Электротепловых реле ртт, ртл, рти.

Электротепловые реле выполняются на следующих принципах:

• на преобразовании тепловых воздействий в механические перемещения, которые и используются для приведения в действие исполнительных элементов (биметаллические реле);

• на непосредственном преобразовании тепловых воздействий в изменение электрических или магнитных характеристик (термомагнитные реле).

Электротепловые реле, выполненные на базе биметаллической пластины, иногда называют биметаллическими реле. Они нашли широкое применение в автоматических выключателях и магнитных пускателях и предназначены для защиты электрических цепей от токов перегрузки.

Конструктивно биметаллическая пластина состоит из слоев двух металлов с разными температурными коэффициентами линейного расширения. Слой биметаллической пластины с меньшим значением коэффициента линейного расширения, а называется инертным (пассивным) и изготавливается из инвара (36% никеля и 64% железа) или других сплавов. Для пассивных слоев . Слой пластины с большим значением коэффициента линейного расширения, а называется активным и изготавливается из константана, латуни, немагнитной стали. Для активных слоев обычно

К примеру, для латуни коэффициент линейного расширения почти в 20 раз больше, чем для инвара. Поэтому при увеличении температуры слой латуни удлиняется значительно больше, чем слой инвара. Эти слои соединены жестко (сваркой или пайкой). Вся биметаллическая пластина при нагреве изгибается в сторону инвара (рис. 2). Поскольку один конец биметаллической пластины закреплен, то механическое усилие, развиваемое пластиной при изгибании, используется для приведения в действие исполнительного элемента реле - контактов.

Рис. 2 Принцип работы биметаллического электротеплового реле.

Максимальный прогиб биметаллической пластины (рис. 2.19, а)

(1)

где α₁ - активный коэффициент линейного расширения;

α₂ - пассивный коэффициент линейного расширения;

δ - суммарная толщина биметаллической пластины;

l - длина биметаллической пластины;

τ - превышение температуры биметаллической пластины относительно окружающей среды. Незакрепленный конец элемента развивает усилие (2)

где b - ширина биметаллической пластины;

Е = (Е₁+Е₂)/2 - средний модуль упругости биметаллической пластины. Из (1) и (2) видно, что значение прогиба и усилия тем больше, чем больше разность α₁ – α₂.

Для получения большого прогиба необходима пластина большой длины и малой толщины. В то же время при необходимости получения большого усилия целесообразно иметь широкую пластину с малой длиной и большой толщиной.

Конструктивные формы биметаллических пластин разнообразны. Нагрев биметаллической пластины может осуществляться током цепи (ток протекает непосредственно через пластину) – прямой нагрев. При косвенном нагреве ток цепи протекает по нагревательному элементу и теплота от нагревательного элемента передается пластине. При комбинированном способе нагрева ток цепи протекает по пластине и нагревательному элементу соответственно.

С истема по рис. 3а лишена указанного недостатка. В замкнутом положении контакта контактное нажатие создается небольшим магнитом 1, притягивающим связанный с биметаллической пластиной якорь 2. При нагревании биметаллическая пластина стремится оторвать якорь от магнита. Когда температура пластины достигнет некоторого значения,

а) б)

Рис 3. Некоторые схемы устройства биметаллических электротепловых реле.

соответствующего уставке срабатывания, усилие пластины преодолеет притяжение магнита и пластина скачком перейдет в нижнее положение, размыкая одни контакты и замыкая другие. Возврат реле происходит автоматически после остывания пластины.

В системе по рис. 3б биметаллическая пластина служит защелкой. Она же создает контактное нажатие за счет пружинящих свойств контактного рычага. При нагреве конец пластины изогнется вверх и освободит контактный рычаг. Под действием пружины 3 контакты разомкнутся. Движение контакта ограничивается упором 4. Эта система не имеет самовозврата, так как после остывания пластина не может вернуть контакты в исходное положение. Возврат реле здесь принудительный — обычно ручной.

У стройство электротеплового реле показано на рисунке 4. Теплота, выделяемая нагревателем 2, включенным последовательно в защищаемую цепь через клеммные контакты 1, воздействует на биметаллическую пластинку 3. При токе перегрузки биметаллическая пластинка нагревается и деформируется.

Рис 4. Устройство электротеплового реле

Изгибаясь, пластинка через траверсу 4 отводит защелку 5 и освобождает рычаг 6, который под действием пружины 7 поворачивается на оси и размыкает контакты 9 и 10, разрывая защищаемую цепь. Остывшую пластинку возвращают в исходное положение, нажав кнопку 8 возврата. Некоторые реле имеют механизм самовозврата. Нагреватели тепловых реле выбирают по каталогу в зависимости от номинального тока электродвигателя.

Данный механизм обеспечивает четкую, надежную и долгосрочную работу контактов, так как контактное давление, обусловленное усилием рычага 6, остается практически постоянным до момента срабатывания, также размыкание контактов происходит с большой скоростью, что резко уменьшает искрение.