RU2458444C9

RU2458444C9 - Method to heat bimetal plate with heating element

Info

Publication number: RU2458444C9
Application number: RU2010103953/07A
Authority: RU
Inventors: Бугда Соронович Михаханов
Original assignee: Бугда Соронович Михаханов
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2013-01-27
Also published as: RU2458444C2; RU2010103953A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: method to heat a bimetal plate consists in the fact that whenever an electric motor operates at a rated mode, current is not passing along a heating element of an electric relay, and as an emergency mode arises, a heating element from a wire with high specific resistance wound onto the bimetal plate is connected into phase voltage, therefore the bimetal plate of the thermal-electric relay bend from high temperature of the heating element disconnects the electric motor from the emergency mode, having prevented overheating of the stator winding.

EFFECT: invention provides for electric motor disconnection at impermissible overloads, with prevention of stator winding heating, release of high quantity of heat in a heating element for a short period of time, which results in motor disconnection from an emergency mode for 4-6 seconds.

5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам отключения электродвигателей от аварийных режимов, не допустив перегрева обмоток статора.The invention relates to electrical engineering, in particular to methods for disconnecting electric motors from emergency conditions, preventing overheating of the stator windings.

Известен способ нагрева биметаллических пластин с помощью нагревательных элементов в двухполюсном тепловом реле типа ТРН (см. А.О.Грундулис. «Защита электродвигателей в сельском хозяйстве. Москва, ВО «Агропромиздат», 1988 г., с.14-34).A known method of heating bimetallic plates using heating elements in a bipolar thermal relay type TRN (see A.O. Grundulis. "Protection of electric motors in agriculture. Moscow, VO" Agropromizdat ", 1988, p.14-34).

Способ заключается во включении нагревательных элементов теплового реле ТРН в две фазы электродвигателя и магнитного пускателя, в повышении температуры нагревательных элементов выше температуры окружающей среды при протекании по ним номинального тока нагрузки двигателя, в нагреве биметаллических пластин от температуры нагревательных элементов. При использовании данного способа температура нагревательных элементов не поднимается выше определенного значения, т.к. при протекании номинального тока по нагревательным элементам вскоре наступает равновесие между выделением тепла в них и передачи его окружающей среде, поэтому биметаллические пластины, частично изгибаясь от недостаточной температуры нагревательных элементов, не прерывают замкнутый контакт теплового реле ТРН в цепи катушки магнитного пускателя, не отключают электродвигатель от нормальной работы. При появлении аварийного режима ток большой силы накаляет нагревательные элементы до высокой температуры, от которой биметаллические пластины, изгибаясь, размыкают замкнутый контакт теплового реле в цепи катушки магнитного пускателя, тем самым отключают электродвигатель от аварийного режима.The method consists in switching on the heating elements of the TRN thermal relay in two phases of the electric motor and the magnetic starter, in raising the temperature of the heating elements above the ambient temperature when the rated motor load current flows through them, in heating the bimetallic plates from the temperature of the heating elements. When using this method, the temperature of the heating elements does not rise above a certain value, because when the rated current flows through the heating elements, an equilibrium soon sets in between the heat release in them and its transfer to the environment, therefore the bimetallic plates, partially bending from the insufficient temperature of the heating elements, do not interrupt the closed contact of the TRH thermal relay in the magnetic starter coil circuit, do not disconnect the electric motor from normal work. When the emergency mode occurs, a current of high strength glows the heating elements to a high temperature, from which the bimetallic plates, bending, open the closed contact of the thermal relay in the coil circuit of the magnetic starter, thereby disconnecting the electric motor from the emergency mode.

Недостатком способа является то, что нагревательные элементы двухполюсного теплового реле ТРН включают две фазы электродвигателя и магнитного пускателя, ток нагрузки двигателя протекает по нагревательным элементам реле ТРН, некоторое расстояние между нагревательными элементами и биметаллическими пластинами в тепловом реле ТРН и малое сопротивление нагревательных элементов обуславливают значительную тепловую инерцию нагревательных элементов, в особенности биметаллических пластин. Без регулировки тепловое реле ТРН не обеспечивает защиту электродвигателей от аварийных режимов, однако точная регулировка реле ТРН на стенде является средне уточненной защитной характеристикой, о чем говорят приведенные данные в таблицах 6,7 и 8: в таблице 7 вероятность срабатывания теплового реле ТРН при основных аварийных режимах электродвигателя составляет 45%, в таблице 8 у отрегулированных тепловых реле ТРН расчетная эффективность очень низка, например при защите электродвигателя погружного насоса эффективность составляет всего 33%. В сноске под таблицей 7 приводится «Здесь и в таблице 8 приведены данные для теплового реле, отрегулированных дополнительно точно (результаты лабораторных исследований)»The disadvantage of this method is that the heating elements of the bipolar thermal relay TRN include two phases of the electric motor and the magnetic starter, the load current of the motor flows through the heating elements of the TRN relay, a certain distance between the heating elements and the bimetallic plates in the thermal relay TRN and the low resistance of the heating elements cause significant thermal inertia of heating elements, in particular bimetallic plates. Without adjustment, the TRN thermal relay does not provide protection of electric motors from emergency conditions, however, the exact adjustment of the TRN relay on the stand is an average updated protective characteristic, as shown in the tables 6,7 and 8: in table 7, the probability of tripping of the TRN thermal relay during main emergency the operating conditions of the electric motor is 45%, in Table 8 the adjusted thermal relays TRH have a very low rated efficiency, for example, when protecting the electric motor of a submersible pump, the efficiency is only 33%. In the footnote under table 7, “Here and in table 8, are the data for the thermal relay, adjusted further precisely (laboratory results)”

