热继电器工作原理.doc

1、热继电器工作原理说 明热 继 电 器 是 由 流 入 热 元 件 的 电 流 产 生 热 量 ， 使 有 不 同 膨 胀 系 数 的 双 金 属 片 发生 形 变 ， 当 形 变 达 到 一 定 距 离 时 ， 就 推 动 连 杆 动 作 ，使 控 制 电 路 断 开 ， 从 而 使 接 触 器 失 电 ， 主电 路 断 开 ， 实 现 电 动 机 的 过 载 保 护 。 继 电器 作 为 电 动 机 的 过 载 保 护 元 件 ， 以 其 体 积小 ， 结 构 简 单 、 成 本 低 等 优 点 在 生 产 中 得到 了 广 泛 应 用 。热 继 电 器 的 主 要 技 术 参 数额 定 电

2、 压 ： 热 继 电 器 能 够 正 常 工 作 的 最 高 的 电 压 值 ， 一 般 为 交 流220V， 380V， 600V。额 定 电 流 ： 热 继 电 器 的 额 定 电 流 主 要 是 指 通 过 热 继 电 器 的 电 流 额 定 频 率 ： 一 般 而 言 ， 其 额 定 频 率 按 照 4562HZ 设 计 。整 定 电 流 范 围 ： 整 定 电 流 的 范 围 有 本 身 的 特 性 来 决 定 。 它 描 述 的 是 在 一 定 的电 流 条 件 下 热 继 电 器 的 动 作 时 间 和 电 流 的 平 方 成 正 比 。热 继 电 器 的 作 用 是 ： 主 要

3、 用 来 对 异 步 电 动 机 进 行 过 载 保 护 ， 他 的 工 作 原 理 是过 载 电 流 通 过 热 元 件 后 ， 使 双 金 属 片 加 热 弯 曲 去 推 动 动 作 机 构 来 带 动 触 点 动作 ， 从 而 将 电 动 机 控 制 电 路 断 开 实 现 电 动 机 断 电 热 继 电 器停 车 ， 起 到 过 载 保 护 的 作 用 。 鉴 于 双 金 属 片 受 热 弯 曲 过 程 中 ， 热 量 的 传 递 需要 较 长 的 时 间 ， 因 此 ， 热 继 电 器 不 能 用 作 短 路 保 护 ， 而 只 能 用 作 过 载 保 护 热继 电 器 的 符 号

4、为 FR， 电 路 符 号 如 右 图选 择 方 法热 继 电 器 主 要 用 于 保 护 电 动 机 的 过 载 ， 因 此 选 用 时 必 须 了 解 电 动 机 的 情 况 ，如 工 作 环 境 、 启 动 电 流 、 负 载 性 质 、 工 作 制 、 允 许 过 载 能 力 等 。1、 原 则 上 应 使 热 继 电 器 的 安 秒 特 性 尽 可 能 接 近 甚 至 重 合 电 动 机 的 过 载 特 性 ，或 者 在 电 动 机 的 过 载 特 性 之 下 ， 同 时 在 电 动 机 短 时 过 载 和 启 动 的 瞬 间 ， 热 继电 器 应 不 受 影 响 (不 动 作 )。

5、2、 当 热 继 电 器 用 于 保 护 长 期 工 作 制 或 间 断 长 期 工 作 制 的 电 动 机 时 ， 一 般 按电 动 机 的 额 定 电 流 来 选 用 。 例 如 ， 热 继 电 器 的 整 定 值 可 等 于 0.951.05 倍的 电 动 机 的 额 定 电 流 ， 或 者 取 热 继 电 器 整 定 电 流 的 中 值 等 于 电 动 机 的 额 定 电流 ， 然 后 进 行 调 整 。3、 当 热 继 电 器 用 于 保 护 反 复 短 时 工 作 制 的 电 动 机 时 ， 热 继 电 器 仅 有 一 定 范围 的 适 应 性 。 如 果 短 时 间 内 操 作

6、次 数 很 多 ， 就 要 选 用 带 速 饱 和 电 流 互 感 器的 热 继 电 器 。4、 对 于 正 反 转 和 通 断 频 繁 的 特 殊 工 作 制 电 动 机 ， 不 宜 采 用 热 继 电 器 作 为 过载 保 护 装 置 ， 而 应 使 用 埋 入 电 动 机 绕 组 的 温 度 继 电 器 或 热 敏 电 阻 来 保 护 。组 成 结 构它 由 发 热 元 件 、 双 金 属 片 、 触 点 及 一 套 传 动 和 调 整 机 构 组 成 。 发 热 元 件是 一 段 阻 值 不 大 的 电 阻 丝 ， 串 接 在 被 保 护 电 动 机 的 主 电 路 中 。 双 金 属

