ТЕМПЕРАТУРНОЕ РЕЛЕ Советский патент 1966 года по МПК H01H37/20 H01H37/52 H01H71/16 

Известны температурные реле, содержащие корпус из теплоизоляционного материала с крышкой из теплопроводного материала и контактную группу с двумя воздействующими на нее термобиметаллическими пластинами, изгибающимися в одну и ту же сторону. Однако эти реле не реагируют при больших скоростях роста температуры обмоток электрических машин в аварийных режимах работы.

Отличительная особенность предложенного реле состоит в том, что одна из термобиметаллических пластин расположена непосредственно на теплонроводящей крышке, а другая установлена от первой на расстоянии, пропорциональном отношению температурного перепада между пластинами при размыкающихся контактах к минимальной скорости роста температуры, на которую должно начинать реагировать реле.

Такое выполнение позволяет повысить чувствительность реле, а также упростить его конструкцию.

На чертеже схематически изображено описываемое реле.

ластин 5 и б, контактов 7 и 8 и элекионной пластины 9. Термобнметалпластина 4 установлена на расстояпластины 3. Это расстояние опреденошением:

, „ДГ

/ /С - мм,

температурный перепад меладу термобиметаллическими пластинами, при котором величина изгиба пластин такова, что контакты переходят в разомкнутое состояние, °С; минимальная скорость роста температуры, на которую должно реаги°с

ровать реле, . (При скорости

сек

Ь между пластинами, установленными на расстоянии /, образуется температурный перепад). параметр, характеризующий теплоинерционные свойства среды между пластинами относительно термобимм

металлических пластин .

мм

jioii.ieiio, что /(0,,2

. Аналитически сек

раметр /( определяется из уравнения:

If

Л - - -..5

тб

коэффициент температуроироводе аь

LW2

ностн среды,;

сек

tth - коэффициент тенлообмена между ю термобиметаллическими пластинами

кал

и средой, ;

ммЧек°С

.„,„--- коэффициеит теплопроводности

термобиметаллцческих пластин,15

кал

Л1М сек °С

Темиературный перепад Аг, необходимый для размыкания контактов, и параметр К, зависят от коиструктивнЪго исполнепия коитактной группы.

Для контактных групп, выполненных с медленным размыканием контактов и с воздушным промежутком пластинами Д/ и Л можно принять равными соответственно 20-

и 0,1-0,2

сек

Большинство асинхронных электродвигателей в аварийных режимах (опрокидывание, заторможенный ротор и т. п.) имеют скорость роста температуры в обмотке не ниже 1°С/сек. Типичная скорость нарастания температуры в обмотке для асинхронных электродвигателей 2-6°С/сек. Если принять за минимальную скорость роста температуры, на которую должно начинать реагировать реле, равную 1°С/сек, то расстояние между пластинами для контактной группы с вышеупомянутыми нараметрами А/ и К. будет равно 3,5-4 мм.

Средой между пластинами является воздух, по принципиально может быть выбрано и другое вещество.

Уставки срабатывания регулируются винтами 10 и 1L Отверстие под регулировочный винт 10 в крышке 2 закрыто заглушкой 12. В систему управления реле подключепо через выводы 13.

Термобиметаллическая пластина 3 находится в непосредственном тепловом контакте с теплопроводящей крышкой 2. Тепловой поток от аашишаемого объекта, например обмотки электрической машины, поступает через крышку к пластине 3 и от нее к пластине 4. Теплоизоляционный корпус препятствует притоку тепла к пластине 4 от окружающего обмотку воздуха. Температурное реле устанавливают теплопроводящей крышкой 2 к защищаемому объекту, например на обмотку электрической машины. Под действием температуры пластины 3 и 4 изгибаются в одну и ту же сторону, причем состояние контактов (замкнутое или разомкнутое) определяется степенью изгиба пластипы 3 относительно изгиба пластины 4.

При защите асинхронных электродвигателей реле работает следующим образом.

При длительных пеболы.инх перегрузках, соответст)зующих кратности 1,2-2 рабочего тока к но:.тн 1альному, скорость роста темнературы в обмотке не превышает 0,3- (},5°С/сек.

При скорости роста температуры в обмотке меньше °С/сек, между пластинами образуется температурный перепад А/ меньше температурного перепада At, необходимого для размыкания контактов. Следовательно, с повышением температуры изгиб пластин 3 и 4 будет таков, что контакты все время будут замкнутыми.

В режиме длительной небольшой перегрузки при нагреве обмотки до предельно допустимого значения виит 11 застопоривает контактную пластину 5, установленную на пластине 4. При дальнейшем незначительном увеличенни температуры контакты 7 и 8 разомкнутся под действием пластины 5 и в результате отключат электродвигатель от сети.

В аварийных режимах, вследствие прохождения по обмотке электродвигателя пускового тока, скорость повышения температуры в обмотке значительно возрастает. Между пластинами образуется температурный перепад А больше температурного перепада , необходимого для размыкания контактов. Следовательно, в аварийном режиме размыкание контактов наступает до момента стопорения винтом 11 пластины 5, т. е. при значительно меньи:ей температуре на крышке реле, чем в режиме длительной иебольшой перегрузки. Чем больше скорость роста температуры в обмотке в аварийном режиме, тем уставка срабатывания реле. Сниженне уставки срабатывания в аварийных режимах происходит вследствие реагирования на скорость роста температуры в обмотке. Чем больше скорость нарастания температуры в обмотке, тем выше чувствительность реле к скорости нарастания температуры. Автоматическое снижение уставки срабатывания реле в зависимости от скорости нарастания температуры нозволяет компенсировать динамическую погрешность измерения температуры, присущую обычным температурным реле и термостатам. Компенсация динамической погрешиости измерения температуры, вследствие высокой чувствительности к скорости роста температуры, в свою очередь позволяет обеспечить эффективную и правильпо действующую защиту изоляции электрических машип от опасного перегрева в аварийных режимах.

Предмет изобретения

Температурное реле, содержащее корпус из теплоизоляционного материала, крышку из теплопроводящего материала и две воздействующие на контактную группу термобиметаллические пластины, изгибающиеся в одну и ту же сторону, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции, одна из термобиметаллических пластин расположена неиосредствеино на теплопроводящей крышке, а другая установлена от первой на расстоянии, пропорциоиальном отиошеиию темиературного переьада между иластниами при размыкающихся контактах к мииимальной скорости роста температурь:, на которую должно начинать реагировать реле.