Известен способ нагрева биметаллической пластины с помощью нагревательного элемента в однополюсном тепловом реле ТРП 2 (см. схему включения однополюсных тепловых реле в две фазы электродвигателя и магнитного пускателя. Н.Н Сырых. Эксплуатация сельских электроустановок. Москва, Агропромиздат, 1986 г., с.61).A known method of heating a bimetallic plate using a heating element in a single-pole thermal relay TRP 2 (see the circuit for connecting a single-pole thermal relay in two phases of an electric motor and a magnetic starter. N.N Syrykh. Operation of rural electrical installations. Moscow, Agropromizdat, 1986, p. 61).

Способ заключается во включении двух однополюсных тепловых реле ТРП в две фазы электродвигателя и магнитного пускателя. При использовании данного способа номинальный ток нагрузки электродвигателя, протекая по нагревательным элементам, выделяет в них тепло, которое поднимает температуру нагревательных элементов выше температуры окружающей среды. Но вскоре при наступлении равновесия между выделением теплоты и передачи его окружающей среде температура нагревательных элементов перестает подниматься, не достигнув высокой температуры, поэтому биметаллические пластины тепловых реле ТРП, нагреваемые нагревательными элементами, изгибаясь недостаточно, не размыкают замкнутые контакты тепловых реле ТРП в цепи катушки магнитного пускателя, тем самым двигатель не отключается от нормальной работы. При появлении аварийного режима ток большой силы накаляет нагревательные элементы до высокой температуры, от которой биметаллические пластины, изгибаясь, размыкают замкнутые контакты тепловых реле ТРП в цепи катушку магнитного пускателя, отключая двигатель от сети.The method consists in incorporating two single-pole thermal relay TRP in two phases of an electric motor and a magnetic starter. When using this method, the rated load current of the electric motor, flowing through the heating elements, emits heat in them, which raises the temperature of the heating elements above ambient temperature. But soon, when equilibrium sets in between heat generation and transfer to the environment, the temperature of the heating elements ceases to rise without reaching a high temperature, therefore the bimetallic plates of the thermal relay of the TRP, heated by the heating elements, not bending enough, do not open the closed contacts of the thermal relay of the TRP in the circuit of the coil of the magnetic starter Thus, the engine does not disconnect from normal operation. When the emergency mode occurs, a current of high force glows the heating elements to a high temperature, from which the bimetallic plates, bending, open the closed contacts of the TRP thermal relays in the circuit of the magnetic starter coil, disconnecting the motor from the network.

Недостатком способа является то, что тепловые реле ТРП не имеют тепловой компенсации. Номинальные токи уставок тепловых реле ТРП относятся к температуре окружающего воздуха 40°С, поэтому при выборе уставок этих реле необходимо вводить температурную поправку, если температура окружающей среды ниже максимальной (40°С) более, чем на 10°С, а при значительных изменениях температуры окружающей среды (зимой и летом) тепловые реле ТРП следует отрегулировать вновь. При этом, если температура упадет до - 30°С и более, то необходимо заменить нагревательные элементы реле по меньшему номинальному току, затем его отрегулировать вновь на стенде, но на практике такую регулировку тепловых реле обычно не предусматривают. Отрегулированные тепловые реле с холодного состояния не обеспечивают защиту электродвигателей, заклиненных и не запустившихся при обрыве фазы, прочие недостатки теплового реле ТРП идентичны недостаткам теплового реле ТРН.The disadvantage of this method is that the thermal relay TRP do not have thermal compensation. The rated currents of the TRP thermal relay settings relate to an ambient temperature of 40 ° C, therefore, when choosing the settings of these relays, it is necessary to introduce a temperature correction if the ambient temperature is lower than the maximum (40 ° C) by more than 10 ° C, and with significant changes in temperature environment (winter and summer) TRP thermal relays should be adjusted again. Moreover, if the temperature drops to -30 ° C or more, then it is necessary to replace the heating elements of the relay at a lower rated current, then adjust it again at the stand, but in practice such adjustment of thermal relays is usually not provided. Adjusted thermal relays from a cold state do not provide protection for electric motors that are jammed and did not start when the phase is broken, other disadvantages of the TRP thermal relay are identical to the disadvantages of the TRN thermal relay.

