עקרון הפעולה ותרשים החיבור של הממסר התרמי

הגנה על מנועים חשמליים, סטרטרים מגנטיים וציוד אחר מפני עומסים הגורמים להתחממות יתר מתבצעת באמצעות התקני הגנה תרמית מיוחדים. על מנת לעשות את הבחירה הנכונה של מודל הגנה תרמית, אתה צריך לדעת את עקרון הפעולה שלו, המכשיר, כמו גם את קריטריוני הבחירה העיקריים.

מכשיר ועיקרון הפעולה

ממסר תרמי (TR) נועד להגן על מנועים חשמליים מפני התחממות יתר וכשל בטרם עת. במהלך הפעלה ארוכת טווח, המנוע החשמלי נתון לעומסי יתר זרם, מכיוון. במהלך ההפעלה, שבע פעמים מהזרם נצרך, מה שמוביל לחימום הפיתולים. זרם מדורג (In) - הזרם הנצרך על ידי המנוע במהלך הפעולה. בנוסף, TR מגדיל את חיי הציוד החשמלי.

ממסר תרמי, שהמכשיר שלו מורכב מהאלמנטים הפשוטים ביותר:

1. אלמנט רגיש לחום.
2. קשר עם החזרה עצמית.
3. אנשי קשר.
4. אביב.
5. מוליך דו מתכתי בצורת צלחת.
6. לַחְצָן.
7. ווסת זרם קבע.

האלמנט הרגיש לטמפרטורה הוא חיישן טמפרטורה המשמש להעברת חום לצלחת דו-מתכתית או לאלמנט הגנה תרמי אחר. מגע עם החזרה עצמית מאפשר, כאשר הוא מחומם, לפתוח באופן מיידי את מעגל אספקת החשמל של צרכן חשמלי כדי למנוע התחממות יתר.

הצלחת מורכבת משני סוגי מתכת (בי-מתכת), שלאחד מהם מקדם התפשטות תרמית גבוה (Kp). הם מהודקים יחד על ידי ריתוך או גלגול בטמפרטורות גבוהות. בעת חימום, לוחית ההגנה התרמית מתכופפת לכיוון החומר עם Kp נמוך יותר, ולאחר הקירור, הצלחת תופסת את מיקומה המקורי. בעיקרון, הלוחות עשויים מ-Invar (Kp נמוך יותר) ופלדה לא מגנטית או כרום-ניקל (Kp גבוה יותר).

הכפתור מדליק את ה-TR, ווסת הגדרת הזרם נחוץ כדי להגדיר את הערך האופטימלי של I עבור הצרכן, והעודף שלו יוביל לפעולת ה-TR.

עקרון הפעולה של TR מבוסס על חוק Joule-Lenz. הזרם הוא תנועה מכוונת של חלקיקים טעונים שמתנגשים באטומים של סריג הגביש של המוליך (ערך זה הוא ההתנגדות ומסומן ב-R). אינטראקציה זו גורמת להופעת אנרגיה תרמית המתקבלת מאנרגיה חשמלית. התלות של משך הזרימה בטמפרטורת המוליך נקבעת על ידי חוק ג'ול-לנץ.

הניסוח של חוק זה הוא כדלקמן: כאשר אני עובר דרך המוליך, כמות החום Q שנוצר על ידי הזרם, בעת אינטראקציה עם האטומים של סריג הגביש של המוליך, עומדת ביחס ישר לריבוע של I, הערך של ר' של המנצח והזמן שבו פועל הזרם על המנצח.מבחינה מתמטית, ניתן לכתוב זאת כך: Q = a * I * I * R * t, כאשר a הוא מקדם ההמרה, I הוא הזרם הזורם דרך המוליך הרצוי, R הוא ערך ההתנגדות ו-t הוא זמן הזרימה של אני.

כאשר המקדם a = 1, תוצאת החישוב נמדדת בג'אול, ובתנאי ש-a = 0.24, התוצאה נמדדת בקלוריות.

חומר דו מתכתי מחומם בשתי דרכים. במקרה הראשון, אני עובר דרך הבימטאל, ובשני, דרך הפיתול. בידוד מתפתל מאט את זרימת האנרגיה התרמית. המתג התרמי מתחמם יותר בערכים גבוהים של I מאשר כשהוא בא במגע עם אלמנט חישת הטמפרטורה. אות הפעלת המגע מתעכב. שני העקרונות משמשים בדגמי TR מודרניים.

