一、什么是熱繼電器
用于電動機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護(hù)的保護(hù)電器叫熱繼電器。目前熱繼電器已經(jīng)得到了普遍的使用。
熱繼電器主要用來對異步電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動動作機(jī)構(gòu)來帶動觸點動作，從而將電動機(jī)控制電路斷開實現(xiàn)電動機(jī)斷電停車，起到過載保護(hù)的作用。鑒于雙金屬片受熱彎曲過程中，熱量的傳遞需要較長的時間，因此，熱繼電器不能用作短路保護(hù)，而只能用作過載保護(hù)熱繼電器的過載保護(hù)。
二、熱繼電器工作原理
熱繼電器的工作原理是電流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機(jī)的過載保護(hù)。
電動機(jī)在實際運行中，如拖動生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作過程中，若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動機(jī)遇到過載，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動機(jī)的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時間較短，電動機(jī)繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機(jī)繞組的溫升就會超過允許值，使電動機(jī)繞組老化，縮短電動機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)闺妱訖C(jī)繞組燒毀。所以，這種過載是電動機(jī)不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動機(jī)不能承受的過載時切斷電動機(jī)電路，為電動機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。
使用熱繼電器對電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)時，將熱元件與電動機(jī)的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距一適當(dāng)距離。當(dāng)電動機(jī)正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機(jī)的額定電流，熱元件發(fā)熱，雙金屬片受熱后彎曲，使推桿剛好與人字形撥桿接觸，而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài)，交流接觸器保持吸合，電動機(jī)正常運行。
若電動機(jī)出現(xiàn)過載情況，繞組中電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高，彎曲程度加大，推動人字形撥桿，人字形撥桿推動常閉觸頭，使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路，使接觸器釋放、切斷電動機(jī)的電源，電動機(jī)停車而得到保護(hù)。
熱繼電器其它部分的作用如下：人字形撥桿的左臂也用雙金屬片制成，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，主電路中的雙金屬片會產(chǎn)生一定的變形彎曲，這時人字形撥桿的左臂也會發(fā)生同方向的變形彎曲，從而使人字形撥桿與推桿之間的距離基本保持不變，保證熱繼電器動作的準(zhǔn)確性。這種作用稱溫度補償作用。
螺釘8是常閉觸頭復(fù)位方式調(diào)節(jié)螺釘。當(dāng)螺釘位置靠左時，電動機(jī)過載后，常閉觸頭斷開，電動機(jī)停車后，熱繼電器雙金屬片冷卻復(fù)位。常閉觸頭的動觸頭在彈簧的作用下會自動復(fù)位。此時熱繼電器為自動復(fù)位狀態(tài)。將螺釘逆時針旋轉(zhuǎn)向右調(diào)到一定位置時，若這時電動機(jī)過載，熱繼電器的常閉觸頭斷開。其動觸頭將擺到右側(cè)一新的平衡位置。電動機(jī)斷電停車后，動觸頭不能復(fù)位。必須按動復(fù)位按鈕后動觸頭方能復(fù)位。此時熱繼電器為手動復(fù)位狀態(tài)。若電動機(jī)過載是故障性的，為了避免再次輕易地起動電動機(jī)，熱繼電器宜采用手動復(fù)位方式。若要將熱繼電器由手動復(fù)位方式調(diào)至自動復(fù)位方式，只需將復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘順時針旋進(jìn)至適當(dāng)位置即可。