Наиболее близким к заявляемому способу по максимальному количеству сходных признаков является способ нагрева биметаллической пластины нагревательным элементом 1. (см. А.О.Грундулис. «Защита электродвигателя в сельском хозяйстве». Москва, ВО «Агропромиздат», 1988 г., с.15-27), 2. (см. Н.Н.Сырых. «Эксплуатация сельских электроустановок». Москва, «Агропромиздат», 1986 г., с.181 и с.202-207), который выбран в качестве прототипа. Способ заключается в улучшении температурной компенсации трехполюсных тепловых реле, типов РТЛ путем зачехления нагревательных элементов в жаростойкий изоляционный материал, приложения зачехленных нагревательных элементов к биметаллическим пластинам, фиксации их стягивающими скобами, во включении всех трех нагревательных элементов реле РТЛ во все три фазы электродвигателя и магнитного пускателя.Closest to the claimed method according to the maximum number of similar features is a method of heating a bimetallic plate with a heating element 1. (see A.O. Grundulis. "Electric motor protection in agriculture". Moscow, VO "Agropromizdat", 1988, p.15 -27), 2. (see N.N. Syrykh. “Operation of rural electrical installations.” Moscow, “Agropromizdat”, 1986, p. 181 and p. 202-207), which is selected as a prototype. The method consists in improving the temperature compensation of three-pole thermal relays, RTL types by sheathing heating elements in a heat-resistant insulating material, applying sheathed heating elements to bimetallic plates, fixing them with tightening brackets, including all three heating elements of the RTL relay in all three phases of the electric motor and magnetic starter .

Данный способ позволяет работать электродвигателю в номинальном режиме без отключения, но при обрыве одной из фаз при работе двигателя в нормальном режиме, когда нагревательные элементы реле имеют разогретые рабочее состояние, тепловые реле РТЛ, срабатывая ускоренно, отключают двигатель от неполнофазной работы.This method allows the electric motor to operate in nominal mode without shutting down, but if one of the phases breaks when the motor is operating in normal mode, when the relay heating elements have a warmed operating state, the RTL thermal relays, acting accelerated, disconnect the motor from out-of-phase operation.

Недостатком способа является то, что номинальные токи уставок реле РТЛ относятся к температуре окружающей среды 40°С, поэтому у отрегулированных тепловых реле РТЛ при изменениях температуры окружающей среды ниже (40°С) более чем 10°С нарушаются средне уточненные защитные характеристики, тем более при значительных изменениях температур окружающей среды (зимой и летом). Однако температурная инерция нагревательных элементов и биметаллических пластин тепловых реле РТЛ с холодного состояния не позволяет защитить электродвигатели заклиненные, а это означает также, что данные реле не обеспечивают защиту электродвигателей, не запустившихся при обрыве фазы, эффективность трехполюсных тепловых реле РТЛ при защите электродвигателей погружных насосов по данным таблицы 8 (1) составляет 58%.The disadvantage of this method is that the rated currents of the settings of the RTL relays relate to an ambient temperature of 40 ° C, therefore, with regulated thermal relays RTL, when the ambient temperature changes below (40 ° C) more than 10 ° C, the average specified protective characteristics are violated, especially with significant changes in ambient temperatures (winter and summer). However, the temperature inertia of the heating elements and the bimetallic plates of the RTL thermal relays from the cold state does not protect the jammed motors, which also means that these relays do not protect the motors that did not start during phase failure, the efficiency of the three-pole RTL thermal relays when protecting the electric motors of submersible pumps by table 8 (1) is 58%.

В основу изобретения положена задача создания способа нагрева биметаллической пластины нагревательным элементом с отключением электродвигателя электротермическим реле от недопустимых перегрузок до нагрева обмоток статора за счет включения нагревательного элемента электротермического реле в фазное напряжение.The basis of the invention is the creation of a method for heating a bimetallic plate with a heating element with the electric motor switching off the electrothermal relay from unacceptable overloads to heating the stator windings by including the heating element of the electrothermal relay in phase voltage.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе нагрева биметаллической пластины нагревательным элементом, заключающемся в том, что нагревательные элементы зачехляют в жаростойкий изоляционный материал, зачехленные нагревательные элементы прилаживают к биметаллическим пластинам, их фиксируют стягивающими скобами, все три нагревательных элемента трехполюсного теплового реле РТЛ включают во все три фазы электродвигателя и магнитного пускателя, на биметаллическую пластину электротермического реле надевают из жаростойкого изоляционного материала чехол, на биметаллической пластине в чехле с обеих его сторон, вдоль его середины, вырезают продолговатые ленты, по верху чехла на биметаллическую пластину наматывают нагревательный элемент с большим удельным сопротивлением, нагревательный элемент электротермического реле включает две фазы магнитного пускателя со стороны включения электродвигателя, в цепь питания нагревательного элемента включают замыкающиеся и размыкающиеся контакты трехпозиционного реле тока, также выбранный по сопротивлению резистор, катушку трехпозиционного реле тока включают в одну фазу электродвигателя и магнитного пускателя, остальные две фазы электродвигателя включают в магнитный пускатель.The problem is achieved in that in the known method of heating a bimetallic plate with a heating element, namely, that the heating elements are sheathed in a heat-resistant insulating material, the sheathed heating elements are fitted to the bimetallic plates, they are fixed with tightening brackets, all three heating elements of the RTL three-pole thermal relay include in all three phases of the electric motor and magnetic starter, put on the bimetal plate of the electrothermal relay from heat-resistant elongated insulation material, a cover, on the bimetallic plate in the cover on both sides, along its middle, oblong ribbons are cut, a heating element with a high resistivity is wound on the top of the cover on the bimetal plate, the heating element of the electrothermal relay includes two phases of the magnetic starter from the side of the motor , in the power circuit of the heating element include the closing and opening contacts of the three-position current relay, also selected by the resistance of the resistor , Three-position spool current relays include a single phase of the motor and a magnetic contactor, the other two motor phases include a magnetic switch.

