3.2. Тепловые реле

Тепловые реле – это аппараты тепловой защиты с термобиметаллическим элементом. Тепловые реле применяются как самостоятельные аппараты, так и совместно с магнитными пускателями для защиты двигателей, работающих в продолжительном режиме (не менее 30 мин).

Рассмотрим устройство теплового реле. Термобиметаллический элемент, входящий в тепловое реле, содержит биметаллическую пластину, состоящую из двух жестко скрепленных пластин, выполненных из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения.

Если один конец биметаллической пластины закреплен, то ее свободный конец изгибается в сторону пластины из материала с меньшим значением коэффициента (рис. 50).

В зависимости от величины проходящего в цепи тока применяют три способа подогрева пластины нагревательными элементами: непосредственный (рис. 51,а); косвенный (рис. 51,б); комбинированный (рис. 51,в).

направление изгиба		а)	б)	в)
Рис. 50		Рис. 51

В тепловых реле типа ТРН-10 или ТРН-25 нагревательные элементы выполняются сменными.

На рис. 52 представлены схемы биметаллических устройств тепловых реле.

При нагреве пластина 1 (рис. 52,а) изгибается в направлении усилия Р₁ и, воздействуя на штифт 3, перемещает подвижный пружинный контакт 2 до размыкания с неподвижным контактом 4. После охлаждения биметаллической пластины реле возвращается в исходное положение.

На рис. 52,б представлена конструкция реле, которое срабатывает быстрее. При нагреве и изгибе биметаллической пластины освобождаются контакты, которые размыкаются под действием пружины 5. Возврат пластины в исходное положение выполняется вручную.

Рис. 52

На рис. 52,в и 52,г представлены реле, в которых при нагреве пластина резко выгибается в сторону усилия Р₁ и размыкает контакты реле. Возврат системы автоматический. На рис. 52,д и 52,е изображены системы тепловых реле с термокомпенсацией в виде дополнительных биметаллических пластин. Это необходимо для исключения влияния температуры окружающей среды на характеристики реле.

Недостатками тепловых реле являются: малая термическая стойкость к проходящим по реле сверхтокам; нерегулируемость защитной характеристики; большое время срабатывания и потери энергии; необходимость в остывании.

Достоинствами тепловых реле являются: небольшие размеры, масса и стоимость; простота конструкции и надежность в эксплуатации.

Основной защитной характеристикой реле является времятоковая характеристика – зависимость времени срабатывания реле от кратности тока в цепи по отношению к номинальному току . Примерный вид характеристики для реле ТРН-10А представлен на рис. 53, где область 1 – для реле, работающего из холодного состояния, например при пуске двигателя; а область 2 – для реле, работающего из горячего состояния, например после прогрева реле номинальным током.

Рис.53

Современные магнитные пускатели серии ПМА комплектуются тепловыми реле серии РТТ, которые рассчитаны на номинальный ток до 630 А. Реле серии РТЛ имеют трехполюсное исполнение, механизм для ускорения срабатывания при обрыве фазы статорной обмотки двигателя, регулятор тока. Эти реле имеют также термокомпенсацию и высокое

быстродействие, рассчитаны на номинальные токи до 200 А и предназначены для магнитных пускателей серии ПМЛ.