7、 片 由 两种 不 同 热 膨 胀 系 数 的 金 属 片 辗 压 而 成 。 图 中 所 示 的 双 金 属 片 ， 下 层 一 片 的 热膨 胀 系 数 大 ， 上 层 的 小 。 当 电 动 机 过 载 时 ， 通 过 发 热 元 件 的 电 流 超 过 整 定 电流 ， 双 金 属 片 受 热 向 上 弯 曲 脱 离 扣 板 ， 使 常 闭 触 点 断 开 。 由 于 常 闭 触 点 是 接在 电 动 机 的 控 制 电 路 中 的 ， 它 的 断 开 会 使 得 与 其 相 接 的 接 触 器 线 圈 断 电 ，从 而 接 触 器 主 触 点 断 开 ， 电 动 机 的 主 电 路

8、断 电 ， 实 现 了 过 载 保 护 。 热 继 电 器 动 作 后 ， 双 金 属 片 经 过 一 段 时 间 冷 却 ， 按 下 复 位 按 钮 即 可 复 位 。热 继 电 器工 作 原 理热 继 电 器 是 用 于 电 动 机 或 其 它 电 气 设 备 、 电 气 线 路 的 过 载 保 护 的 保 护 电 器 。电 动 机 在 实 际 运 行 中 ， 如 拖 动 生 产 机 械 进 行 工 作 过 程 中 ， 若 机 械 出 现 不 正 常的 情 况 或 电 路 异 常 使 电 动 机 遇 到 过 载 ， 则 电 动 机 转 速 下 降 、 绕 组 中 的 电 流 将增 大 ，

9、使 电 动 机 的 绕 组 温 度 升 高 。 若 过 载 电 流 不 大 且 过 载 的 时 间 较 短 ， 电 动机 绕 组 不 超 过 允 许 温 升 ， 这 种 过 载 是 允 许 的 。 但 若 过 载 时 间 长 ， 过 载 电 流 大 ，电 动 机 绕 组 的 温 升 就 会 超 过 允 许 值 ， 使 电 动 机 绕 组 老 化 ， 缩 短 电 动 机 的 使 用寿 命 ， 严 重 时 甚 至 会 使 电 动 机 绕 组 烧 毁 。 所 以 ， 这 种 过 载 是 电 动 机 不 能 承 受的 。 热 继 电 器 就 是 利 用 电 流 的 热 效 应 原 理 ， 在 出 现

10、电 动 机 不 能 承 受 的 过 载时 切 断 电 动 机 电 路 ， 为 电 动 机 提 供 过 载 保 护 的 保 护 电 器 。使 用 热 继 电 器 对 电 动 机 进 行 过 载 保 护 时 ， 将 热 元 件 与 电 动 机 的 定 子 绕 组 串 联 ，将 热 继 电 器 的 常 闭 触 头 串 联 在 交 流 接 触 器 的 电 磁 线 圈 的 控 制 电 路 中 ， 并 调节 整 定 电 流 调 节 旋 钮 ， 使 人 字 形 拨 杆 与 推 杆 相 距 一 适 当 距 离 。 当 电 动 机 正常 工 作 时 ， 通 过 热 元 件 的 电 流 即 为 电 动 机 的 额

11、 定 电 流 ， 热 元 件 发 热 ， 双 金属 片 受 热 后 弯 曲 ， 使 推 杆 刚 好 与 人 字 形 拨 杆 接 触 ， 而 又 不 能 推 动 人 字 形 拨 杆 。常 闭 触 头 处 于 闭 合 状 态 ， 交 流 接 触 器 保 持 吸 合 ， 电 动 机 正 常 运 行 。若 电 动 机 出 现 过 载 情 况 ， 绕 组 中 电 流 增 大 ， 通 过 热 继 电 器 元 件 中 的 电 流 增大 使 双 金 属 片 温 度 升 得 更 高 ， 弯 曲 程 度 加 大 ， 推 动 人 字 形 拨 杆 ， 人 字 形 拨 杆推 动 常 闭 触 头 ， 使 触 头 断 开