Благодаря виткам нагревательного элемента с большим удельным сопротивлением, намотанным на биметаллическую пластину и включению их в две фазы магнитного пускателя со стороны включения двигателя, включению в цепь питания нагревательного элемента замыкающих и размыкающих контактов трехпозиционного реле тока, включенного в одну фазу электродвигателя и магнитного пускателя и включению двух фаз электродвигателя в магнитный пускатель, при работе электродвигателя в номинальном режиме по нагревательному элементу электротермического реле не протекает ток, т.к. замыкающие и размыкающие контакты трехпозиционного реле тока разомкнуты при нейтральном положении трехпозиционного реле тока, при наступлении недопустимой нагрузки или обрыва фазы трехпозиционное реле тока, замкнув из нейтрального положения замыкающие или размыкающие контакты, включает нагревательный элемент электротермического реле на фазное напряжение, в этом случае силу тока в цепи нагревательного элемента и время срабатывания электротермического реле определяет выбранное сопротивление резистора, включенного в цепь нагревательного элемента, поэтому электротермическое реле отключает электродвигатель от аварийного режима, не допустив перегрева обмотки статора.Due to the turns of the heating element with a large resistivity wound on a bimetallic plate and their inclusion in two phases of the magnetic starter from the side of the motor, the inclusion in the power circuit of the heating element of the closing and opening contacts of the three-position current relay, included in one phase of the electric motor and the magnetic starter and turning on two phases of the electric motor into a magnetic starter, when the electric motor is operating in the nominal mode by the heating element of the electrothermal relay no current flows because the closing and opening contacts of the three-position current relay are open when the three-position current relay is in neutral, when an unacceptable load or phase failure occurs, the three-position current relay, closing the closing or opening contacts from the neutral position, turns on the heating element of the electrothermal relay to the phase voltage, in this case, the current the heating element circuit and the response time of the electrothermal relay determines the selected resistance of the resistor included in the heater circuit element, therefore, the electrothermal relay disconnects the motor from emergency mode, not allowing the stator winding to overheat.

Кроме того, заявляемый способ унифицирует все типы тепловых реле и нагревательные элементы к ним в одно электротермическое реле, что привносит удобство, четкость и надежность в защиту электродвигателей от аварийных режимов, экономит мощность электроэнергии на выделение тепла в нагревательных элементах тепловых реле. В схеме автоматического управления электродвигателем, например погружного насоса, электротермическое реле совмещает реле времени и промежуточное реле самоблокировки.In addition, the inventive method unifies all types of thermal relays and heating elements to them into one electrothermal relay, which brings convenience, clarity and reliability to protect electric motors from emergency conditions, saves power electricity to generate heat in the heating elements of thermal relays. In an automatic motor control circuit, such as a submersible pump, an electrothermal relay combines a time relay and an intermediate self-locking relay.

На фигуре 1 дана схема трехпозиционного реле тока в продольном сечении, на фигуре 2 дана схема изготовленного электротермического реле, на фигуре 3 дана схема защиты электродвигателя при помощи электротермического реле, на фигуре 4 дана схема защиты электродвигателя погружного насоса, на фигуре 5 дана схема мгновенного отключения электродвигателя от аварийного режима при помощи промежуточного реле.Figure 1 shows a diagram of a three-position current relay in longitudinal section, figure 2 shows a diagram of the manufactured electrothermal relay, figure 3 shows a circuit for protecting an electric motor using an electrothermal relay, figure 4 shows a circuit for protecting an electric motor of a submersible pump, figure 5 shows a circuit for instantaneous shutdown electric motor from emergency mode using an intermediate relay.

Для осуществления способа использован патент на изобретение №2267829 - Трехпозиционное реле тока. - Автор - Михаханов Бугда Соронович.To implement the method used patent for invention No. 2267829 - Three-position current relay. - Author - Mikhakhanov Bugda Soronovich.