החימום של לוחית הבי-מתכת של התקן ההגנה התרמית מתבצע כאשר העומס מחובר. חימום משולב מאפשר לך לקבל מכשיר עם מאפיינים אופטימליים. הצלחת מתחממת על ידי החום שנוצר על ידי I במעבר דרכה, ועל ידי תנור חימום מיוחד כשאני עמוס. במהלך החימום, הרצועה הדו-מתכתית מתעוותת ופועלת על המגע עם החזרה עצמית.

מאפיינים עיקריים

לכל TR יש מאפיינים טכניים אישיים (TX). יש לבחור את הממסר בהתאם למאפייני העומס ותנאי השימוש בעת הפעלת מנוע חשמלי או צרכן חשמל אחר:

1. הערך של In.
2. טווח התאמה של הפעלת I.
3. מתח.
4. ניהול נוסף של תפעול TR.
5. כּוֹחַ.
6. מגבלת פעולה.
7. רגישות לחוסר איזון פאזה.
8. כיתת טיול.

הערך הנוכחי המדורג הוא הערך של I שעבורו מיועד ה-TR.הוא נבחר לפי הערך של In של הצרכן אליו הוא מחובר ישירות. בנוסף, עליך לבחור עם מרווח של In ולהיות מונחה על ידי הנוסחה הבאה: Inr \u003d 1.5 * Ind, כאשר Inr - In TR, אשר צריך להיות פי 1.5 יותר מזרם המנוע המדורג (Ind).

מגבלת התאמת פעולת I היא אחד הפרמטרים החשובים של התקן ההגנה התרמית. ייעודו של פרמטר זה הוא טווח ההתאמה של ערך In. מתח - ערך מתח ההספק שעבורו מיועדים מגעי הממסר; אם חריגה מהערך המותר, המכשיר ייכשל.

סוגים מסוימים של ממסרים מצוידים במגעים נפרדים לשליטה על פעולת המכשיר והצרכן. הספק הוא אחד הפרמטרים העיקריים של ה-TR, הקובע את הספק המוצא של הצרכן או קבוצת הצרכנים המחוברים.

מגבלת הנסיעה או סף הנסיעה היא גורם התלוי בזרם הנקוב. בעיקרון, הערך שלו הוא בטווח שבין 1.1 ל-1.5.

רגישות לחוסר איזון פאזה (אסימטריה פאזה) מציגה את היחס באחוזים של הפאזה עם חוסר האיזון לפאזה שדרכו זורם הזרם הנקוב בסדר הגודל הנדרש.

מחלקת טיול היא פרמטר המייצג את זמן הטריפה הממוצע של ה-TR בהתאם למכפלת זרם ההגדרה.

המאפיין העיקרי שלפיו אתה צריך לבחור TR הוא התלות של זמן הפעולה בזרם העומס.

תרשים חיווט

דיאגרמות לחיבור ממסר תרמי למעגל עשויות להשתנות באופן משמעותי בהתאם למכשיר.עם זאת, TRs מחוברים בסדרה עם פיתול המנוע או סליל המתנע המגנטי למגע פתוח בדרך כלל, כמו סוג זה של חיבור מאפשר לך להגן על המכשיר מפני עומס יתר. אם חריגה מחווני הצריכה הנוכחיים, ה-TR מנתק את המכשיר מאספקת החשמל.

ברוב המעגלים, נעשה שימוש במגע פתוח לצמיתות בעת החיבור, אשר פועל כאשר הוא מחובר בסדרה עם לחצן עצירה בלוח הבקרה. בעיקרון, איש קשר זה מסומן באותיות NC או H3.

ניתן להשתמש במגע סגור בדרך כלל בעת חיבור אזעקת הגנה. בנוסף, במעגלים מורכבים יותר, מגע זה משמש ליישום בקרת תוכנה של עצירת החירום של המכשיר באמצעות מיקרו-מעבדים ומיקרו-בקרים.

התרמוסטט קל לחיבור. כדי לעשות זאת, אתה צריך להיות מונחה על ידי העיקרון הבא: TR ממוקם אחרי המגעים של המתנע, אבל לפני המנוע החשמלי, והמגע הסגור לצמיתות מופעל על ידי חיבור טורי עם לחצן העצירה.