三、熱繼電器技術(shù)參數(shù)
額定電壓：熱繼電器能夠正常工作的最高的電壓值，一般為交流220V，380V，600V。
額定電流：熱繼電器的額定電流主要是指通過熱繼電器的電流
額定頻率：一般而言，其額定頻率按照45~62HZ設(shè)計。
整定電流范圍：整定電流的范圍由本身的特性來決定。它描述的是在一定的電流條件下熱繼電器的動作時間和電流的平方成反比。
四、熱繼電器組成結(jié)構(gòu)
它由發(fā)熱元件、雙金屬片、觸點及一套傳動和調(diào)整機(jī) 構(gòu)組成。發(fā)熱元件是一段阻值不大的電阻絲，串接在被保護(hù)電動機(jī)的主電路中。雙金屬片由兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片輾壓而成。圖中所示的雙金屬片，下層一片的熱膨脹系數(shù)大，上層的小。當(dāng)電動機(jī)過載時，通過發(fā)熱元件的電流超過整定電流，雙金屬片受熱向上彎曲脫離扣板，使常閉觸點斷開。由于常閉觸點是接在電動機(jī)的控制電路中的，它的斷開會使得與其相接的接觸器線圈斷電，從而接觸器主觸點斷開，電動機(jī)的主電路斷電，實現(xiàn)了過載保護(hù)。
熱繼電器動作后，雙金屬片經(jīng)過一段時間冷卻，按下復(fù)位按鈕即可復(fù)位。
五、熱繼電器選擇方法
熱繼電器主要用于保護(hù)電動機(jī)的過載，斷相保護(hù)及三相電源不平衡的保護(hù)，對電動機(jī)有著很重要的保護(hù)作用。［2］ 因此選用時必須了解電動機(jī)的情況，如工作環(huán)境、啟動電流、負(fù)載性質(zhì)、工作制、允許過載能力等。
1、原則上應(yīng)使熱繼電器的安秒特性盡可能接近甚至重合電動機(jī)的過載特性，或者在電動機(jī)的過載特性之下，同時在電動機(jī)短時過載和啟動的瞬間，熱繼電器應(yīng)不受影響（不動作）。
2、當(dāng)熱繼電器用于保護(hù)長期工作制或間斷長期工作制的電動機(jī)時，一般按電動機(jī)的額定電流來選用。例如，熱繼電器的整定值可等于0.95~1.05倍的電動機(jī)的額定電流，或者取熱繼電器整定電流的中值等于電動機(jī)的額定電流，然后進(jìn)行調(diào)整。
3、當(dāng)熱繼電器用于保護(hù)反復(fù)短時工作制的電動機(jī)時，熱繼電器僅有一定范圍的適應(yīng)性。如果短時間內(nèi)操作次數(shù)很多，就要選用帶速飽和電流互感器的熱繼電器。
4、對于正反轉(zhuǎn)和通斷頻繁的特殊工作制電動機(jī)，不宜采用熱繼電器作為過載保護(hù)裝置，而應(yīng)使用埋入電動機(jī)繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護(hù)。
六、熱繼電器的使用介紹
3.1選型
熱繼電器主要用于保護(hù)電動機(jī)的過載，因此選用時必須了解電動機(jī)的情況，如工作環(huán)境、啟動電流、負(fù)載性質(zhì)、工作制、允許過載能力等。
1、原則上應(yīng)使熱繼電器的安秒特性盡可能接近甚至重合電動機(jī)的過載特性，或者在電動機(jī)的過載特性之下，同時在電動機(jī)短時過載和啟動的瞬間，熱繼電器應(yīng)不受影響（不動作）。
2、整定電流的選定
（1）長期穩(wěn)定工作的電動機(jī)可按電動機(jī)的額定電流選用熱繼電器。取熱繼電器整定電流的0.95～1.05倍或中間值等于電動機(jī)額定電流。
使用時要將熱繼電器的整定電流調(diào)至電動機(jī)的額定電流值。
?。?）電動機(jī)的絕緣等級及結(jié)構(gòu)
由于電動機(jī)絕緣等級不同，其的容許溫升和承受過載的能力也不同。同樣條件下，絕緣等級越高，過載能力就越強(qiáng)。即使所用絕緣材料相同，但電動機(jī)結(jié)構(gòu)不同，在選用熱繼電器時也應(yīng)有所差異。例如，封閉式電動機(jī)散熱比開啟式電動機(jī)差，其過載能力比開啟式電動機(jī)低，熱繼電器的整定電流應(yīng)選為電動機(jī)額定電流的60～80%。
?。?）對于過載能力較差的電動機(jī)，所選的熱繼電器的額定電流應(yīng)適當(dāng)小一些并且將整定電流闊到電動機(jī)額定電流的60%～80%，當(dāng)電動機(jī)因帶負(fù)載啟動而啟動時同較長或電動機(jī)的負(fù)載是沖擊性的負(fù)載（如沖床等）時。則熱繼電器的整定電流應(yīng)稍大于電動機(jī)的額定電流。
（4）工程上一般選擇熱繼電器整定電流為電動機(jī)額定電流的1.1倍。
3、若用熱繼電器作電動機(jī)缺相保護(hù)，應(yīng)考慮電動機(jī)的接法
