Температурное реле Советский патент 1987 года по МПК H01H37/52 H01H71/16 

1

Ияооретзнне откоснтся к злектро-- технике; а именно к термобиметалли ческим температуркы. реле. преднаэ- наченньпч для защитъ асинхронных злек тродвигателгзй к другого злектрообо- рудозания от .недопустимого на;греБа.

Цель изобретския - повьиление кс- зффицр екта возврата,

Г1а чертеже изображено предлагаемо температурное pejiBj общий вид.

Te epaтypнoe реле содержит тепло изоляцион 1;1й корпус 1 S, твплопроводя- щую крышку 2 и размещеннькз в тепло-: изоляционыом корпусе 1 теплочз зстви- тельный орган и контактный механизм.

Теплочувстви ге.пьный оргав: включае в себя термобкметаллические пластины

3- 5 5 дополнительную термобш еталли ческугс пластину 5, регулировочный элемент 7 к рь:чаг 3, Гермобиметалли- ческая пластш-за 3 располонена непос- редственнс на теплопроводящей крышке

2, а термо оиметаллические лластинь

4и i- последовательно удалены от теп лопроводящей крышки 2, Такое расположение термобкметаллических пластин обеспечивает при медленном нагреве терморелэ примерно одинакокую темпе- ратуру на термоб|фгеталлических нлас- ти нах S 3, а при быс;тром нагреве - значительный температурный перепад между тер юбиметаллической пластиной

3и термобкметаллическими пластинами

4и 5/Гермобинетал.га 1ческие пластины

3 и 4 направлением изгиба сориентированы так у что при нагреве изгибаются навстречу друг к другу и воздействуют друг на, друга, а термооиметалли-. ческая пластина 5 изгибается в ту же CTopcKv ,, что и термобнметаллическая пластика 3,

Предлагаемые направления .взаимо-- действия термобрметаллргческигс пластин 3 - 5 с учетом перераспределекик температуры на указанных пластинах в зависимосп и от рекима наг рева обеспечивают теплочувствительному.органу реагирование как на температуру; так и на скорость ее нарастания. Калдчая из термобиметаллических пластин имеет один зашемлен гый 5 а другой свободный конец. Усилия, развивaSivitje термо биметаллическш- 1И пластинадчи на свободных кондах при ноздействии температуры направлень в различные точки контакт о го меха к из f а; резу пь тир усилие от термобиметаллических плэс

082

: ик 3 и 4 нрикла;1 11Ваетс т к двуплечему рьгчагу 9 контактн1: ;Го че:;;инизма в точите Aj а усилие от тер:-.1обиметалличес- кой нластины 5 прикладывается к кон- та1;тнону рычагу 10 в точке Е. Эта oco6ej HocTb прило;:-:ени л усишт от тер- нобиметаллических пластин тснлочувст- HHTejHHioro органа к контактному механизму позволяет последнему срабатывать или то.пько от температуры 5 или .олько от CKopocTi-i роста температуры. Для повышения чувствительности термореле к температура на свобЬдном конде.

ib

термобиметаллической пластины

размещается дополнительная термобиметаллическая нластина 6. Последняя изгибается в том же н.аттранлении, что тер(;

5

о

5

b

b

свободньм конец напра;;лен в сторону . защемленного конц;;: термобиметаллической пластины 5. На свободном конце термобиметаллической пластины 6 раз- -.1ещается регулирогю чный элемент, например эксцентрик посредство - которо- Г о усилие от термобиметаллическиХ пластин 5 и б передается на контактный рычазг 10 вблизи подвижного контакта (в точке Б) : С HOMODibto регулировочного элемен:тё. термореле можно настраивать на ра:.яичньге уставки срабатывания. Рычаг S служит для передачи результирующего усилия от термобиметаллических пг:астин 3 и 4 на под- Ешкное плечо рычага 9 контактного механизма , Для термобиметаллических пластин 3-6 целесообразно применять термобиметалл с о;:.,знаковыми параметрами, но при конструктивных видоизменениях допз стимс; Г1риме;;-(ять термобиметалл различной тог щины и различной ч у в с т в и т е л ь н о (.: т и,