Трехпозиционное реле тока содержит втяжной якорь 1, неферромагнитный контактный стержень 2, выступающий по осевой линии втяжного якоря 1 за его торцы, подвижные контакты 3 и 3', укрепленные на торцах стержня 2, ферромагнитный клапан 4, неферромагнитную накладку 5, укрепленную на нижней плоскости клапана 4 или на верхнем торце якоря 1, ограничивающую приближение торца якоря 1 к нижней плоскости клапана 4, регулировочный винт 6, укрепленный на верхней траверсе 7 и направленный по осевой линии в полость 8 в зависимости от тока срабатывания, т.е. регулирует ход втяжного якоря 1 в полость 8, сочленяющую пружину 9, расположенную на стержне 2 между стопорным кольцом 10 и внутренним нижним торцом якоря 1, удерживающую сочленение гайку 11, завернутую на нижний выступающий из торца якоря 1 стержень 2, в корпусе 12 устройства полость 13 втяжного якоря 1 переходит в расширенную полость 8 клапана 4, на границе перехода полостей 8 и 13 образовано по периметру плечо 14, в нормальном положении сочлененные втяжной якорь 1 и неферромагнитный контактный стержень 2 находятся в полостях 13 и 8 в вертикальном положении на нижних замкнутых контактах 3' и 15', а верхние контакты 3 и 15 разомкнуты, а клапан 4, пропущенный осевой полостью по выступающему из верхнего торца якоря 1 стержню 2 и удержанный нижней периферийной плоскостью на плече 14, перекрыв полость 13 якоря 1, образует разрыв между нижней плоскостью клапана 4 и верхним торцом втяжного якоря 1. От витков катушки выведены отдельные отпайки (не показано) на соответствующие номинальные токи защищаемых двигателей, близко разнящихся по мощности, и катушка состоит из разного сечения наращенных проводов, по нагреву выдерживающих длительно допустимый ток, т.е. начальные витки соответствуют более мощному двигателю из подключаемых двигателей. The three-position current relay contains a retractor armature 1, a non-ferromagnetic contact rod 2 protruding along the axial line of the retractor arm 1 at its ends, movable contacts 3 and 3 ', mounted on the ends of the rod 2, a solenoid valve 4, a non-solenoid plate 5, mounted on the lower plane of the valve 4 or on the upper end of the armature 1, restricting the approach of the end of the armature 1 to the lower plane of the valve 4, the adjusting screw 6, mounted on the upper beam 7 and directed along the axial line into the cavity 8 depending on the operating current, i.e. regulates the course of the retractor anchor 1 into the cavity 8, the articulating spring 9, located on the rod 2 between the retaining ring 10 and the inner lower end of the anchor 1, holding the nut 11, turned on the lower protruding from the end of the anchor 1 rod 2, in the body 12 of the device cavity 13 the retractor armature 1 passes into the expanded cavity 8 of the valve 4, a shoulder 14 is formed along the perimeter of the cavities 8 and 13 along the perimeter, in the normal position the retractable anchor 1 and the non-ferromagnetic contact pin 2 are articulated in the cavities 13 and 8 in the vertical position at the lower closed contacts 3 'and 15', and the upper contacts 3 and 15 are open, and the valve 4, missed by the axial cavity along the rod 2 protruding from the upper end of the armature 1 and held by the lower peripheral plane on the arm 14, blocking the cavity 13 of the armature 1, forms a gap between the lower plane of the valve 4 and the upper end of the retractor armature 1. Separate tapes (not shown) are drawn from the turns of the coil to the corresponding rated currents of the protected motors, closely varying in power, and the coil consists of different sections of the extended wires, heating withstanding long-term permissible current, i.e. the initial turns correspond to a more powerful engine of the connected engines.