12、而 断 开 交 流 接 触 器 线 圈 电 路 ， 使 接 触 器 释 放 、 切断 电 动 机 的 电 源 ， 电 动 机 停 车 而 得 到 保 护 。热 继 电 器 其 它 部 分 的 作 用 如 下 ： 人 字 形 拨 杆 的 左 臂 也 用 双 金 属 片 制 成 ， 当 环境 温 度 发 生 变 化 时 ， 主 电 路 中 的 双 金 属 片 会 产 生 一 定 的 变 形 弯 曲 ， 这 时 人 字形 拨 杆 的 左 臂 也 会 发 生 同 方 向 的 变 形 弯 曲 ， 从 而 使 人 字 形 拨 杆 与 推 杆 之 间 的距 离 基 本 保 持 不 变 ， 保 证 热 继 电

13、 器 动 作 的 准 确 性 。 这 种 作 用 称 温 度 补 偿 作 用 。螺 钉 8 是 常 闭 触 头 复 位 方 式 调 节 螺 钉 。 当 螺 钉 位 置 靠 左 时 ， 电 动 机 过 载 后 ，常 闭 触 头 断 开 ， 电 动 机 停 车 后 ， 热 继 电 器 双 金 属 片 冷 却 复 位 。 常 闭 触 头 的 动触 头 在 弹 簧 的 作 用 下 会 自 动 复 位 。 此 时 热 继 电 器 为 自 动 复 位 状 态 。 将 螺 钉 逆时 针 旋 转 向 右 调 到 一 定 位 置 时 ， 若 这 时 电 动 机 过 载 ， 热 继 电 器 的 常 闭 触 头 断

14、开 。 其 动 触 头 将 摆 到 右 侧 一 新 的 平 衡 位 置 。 电 动 机 断 电 停 车 后 ， 动 触 头 不 能复 位 。 必 须 按 动 复 位 按 钮 后 动 触 头 方 能 复 位 。 此 时 热 继 电 器 为 手 动 复 位 状 态 。若 电 动 机 过 载 是 故 障 性 的 ， 为 了 避 免 再 次 轻 易 地 起 动 电 动 机 ， 热 继 电 器 宜 采用 手 动 复 位 方 式 。 若 要 将 热 继 电 器 由 手 动 复 位 方 式 调 至 自 动 复 位 方 式 ， 只 需将 复 位 调 节 螺 钉 顺 时 针 旋 进 至 适 当 位 置 即 可

15、。保 护 功 能有 些 型 号 的 热 继 电 器 还 具 有 断 相 保 护 功 能 。热 继 电 器 的 断 相 保 护 功 能 是 由 内 、 外 推 杆 组 成 的 差 动 放 大 机 构 提 供 的 。 当 电动 机 正 常 工 作 时 ， 通 过 热 继 电 器 热 元 件 的 电 流 正 常 ， 内 外 两 推 杆 均 向 前 移 至适 当 位 置 。 当 出 现 电 源 一 相 断 线 而 造 成 缺 相 时 ， 该 相 电 流 为 零 ， 该 相 的 双 金属 片 冷 却 复 位 ， 使 内 推 杆 向 右 移 动 ， 另 两 相 的 双 金 属 片 因 电 流 增 大 而

16、弯 曲 程度 增 大 ， 使 外 推 杆 更 向 左 移 动 ， 由 于 差 动 放 大 作 用 ， 在 出 现 断 相 故 障 后 很 短的 时 间 内 就 推 动 常 闭 触 头 使 其 断 开 ， 使 交 流 接 触 器 释 放 ， 电 动 机 断 电 停 车 而得 到 保 护 。安 装热 继 器 安 装 的 方 向 、 使 用 环 境 和 所 用 连 接 线 都 会 影 响 动 作 性 能 ， 安 装 时 应 引起 注 意 。（ 1） 热 继 电 器 的 安 装 方 向热 继 电 器 的 安 装 方 向 很 容 易 被 人 忽 视 。 热 继 电 器 是 电 流 通 过 发 热 元 件

17、 发 热 ，推 动 双 金 属 片 动 作 。 热 量 的 传 递 有 对 流 、 辐 射 和 传 导 三 种 方 式 。 其 中 对 流具 有 方 向 性 ， 热 量 自 下 向 上 传 输 。 在 安 放 时 ， 如 果 发 热 元 件 在 双 金 属 片 的 下方 ， 双 金 属 片 就 热 得 快 ， 动 作 时 间 短 ； 如 果 发 热 元 件 在 双 金 属 片 的 旁 边 ， 双金 属 片 热 得 较 慢 ， 热 继 电 器 的 动 作 时 间 长 。 当 热 继 电 器 与 其 它 电 器 装 在 一 起时 ， 应 装 在 电 器 下 方 且 远 离 其 它 电 器 50mm

