Relais thermiques électroniques pour la protection contre les surcharges du moteur

A quoi servent les relais thermiques ?

Les relais thermiques sont utilisés pour protéger les moteurs électriques contre les surcharges. La surchauffe étant une conséquence de la surintensité, un tel relais protège le moteur de la surintensité proprement dite et de la surchauffe. C'est-à-dire que l'utilisation d'un relais thermique est recommandée dans les situations où les courants dans le réseau d'alimentation et, par conséquent, dans la charge fournie pour une raison quelconque peuvent dépasser la valeur nominale autorisée jusqu'à 1,11 - 7 fois, puis le réglage du relais sera éviter la destruction du matériel.

Si l'équipement est responsable d'un travail précis et responsable, il doit être protégé contre la surchauffe, sinon des dommages se produiront. En effet, le relais thermique comparera la valeur efficace du courant circulant avec le réglage et protégera l'équipement en cas de dépassement du réglage - après une période de temps strictement définie, le circuit de charge sera ouvert, l'équipement sera sauvé.

Les circuits de puissance sont commutés par des contacteurs, puis le relais thermique ne contrôle que l'alimentation des contacteurs et une stabilité de courant élevée n'est pas requise du relais lui-même. Le relais sous la forme d'une unité unifiée auxiliaire est connecté au contacteur et le contacteur de puissance lui-même commute la charge.

Les relais ont généralement des contacts normalement ouverts et normalement fermés, le premier chargé d'alimenter la lampe de signalisation (par exemple) et le second d'alimenter le contacteur.

Lorsque la température de l'équipement électrique est dans les limites autorisées établies, le relais thermique maintient le circuit fermé, et dès qu'un excès se produit, il s'éteint après un certain temps, et plus le rapport du courant de surcharge à le nominal, plus le relais est déclenché rapidement, car plus le courant est élevé, plus le fil chauffe rapidement et la surchauffe de toute partie de l'équipement protégé ne doit pas être autorisée.

Paramètres du relais thermique

À des valeurs de surcharge élevées (plusieurs fois), caractéristiques d'un court-circuit, l'ouverture est réalisée par un disjoncteur à déclencheur électromagnétique ou à fusible. En général, les causes de surcharge peuvent être différentes, par exemple un démarrage difficile régulier d'un moteur électrique ou des opérations marche-arrêt fréquentes. Alors le déclencheur sera faux.

Pour exclure les fausses alarmes, le réglage est réglé sans réserve, la différence n'est que dans les classes des relais eux-mêmes de 5 à 40, indiquant le temps de réponse : classe 5 — 3 secondes avec une surcharge décuplée, classe 10 — 6 secondes avec un surcharge décuplée, etc., déterminée à une température ambiante de 20°C, avec un fonctionnement triphasé symétrique, pour une surcharge à froid. Le réglage indique le courant de surcharge et la classe indique le temps de déclenchement maximal en secondes.

Une caractéristique importante du relais thermique est les valeurs limites de plusieurs surcharges à long terme - environ une heure. C'est la condition dans laquelle le relais est garanti de fonctionner ou de ne pas fonctionner. Ainsi, si le seuil est défini sur 1,14 ± 0,06, alors à 1,2 le relais est garanti de fonctionner, et à 1,06 il ne fonctionnera certainement pas.

Ce paramètre est extrêmement important, il détermine la précision et la fiabilité de la protection et aide également à prévenir les fausses alarmes.Les relais de la plus haute qualité sont compensés en température pour assurer un fonctionnement constant à toutes les températures ambiantes.

Conformément aux caractéristiques de l'équipement protégé, le temps de réponse du relais thermique est également sélectionné en tenant compte de la vitesse de surcharge admissible. Les grands multiples (jusqu'à 10 fois) nécessitent une approche plus approfondie. Par exemple, la classe 10 est considérée comme universelle et convient aux moteurs électriques à démarrage facile.