Трехпозиционное реле тока ТПРТ работает следующим образом. Катушку ТПРТ включают в одну фазу электродвигателя, верхние контакты 3 и 15 реле ТПРТ включены в цепь питания нагревательного элемента электротермического реле. Размыкающий контакт 3 и 15 электротермического реле (ЭТР) включен в цепь катушки магнитного пускателя МП и в начале пуска в цепи катушки магнитного пускателя МП замкнут, в пусковой момент втяжной якорь 1 с клапаном 4 на торце, втягиваясь в полость 8, замыкает верхние контакты 3 и 15, от поданного питания начинает нагреваться нагревательный элемент 16 ЭТР. Если пуск протекает нормально, то до нагрева нагревательного элемента 1 6 ЭТР до высокой температуры втяжной якорь 1 с клапаном 4 на торце, опускаясь вниз, разомкнет контакты 3 и 15 ТПРТ, поэтому биметаллическая пластина 17 ЭТР, частично изгибаясь, не разомкнет в цепи катушки МП контакт 3 и 15 ЭТР, двигатель останется в работе. Если клапан 4 на торце якоря 1 опустится на плечо 14, то удержит втяжной якорь 1 в магнитном притяжении в трехпозиционном нейтральном положении, при этом возникнет разрыв между нижним подвижным контактом 3' и неподвижным контактом 15', равный существовавшему разрыву между нижней плоскостью клапана 4 и верхним торцом якоря 1 в их исходном положении, если не опустится до плеча 14 при допустимом токе перегрузки, то втяжной якорь с клапаном 4 на торце взвесится в электромагнитном силовом поле, уравновешенный силами электромагнитного поля, направленными вверх, и тяжести, направленной вниз, также в трехпозиционном нейтральном положении, т.к. при малом ходе втяжного якоря 1 в полость 8 подвижный контакт 3 не замкнет неподвижный контакт 15, поэтому положение втяжного якоря с клапаном 4 на торце в промежутке свободного хода (от плеча 14 до замыкания верхних контактов 3 и 15), регулируемое регулировочным винтом 6, в зависимости от тока уставки, также является трехпозиционным, т.к. верхние контакты 3 и 15 и нижние контакты 3' и 15' разомкнуты, т.е. промежуток свободного хода якоря 1 используется для перегрузочной способности двигателя, как и при защите двигателя, тепловыми реле. При затянувшемся пуске, недопустимых перегрузках и обрыве фазы, которая не включена в катушку ТПРТ, втяжной якорь 1 с клапаном 4 на торце, втягиваясь в полость 8, замкнет верхние контакты 3 и 15, подаст питания на нагревательный элемент 16 ЭТР. По истечении 4-6 секунд биметаллическая пластина 17 ЭТР, изогнувшись от высокой температуры нагревательного элемента 16 ЭТР, разомкнет контакт 3 и 15 ЭТР в цепи катушки магнитного пускателя МП, отключит двигатель от аварийного режима. При обрыве фазы, которая включена в катушку ТПРТ, клапан 4 отпускает втяжной якорь 1 на контакт 15', от замкнутых контактов 3' и 15' подается питание на нагревательный элемент 16 ЭТР и через 4-6 секунд биметаллическая пластина 17 ЭТР, изогнувшись, прерывает контакт 3 и 15 ЭТР в цепи катушки магнитного пускателя МП, отключая двигатель от аварийного режима.Three-position current relay TPRT works as follows. The TPRT coil is included in one phase of the electric motor, the upper contacts 3 and 15 of the TPRT relay are included in the power circuit of the heating element of the electrothermal relay. Opening contact 3 and 15 of the electrothermal relay (ETR) is included in the coil circuit of the magnetic starter MP and at the beginning of start-up in the coil circuit of the magnetic starter MP is closed, at the starting moment the retractor arm 1 with valve 4 at the end, retracting into cavity 8, closes the upper contacts 3 and 15, the heating element 16 ETR starts to heat up from the supplied power. If the start-up proceeds normally, then until the heating element 1 6 ETR is heated to a high temperature, the retractor arm 1 with the valve 4 at the end, going down, opens contacts 3 and 15 of the TPRT, therefore the bimetallic plate 17 ETR, partially bent, will not open in the MP coil circuit contact 3 and 15 ETR, the engine will remain in operation. If the valve 4 at the end of the armature 1 drops to the shoulder 14, it will hold the retracting armature 1 in magnetic attraction in a three-position neutral position, while there will be a gap between the lower movable contact 3 'and the stationary contact 15', equal to the existing gap between the lower plane of the valve 4 and the top end of the armature 1 in their initial position, if it does not go down to shoulder 14 with an acceptable overload current, then the retractor armature with the valve 4 at the end will be weighed in an electromagnetic force field balanced by the forces of the electromagnetic field directed upward and downward gravity also in the three-position neutral position, as with a small stroke of the retractor armature 1 into the cavity 8, the movable contact 3 will not close the fixed contact 15, therefore, the position of the retractor armature with the valve 4 at the end in the free travel interval (from arm 14 to the closure of the upper contacts 3 and 15), adjustable with the adjusting screw 6, depending on the setting current, is also three-position, because the upper contacts 3 and 15 and the lower contacts 3 'and 15' are open, i.e. the free run of the armature 1 is used for the overload capacity of the engine, as in the protection of the engine, thermal relays. With a prolonged start-up, unacceptable overloads and a phase failure that is not included in the TPRT coil, the retractor armature 1 with valve 4 at the end, retracting into the cavity 8, closes the upper contacts 3 and 15, supplies power to the heating element 16 ETR. After 4-6 seconds the bimetallic plate 17 ETR, having bent from the high temperature of the heating element 16 ETR, opens contact 3 and 15 ETR in the coil circuit of the magnetic starter MP, disconnects the engine from emergency mode. When the phase that is included in the TPRT coil is broken, valve 4 releases the retractor armature 1 to pin 15 ', from closed contacts 3' and 15 ', power is supplied to the heating element 16 ETR and after 4-6 seconds the bimetal plate 17 ETR, bending, breaks contact 3 and 15 ETR in the coil circuit of the magnetic starter MP, disconnecting the engine from emergency mode.

Для осуществления заявляемого способа было изготовлено экспериментальное электротермическое реле.To implement the proposed method, an experimental electrothermal relay was manufactured.

Испытание данного реле показало, что время срабатывания электротермического реле зависит от силы тока, протекающего по нагревательному элементу, короткого шага выхода защелки из упора, т.е. при меньшем изгибе биметаллической пластины, длины биметаллической пластины, при питании нагревательного элемента электротермического реле током 4,5-5А реле срабатывало через 4-6 секунд.Testing of this relay showed that the response time of the electrothermal relay depends on the strength of the current flowing through the heating element, the short step of the release of the latch from the stop, i.e. with less bending of the bimetallic plate, the length of the bimetallic plate, when the heating element of the electrothermal relay was powered by a current of 4.5-5A, the relay worked after 4-6 seconds.