Контактный механиз:- вкл очает в себя двуллечнй рыча) Э, конт актньв рычаг |0, ось вращения 1 ij основание 12 фиксатор 13, MOMBHTHj/iO пружину 14 J подвижный контакт 15 и неподвилк- :-5Ьй контакт 16, От о снования 12 и не- подви;кных ко-нтактов 16 через корпус I epMopeJie проходят юэнтагс тные выводь, которыми термореле подсокди:-:ястся Б схему управления электродвигателем, На конде двуплечехт 9 имеется фиксатор 13, опре,:с;гуляющий пол(зжение моментной пружины 1ч относителг,но контактного рычага 10, В обычных контактных механизмах ; напр мерэ в микропереключателях Ml 7, МГ1 12) аналогичный рычагу 9. - фиксатор 13

выполнены неповижными. В предлагаемом термореле рычаг 9 выполнен подвижным и двуплечим, в результате чего он мо жет перемещаться относительно основания 12 на оси 11 и тем самым изменять положение фиксатора 13 относительно контактного рычага 10, что позволяет контактному механизму срабатывать как от усилия Р, термобиме- таллической пластины 5, прикладываемого в точке Б к контактному рычагу 10, так и от результирующего усилия Р термобиметаллических пластин 3 и 4, прикладываемого в точке А к пле- чу двуплечего рычага 9, Для регулировки реагирования на скорость роста температуры служит регулировочный эле элемент 17.

Термореле встраивается непосредст- 20 жения в другое, т.е. происходит сра25

30

35

венно теплопроводящей крышкой 2 на обмотку электродвигателя и выводными проводниками вк лючается в цепь коммутационного устройства отключения электродвигателя от сети или в цепь сигнализации перегрева двигателя.

Температурное реле работает следующим образом.

В асинхронных электродвигателях нагрев обмотки зависит от режима перегрузки и в общем случае может ха- .рактеризоваться медленным или быстрым темпом нагрева. При перегрузках с вращакщимся ротором (кратность тока I PI перегрузки к номинальному току I,, не больше 2, т.е. 2) время нагрева обмотки до номинального значения исчисляется минутами (10-120 мин). Такой нагрев обмотки принято считать медленным.

В аварийных режимах, когда ротор электродвигателя заторможен и кратность тока составляет i„/ i 5, нагрев обмотки до номинальной: температуры происходит за 20-90 с. Такой нагрев обмотки принято:считать быстрым.

При медленном нагреве скорость роста температуры в обмотке 2 области срабатывания термореле не превьш а- ет 5°С/мин, при быстром нагреве скорость роста температуры в обмотке составляет 2- G°C/c,

При медленном нагреве обмотки электродвигателя термобиметаллические дс пластины 3-5 термореле нагреваются примерно с одинаковой температурой. Достигнув температуры Т, уставки срабатывания,термобиметаллические

40

45

50

батывание термореле.

Таким образом, в режимах с медленным нагревом обмотки термобиметаллические пластины 3 и 4 не изгибаются и термореле не реагирует на скорость роста температуры, а работает как обычное температурное реле, сраб-аты- вая при заданной температуре Ту. от воздействия только одной термобиметаллической пластины 5, а в случае наличия пластины 6 - от суммарного усилия термобиметаллических пластин 5 и 6.

При охлаждении термореле уменьшается изгиб и снижается усилие Р термобиметаллической пластины 5 до зна - чения-, достаточного для перехода контактного рычага 10 в первоначальное устойчивое положение, т.е. происходит самовозврат термореле в начальное состояние.

В контактном механизме возврат контактов в исходное состояние зависит от раствора контактов, величины действующего усилия Р , положения фиксатора 13 относительно неподвижных контактов 16 и местоположения на контактном рычаге 10 точки Б. Следовательно, при оптш альном выборе указанных факторов в контактном механизме можно достичь достаточно высокого коэффициента возврата, равного 0,85-0,9. Для сравнения следует отметить, что в аналогичных контактных механизмах серийного изготовления, в которых не преследуется цель получения высокого коэффициента возврата (например, в микропереключателях Ь1П7, Ш12), этот показатель составляет