18、 以 上 ， 以 免 受 其 它 电 器 发 热 的 影响 。 热 继 电 器 的 安 装 方 向 应 按 产 品 说 明 书 的 规 定 进 行 ， 以 确 保 热 继 电 器 在 使用 时 的 动 作 性 能 相 一 致 。（ 2） 使 用 环 境主 要 指 环 境 温 度 ， 它 对 热 继 电 器 动 作 的 快 慢 影 响 较 大 。 热 继 电 器 周 围 介 质 的温 度 ， 应 和 电 动 机 周 围 介 质 的 温 度 相 同 ， 否 则 会 破 坏 已 调 整 好 的 配 合 情 况 。例 如 ， 当 电 动 机 安 装 在 高 温 处 、 而 热 继 电 器 安 装 在

19、温 度 较 低 处 时 ， 热 继 电 器的 动 作 将 会 滞 后 （ 或 动 作 电 流 大 ） ； 反 之 ， 其 动 作 将 会 提 前 （ 或 动 作 电 流 小 ）。对 没 有 温 度 补 偿 的 热 继 电 器 ， 应 在 热 继 电 器 和 电 动 机 两 者 环 境 温 度 差 异 不 大的 地 方 使 用 。 对 有 温 度 补 偿 的 热 继 电 器 ， 可 用 于 热 继 电 器 与 电 动 机 两 者 环 境温 度 有 一 定 差 异 的 地 方 ， 但 应 尽 可 能 减 少 因 环 境 温 度 变 化 带 来 的 影 响 。（ 3） 连 接 线热 继 电 器 的

20、连 接 线 除 导 电 外 ， 还 起 导 热 作 用 。 如 果 连 接 线 太 细 ， 则 连 接 线 产生 的 热 量 会 传 到 双 金 属 片 ， 加 上 发 热 元 件 沿 导 线 向 外 散 热 少 ， 从 而 缩 短 了 热继 电 器 的 脱 扣 动 作 时 间 ； 反 之 ， 如 果 采 用 的 连 接 线 过 粗 ， 则 会 延 长 热 继 电 器的 脱 扣 动 作 时 间 。 所 以 连 接 导 线 截 面 不 可 太 细 或 太 粗 ， 应 尽 量 采 用 说 明 书 规定 的 或 相 近 的 截 面 积 。 1技 术 数 据热 继 电 器 的 主 要 技 术 数 据

21、是 整 定 电 流 。 整 定 电 流 是 指 长 期 通 过 发 热 元 件 而不 致 使 热 继 电 器 动 作 的 最 大 电 流 。 当 发 热 元 件 中 通 过 的 电 流 超 过 整 定 电 流 值的 20%时 ， 热 继 电 器 应 在 20 分 钟 内 动 作 。 热 继 电 器 的 整 定 电 流 大 小 可 通 过整 定 电 流 旋 钮 来 改 变 。 选 用 和 整 定 热 继 电 器 时 一 定 要 使 整 定 电 流 值 与 电 动 机的 额 定 电 流 一 致 。 由 于 热 继 电 器 是 受 热 而 动 作 的 ， 热 惯 性 较 大 ， 因 而 即 使 通

22、过 发 热 元 件 的 电 流短 时 间 内 超 过 整 定 电 流 几 倍 ， 热 继 电 器 也 不 会 立 即 动 作 。 只 有 这 样 ， 在 电 动机 起 动 时 热 继 电 器 才 不 会 因 起 动 电 流 大 而 动 作 ， 否 则 电 动 机 将 无 法 起 动 。反 之 ， 如 果 电 流 超 过 整 定 电 流 不 多 ， 但 时 间 一 长 也 会 动 作 。 由 此 可 见 ， 热 继电 器 与 熔 断 器 的 作 用 是 不 同 的 ， 热 继 电 器 只 能 作 过 载 保 护 而 不 能 作 短 路 保 护 ，而 熔 断 器 则 只 能 作 短 路 保 护 而 不 能 作 过 载 保 护 。 在 一 个 较 完 善 的 控 制 电 路 中 ，特 别 是 容 量 较 大 的 电 动 机 中 ， 这 两 种 保 护 都 应 具 备