熱量是影響電機(jī)性能和壽命的主要因素,電機(jī)發(fā)熱的主要來(lái)源之一是通過(guò)電機(jī)繞組的電流。由于發(fā)熱是電機(jī)運(yùn)行不可避免的條件,因此保護(hù)電機(jī)免于過(guò)熱或熱過(guò)載非常重要。但在某些情況下尤其是交流感應(yīng)電機(jī)電機(jī)發(fā)熱可以通過(guò)熱過(guò)載繼電器間接測(cè)量,熱過(guò)載繼電器通過(guò)監(jiān)測(cè)輸送到電機(jī)的電流量來(lái)確定電機(jī)溫度。
熱過(guò)載繼電器與電機(jī)串聯(lián),因此流向電機(jī)的電流也流經(jīng)過(guò)載繼電器。當(dāng)電流在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定限制時(shí),繼電器會(huì)啟動(dòng)一種機(jī)制,打開(kāi)一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)以中斷流向電機(jī)的電流。熱過(guò)載繼電器按其跳閘等級(jí)進(jìn)行評(píng)級(jí),該等級(jí)定義了在繼電器響應(yīng)或跳閘之前可能發(fā)生過(guò)載的時(shí)間量。常見(jiàn)的行程等級(jí)為5、10、20和30秒??紤]時(shí)間和電流對(duì)于交流感應(yīng)電機(jī)很重要,因?yàn)樗鼈冊(cè)趩?dòng)期間消耗的電流明顯超過(guò)其全額定電流(通常為600%或更多)。因此,如果繼電器在超過(guò)過(guò)載電流時(shí)立即跳閘,電機(jī)將難以啟動(dòng)。
有三種類型的熱過(guò)載繼電器雙金屬、共晶和電子。
1、雙金屬熱過(guò)載繼電器:(有時(shí)稱為加熱元件)由兩種具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬制成,它們被固定或粘合在一起。纏繞或放置在雙金屬條附近的繞組承載電流。
當(dāng)流過(guò)繼電器(并因此通過(guò)電機(jī))的電流加熱雙金屬片時(shí),兩種金屬以不同的速率膨脹,導(dǎo)致金屬片向熱膨脹系數(shù)較低的一側(cè)彎曲。當(dāng)條帶彎曲時(shí),它會(huì)啟動(dòng)一個(gè)常閉(NC)接觸器,使其打開(kāi)并停止流向電機(jī)的電流。一旦雙金屬繼電器冷卻并且金屬條恢復(fù)到正常狀態(tài),電路就會(huì)自動(dòng)復(fù)位,電機(jī)可以重新啟動(dòng)。
2、共晶熱過(guò)載繼電器:使用共晶合金(在規(guī)定溫度下熔化和凝固的金屬組合),封裝在管中并連接到加熱器繞組。電機(jī)的電源電流流過(guò)加熱器繞組并加熱合金。當(dāng)合金達(dá)到足夠的溫度時(shí),它會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。作為固體,合金將機(jī)械裝置(例如彈簧或棘輪)固定到位。但是當(dāng)合金熔化時(shí),機(jī)械裝置釋放,打開(kāi)過(guò)載觸點(diǎn)。與雙金屬設(shè)計(jì)一樣,共晶熱過(guò)載繼電器在合金充分冷卻并恢復(fù)到其原始固態(tài)之前無(wú)法復(fù)位。
3、電子熱過(guò)載繼電器:以電子方式測(cè)量電流,而不是依靠加熱器機(jī)制,因此對(duì)環(huán)境溫度的變化不敏感。它們也不太容易出現(xiàn)滋擾或錯(cuò)誤的絆倒情況。電子過(guò)載繼電器可以提供諸如熱容量利用率(%TCU)百分比、滿載電流百分比(%FLA)、跳閘時(shí)間、電流RMS和接地故障電流等數(shù)據(jù)這些信息可以幫助操作員進(jìn)行診斷并預(yù)測(cè)繼電器何時(shí)有跳閘風(fēng)險(xiǎn)。電子設(shè)計(jì)還可以保護(hù)電機(jī)免于缺相(也稱為缺相),當(dāng)一相電流等于零安培時(shí),通常是由于短路或保險(xiǎn)絲熔斷而導(dǎo)致缺相。這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)在其余兩相上消耗過(guò)多電流,并導(dǎo)致電機(jī)顯著發(fā)熱。
熱過(guò)載繼電器通常是電機(jī)啟動(dòng)器的一部分,其中包括過(guò)載繼電器和觸點(diǎn)。需要注意的是,熱過(guò)載繼電器僅設(shè)計(jì)用于防止電機(jī)過(guò)熱,并且在發(fā)生短路時(shí)不會(huì)跳閘,因此需要額外的保險(xiǎn)絲或斷路器來(lái)保護(hù)電路。