サーマルリレー : 構造、回路、作業とその応用

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あ リレー 外部ソースから電気信号を取得するだけで、回路を開閉したり、電気接続を確立または切断したりするために使用される電動スイッチです。これらは、制御回路で電気的絶縁が必須である場合、またはさまざまな回路を単一の信号で制御する必要がある場合に必要です。違いがある リレーの種類 用途に応じて利用される市販品です。そのため、サーマル リレーはリレーのタイプの 1 つであり、単相、不平衡電圧、および過負荷に対して完全な安全性を提供するために使用されます。サーマル リレーは、モーターを保護するための完璧なソリューションであり、単相および過負荷時に電気モーターに最も正確なトリップを提供します。この記事では、 サーマルリレー – アプリケーションの操作。


サーマルリレーとは

サーマルリレーの定義は次のとおりです。電気モーターを過負荷から電気機械的に保護し、極端な入力電流を引き出すために使用されるリレーは、サーマルリレーとして知られています。これらのリレーは、過電圧や欠相などの電気的異常が発生しても、安定した電気的損傷から大きな保護を提供します。サーマルリレーの記号を以下に示します。



  シンボル
シンボル

サーマルリレーの構造

サーマルリレーの構造は非常に簡単です。このリレーは、バイメタル ストリップ、加熱コイル、CT ( 変流器 )。

このリレーの変流器 (CT) は、ヒーター コイルに電流を供給するだけです。そのため、ヒーター コイルの熱エネルギーがバイメタル ストリップを加熱します。これらのストリップは、鋼やニッケル合金などの異なる材料を使用して作られています。これらの材料は最大の鋼の抵抗率を持ち、熱による老化もありません。



  サーマルリレーの構造
サーマルリレーの構造

上記のリレーでは、絶縁されたレバー アームがバイメタル ストリップとスプリングを介してトリップ コイルに接続されているだけです。スプリングのひずみは、セクター モデル プレートの助けを借りて変更されます。
システムが通常の動作状態になると、スプリングはまっすぐなままになります。そのため、システムに障害が発生すると、バイメタル スプリングが加熱されて曲がります。スプリングの歪みが解放され、リレーの接点がトリップします。したがって、リレー接点は、回路ブレーカ接点が閉じるトリップ回路ダイに通電します。したがって、システムは安全なままです。

サーマルリレーの動作原理

サーマル リレーの動作原理は、 バイメタルストリップ サーマル リレーでは、加熱コイルを介して加熱された後、曲がって通常開 (NO) 接点になります。

  PCBウェイ

モーターが正常に動作すると、サーマル リレーのサーマル エレメントは、保護機能を動作させるのに十分な熱を生成せず、ノーマル クローズ (NC) 接点はクローズ状態を維持します。モーターが過負荷になると、リレーの熱素子が十分な熱を発生して保護機能を実行し、通常閉 (NC) 接点が壊れて、電気モーターを保護するために制御回路全体で電気モーターの電力が失われます。トラブルシューティングが完了したら、電気モーターを再起動する前にこのリレーをリセットする必要があります。

一般に、サーマル リレーには、自動リセットと手動リセットの 2 つのリセット形式があります。この2つのリセットフォームの変換は、リセットネジを交換するだけで簡単に完了します。サーマル リレーが設計されると、通常、メーカーはサーマル リレーを自動リセット状態に設定します。使用中、リレーが自動リセットまたは手動リセット状態のどちらに設定されるかは、主に制御回路の特定の状態に依存します。

サーマルリレーの種類

サーマル リレーは、バイメタル サーマル、ソリッド ステート、温度制御の 3 種類があります。

バイメタルサーマル

バイメタル サーマル リレーは、接点を機械的に開くためにバイメタル ストリップを使用します。このストリップには、熱にさらされると異なる速度で増加する 2 つの金属結合ピースが含まれています。それらが加熱されると、バイメタル ストリップが曲がります。このリレーでは、バイメタル ストリップがスプリングによって接点に接続されています。過熱によりストリップが過電流で曲がり、スプリングが引っ張られると、リレーの接点が引き離され、回路が壊れます。ストリップが冷却されると、元の形状に戻ります。

  バイメタルサーマルリレー
バイメタルサーマルリレー

ソリッド ステート リレー

ソリッドステート リレーには、機械部品や可動部品がありません。このリレーは、サーマルの情報を単純に計算します。 過負荷リレー また、始動電流と運転電流を監視するだけで、通常のモーター温度を確認できます。これらのリレーは、電気機械式リレーと比較して高速であり、スパークを生成できないため、不安定な環境で使用されるため、トリップ時間と調整可能な設定値も含まれています。

  ソリッドステートタイプ
ソリッドステートタイプ

温度制御リレー

これらのタイプのリレーは、モーターの巻線に固定された抵抗熱デバイス プローブとサーミスターを使用して、モーターの温度を直接検出するために使用されます。 RTD プローブが公称温度に達すると、その抵抗は急速に増加します。その後、この増加は、リレーの接点を開くしきい値回路を介して検出されます。

  温度制御リレー
温度制御リレー

溶融合金リレー

溶融合金サーマルリレーには、ヒーターコイル、共晶合金、および回路を遮断するメカニズムが含まれています。このヒーターコイルを使用することにより、このリレーは引き出される電流を監視するだけでモーターの温度を測定します。

  溶融合金
溶融合金

サーマルリレーの回路図と動作

モータの故障を回避する過負荷保護用サーマルリレー回路を以下に示します。この過負荷保護回路は、ヒューズ、コンタクタ、サーマル リレー、スタート ボタン、ストップ ボタンで構成されています。