Электротермическое реле содержит размыкающие контакты 3 и 15 ЭТР, нагревательный элемент 16; биметаллическую пластину 17; защелку 18; упор 19; пружину 9 на стержне 2; столбик 20 кнопки 21 ручного возврата; пружину 9 защелки 18; пружину 9 под неподвижным контактом 15 и стопорное кольцо 10.The electrothermal relay contains NC contacts 3 and 15 ETR, the heating element 16; bimetallic plate 17; latch 18; emphasis 19; a spring 9 on the rod 2; column 20 of the button 21 manual return; spring 9 of the latch 18; a spring 9 under the fixed contact 15 and a snap ring 10.

Электротермическое реле работает следующим образом.The electrothermal relay operates as follows.

При протекании по нагревательному элементу 16 ЭТР тока он нагревается до высокой температуры, биметаллическая пластина 17 ЭТР, изгибаясь от высокой температуры нагревательного элемента 16 ЭТР, выталкивает защелку 18 из упора 19, при этом упругая сила пружины 9 на стержне 2 скачком поднимает вверх контактный стержень 2 со столбиком 20 кнопки 21 ручного возврата, размыкая контакт 3 и 15 ЭТР в цепи управления. При нажатии кнопки 7 вниз электротермическое реле возвращается в исходное положение.When the current flows through the heating element 16 ETR, it heats up to high temperature, the bimetallic plate 17 ETR, bending from the high temperature of the heating element 16 ETR, pushes the latch 18 out of the stop 19, while the elastic force of the spring 9 on the rod 2 jumps up the contact rod 2 with column 20 of the manual reset button 21, opening contact 3 and 15 of the ETR in the control circuit. When button 7 is pressed down, the electrothermal relay returns to its original position.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Две фазы электродвигателя включают в магнитный пускатель (МП), затем выбранную одну из отпаек, выведенных от витков катушки трехпозиционного реле тока (ТПРТ) на соответствующие номинальные токи защищаемых электродвигателей, включают в третью фазу электродвигателя, а общий вывод из катушки - в магнитный пускатель (МП). Нагревательный элемент 16 ЭТР включают в две фазы магнитного пускателя МП со стороны включения электродвигателя, в цепь питания нагревательного элемента 16 ЭТР включают замыкающиеся контакты 3 и 15 ТПРТ и размыкающиеся контакты 3' и 15' ТПРТ, также в цепь питания нагревательного элемента 16 ЭТР включают резистор 22 с подобранным сопротивлением, размыкающий контакт 3 и 15 ЭТР включают в цепь управления магнитным пускателем МП. В пусковой момент втяжной якорь 1 с клапаном 4 на торце, втягиваясь в полость 8, замыкает верхние контакты 3 и 15 ТПРТ, от поданного питания начинает нагреваться нагревательный элемент 16 ЭТР, если пуск протекает нормально, то до нагрева нагревательного элемента 16 ЭТР до высокой температуры втяжной якорь 1 с клапаном 4 на торце, опускаясь вниз, разомкнет контакты 3 и 15 ТПРТ, поэтому биметаллическая пластина 17 ЭТР, недостаточно изогнувшись, не размыкает замкнутые контакты 3 и 15 ЭТР в цепи катушки магнитного пускателя МП, двигатель остается в работе. Если клапан 4 на торце якоря 1 опустится на плечо 14, то удержит втяжной якорь 1 в магнитном протяжении в трехпозиционном нейтральном положении, при этом возникнет разрыв между нижним подвижным контактом 3' и неподвижным контактом 15', равный существовавшему разрыву между нижней плоскостью клапана 4 и верхним торцом якоря 1 в их исходном положении, если не опустится до плеча 14 при допустимом токе перегрузки, то втяжной якорь с клапаном 4 на торце взвесится в электромагнитном силовом поле, уравновешенный силами электромагнитного поля, направленной вверх, и тяжести, направленной вниз, также в трехпозиционном нейтральном положении, т.к. при малом ходе втяжного якоря 1 в полость 8 подвижный контакт 3 не замкнет неподвижный контакт 15, поэтому положение втяжного якоря, с клапаном 4 на торце в промежутке свободного хода (от плеча 14 до замыкания верхних контактов 3 и 15), регулируемое регулировочным винтом 6, в зависимости от тока уставки, также является трехпозиционным, т.к. верхние контакты 3 и 15 ТПРТ и нижние контакты 3' и 15' ТПРТ разомкнуты, т.е. промежуток свободного хода якоря 1 используется для перегрузочной способности двигателя, как при защите двигателя, тепловыми реле. При затянувшемся пуске, недопустимых перегрузках и обрыве фазы, которая не включена в катушку ТПРТ, втяжной якорь 1 с клапаном 4 на торце, втягиваясь в полость 8, замкнет верхние контакты 3 и 15 ТПРТ, подаст питание на нагревательный элемент 16 ЭТР, по истечении 4-6 секунд биметаллическая пластина 17 ЭТР, изогнувшись от высокой температуры нагревательного элемента 16 ЭТР, разомкнет контакты 3 и 15 ЭТР в цепи катушки магнитного пускателя, тем самым отключит электродвигатель от аварийного режима, до перегрева обмоток статора. При обрыве фазы, которая включена в катушку ТПРТ, клапан 4 отпускает втяжной якорь 1 на контакт 15', от замкнутых контактов 3' и 15' ТПРТ подается питание на нагревательный элемент 16 ЭТР, по истечении 4-6 секунд биметаллическая пластина 17 ЭТР, изогнувшись, прерывают замкнутый контакт 3 и 15 ЭТР в цепи катушки магнитного пускателя МП, отключает двигатель от аварийного режима.Two phases of the electric motor are