Pour les démarrages lourds, la classe 20, la classe 30 ou la classe 40 sont plus adaptées. Classe 5 — si une grande précision est requise, par exemple, si la charge a une faible inertie.En règle générale, les fabricants de relais thermiques indiquent dans la documentation jointe l'équipement le plus approprié pour lequel la classe de cette caractéristique de protection est actuellement la meilleure.

Le temps réel d'actionnement du relais est ici important, il doit correspondre à la dépendance standard. Les meilleurs relais thermiques avec une surcharge de 3 à 7,2 fois ont un écart de temps de déclenchement maximal par rapport à la norme ne dépassant pas 20% vers le bas et vers le haut. Avec une augmentation de température, due par exemple à un préchauffage avec courant nominal, le temps d'arrêt est 2,5 à 4 fois plus court que la norme à 20°C.

Inconvénients des relais thermiques simples

Les relais thermiques triphasés sont plus polyvalents, ils surveillent les courants dans les trois phases et sont applicables aux circuits monophasés, pour le courant alternatif et continu.

Mais si les phases sont chargées de manière très asymétrique ? Ensuite, la température dans l'une des phases augmentera plus rapidement et l'équipement surchauffera dangereusement, car la valeur efficace du courant des trois phases ne permettra pas la détection du danger. En conséquence, le temps de déclenchement et le courant critique du réglage du relais thermique seront en fait inférieurs à la situation réelle.

Pour résoudre le problème plus rapidement, un relais thermique plus moderne est nécessaire, avec une protection intégrée contre l'asymétrie du courant de phase. Dans de tels relais, en cas de déséquilibre ou en cas de perte de phase, le temps de réponse et le courant changeront en conséquence et la protection restera fiable.

Les relais thermiques sont généralement fabriqués sur la base de sectionneurs bimétalliques. Lorsqu'elle est chauffée par le courant, la plaque se plie et active le mécanisme d'arrêt, le relais est activé - il passe à l'état "off".Lorsque la plaque refroidit, le mécanisme reviendra à son état d'origine "marche". La simplicité de conception des relais conventionnels impressionne par leur faible coût et leur bonne isolation phonique. Mais pour des équipements plus minces, des relais thermiques plus précis - électroniques - sont nécessaires.

Relais thermiques électroniques

Les relais thermiques électroniques non volatils, tels que les séries Siemens 3RB20 et 3RB21, sont équipés de systèmes de mesure intégrés pour des courants jusqu'à 630 A. Ces relais sont indépendants du courant et sont capables de protéger les charges dans n'importe quel mode, même avec des charges élevées. démarrage, et avec des phases ouvertes ou déséquilibrées.

En cas de surcharge de courant, de rupture d'une des phases ou de déséquilibre, le courant, par exemple dans le moteur, augmente et devient supérieur au réglage. Un transformateur de courant intégré enregistre le courant et l'électronique traite la valeur actuellement mesurée. Si elle dépasse la valeur définie, une impulsion de déclenchement est transmise au disjoncteur, qui déconnecte la charge en ouvrant le contacteur externe. Le relais lui-même est monté sur le contacteur. Le temps de déclenchement est strictement lié au rapport du courant de déclenchement au courant de réglage.

Le relais thermique électronique Siemens 3RB21 est non seulement capable de protéger contre la surchauffe due à une asymétrie de phase, une surintensité ou une perte de phase, mais dispose également d'un système interne de détection de défaut à la terre (sauf pour les combinaisons étoile-triangle). Par exemple, des défauts à la terre incomplets dus à des dommages à l'isolation ou à l'humidité seront immédiatement détectés et le circuit de charge s'ouvrira.

Lorsque le relais est activé, le voyant s'allume, signalant la condition de déclenchement.La réinitialisation automatique ou la réinitialisation manuelle est possible. La réinitialisation automatique se produit après un temps défini, après quoi le relais refermera le contacteur.