§ 33. Тепловое реле

Для защиты электродвигателей от перегрева при перегрузках применяют тепловые реле.

Основной частью теплового реле является биметаллическая пластина. Слово "биметаллическая" означает, что пластина состоит из двух разнородных металлов.

Если взять две пластины из одного и того же металла и нагреть их, то они будут удлиняться одинаково (рис. 65, а). Если же взять пластины из разных металлов и нагреть их, то вследствие различного теплового расширения они будут удлиняться по-разному (рис. 65, б). Две пластины из разных металлов, склепанные или сваренные, образуют одну биметаллическую пластину. Обычно биметаллическая пластина выполняется из инвара (сплав железа с никелем) и латуни. При нагреве пластина изгибается в сторону металла с меньшим тепловым расширением (рис. 65, в).

Рис. 65. Тепловое расширение металлических пластин при нагревании

На рис. 66 показана схема управления электродвигателем. Для защиты двигателя от перегрузки применено тепловое реле. Линия питания двигателя называется силовой цепью (на чертеже показана толстой линией).

Рис. 66. Схема устройства теплового реле

Двигатель получит напряжение лишь в том случае, если замкнуты главные линейные контакты 6. В силовую цепь последовательно с двигателем включена нагревательная спираль 1 теплового реле. Вспомогательная цепь, называемая также цепью управления, состоит из катушки электромагнита 5, контактов теплового реле 7 и включающего устройства 10 (на чертеже цепь управления показана тонкой линией). При замыкании цепи управления катушка электромагнита 5 возбудится и втянет стальной сердечник. При этом замкнутся линейные контакты 6, двигатель получит питание и начнет работать.

Нагревательная спираль 1 теплового реле будет нагреваться током двигателя. Биметаллическая пластина 2 реле, расположенная рядом со спиралью, также будет нагреваться. Нагревательная спираль подбирается с таким расчетом, чтобы при нормальном режиме работы двигателя количество тепла, выделяемое ею, было не в состоянии изогнуть биметаллическую пластину.

При перегрузке двигателя он начинает потреблять из сети ток больше нормального, обмотка двигателя перегревается; тогда начинает работать тепловое реле.

При длительных и опасных перегрузках двигателя количество тепла, выделяемое спиралью 1, увеличивается. Биметаллическая пластина 2, усиленно нагреваясь, будет изгибаться и, прогнувшись вверх, освободит рычажок 5, который ранее был защелкнут пластиной. Постоянно оттягиваемый пружиной 4 рычажок, повернувшись, разомкнет вспомогательные контакты 7 и тем самым разорвет цепь катушки электромагнита 5, которая перестанет удерживать сердечник. Под действием пружины 8 он разъединит главные линейные контакты 6 в главной цепи двигателя. Двигатель остановится. Таким образом, тепловое реле защищает двигатель от перегрузки.

Чтобы вновь включить двигатель, нужно сначала замкнуть контакты 7, поворачивая вручную рычажок 3 при помощи особой кнопки "возврат" 9. Однако рычажок 3 станет на место только после того, как биметаллическая пластина 2 остынет, вернется в свое первоначальное положение (через 0,5-3 мин после выключения) и защелкнет рычажок.

Если во время работы двигателя устройством 10 разорвать цепь управления, катушка 5 разомкнет линейные контакты 6 и двигатель остановится.