熱繼電器的大致工作原理

來源 | 電工學(xué)院

從熱繼電器的最小額定電流及調(diào)整范圍來看，凡是三相交流異步電動機，都可以配置熱繼電器。熱繼電器主要保護(hù)對象是三相電機，它的作用是過載保護(hù)，也有部分熱繼電器還帶有缺相保護(hù)。從原理上來分析，只要被保護(hù)對象（三相電機）的額定電流不超過熱繼電器電流調(diào)節(jié)范圍，那么都可以配置熱繼電器。對于功率特別大的三相電機，還可以采用電流互感器和熱繼電器配合使用。

熱繼電器是控制線路中的保護(hù)元件，熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來推動動作機構(gòu)，使控制電路分?jǐn)?，從而切斷主電路。它主要用于電動機的過載保護(hù)。

熱繼電器工作原理

熱繼電器工作原理在網(wǎng)上有很多而且寫的特別詳細(xì)，比我講的還好。這里我就用簡單的語言來描述一下熱繼電器的大致工作原理。

熱繼電器有主觸頭和輔助觸頭，主觸頭上分別標(biāo)有L1/T1、L2/T2、L3/T3，輔助觸頭上面標(biāo)有NO（常開）、NC（常閉）。

在使用的時候把熱繼電器主觸頭串聯(lián)到主電路中，用于檢測主線路電流大小。當(dāng)熱繼電器主觸頭檢測到實際電流超過熱繼電器整定電流時，那么輔助觸頭常開（NO）就接通，輔助觸頭常閉（NC）就斷開。

那么我們可以把熱繼電器輔助觸頭常閉串聯(lián)到接觸器線圈上，來控制接觸器線圈斷電，從而達(dá)到控制接觸器主觸頭斷電。至于熱繼電器常開觸頭，我們可以把它用于發(fā)出過載信號，比如把它和故障指示燈或者蜂鳴器串聯(lián)。一旦設(shè)備發(fā)生過載，那么熱繼電器輔助觸頭常開接通，故障指示燈亮或蜂鳴器報警。

●熱繼電器的工作原理

熱繼電器基本結(jié)構(gòu)由熱元件、觸頭系統(tǒng)、動作機構(gòu)、復(fù)位按鈕、整定電流裝置和溫度補償元件等部分組成。見下圖所示。

●雙金屬片是由兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片焊接而成。使用時將電阻絲直接串聯(lián)接在三相交流異步電動機的三相交流電路中。常閉觸點接在電動機控制電路的交流接觸器線圈支路上。當(dāng)電動機繞組因為過載引起過電流時，并經(jīng)過一定時間后，發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量足以使雙金屬片彎曲，并推動絕緣導(dǎo)板向右移動一定距離，導(dǎo)板又推動溫度補償片與杠桿，使動觸頭和靜觸頭分開，從而使電動機線路的交流接觸器斷電釋放，將電源切除，起到保護(hù)作用。電源切斷后，熱繼電器開始冷卻，過一段時間后雙金屬片恢復(fù)初始狀態(tài)，于是觸頭在彈簧的作用力下自動復(fù)位。

●這種熱繼電器也可以用手動復(fù)位。這時只要將其螺釘擰出到的一定位置，使觸頭轉(zhuǎn)動一定角度，在這種情況下，既使雙金屬片冷卻，觸頭也不能自動復(fù)位，必須得采用手動。既按下復(fù)位按鈕使觸頭變位，這是因為在某種要求故障未被排除而防止電動機再次啟動的場合是必須的。

熱繼電器選型

類型選用:一般輕載啟動，長期工作制的電動機或間斷長期工作的電動機，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器;當(dāng)電源電壓均衡性和工作條件較差時可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器;對于定子繞組為三角形接線的電動機，可選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器，型號可根據(jù)有關(guān)技術(shù)要求和與交流接觸器的配合相適應(yīng)來選擇：

①熱繼電器額定電流的選擇:熱繼電器的額定電流可按被保護(hù)電動機額定電流的 1.1~ 1.5 倍選擇，熱繼電器的動作電流可在其額定電流的 60%~100%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，整定值一般應(yīng)等于電動機的額定電流。

②與熱繼電器連接的導(dǎo)線截面應(yīng)滿足最大負(fù)荷電流的要求，連接應(yīng)緊密，防止接點處過熱傳導(dǎo)到熱元件上，造成動作值的不準(zhǔn)確。

③熱繼電器在使用中，不能自行更動熱元件的安裝位置或隨便更換熱元件。

④熱繼電器故障動作后，必須認(rèn)真檢查熱元件及觸點是否有燒壞現(xiàn)象，其他部件有無損壞，確認(rèn)完好無損時才能再投入使用。

⑤具有反接制動及通斷頻繁的電動機，不宜采用熱繼電器保護(hù)。熱繼電器動作后的復(fù)位時間，當(dāng)處于自動復(fù)位時，熱繼電器可在 5min 內(nèi)復(fù)位，當(dāng)調(diào)為手動復(fù)位時，則在 3min后，按復(fù)位鍵能使繼電器復(fù)位。

⑥熱繼電器一般有手動復(fù)位和自動復(fù)位兩種形式，實際工作中應(yīng)設(shè)置為哪種形式，要根據(jù)具體的情況而定，從控制電路的情況而言，采用按鈕控制的手動啟動和手動停止的控制電路，熱繼電器可設(shè)置為自動復(fù)位形式。采用自動控制器件控制的自動電路和有先后動作關(guān)系程序電路，熱繼電器應(yīng)設(shè)置為手動復(fù)位形式。對于重要設(shè)備，熱繼電器動作后，需檢查電動機與拖動設(shè)備，為防止熱繼電器自動復(fù)位，設(shè)備再次啟動而脫扣的，此時要采用手動復(fù)位形式。對于熱繼電器和接觸器安裝在遠(yuǎn)離操作地點的，且電動機過載的可能性又比較大時，也易采用手動復(fù)位形式。

在選擇熱繼電器額定電流時，需要根據(jù)電機額定電流來選擇，需要確保電機額定電流在熱繼電器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。下圖是國產(chǎn)某品牌的熱繼電器選型表，我們來看一下：

從上圖可以看出，該品牌NR2系列熱繼電器的額定電流范圍從0.1--93A，幾乎涵蓋所有中小功率電機。所以，不論什么功率電機都可以裝配熱繼電器來實現(xiàn)過載保護(hù)。

有些朋友可能好奇，如果電機額定電流超過93A，那怎么辦呢？

1. 我們可以選其他系列，額定電流更大的熱繼電器。

2. 可以采用電流互感器和熱繼電器配合使用。

如上圖所示，把三相電機電源線穿過電流互感器，然后把電流互感器的二次側(cè)接入熱繼電器主觸頭。熱繼電器整定值取電機額定電流除以電流互感器的倍數(shù)即可。

舉個例子：

有一個三相電機額定電流為200A，要想對該電機實現(xiàn)過載保護(hù)。那么可以選一個250/5的電流互感器，然后選一個額定電流2.5-4A的熱繼電器串聯(lián)在電流互感器二次回路中。

正常工作時，電機額定電流為200A，互感器感應(yīng)電流為200/50=4A。當(dāng)電機發(fā)生過載時，那么互感器感應(yīng)電流也會增大，熱繼電器主觸頭檢測到電流超過設(shè)定值，那么輔助觸頭常閉斷開，接觸器線圈斷電，電機停止。

審核編輯：何安