7. Понятие коэффициента возврата.

При уменьшении зазора тяговая характеристика электромагнита переменного тока поднимается менее круто, чем в электромагните постоянного тока, и благодаря этому, ближе подходит к противодействующей характеристике. В результате напряжение отпускания близко к напряжению срабатывания. Относительно высокий коэффициент возврата К_в = 0,6-0,7 позволяет использовать магнитный пускатель для защиты электродвигателей от снижения сетевого напряжения (нулевая защита по напряжению).

8. Почему тепловое реле не может быть использовано для защиты асинхронного двигателя от токов короткого замыкания?

Работа асинхронных двигателей в значительной степени зависит от надежности защиты от перегрузок. В процессе эксплуатации довольно частота обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, например из-за перегорания предохранителя. К двигателю при этом подводятся только две фазы и ток в статорной обмотке резко возрастает, что приводит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до высокой температуры. Для защиты от токовых перегрузок широко распространены тепловые реле с биметаллическими элементами.

Следует иметь в виду, что из-за инерционности теплового процесса тепловые реле непригодны для защиты цепей от токов короткого замыкания. Нагревательные элементы в данном случае могут перегореть до срабатывания реле.

Тепловые реле подобного типа строятся на преобразовании тепловых воздействий в механические перемещения и используются для приведения в действие исполнительных элементов за счет линейного удлинения.

8. Какие варианты нагрева биметаллического элемента теплового реле вам известны? Дайте сравнительную оценку этих вариантов.

Биметаллический элемент состоит из двух пластин с различными коэффициентами линейного расширения К_L в месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены за счет проката в горячем состоянии или сваркой. Если такой элемент закрепить неподвижно и нагреть, то произойдет его изгиб в сторону материала с меньшим К_L причем значение прогиба и усилия тем больше, чем больше разность .

Широкое распространение в тепловых реле получили такие материалы как инвар (малое значение К_L) и хромоникелевая сталь (большое значение К_L).

Для получения большего прогиба необходим элемент большой длины и малой толщины. В то же время при необходимости получения большего усилия целесообразно иметь широкий элемент с малой длиной и большой толщиной.

Нагрев биметаллического элемента может производиться за счет тепла, выделяемого током нагрузки в самой пластине или в специальном нагревателе. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, обтекаемыми тем же током нагрузки.

Температура биметаллического элемента зависит от температуры окружающей среды, с ростом которой ток срабатывания реле уменьшается. Номинальная температура окружающей среды обычно принимается 40⁰С.

Протекание тока, превышающего номинальное значение, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому, чем больше ток перегрузки, тем меньше должна быть его длительность.

10. Поясните понятие «времятоковая характеристика» теплового реле. Что она характеризует и какой имеет вид? Каким правилом следует руководствоваться при выборе теплового реле, если известны времятоковые характеристики защитного аппарат» и теплового реле?

Основной характеристикой электротеплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки t = f ( i ) ‑ времятоковая характеристика. Для оценки эффективности защиты строятся времятоковые характеристики защищаемого объекта и биметаллического элемента теплового реле. При правильном выборе теплового элемента его времятоковая характеристика должна проходить вблизи и ниже характеристики защищаемого аппарата. Тогда при предварительном подогреве номинальным током тепловое реле обеспечивает надежную защиту.

Номинальный ток теплового реле выбирается равным току защищаемого объекта. Время срабатывания составляет при этом 20 минут.

Применение тепловых реле целесообразно при длительности включения электродвигателя, превышающей 30 минут.

времятоковая характеристика теплового реле		1 - времятоковая характеристика защищаемого аппарата; 2 - времятоковая характеристика теплового реле