пластины 3, 4 и 5 взаимодействуют следующим образом. Усилия термоб ше- таллических пластин 3 и 4 направлены встречно, поэтому результирующее усилие рычага 8 на двуплечий рычаг 9 контактного механизма близко к нулю. Следовательно, при медленном нагреве термореле термобиметаллические пластины 3 и 4 не оказывают воздействия на контактный механизм, а усилие термобиметаллической пластины 5, приложенное к контактному рычагу 10 в точке Б, достигает значения Р, , которое несколько превышает противодействующее усилие контактного рычага 10 от моментной пружины 14, в результате чего контактный рычаг 10 мгновенно переходит с одного устойчивого поло5

0

5

с

0

5

0

батывание термореле.

Таким образом, в режимах с медленным нагревом обмотки термобиметаллические пластины 3 и 4 не изгибаются и термореле не реагирует на скорость роста температуры, а работает как обычное температурное реле, сраб-аты- вая при заданной температуре Ту. от воздействия только одной термобиметаллической пластины 5, а в случае наличия пластины 6 - от суммарного усилия термобиметаллических пластин 5 и 6.

При охлаждении термореле уменьшается изгиб и снижается усилие Р термобиметаллической пластины 5 до зна - чения-, достаточного для перехода контактного рычага 10 в первоначальное устойчивое положение, т.е. происходит самовозврат термореле в начальное состояние.

В контактном механизме возврат контактов в исходное состояние зависит от раствора контактов, величины действующего усилия Р , положения фиксатора 13 относительно неподвижных контактов 16 и местоположения на контактном рычаге 10 точки Б. Следовательно, при оптш альном выборе указанных факторов в контактном механизме можно достичь достаточно высокого коэффициента возврата, равного 0,85-0,9. Для сравнения следует отметить, что в аналогичных контактных механизмах серийного изготовления, в которых не преследуется цель получения высокого коэффициента возврата (например, в микропереключателях Ь1П7, Ш12), этот показатель составляет

примерно 05/5-0,,82j что так уе яБЛяеп ;я достаточно высок гм.

При iiFiicrpoM нагреве обмотки электро двигателя г а грев термобит.-геталли- ческих пластин 3 - 5 и юс всздейстЕие на контактный мехгнкзм видоизменяются по сравнение с медленным HarpeRON; При быстром нагреве обноткй электрг:.- - двигателя термоблметаллическке плас тины 3-5 нагреваются неодкнаково. Так как тгрнобитметалличаская пластина 3 расположена кепосредственно на теплопроводящей крышке,, а термобиметаллические пластины 4 и 5 ггоследова тельно удаленьл от теплопроводящей KpbiJiiKH; то будет яметь месте следующее соотношение междЗ температурами термобш-шталлических пластин 3 - 5. Вследст1зие неодинаксвой температуры термобшлеталлйчески:;: пластин 3 и 4 13озника(;т значительное результир тоще усилие Р , которое,, действуя через рычаг 8 на плечо дзз плечего piiiqara 9э перемешает фиксатор 13 в сторон контактн ого рычага lO, При определенном значении Р фиксатор 13 ходит чарез линию 1-;еус;тойч1Ивого пс- ложения контактного рычага 10j вследствие чего происходит мгновеёи-1Ь й пе-- эеход контактного рычага 10 в другое устойчивое положение,; , происходит срабатывание термореле,

Так как за время быстрого нагре- 13а обмотки температ ура термлобиметал- лической пластины 5 праг ;тически не изменяется; то усилие от термобиме , таллической пласткнк 5 в режимах быстрого HarpiSfia обмотки не оказывает существенного воздействия на козз- тактный механизм. По этой причине и дополнк сельнак термобиметаллическая пластина 6 (в случае ее наличия) не оказывает воздействия на контактный мех а WISH...

Таким образом, при 6bJCTpoi-5 в:агрев обмотки срабатывание термореле происходит от воздействия термобн -1еталли-- ческих пластин 3 и 4 на контактный механизм,) причем зто зоздействие про 1-1 сходит в функдни скорости роста температуры в обмотке, так как разность емператур Т„- Т,, ДТ,, .- определяю- цая стелень воздействия результирую- (дет о усилия на контактный механ -тзм, пропорднональна скорости роста температуры в обмотке,.