סוגי ממסרים תרמיים

ישנם סוגים רבים שאליהם מחולקים ממסרים תרמיים:

1. Bimetallic - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek ו-ptlr).
2. מצב מוצק.
3. ממסר לניטור משטר הטמפרטורה של המכשיר. הייעודים העיקריים הם כדלקמן: RTK, NR, TF, ERB ו-DU.
4. ממסר התכת סגסוגת.

Ts Bimetallic יש עיצוב פרימיטיבי והם מכשירים פשוטים.

עקרון הפעולה של ממסר תרמי מסוג מצב מוצק שונה באופן משמעותי מהסוג הדו-מתכתי. ממסר מצב מוצק הוא מכשיר אלקטרוני, הנקרא גם שניידר והוא עשוי על אלמנטים רדיו ללא מגעים מכניים.

אלה כוללים RTR ו-RTI IEK, אשר מחשבות את הטמפרטורות הממוצעות של המנוע החשמלי על ידי ניטור ההתנעה והכניסה שלו. המאפיין העיקרי של ממסרים אלה הוא היכולת להתנגד לניצוצות, כלומר. ניתן להשתמש בהם בסביבות נפיצות. סוג זה של ממסר מהיר יותר בזמן הפעולה וקל יותר להתאמה.

RTCs מתוכננים לשלוט במשטר הטמפרטורה של מנוע חשמלי או מכשיר אחר באמצעות תרמיסטור או התנגדות תרמית (בדיקה). כאשר הטמפרטורה עולה למצב קריטי, ההתנגדות שלה עולה בחדות. לפי חוק אוהם, ככל ש-R עולה, הזרם יורד והצרכן נכבה, כי. ערכו אינו מספיק לפעילותו הרגילה של הצרכן. סוג זה של ממסר משמש במקררים ומקפיאים.

העיצוב של ממסר ההיתוך התרמי של הסגסוגת שונה באופן משמעותי מדגמים אחרים ומורכב מהאלמנטים הבאים:

1. מתפתל תנור.
2. סגסוגת בעלת נקודת התכה נמוכה (אוטקטית).
3. מנגנון שבירת שרשרת.

הסגסוגת האוטקטית נמסה בטמפרטורה נמוכה ומגינה על מעגל החשמל של הצרכן על ידי ניתוק מגע. ממסר זה מובנה במכשיר ומשמש במכונות כביסה וטכנולוגיית רכב.

הבחירה של ממסר תרמי נעשית על ידי ניתוח המאפיינים הטכניים ותנאי ההפעלה של המכשיר, אשר חייב להיות מוגן מפני התחממות יתר.

כיצד לבחור ממסר תרמי

ללא חישובים מורכבים, אתה יכול לבחור את הדירוג המתאים של ממסר אלקטרו-תרמי עבור המנוע במונחים של כוח (טבלת מאפיינים טכניים של התקני הגנה תרמית).

הנוסחה הבסיסית לחישוב הזרם המדורג של TR היא:

Intr = 1.5 * Ind.

לדוגמה, אתה צריך לחשב In TP עבור מנוע חשמלי אסינכרוני עם הספק של 1.5 קילוואט, המופעל על ידי רשת AC תלת פאזי עם ערך של 380 V.

זה קל מספיק לעשות. כדי לחשב את הערך של זרם המנוע המדורג, עליך להשתמש בנוסחת ההספק:

P = I * U.

לפיכך, Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3.95 A. הערך של הזרם המדורג של TR מחושב באופן הבא: Intr \u003d 1.5 * 3.95 ≈ 6 A.

בהתבסס על החישובים, נבחר TR מסוג RTL-1014-2 עם טווח זרם הגדרה מתכוונן בין 7 ל-10 A.

אם טמפרטורת הסביבה גבוהה מדי, הגדר את נקודת ההגדרה לערך המינימלי. בטמפרטורת סביבה נמוכה, יש לקחת בחשבון את העלייה בעומס על פיתולי הסטטור של המנוע, ואם אפשר, לא להפעיל אותו. אם הנסיבות דורשות שימוש במנוע בתנאים לא נוחים, אז יש צורך להתחיל לכוונן עם זרם הגדרה נמוך, ולאחר מכן להגדיל אותו לערך הנדרש.

מאמרים דומים: