КАК РАБОТАЕТ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Принцип работы теплового реле заключается в том, что при нагревании рабочего элемента (биметаллической пластины) до определенной температуры устройство размыкает электрическую цепь.

Существуют конструкции термореле, в котором контроль температуры осуществляется полупроводниковым датчиком, который управляет электромагнитным реле. Эти виды теплового реле применяются для поддержания заданной температуры и управления оборудованием, например, обогревателями.

Они позволяют устанавливать нужный режим работы и регулировать нагрев в широком диапазоне значений.

Устройства с биметаллической пластиной применяются в цепях защиты от перегрузок:

• автоматических выключателях;
• электродвигателях.

В этих случаях основными характеристиками теплового реле являются ток и время срабатывания. В состав их конструкции входят:

Термочувствительный элемент.

Представляет собой две металлических пластины жестко соединенных друг с другом, каждая из который имеет свой коэффициент температурного расширения.

За счет этого при нагревании термопара изгибается и приводит в действие расцепитель (контакты, размыкающие электрическую цепь).

Поскольку на нагрев требуется определенное время, то реле обладает определенной инерционностью (задержкой срабатывания) что нужно учитывать при выборе конкретной модели.

Коммутирующие контакты.

Одним из них может являться биметаллическая пластина, но, как правило, расцепитель выполняется в виде двух контактов, управление которыми осуществляется через механический привод.

Они определяют еще одну характеристику: коммутационную способность или рабочий ток нагрузки.

Поскольку после срабатывания реле ток через него не протекает оно при остывании может замкнуться и опять включить неисправную цепь. Чтобы такого не произошло в конструкции используют взводное устройство для ручного включения.

Существуют графики зависимости времени срабатывания от протекающего тока. При небольших превышениях от номинального тока нагрузки реле может иметь значительную задержку на отключение.

Это тоже следует учитывать при организации такого вида защиты.

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

Основными принципами классификации тепловых реле является:

• устройство (тип температурного элемента);
• назначение.

Помимо рассмотренных биметаллических пластин, предназначенных для обнаружения перегрузки по току (защитные исполнения) используются также терморезисторы.

Они изменяют свое сопротивление в зависимости от температуры плавно. Для того, чтобы управлять нагрузкой нужна электронная схема и исполнительный элемент, в качестве которого могут выступать реле различных видов:

• электромеханические (электромагнитные);
• герконовые;
• полупроводниковые (твердотельные).

Управление контактами, размыкающими электрическую цепь может осуществляться и таким рабочим телом, как газ. По этому принципу работают термореле в холодильниках, например.

Суть в том, что в герметичной трубке находится газ, который при нагревании расширяется (при охлаждении, естественно, сжимается) и тем самым приводит в действие электрические контакты, которые включают и выключают двигатель компрессора.

Ниже конспективно перечислены наиболее распространенные виды устройств, и обобщена информация по их назначению и области применения.

Биметаллические.

Состоят из двух полосок металла с разным коэффициентом теплового расширения, соединенных вместе. При нагреве биметаллическая пластина изгибается, замыкая или размыкая электрическую цепь.

Их назначение – защита от перегрузки и короткого замыкания в электродвигателях, трансформаторах, электронных схемах и других устройствах.

Особенности:

• низкая цена;
• простота конструкции;
• медленное время срабатывания;
• ограниченная точность.

Модели с bimetallic strip.

Похожи на биметаллические, но используют ленту из биметаллической пластины. Лента изгибается при нагреве, приводя в действие механизм, который замыкает или размыкает цепь.

Назначение: защита от перегрузки в бытовой технике, электроинструментах и других устройствах.

Особенности.

• низкая цена;
• достаточная точность для бытовых приборов;
• ограниченный диапазон температур.

С датчиком температуры.

Используют датчик температуры (терморезистор, термопара), который изменяет сопротивление при изменении температуры. Изменение сопротивления датчика приводит к изменению тока в цепи реле, что замыкает или размыкает контакт.

Применяются для защиты от перегрева в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, промышленных установках, системах контроля температуры.

Особенности:

• высокая точность;
• широкий диапазон температур;
• возможность дистанционного управления.

Электронные.

Используют электронные компоненты (транзисторы, операционные усилители) для обработки сигнала от датчика температуры.

Обеспечивают защиту от перегрева в различных устройствах, где требуется высокая точность и быстрое время срабатывания.

Особенности:

• высокая точность;
• быстрое время срабатывания;
• возможность программирования параметров.

Комбинированные конструкции.

Сочетают в себе элементы биметаллических и электронных реле.

Обеспечивают высокую точность, быстрое время срабатывания и надежную защиту.

Выбор типа теплового реле зависит от конкретных требований применения, включая тип защищаемого устройства, диапазон рабочих температур, точность и время срабатывания, стоимость.