المرحلات الحرارية - الجهاز ، مبدأ التشغيل ، الخصائص التقنية

المرحلات الحرارية هي أجهزة كهربائية مصممة لحماية المحركات الكهربائية من التيار الزائد. أكثر أنواع المرحلات الحرارية شيوعًا هي TRP و TRN و RTL و RTT.

مبدأ تشغيل المرحلات الحرارية

تعتمد متانة معدات الطاقة إلى حد كبير على الأحمال الزائدة التي تتعرض لها أثناء التشغيل. لكل كائن ، من الممكن العثور على اعتماد مدة التدفق الحالي على حجمه ، حيث يمكن الاعتماد عليه وطويل الأجل تشغيل المعدات... يظهر هذا الاعتماد في الشكل (المنحنى 1).

في التيار الاسمي ، المدة المسموح بها لتدفقها هي اللانهاية. يؤدي التدفق الحالي الأعلى من الاسمي إلى زيادة إضافية في درجة الحرارة وتقادم إضافي للعزل. لذلك ، كلما زاد الحمل الزائد ، قل الوقت المسموح به. تم تعيين المنحنى 1 في الشكل بناءً على العمر المطلوب للجهاز. كلما كان عمرها أقصر ، كلما زادت الأحمال الزائدة المسموح بها.

خصائص الوقت الحالي للترحيل الحراري والكائن المحمي

مع الحماية المثالية للكائن ، يجب أن ينخفض ​​اعتماد tav (I) للترحيل الحراري قليلاً عن منحنى الكائن.

للحماية من الحمل الزائد ، مرحلات حرارية مع لوحة ثنائية المعدن.

تتكون الصفيحة ثنائية المعدن للطبقة الحرارية من لوحين ، إحداهما ذات معامل تمدد أعلى في درجة الحرارة ، والأخرى بها صفيحة أصغر. في مكان الالتصاق ببعضها البعض ، يتم تثبيت الألواح بشكل صارم إما بالدرفلة على الساخن أو عن طريق اللحام. إذا كانت هذه اللوحة ثابتة ومسخنة ، فإن اللوحة سوف تنحني إلى المادة بشكل أقل. تستخدم هذه الظاهرة في المرحلات الحرارية.

تستخدم المواد Invar (قيمة صغيرة) والمواد غير المغناطيسية أو الكروم والنيكل (قيمة كبيرة) على نطاق واسع في المرحلات الحرارية.

يمكن تسخين العنصر ثنائي المعدن في المرحل الحراري بواسطة الحرارة المتولدة في اللوحة بواسطة تيار الحمل. في كثير من الأحيان ، يتم تسخين ثنائي المعدن بواسطة سخان خاص يتدفق من خلاله تيار الحمل. يتم الحصول على أفضل الخصائص من خلال التسخين المشترك ، عندما يتم تسخين الصفيحة بسبب الحرارة المتولدة من التيار المار عبر المعدن الثنائي وبسبب الحرارة المتولدة عن سخان خاص ، وأيضًا بواسطة تيار الحمل الانسيابي.

الانحناء ، تعمل اللوحة ثنائية المعدن بنهايتها الحرة على نظام التلامس للترحيل الحراري.

جهاز الترحيل الحراري: أ - عنصر حساس ، ب - ملامسة العبور ، 1 - جهات اتصال ، 2 - زنبرك ، 3 - لوحة ثنائية المعدن ، 4 - زر ، 5 - جسر

خصائص الوقت الحالي للترحيل الحراري

السمة الرئيسية للترحيل الحراري هي اعتماد وقت الاستجابة على تيار الحمل (خاصية الوقت الحالي).في الحالة العامة ، قبل أن يبدأ الحمل الزائد ، يتدفق تيار Io عبر المرحل ، والذي يسخن اللوحة إلى درجة حرارة qo.

عند التحقق من خصائص الوقت الحالي للمرحلات الحرارية ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار من أي حالة (باردة أو ساخنة) يتم تشغيل التتابع.

عند فحص المرحلات الحرارية ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن عناصر تسخين المرحلات الحرارية غير مستقرة حرارياً في التيارات ذات الدائرة القصيرة.

اختيار الترحيل الحراري

يتم تحديد التيار المقنن للترحيل الحراري بناءً على الحمل المقدر للمحرك. تيار الترحيل الحراري المحدد هو (1.2 - 1.3) من تيار المحرك المقنن (تيار الحمل) ، أي أن المرحل الحراري يتم تنشيطه عند 20 - 30٪ زيادة الحمل لمدة 20 دقيقة.

يعتمد ثابت التسخين للمحرك الكهربائي على مدة الحمل الزائد الحالي. في حالة الحمل الزائد على المدى القصير ، فإن ملف المحرك فقط هو الذي يشارك في التسخين وثابت التسخين من 5 إلى 10 دقائق. في حالة الحمل الزائد المطول ، تشارك الكتلة الكاملة للمحرك الكهربائي في التسخين ، ويكون التسخين ثابتًا لمدة 40-60 دقيقة. لذلك ، يوصى باستخدام المرحلات الحرارية فقط عندما يكون وقت التشغيل أكثر من 30 دقيقة.

تأثير درجة الحرارة المحيطة على عملية الترحيل الحراري

يعتمد تسخين الصفيحة ثنائية المعدن للترحيل الحراري على درجة الحرارة المحيطة ، وبالتالي ، مع زيادة درجة الحرارة المحيطة ، ينخفض ​​تيار التشغيل الخاص بالمرحل.

عند درجة حرارة مختلفة تمامًا عن الدرجة الاسمية ، من الضروري إما إجراء تنظيم إضافي (سلس) للترحيل الحراري ، أو تحديد عنصر تسخين ، مع مراعاة درجة الحرارة المحيطة الحقيقية.

من أجل أن يكون لدرجة الحرارة المحيطة تأثير أقل على تيار التعثر للمرحل الحراري ، من الضروري تحديد درجة حرارة التعثر على أعلى مستوى ممكن.

من أجل الأداء الصحيح للحماية الحرارية ، يوصى بوضع المرحل في نفس الغرفة التي يوجد بها الكائن المحمي. لا ينبغي وضع المرحل بالقرب من مصادر الحرارة المركزة - أفران التسخين وأنظمة التدفئة وما إلى ذلك. يتم حاليًا تصنيع مرحلات معادلة لدرجة الحرارة (سلسلة TPH).

تصميم مرحل حراري

إن انحراف اللوح المعدنين بطيء. إذا كانت جهة الاتصال المنقولة متصلة مباشرة باللوحة ، فلن تتمكن السرعة المنخفضة لحركتها من إطفاء القوس الذي يحدث عند إيقاف تشغيل الدائرة. لذلك ، تعمل اللوحة على التلامس من خلال جهاز تسريع. الأكثر كمالاً هو الاتصال «القافز».

في حالة إيقاف التشغيل ، ينشئ الزنبرك 1 عزمًا نسبيًا للنقطة 0 ، والتي تغلق نقاط التلامس 2. تنحني اللوحة ثنائية المعدن 3 إلى اليمين عند تسخينها ، ويتغير موضع الزنبرك. إنه يخلق لحظة تفتح جهتي اتصال في وقت واحد ، مما يوفر إطفاء القوس الموثوق. تم تجهيز الموصلات والمبتدئين الحديثة بمرحلات حرارية TRP (أحادية الطور) و TRN (ثنائية الطور).

المرحلات الحرارية TRP

مرحلات التيار الحراري أحادية القطب من سلسلة TRP مع التيارات الاسمية للعناصر الحرارية من 1 إلى 600 A مصممة بشكل أساسي للحماية من الأحمال الزائدة غير المقبولة للمحركات الكهربائية غير المتزامنة ثلاثية الطور التي تعمل من شبكة بجهد اسمي يصل إلى 500 فولت عند بتردد 50 و 60 هرتز. تُستخدم مرحلات TRP الحرارية للتيارات حتى 150 أمبير في شبكات التيار المستمر بجهد اسمي يصل إلى 440 فولت.

جهاز الترحيل الحراري من نوع TRP

تحتوي اللوحة ثنائية المعدن في نظام TRP الحراري على نظام تسخين مدمج. يتم تسخين اللوحة بواسطة كل من المدفأة وبمرور التيار عبر اللوحة نفسها. عند الانحراف ، تعمل نهاية اللوحة ثنائية المعدن على جسر التلامس مع العبور.

يسمح التتابع الحراري TRP بتعديل سلس لتيار التشغيل ضمن (± 25٪ من تيار الإعداد الاسمي). يتم إجراء هذا الضبط بمقبض يغير التشوه الأولي للوحة. يمكن أن يقلل هذا الإعداد بشكل كبير من عدد خيارات السخان المطلوبة.

تتم عودة مرحل TRP إلى موضعه الأولي بعد التشغيل بواسطة الزر. من الممكن أيضًا إجراء التعافي الذاتي بعد تبريد ثنائي المعدن.

تعمل درجة حرارة التفاعل العالية (أكثر من 200 درجة مئوية) على تقليل اعتماد عملية الترحيل على درجة الحرارة المحيطة.

يتغير إعداد المرحل الحراري TRP بنسبة 5٪ عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة إلى KUS.

تسمح المقاومة العالية للصدمات والاهتزازات الخاصة بمؤشر TRP الحراري باستخدامه في أصعب الظروف.

المرحلات الحرارية RTL

تم تصميم المرحل الحراري RTL لحماية المحركات الكهربائية من الأحمال الزائدة الحالية ذات المدة غير المقبولة. كما أنها توفر الحماية ضد عدم تناسق التيارات على مراحل وضد فشل إحدى المراحل. المرحلات الحرارية الكهربائية RTL بنطاق تيار من 0.1 إلى 86 أ.

يمكن تثبيت المرحلات الحرارية RTL مباشرة على مشغلات PML وبشكل منفصل عن المشغلات (في الحالة الأخيرة ، يجب أن تكون مجهزة بكتل طرفية KRL). تم تطوير وتصنيع مرحلات RTL وكتل طرفية KRL والتي تتمتع بدرجة حماية IP20 ويمكن تثبيتها على قضيب ناقل قياسي.التيار المقدر لجهات الاتصال هو 10 أ.

مرحل حراري PTT

تم تصميم مرحلات وقود RTT لحماية المحركات الحثية ذات قفص السنجاب ثلاثية الطور من الأحمال الزائدة ذات المدة غير المقبولة ، بما في ذلك تلك الناتجة عن فقدان إحدى المراحل ، وكذلك من عدم تناسق الطور.

مرحلات PTT مخصصة للاستخدام كمكونات في دوائر التحكم في المحرك الكهربائي وكذلك للتركيب في مقبلات مغناطيسية سلسلة PMA للتيار المتردد 660 فولت بتردد 50 أو 60 هرتز ، لأغراض التيار المباشر 440 فولت.