Експлуатаційна довговічність будь-якого двигуна визначається рядом різних чинників, але здебільшого її знижують струмові перевантаження. Виникнення їх непередбачувано, тому двигун повинен бути захищений від них постійно, і досягається за допомогою нескладного, але дуже надійного та ефективного пристрою - теплового реле, або термореле, що забезпечує нормальний режим роботи споживача. Дізнатись, як працює теплове реле, допоможе Вам ця стаття.
Не тільки електродвигун, але й багато інших споживачів електроенергії, що захищаються тепловим (температурним) реле. Види теплових реле бувають різними, але суть їх роботи завжди одна: якщо електроприлад перебуває під надлишковим струмовим навантаженням, частина енергії струму виділяється у вигляді тепла та розігріває прилад, що може не тільки вивести його з ладу, але й просто спалити, занапастити незворотно. Така дія струмового навантаження. Теплове реле, що працює в парі з таким приладом, фіксує підвищене струмове навантаження і відключає прилад від мережі.
Розгляньмо далі, як працює теплове реле.
Із чого складається теплове реле? Модифікації його, пропоновані ринком, різні, проте насправді пристрій теплового реле елементарно. Серцем його є біметалеві пластини. Кожна їх утворена двома металами, з'єднаними друг з одним до зрощення у зоні контакту. Нагрівання такої пластини призводить до її згинання за рахунок відмінності коефіцієнтів теплового розширення у складових пару металів, внаслідок чого контактна група розмикається. У цьому розмиканні і є принцип роботи теплового реле. Нагрів біметалічної пари реле теплового відбувається або внаслідок її зіткнення з окремим елементом, яким пропущений навантажувальний струм, або за рахунок тепловиділення в самій пластині через проходження струму навантаження по ній.
Звичайне число контактів у тепловому реле — 2 пари, замкнута і розімкнена в нормальному положенні. Коли реле спрацьовує, ці пари змінюються: перші стають розімкненими, другі — замкнутими.
Принцип роботи теплового реле відрізняється від роботи автомата в тому, що воно не роз'єднує силові ланцюги, а лише відключає ланцюг пускача, що управляє, для якого включений в стандартній позиції контакт цього пристрою — дублер кнопки «викл.» пускача, що послідовно з'єднується з нею самої.
Оскільки реле безпосередньо підключається до магнітного пускача, воно позбавлене необхідності повторювати під час спрацювання роботу силових контактів. Економія, що досягається цією схемою, велика і очевидна: адже куди простіше досягти того ж результату включенням малого струму в керуючому ланцюзі, ніж відключенням трьох фаз потужної струмової лінії.
Щоб краще зрозуміти, як працює теплове реле, слід знати, що основною характеристикою його роботи, про які б види теплового реле не йшлося, є час-струмова характеристика - швидкість реакції реле на нагрівання його робочого осередку навантажувальним струмом. У цьому сенсі не можна довірятися паспортним даним пристрою, оскільки реальне значення цієї характеристики визначається його температурою на початку його роботи - тим, був він на той момент холодним або нагрітим. Крім того, слід пам'ятати, що стійкість біметалічних пластин до розігріву досить низька, а коротке замикання здатне повністю зруйнувати їх.
Оскільки теплове реле працює у зв'язці з електродвигуном (його воно захищає найчастіше), вибір номінального струму реле прямо залежить від показника номінального навантаження останнього. Практика показує, що величина струмового номіналу реле повинна становити від 1,2 до 1,3 номіналу навантажувального струму двигуна. У цьому випадку спрацьовування відбудеться після короткочасного перебування двигуна під надмірним навантаженням 20–30%. Оскільки час його нагрівання залежить від ступеня та тривалості струмового навантаження, при невеликих і нетривалих навантаженнях нагрівання його при роботі займе десятки хвилин. Тому використовувати теплові реле доречно лише за тривалості включення двигуна понад півгодини — менший час температура двигуна зможе досягти температури спрацьовування теплового реле. Перевантаження двигуна, від якого захищає теплове реле, має тим самим свій найменший часовий інтервал, обумовлений конструктивною специфікою теплового реле.
Теплові (температурні) реле мають високу чутливість до коливань зовнішньої температури. Під час підйому її час спрацьовування стрімко зменшується. З метою врахування цієї обставини теплові параметри реле при значних теплових перепадах середовища потрібно ставити вище, ніж потрібно за середнім нормативом, або оснащувати реле додатковими елементами нагрівання.