  サーマルリレー回路
サーマルリレー回路

モーターを過負荷から保護するためにサーマル リレーを使用する場合、リレーのサーマル エレメントはモーターの固定子巻線に直列に接続するだけです。サーマル リレーの常閉接点は、AC コンタクタの制御回路と単純に直列に接続されています。

もし 電気モーター 過負荷になると、巻線内の電流の流れが増加し、リレーの熱要素内の電流の流れも増加し、バイメタル シートの温度が高くなり、曲げレベルが増加します。その後、NC 接点を押して遮断し、AC コンタクタのコイル回路を遮断することで、このコンタクタが電動機の電源を遮断し、電動機を停止して保護します。

したがって、AC 電源コンタクタ コイルがオフになり、メイン接点がオフになり、電気モーター M が停止します。過負荷障害が解消されると、サーマル リレーのリセット ボタンが押され、スターティング ボタン ST が押され、モーターが再び作動し始めます。

サーマルリレーの選び方は?

サーマル リレーの機能は、電気モーターを過負荷から保護することです。電気モーターが十分かつ必要な過負荷保護を確実に達成できるようにするには、モーターの性能を完全に把握し、必要な設定を達成するために適切なサーマル リレーを割り当てる必要があります。一般に、モーターの関連条件は、始動電流、作業環境、作業システム、負荷の性質、許容過負荷容量などです。

このリレーの適切な選択は、モーターの動作に大きく関係しています。サーマルリレーを使用してモーターを長期間保護すると、モーターの定格電流に基づいて選択されます。たとえば、サーマル リレーの設定値は、モーターの定格電流の 0.95 ~ 1.05 倍に相当する場合があります。そうでない場合は、リレーの設定電流の中央値がモーターの定格電流に相当し、その後調整されます。

このリレーを使用して、頻繁に動作するモーターを短時間保護すると、このリレーにはある程度の柔軟性があります。 1時間ごとに複数の操作がある場合は、速度飽和のある変流器を備えたサーマルリレーを優先する必要があります。

頻繁な正相および逆相のオンとオフで動作する特定のモーターの場合、これらのリレーを過負荷保護装置のように使用することは適切ではありません。代わりに、温度リレーまたはサーミスタをモーターの巻線に使用して保護します。

このリレーは低過負荷の容量を備えているため、主に全負荷電流の 6 ~ 7 倍で動作するように設計されています。

このリレーは、短絡状態では使用されません。短絡電流によってバイメタル ストリップの温度が上昇すると、リレー接点が閉じます。したがって、このリレーは主に時限ヒューズのみの短絡リレーで使用されます。

利点

サーマルリレーの利点には次のようなものがあります。

  • サーマル リレーは精度が高くなります。
  • それらは最終的に電気モーターを過熱から保護します。そのため、1 および 3 θ モーターで便利に使用できます。
  • これらのリレーは簡単に取り付けられます。
  • 施工業者に直接取り付けることも、レール アダプタを使用して操作パネルに簡単に取り付けることもできます。
  • 一部のリレー モデルは、内部のトリップ クラス選択ボタンで簡単に装備できます。
  • これらのリレーには、簡単な操作のための自動および手動リセット機能が用意されています。
  • トラブルシューティングに使用する内部テスト ボタンが含まれています。
  • これらは、幅広く調整可能な電流範囲で非常にアクティブです。
  • それらには、最適な操作のために使用されるトリップフリーメカニズムがあります。
  • これらには、正確な機能に使用される温度補償機能が含まれています。
  • これらはどこでも簡単に使用できます。

短所

サーマルリレーのデメリットとしては、次のようなものがあります。

  • サーマル リレーには、電気的な保護機能はありますが、短絡保護機能はありません。
  • ほとんどのサーマル リレー ベースのデバイスの動作は低速です。
  • これらは直接遮断機能によって設計されていませんが、ライブ回路を切り離すために他の電気保護およびスイッチングデバイスと併用する必要があります。
  • 低抵抗回路に対して最適に機能します。
  • 過酷なサーキットで使用すると、常にうまく機能するとは限りません。
  • これらは、振動や電気ショックに耐えることができません。
  • これらのリレーは高いスイッチング周波数で利用できないため、トリップして過熱したときに冷えるのに時間がかかることがよくあります。

アプリケーション

サーマルリレーの用途には次のようなものがあります。

  • サーマルリレーはモーターの過負荷保護に使用されます。
  • これは、電気モーターが長時間余分な電流を使用すると、主に電力を遮断するように設計された保護装置です。
  • これらのリレーは、電気機器、モーター、変圧器を過熱から保護するのに役立ちます。
  • このリレーは主に、フェーズまたは過負荷障害の結果としての許容できないほど高い温度上昇に対する通常の起動条件による電流依存アプリケーション保護用に設計されています。
  • これらは、主に電気回路およびデバイスの過負荷保護に使用される保護電気器具です。
  • 主に低出力定格の直流電動機や低電圧系のかご型誘導電動機に使用されます。
  • これらのリレーは、モーターの絶縁に非常に危険な極端な電流をモーターが使用しないようにするために、モーター スターター回路で使用されます。
  • これらのリレーは、モーターの損傷を防ぎ、機器を長時間動作させます。
  • このリレーは、低出力定格のDCモーターと低電圧のかご型誘導モーターに使用されます。

したがって、これはサーマルの概要です。 リレー – 動作中 アプリケーションで。これらのリレーは、電気モーター、電気機器および電気回路の過負荷保護に主に使用される保護電気デバイスです。ここであなたに質問があります。リレーの機能は何ですか?