热继电器原理及介绍

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1、热继电器原理及介绍一、热继电器的工作原理及结构：1、热继电器的作用和分类   在电力拖动控制系统中，当三相交流电动机出现长期带负荷欠电压下运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。为了充分发挥电动机的过载能力，保证电动机的正常启动和运转，而当电动机一旦出现长时间过载时又能自动切断电路，从而出现了能随过载程度而改变动作时间的电器，这就是热继电器。显然，热继电器在电路中是做三相交流电动机的过载保护用。但须指出的是，由于热继电器中发热元件有热惯性，在电路中不能做瞬时过

2、载保护，更不能做短路保护。因此，它不同于过电流继电器和熔断器。   按相数来分，热继电器有单相、两相和三相式共三种类型，每种类型按发热元件的额定电流又有不同的规格和型号。三相式热继电器常用于三相交流电动机，做过载保护。   按职能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保护两种类型。2、热继电器的保护特性和工作原理  1)热继电器的保护特性   因为热继电器的触点动作时间与被保护的电动机过载程度有关，所以在分析热继电器工作原理之前，首先要明确电动机在不超过允许温升的条件下，电动机的过载电流与电动机通

3、电时间的关系。这种关系称为电动机的过载特性。当电动机运行中出现过载电流时，必将引起绕组发热。根据热平衡关系，不难得出在允许温升条件下，电动机通电时间与其过载电流的平方成反比的结论。根据这个结论，可以得出电动机的过载特性，具有反时限特性，如图l中曲线1所示。图1：电动机的过载特性和热继电器的保护特性及其配合   为了适应电动机的过载特性而又起到过载保护作用，要求热继电器也应具有如同电动机过载特性那样的反时限特性。为此，在热继电器中必须具有电阻发热元件，利用过载电流通过电阻发热元件产生的热效应使感测元件动作

4、，从而带动触点动作来完成保护作用。热继电器中通过的过载电流与热继电器触点的动作时间关系，称为热继电器的保护特性，如图1中曲线2所示。考虑各种误差的影响，电动机的过载特性和继电器的保护特性都不是一条曲线，而是一条带子。显而易见，误差越大，带子越宽；误差越少，带子越窄。由图中曲线l可知，电动机出现过载时，工作在曲线1的下方是安全的。因此，热继电器的保护特性应在电动机过载特性的邻近下方。这样，如果发生过载，热继电器就会在电动机末达到其允许过载极限之前动作，切断电动机电源，使之免遭损坏。   2)热继电器的工作

5、原理   热继电器中产生热效应的发热元件，应串接于电动机电路中，这样，热继电器便能直接反映电动机的过载电流。热继电器的感测元件，一般采用双金属片。所谓双金属片，就是将两种线膨胀系数不同的金属片以机械辗压方式使之形成一体。膨胀系数大的称为主动层，膨胀系数小的称为被动层。双金属片受热后产生线膨胀，由于两层金属的线膨胀系数不同，且两层金属又紧密地贴合在一起，因此，使得双金属片向被动层一侧弯曲，由双金属片弯曲产生的机械力便带动触点动作。   双金属片的受热方式有4种，即直接受热式、间接受热式、复合受热式和电流互

6、感器受热式。直接受热式是将双金属片当做发热元件，让电流直接通过它；间接受热式的发热元件由电阻丝或带制成，绕在双金属片上且与双金属片绝缘；复合受热式介于上述两种方式之间；电流互感器受热式的发热元件不直接串接于电动机电路，而是接于电流互感器的二次侧，这种方式多用于电动机电流比较大的场合，以减少通过发热元件的电流。图2：热继电器的结构原理图热元件3串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片2弯曲，但还不足以使继电器动作；当电动机过载时，热元件

7、产生的热量增大，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间后，双金属片弯曲到推动导板4，并通过补偿双金属片5与推杆14将触点9和6分开，触点9和6为热继电器串于接触器线圈回路的常闭触点，断开后使接触器失电，接触器的常开触点断开电动机的电源以保护电动机。   调节旋钮11是一个偏心轮，它与支撑件12构成一个杠杆，13是一压簧，转动偏心轮，改变它的半径即可改变补偿双金属片5与导板4的接触距离，因而达到调节整定动作电流的目的。此外，靠调节复位螺钉8来改变常开触点7的位置使热继电器能工作在手动复位和自动复位两种工作状

8、态。调试手动复位时，在故障排除后要按下按钮10才能使动触点恢复与静触点6相接触的位置。  3)带断相保护的热继电器   三相电动机的一根接线松开或一相熔丝熔断，是造成三相异步电动机烧坏的主要原因之一。如果热继电器所保护的电动机是Y接法，当线路发生一相断电时，另外两相电流便增大很多，由于线电流等于相电流，流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加比例相同，因此普通的两相或三相热继电器可以对此作出保护。如果电动机是△形接法，发生断相时，由于电