一般的三相式熱繼電器，只要整定電流調(diào)節(jié)合理，是可以對Y形接法的電動機(jī)實現(xiàn)斷相保護(hù)的。對于Δ形接法的電動機(jī)，應(yīng)選用JR20型或T系列這類帶有差動斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)的熱繼電器。
4、當(dāng)熱繼電器用于保護(hù)反復(fù)短時工作制的電動機(jī)時，熱繼電器僅有一定范圍的適應(yīng)性。如果短時間內(nèi)操作次數(shù)很多，就要選用帶速飽和電流互感器的熱繼電器。
5）、對于電網(wǎng)電壓均衡性較差、無人看管的電動機(jī)或與大容量電動機(jī)共用一組熔斷器的電動機(jī)。宜選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。
6、熱繼電器的I作環(huán)境溫度與被保護(hù)設(shè)備的環(huán)境溫度的差別不應(yīng)超出15～25°。
7）、雙金屬片式熱繼電器一般用于輕載、不頻繁啟動的電動機(jī)，則可用過電流繼電器延時動作型的，做它的過載和短路保護(hù)。因為熱元件受熱變形需要時間。故熱繼電器不能做短路保護(hù)。
8）、電動機(jī)的啟動電流一般為額定電流的5～7倍。對于不頻繁啟動、連續(xù)運行的電動機(jī)，在啟動時間不超過6s的情況下，可按電動機(jī)的額定電流選用熱繼電器。
9）、考慮具體工作情況 若要求電動機(jī)不允許隨便停機(jī)，以免遭受經(jīng)濟(jì)損失，只有在發(fā)生過載事故時，方可考慮讓熱繼電器脫扣。此時，選取熱繼電器的整定電流應(yīng)比電動機(jī)額定電流偏大一些。
3.2什么時候使用熱繼電器作過載保護(hù)
在沒有使用變頻器以前，一般的電路上都必須使用熱繼電器，而在使用了變頻器后，因為變頻器帶了自動過載保護(hù)，所以熱繼電器就成了多余的東西，可以不用了。
（1）熱繼電器只適合用于不頻繁啟動、輕載啟動的電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。對于正反轉(zhuǎn)和通斷頻繁的特殊工作制電動機(jī)，不宜采用熱繼電器作為過載保護(hù)裝置，而應(yīng)使用埋入電動機(jī)繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護(hù)。
（2）對于工作時間較短、間歇時間較長的電動機(jī)〔例如，搖臂鉆床的搖臂升降電動機(jī)等）。以及雖然長期工作但過載可能性很小的電動機(jī)（例如，排風(fēng)機(jī)電動機(jī)等〕可以不設(shè)過載保護(hù)。
3.3熱繼電器的安裝
熱繼器安裝的方向、使用環(huán)境和所用連接線都會影響動作性能，安裝時應(yīng)引起注意。
（1）熱繼電器的安裝方向
熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件發(fā)熱，推動雙金屬片動作。熱量的傳遞有對流、輻射和傳導(dǎo)三種方式。其中對流具有方向性，熱量自下向上傳輸。在安放時，如果發(fā)熱元件在雙金屬片的下方，雙金屬片就熱得快，動作時間短；如果發(fā)熱元件在雙金屬片的旁邊，雙金屬片熱得較慢，熱繼電器的動作時間長。當(dāng)熱繼電器與其它電器裝在一起時，應(yīng)裝在電器下方且遠(yuǎn)離其它電器50mm以上，以免受其它電器發(fā)熱的影響。熱繼電器的蓋子要蓋好。熱繼電器的安裝方向應(yīng)按產(chǎn)品說明書的規(guī)定進(jìn)行，以確保熱繼電器在使用時的動作性能相一致，誤差一般不應(yīng)超過5°。
（2）使用環(huán)境
主要指環(huán)境溫度，它對熱繼電器的快慢影響較大。熱繼電器周圍介質(zhì)的溫度，應(yīng)和電動機(jī)周圍介質(zhì)的溫度相同，否則會破壞已調(diào)整好的配合情況。例如，當(dāng)電動機(jī)安裝在高溫處、而熱繼電器安裝在溫度較低處時，熱繼電器的動作將會滯后（或動作電流大）；反之，其動作將會提前（或動作電流小）。
對沒有溫度補償?shù)臒崂^電器，應(yīng)在熱繼電器和電動機(jī)兩者環(huán)境溫度差異不大的地方的使用。對有溫度補償?shù)臒崂^電器，可用在熱繼電器與電動機(jī)兩者環(huán)境溫度有一定差異的地方，但應(yīng)盡可能減少因環(huán)境溫度變化帶來的影響。
（3）連接線
熱繼電器的連接線除導(dǎo)線外，還起導(dǎo)熱作用。如果連接線太細(xì)，則連接線產(chǎn)生的熱量會傳到金屬片，加上發(fā)熱元件沿導(dǎo)線向外散熱少，從而縮短了熱繼電器的脫扣動作時間；反之，如果采用的連接線太粗，則會延長熱繼電器的脫扣動作時間。所以連接導(dǎo)線截面不可太細(xì)或太粗，應(yīng)盡量采用和說明書規(guī)定的或相近的截面積。
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