热继电器的大致工作原理

来源 | 电工学院

从热继电器的最小额定电流及调整范围来看，凡是三相交流异步电动机，都可以配置热继电器。热继电器主要保护对象是三相电机，它的作用是过载保护，也有部分热继电器还带有缺相保护。从原理上来分析，只要被保护对象（三相电机）的额定电流不超过热继电器电流调节范围，那么都可以配置热继电器。对于功率特别大的三相电机，还可以采用电流互感器和热继电器配合使用。

热继电器是控制线路中的保护元件，热继电器是利用电流的热效应来推动动作机构，使控制电路分断，从而切断主电路。它主要用于电动机的过载保护。

热继电器工作原理

热继电器工作原理在网上有很多而且写的特别详细，比我讲的还好。这里我就用简单的语言来描述一下热继电器的大致工作原理。

热继电器有主触头和辅助触头，主触头上分别标有L1/T1、L2/T2、L3/T3，辅助触头上面标有NO（常开）、NC（常闭）。

在使用的时候把热继电器主触头串联到主电路中，用于检测主线路电流大小。当热继电器主触头检测到实际电流超过热继电器整定电流时，那么辅助触头常开（NO）就接通，辅助触头常闭（NC）就断开。

那么我们可以把热继电器辅助触头常闭串联到接触器线圈上，来控制接触器线圈断电，从而达到控制接触器主触头断电。至于热继电器常开触头，我们可以把它用于发出过载信号，比如把它和故障指示灯或者蜂鸣器串联。一旦设备发生过载，那么热继电器辅助触头常开接通，故障指示灯亮或蜂鸣器报警。

●热继电器的工作原理

热继电器基本结构由热元件、触头系统、动作机构、复位按钮、整定电流装置和温度补偿元件等部分组成。见下图所示。

●双金属片是由两种线膨胀系数不同的金属片焊接而成。使用时将电阻丝直接串联接在三相交流异步电动机的三相交流电路中。常闭触点接在电动机控制电路的交流接触器线圈支路上。当电动机绕组因为过载引起过电流时，并经过一定时间后，发热元件所产生的热量足以使双金属片弯曲，并推动绝缘导板向右移动一定距离，导板又推动温度补偿片与杠杆，使动触头和静触头分开，从而使电动机线路的交流接触器断电释放，将电源切除，起到保护作用。电源切断后，热继电器开始冷却，过一段时间后双金属片恢复初始状态，于是触头在弹簧的作用力下自动复位。

●这种热继电器也可以用手动复位。这时只要将其螺钉拧出到的一定位置，使触头转动一定角度，在这种情况下，既使双金属片冷却，触头也不能自动复位，必须得采用手动。既按下复位按钮使触头变位，这是因为在某种要求故障未被排除而防止电动机再次启动的场合是必须的。

热继电器选型

类型选用:一般轻载启动，长期工作制的电动机或间断长期工作的电动机，可选用两相结构的热继电器;当电源电压均衡性和工作条件较差时可选用三相结构的热继电器;对于定子绕组为三角形接线的电动机，可选用带断相保护装置的热继电器，型号可根据有关技术要求和与交流接触器的配合相适应来选择：

①热继电器额定电流的选择:热继电器的额定电流可按被保护电动机额定电流的 1.1~ 1.5 倍选择，热继电器的动作电流可在其额定电流的 60%~100%的范围内调节，整定值一般应等于电动机的额定电流。

②与热继电器连接的导线截面应满足最大负荷电流的要求，连接应紧密，防止接点处过热传导到热元件上，造成动作值的不准确。

③热继电器在使用中，不能自行更动热元件的安装位置或随便更换热元件。

④热继电器故障动作后，必须认真检查热元件及触点是否有烧坏现象，其他部件有无损坏，确认完好无损时才能再投入使用。

⑤具有反接制动及通断频繁的电动机，不宜采用热继电器保护。热继电器动作后的复位时间，当处于自动复位时，热继电器可在 5min 内复位，当调为手动复位时，则在 3min后，按复位键能使继电器复位。

⑥热继电器一般有手动复位和自动复位两种形式，实际工作中应设置为哪种形式，要根据具体的情况而定，从控制电路的情况而言，采用按钮控制的手动启动和手动停止的控制电路，热继电器可设置为自动复位形式。采用自动控制器件控制的自动电路和有先后动作关系程序电路，热继电器应设置为手动复位形式。对于重要设备，热继电器动作后，需检查电动机与拖动设备，为防止热继电器自动复位，设备再次启动而脱扣的，此时要采用手动复位形式。对于热继电器和接触器安装在远离操作地点的，且电动机过载的可能性又比较大时，也易采用手动复位形式。

在选择热继电器额定电流时，需要根据电机额定电流来选择，需要确保电机额定电流在热继电器调节范围内。下图是国产某品牌的热继电器选型表，我们来看一下：

从上图可以看出，该品牌NR2系列热继电器的额定电流范围从0.1--93A，几乎涵盖所有中小功率电机。所以，不论什么功率电机都可以装配热继电器来实现过载保护。

有些朋友可能好奇，如果电机额定电流超过93A，那怎么办呢？

1. 我们可以选其他系列，额定电流更大的热继电器。

2. 可以采用电流互感器和热继电器配合使用。

如上图所示，把三相电机电源线穿过电流互感器，然后把电流互感器的二次侧接入热继电器主触头。热继电器整定值取电机额定电流除以电流互感器的倍数即可。

举个例子：

有一个三相电机额定电流为200A，要想对该电机实现过载保护。那么可以选一个250/5的电流互感器，然后选一个额定电流2.5-4A的热继电器串联在电流互感器二次回路中。

正常工作时，电机额定电流为200A，互感器感应电流为200/50=4A。当电机发生过载时，那么互感器感应电流也会增大，热继电器主触头检测到电流超过设定值，那么辅助触头常闭断开，接触器线圈断电，电机停止。

审核编辑：何安