included in a magnetic starter (MP), then the selected one of the solders, extracted from the turns of the coil of the three-position current relay (TPRT) to the corresponding rated currents of the protected electric motors, is included in the third phase of the electric motor, and the general output from the coil into the magnetic starter ( MP). The ETR heating element 16 is included in two phases of the magnetic starter MP on the electric motor side, the ETR heating element 16 includes the switching contacts 3 and 15 TPRT and the opening contacts 3 'and 15' TPRT, and a resistor is also included in the power supply circuit of the ETR heating element 16 22 with selected resistance, the opening contact 3 and 15 ETR are included in the control circuit of the magnetic starter MP. At the starting moment, the retractor anchor 1 with the valve 4 at the end, retracting into the cavity 8, closes the upper contacts 3 and 15 of the TPRT, from the supplied power, the heating element 16 ETR starts to heat up, if the start proceeds normally, then before heating the heating element 16 ETR to a high temperature the retractor anchor 1 with the valve 4 at the end, dropping down, opens the contacts 3 and 15 TPRT, therefore the bimetallic plate 17 ETR, not sufficiently bent, does not open the closed contacts 3 and 15 ETR in the coil circuit of the magnetic starter MP, the engine remains in operation. If the valve 4 at the end of the armature 1 lowers on the shoulder 14, it will hold the retractor armature 1 in magnetic extension in a three-position neutral position, while there will be a gap between the lower movable contact 3 'and the stationary contact 15', equal to the existing gap between the lower plane of the valve 4 and the top end of the armature 1 in their initial position, if it does not go down to shoulder 14 with an acceptable overload current, then the retractor armature with the valve 4 at the end will be weighed in an electromagnetic force field balanced by the forces of the electromagnetic field directed oh up, and the gravity directed down, also in a three-position neutral position, because with a small stroke of the retractor armature 1 into the cavity 8, the movable contact 3 will not close the stationary contact 15, therefore, the position of the retractor armature, with the valve 4 at the end in the free travel interval (from arm 14 to the closure of the upper contacts 3 and 15), is regulated by the adjusting screw 6, depending on the setting current, it is also three-position, because the upper contacts 3 and 15 TPRT and the lower contacts 3 'and 15' TPRT are open, i.e. the free run of the armature 1 is used for the overload capacity of the engine, as in the protection of the engine, thermal relays. With a prolonged start-up, unacceptable overloads and a phase failure that is not included in the TPRT coil, the retractor anchor 1 with valve 4 at the end, retracting into the cavity 8, closes the upper contacts 3 and 15 of the TPRT, supplies power to the heating element 16 ETR, after 4 -6 seconds, the 17 ETR bimetal plate, having bent from the high temperature of the 16 ETR heating element, will open the 3 and 15 ETR contacts in the magnetic starter coil circuit, thereby disconnecting the electric motor from emergency operation, until the stator windings overheat. When the phase that is included in the TPRT coil is broken, valve 4 releases the retractor armature 1 to terminal 15 ', from closed contacts 3' and 15 'TPRT, power is supplied to the heating element 16 ETR, after 4-6 seconds the bimetal plate 17 ETR, bending interrupt the closed contact 3 and 15 ETR in the coil circuit of the magnetic starter MP, disconnects the engine from emergency mode.

Примечание: время отключения электродвигателя от аварийного режима регулируют биметаллической пластиной, передвижением ее вправо или влево.Note: the time the motor is disconnected from the emergency mode is regulated by a bimetallic plate, moving it to the right or left.

Claims

The method of heating a bimetallic plate with a heating element, namely, that the heating element is sheathed in a heat-resistant insulating material, the sheathed heating elements are fitted to the bimetal plates, then they are fixed with tightening brackets, include all three sheathed heating elements in all three phases of the electric motor and the magnetic starter, characterized the fact that a bimetallic cover is put on a bimetallic plate of an electrothermal relay from a heat-resistant insulating material elongated ribbons are cut out on both sides of the case, along its middle, on the top of the cover a heating element with a high resistivity is wound on the bimetal plate, the heating element of the electrothermal relay is included in the two phases of the magnetic starter from the side of the motor, in the power circuit of the heating element include the closing and opening contacts of the three-position current relay, also a resistor selected by resistance, the coil of the three-position current relay is included in one phase the electric motor and the magnetic starter, the other two phases of the motor are included in the magnetic starter.