7.8. Тепловые реле

Измерительным органом теплового реле является биметаллический элемент, который при нагреве изгибается и переводит систему в отключенное или включенное состояние. Биметаллический элемент представляет собой двухслойную пластинку из металлов с разными температурными коэффициентами линейного расширения. При нагреве слой термоактивного материала металла существенно расширяется, в то время как слой термоинертного материала почти не деформируется. Если один конец биметаллической пластинки жестко закрепить, то другой свободный конец ее будет изгибаться.

Пластинки биметаллического элемента, прочно соединенные между собой, должны иметь возможно большую разность температурных коэффициентов линейного расширения α₁ – α₂, что будет увеличивать чувствительность реле. Пределы упругости пластинок биметаллического элемента должны быть высокими. В этом случае большая температура нагрева не будет вызывать остаточных деформаций.

В качестве материала с низким температурным коэффициентом линейного расширения (термоинертного компонента) часто применяется сплав никеля с железом, называемой инваром. Инвар 36 Н содержит 36 % никеля, инвар 42 Н — 42 % никеля. В качестве термоактивных компонентов с высоким температурным коэффициентом линейного расширения используются различные стали, латунь, константан и др.

На рис. 7.14 изображена конструктивная схема теплового реле. Биметаллическая пластина 1 такого реле упирается в верхний конец пружины 7. Нижний конец пружины давит на выступ пластмассовой колодки 4, которая может поворачиваться вокруг оси О₁. В положении, изображенном на рисунке, движение пластины 1 и верхнего конца пружины 7 влево ограничено упором 8. Сила пружины 7 воздействует на выступ пластмассовой колодки 4 так, что она оказывается повернутой по часовой стрелке, а укрепленный на ней подвижный контакт 5 — замкнутым с неподвижным контактом 6.

При протекании повышенного тока по нагревательному элементу (НЭ) биметаллическая пластина 1 нагревается, и ее нижний конец перемещается в направлении стрелки А. В результате верхний конец пружины 7 переходит вправо, и создаваемая ею сила воздействует на колодку 4 так, что та поворачивается на некоторый угол против часовой стрелки, и контакты 5 и 6 размыкаются. Упоры 3 и 8 ограничивают перемещение нижнего конца пластины 1. Возврат реле в исходное положение может происходить самопроизвольно, когда биметаллическая пластинка остынет. В других конструкциях перевод реле в исходное положение осуществляется кнопкой ручного возврата

Рис. 7.14. Схема теплового реле:

1 — биметаллическая пластинка; 2 — кнопка ручного возврата; 3, 8 — упоры; 4 — пластмассовая колодка; 5 — подвижный контакт; 6 — неподвижный контакт; 7 — пружина

Контрольные вопросы

1. Каковы основные свойства реле?

2. Как устроено и как работает нейтральное электромагнитное реле постоянного тока?

3. Какие существуют основные этапы работы реле?

4. Что представляют собой тяговые и электромеханические характеристики реле?

5. В чем состоят особенности конструкции реле переменного тока?

6. Как устроено, как работает и для чего предназначено поляризованное электромагнитное реле?

7. Какие существуют методы и средства дуго- и искрогашения на контактах реле?

8. Каковы назначение и принцип работы реле времени?

9. Для чего применяется и как устроено реле времени с механическим замедлением?

10. Как устроено и как работает тепловое реле?