Срабатывание тернореле в :1)ун ;1шк CKopocTJ-i г.оста температуры в обмотке

208

позволяет ко1 1П8Нсировать динамическую погрешность измерения температурь; термореле и тем caNfbiM обеспечивать эффективную тепловую защиту асинхронных электродвигателей в режимах с быстрым нагревом обмотки (аварийных режимах),

Предлагаемое термореле (в отличие

от температурного реле-прототипа) после срабатывания в режиме быстрого нагрева имеет высокт-гй коэффициент возврата,, приближакзщийся к 1, Это обусловлено тем, что при охлаждении

S термореле после срабатывания температура термобиметаллическргх пластин 3 и 4 через несколько десятков секунд, выравнивается, вследствие чего результирующее ycHjn-ie Р приближает0 ся к нулЮ; а контактный механизм пе- рехо.дит в первоначальное состояние. Кроме того, предлаг аемое термореле реагирует как на М1Е .цлепньй, так и ма быстрый нагрев обмотки и в обоих

режимах имеет коэффидиент возврата .не ниже О,,8 и 0,92 соответственно при медленном и быстром нагреве. Таким образом, предлагаемое термореле может найти широкое применение для

30 встроенной тепловой защиты разнообразных асинхронных электродвигателей и другого злектрооб-о.рудования (например, трансформаторных подстандий, .гурбомуфТз Koi-inpeccijpoB и т.п.).

оЬ

Формула изобретения

1, Температурное реле, содержащее теплоизолядио.нный K jpnyc, теплопрово40 дяпдую крышку 5 тепло чувствительный орган из трех последовательно удален- ньк от теплопроводя:дей крышки термо- биметаллическлгх пластин контактньм «еханизм, .вКо почающиГз в себя неподвиж41 : яки контакт, контак- ньй рычаг с зак- р.епленньпч на одном его конде подвижным, контактом,, и мо:чент1-1 та npysHiiyj 3OSдействующую на ксштактный рычаг„ о т .л и ч а ю щ е е с я тем,, что, с

цг, целью повышения козФфидиента возвра- Т.Я,, оно снабжено двл плечим рычагом, одно плечо которого соединено с мо- ьгетной пружиной,, а ;:; торое -- с другим концом контактного рычага и первой,

gj:- считая от теплопровс,цящей крьппки,, термобиметаллической пластиной; при этом первая и втора;-: термобиметалли- ;:яскиз пластины сорк енткрозаны нап- г/арлением изгиба и воздействующим

7

усилием друг к другу, а третья термобиметаллическая пластина - в том же направлении,, что и первая, с воздействующим усилием на контактный рычаг.

2. -Реле по п. 1, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оно снабжено регулировочньсч элементом и дополниРедактор А. Ревин Заказ 3968/49

Составитель В. Коносов

Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гирняк

Тираж 697Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035s Мэсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. IIpoeKTtraH, 4

8

тельной термобиметаллическо пллс- тиной, закрепленной на свободном конце третьей тepмoби eтaлличecкoй пластины, изгибающейся в ту же сторону, что и третья термобяметаллическая пластина, и на свободном конце которой размещен регулировочный элемент, взаимодействуюпшй с контактным рычагом.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к термобиметаллическим температурным реле, предназначенным для защиты асинхронных электродвигателей и другого электрооборудования от недопустимого нагрева. Целью изобретения является повышение коэффициента возврата. Термореле содержит теплоизоляционный корпус 1, теплопроводящую крышку 2, термобиметаллические пластины (ТБА) 3,4 и 5, дополнительную ТБП 6, регулировочный элемент 7, рычаг 8, двуплечий рычаг (ДР) 9, контактный рычаг 10, ось вращения 11, основание 12, фиксатор 13, моментную пружину 14, контакты 15 и 16. Благодаря тому, что термореле снабжено ДР 9, а ДР 9 выполнен подвижным относительно основания 12 для изменения положения фиксатора 13 относительно контактного рычага 10, то термореле обеспечивает высокий коэффициент возврата как при медленном, так и при быстром нагревах обмотки защ}щаемо- го электродвигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с S (Л 1 2 3 if 5 6 со