§ 19.6. Электротермические реле

Электротермические реле предназначены для автоматического пере­ключения электрических контактов в зависимости от температуры. ^Задача поддержания необходимой Температуры или отключения ка-кого-либб устройства при достижении* некоторой температуры очень распространена в технике, причем не только в промышлен­ной, но и в бытовой. Например, в холодильнике, в электроутюге, в духовке электрической плиты установлены электротермические реле, которые также часто называют тепловыми реле. Потребность в тепловых реле исчисляется миллионами штук в год, поэтому глав­ными требованиями к ним являются простота, дешевизна, надеж­ность.

Наиболее широкое распространение получили биметаллические реле. Элементом, воспринимающим температуру, в таких реле явля­ется биметаллическая пластина (рис. 19.8, а). Она состоит из слоев двух металлов с разными температурными коэффициентами линей­ного расширения. Например, для латуни этот коэффициент почти в 20 раз больше, чем для инвара "(сплав железа с никелем). Поэтому при увеличении температуры слой латуни удлиняется значительно больше, чем слой инвара. Эти слои соединены жестко (сваркой или пайкой), и вся биметаллическая пластина при нагреве изгибается в сторону инвара. Поскольку один конец биметаллической пластины закреплен, второй конец перемещается, размыкая одну пару кон­тактов и замыкая другую.

С помощью тепловых реле осуществляется и токовая защита различных электроустановок. В электротермических реле для токо­вой защиты используется тепловое действие электрического тока. Нагрев биметаллической пластины производится с помощью нагре­вательной спирали, по которой проходит ток. На рис. 19.8, б пока­зана схема реле защиты электродвигателя от перегрева. Через нагре­вательную спираль / проходит ток одной из фаз цепи питания элек­тродвигателя. Если нагрузка электродвигателя возрастает сверх

допустимых пределов, ток в спирали 1 увеличивается, температура растет и биметаллическая пластина 2 изгибается влево, освобождая защелку спускового механизма 3. Это приводит к размыканию кон­тактов 4 реле, которые находятся в цепи питания аппаратуры вклю­чения электродвигателя. После остановки электродвигателя возврат контактов 4 реле и спускового механизма 3 в исходное положение выполняется вручную нажатием на кнопку 5 после остывания биме­таллической пластины. Но для повторного запуска электродвигате­ля этого недостаточно, необходима подача специального сигнала на аппаратуру включения электродвигателя. Биметаллические реле об­ладают большой инерционностью и не реагируют на большие, но кратковременные увеличения тока. Поэтому пусковые токи элект­родвигателя не приводят к срабатыванию теплового реле.

В некоторых реле используется не косвенный нагрев биметал­лической пластины с помощью спирали, а прямой — пропусканием тока непосредственно через пластину. Основным недостатком би­металлических реле является низкая точность. Но благодаря просто­те и низкой стоимости они получили преимущественное распро­странение. Из числа других электротермических реле следует упо­мянуть электроконтактные термометры, в которых контакты замыкаются столбиком ртути, по уровню которой можно одновре­менно определить значение истинной температуры. Точность элект­роконтактных термометров выше, чем у биметаллических. Известны также электротермические реле с расширяющимся газом. В таких реле газ при нагреве вытесняет ртуть, находящуюся на дне баллона, и тем самым разрывает контакт.