепловое реле для электродвигателя схема подключения

Непосредственное подключение тепловых реле к контакторы осуществляется напрямую с помощью штыревых контактов. После подключения, в зависимости от величины тока, протекающего в цепи, необходимо отрегулировать уставки срабатывания колесиком поворотного регулятора. Нужный ток уставки обозначен на шкале специальными рисками, нанесенными на корпус прибора.

Панель управления реле оборудована кнопкой TEST, с помощью которой проверяется работоспособность устройства путем имитации срабатывания защиты. Кнопка STOP красного цвета позволяет принудительно разомкнуть нормально замкнутый контакт. При этом отключается питание, поступающее на катушку контактора, что в свою очередь приводит к отключению нагрузки. Примерно по такой схеме подключаются и работают все тепловые реле для защиты электродвигателей и их модификации.

Для работы теплового реле предусмотрен ручной или автоматический режим, задаваемый при помощи поворотного переключателя RESET. Автоматический режим предполагает утопленный выключатель и автоматическое включение реле после срабатывания, когда остынет биметаллическая пластина. Перевод прибора в ручной режим осуществляется поворотом переключателя против часовой стрелки.

Схема подключения с нормально замкнутыми контактами используется для управления электродвигателем с помощью магнитного пускателя. К силовым контактам теплового реле выполняется подключение лишь двух фаз, а третья фаза подключается напрямую к двигателю. В работе современных устройств принимают участие все три фазы совместно с дополнительным нормально замкнутым контактом реле. При возникновении перегрузок он размыкается и разрывает цепь питания контактора.

Особенности подключения

Часто используемая схема подключения теплового реле своими руками предполагает использование контакта постоянно замкнутого типа. Этот контакт (NC или НЗ по маркировке) функционирует в последовательной связи с отключающей кнопкой «стоп», расположенной на пульте управления.

В стандартных условиях такой контакт связан с подключением системы сигнализации, которая дает информацию об активизации защиты агрегата. В усложненных схемах возможно построение механизма аварийного размыкания цепи и остановки двигателя.

Само термореле находится в цепи после контакторов, но перед двигателем. Включение размыкающегося реле производится кнопкой «стоп». При этом используется последовательная схема.

Тепловые реле являются эффективным способом обезопасить работу электродвигателя. Они имеют различные характеристики, сферу применения, отличаются стоимостью. Поэтому целесообразно заранее определиться с наиболее подходящим типом устройства, ориентируясь на модели от проверенных производителей.

Обозначение на корпусе

На каждом устройстве имеется цифробуквенная маркировка. Она сообщает специалисту следующую информацию:

1. Номинальное напряжение управляющей катушки. Бывает постоянного тока или переменного.
2. Мощность устройства. Указывают редко.
3. Диапазон рабочих напряжений управляемых контактов. Может отличаться для разных цепей.
4. Производственная информация. Тип прибора (РП), год выпуска, производитель.
5. Схема включения контактов. У некоторых моделей устройств по 20-30 выводов. Их назначение указано на корпусе. Нет нужды бегать искать обозначение на схеме в технической документации.

Выше был рассмотрен пример использования РПУ-21. В данном случае аббревиатура означает следующее:

• Р — реле;
• П — промежуточное;
• У — универсальное;
• 21 — номер серии.

Дополнительная информация. На корпусе реле указано назначение и положение контактов в отключенном состоянии. То есть если устройство просто лежит на столе и ни к чему не подсоединено, то его контакты должны быть в том положение, которое нанесено на корпус. Управляющая катушка обозначается буквами A, B (А, Б — в советских схемах).

Резюме

Схемы, на которых будет изображаться принцип подключения реле к контактору, могут иметь другие буквенные или цифровые обозначения. Чаще всего их расшифровка приводится внизу, но принцип всегда остается одинаковым. Можно немного попрактиковаться, собрав всю схему с потребителем в виде лампочки или небольшого двигателя. С помощью тестовой клавиши можно будет отработать нестандартную ситуацию. Клавиши запуска и остановки позволят проверить работоспособность всей схемы. При этом стоит обязательно учитывать тип пускателя и то, в каком нормальном состоянии находятся его контакты. Если есть определенные сомнения, тогда лучше посоветоваться с электромонтажником, который имеет опыт в сборке таких схем.