热继电器什么时候使用_如何使用_热继电器工作原理

　　一、什么是热继电器

　　用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器叫热继电器。目前热继电器已经得到了普遍的使用。

　　热继电器主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护热继电器的过载保护。

　　二、热继电器工作原理

　　热继电器的工作原理是电流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。

　　电动机在实际运行中，如拖动生产机械进行工作过程中，若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中的电流将增大，使电动机的绕组温度升高。若过载电流不大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以，这种过载是电动机不能承受的。热继电器就是利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。

　　使用热继电器对电动机进行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮，使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。当电动机正常工作时，通过热元件的电流即为电动机的额定电流，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆接触，而又不能推动人字形拨杆。常闭触头处于闭合状态，交流接触器保持吸合，电动机正常运行。

　　若电动机出现过载情况，绕组中电流增大，通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高，弯曲程度加大，推动人字形拨杆，人字形拨杆推动常闭触头，使触头断开而断开交流接触器线圈电路，使接触器释放、切断电动机的电源，电动机停车而得到保护。

　　热继电器其它部分的作用如下：人字形拨杆的左臂也用双金属片制成，当环境温度发生变化时，主电路中的双金属片会产生一定的变形弯曲，这时人字形拨杆的左臂也会发生同方向的变形弯曲，从而使人字形拨杆与推杆之间的距离基本保持不变，保证热继电器动作的准确性。这种作用称温度补偿作用。

　　螺钉8是常闭触头复位方式调节螺钉。当螺钉位置靠左时，电动机过载后，常闭触头断开，电动机停车后，热继电器双金属片冷却复位。常闭触头的动触头在弹簧的作用下会自动复位。此时热继电器为自动复位状态。将螺钉逆时针旋转向右调到一定位置时，若这时电动机过载，热继电器的常闭触头断开。其动触头将摆到右侧一新的平衡位置。电动机断电停车后，动触头不能复位。必须按动复位按钮后动触头方能复位。此时热继电器为手动复位状态。若电动机过载是故障性的，为了避免再次轻易地起动电动机，热继电器宜采用手动复位方式。若要将热继电器由手动复位方式调至自动复位方式，只需将复位调节螺钉顺时针旋进至适当位置即可。

　　三、热继电器技术参数

　　额定电压：热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流220V，380V，600V。

　　额定电流：热继电器的额定电流主要是指通过热继电器的电流

　　额定频率：一般而言，其额定频率按照45~62HZ设计。

　　整定电流范围：整定电流的范围由本身的特性来决定。它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成反比。

　　四、热继电器组成结构

　　它由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机 构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。图中所示的双金属片，下层一片的热膨胀系数大，上层的小。当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，双金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电，从而接触器主触点断开，电动机的主电路断电，实现了过载保护。

　　热继电器动作后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可复位。

　　五、热继电器选择方法

　　热继电器主要用于保护电动机的过载，断相保护及三相电源不平衡的保护，对电动机有着很重要的保护作用。［2］ 因此选用时必须了解电动机的情况，如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。

　　1、原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响（不动作）。

　　2、当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用。例如，热继电器的整定值可等于0.95~1.05倍的电动机的额定电流，或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后进行调整。

　　3、当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。

　　4、对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

　　六、热继电器的使用介绍

　　3.1选型

　　热继电器主要用于保护电动机的过载，因此选用时必须了解电动机的情况，如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。

　　1、原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响（不动作）。

　　2、整定电流的选定

　　（1）长期稳定工作的电动机可按电动机的额定电流选用热继电器。取热继电器整定电流的0.95～1.05倍或中间值等于电动机额定电流。

　　使用时要将热继电器的整定电流调至电动机的额定电流值。

　　（2）电动机的绝缘等级及结构

　　由于电动机绝缘等级不同，其的容许温升和承受过载的能力也不同。同样条件下，绝缘等级越高，过载能力就越强。即使所用绝缘材料相同，但电动机结构不同，在选用热继电器时也应有所差异。例如，封闭式电动机散热比开启式电动机差，其过载能力比开启式电动机低，热继电器的整定电流应选为电动机额定电流的60～80%。

　　（3）对于过载能力较差的电动机，所选的热继电器的额定电流应适当小一些并且将整定电流阔到电动机额定电流的60%～80%，当电动机因带负载启动而启动时同较长或电动机的负载是冲击性的负载（如冲床等）时。则热继电器的整定电流应稍大于电动机的额定电流。

　　（4）工程上一般选择热继电器整定电流为电动机额定电流的1.1倍。

　　3、若用热继电器作电动机缺相保护，应考虑电动机的接法

　　一般的三相式热继电器，只要整定电流调节合理，是可以对Y形接法的电动机实现断相保护的。对于Δ形接法的电动机，应选用JR20型或T系列这类带有差动断相保护机构的热继电器。

　　4、当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。

　　5）、对于电网电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机共用一组熔断器的电动机。宜选用三相结构的热继电器。

　　6、热继电器的I作环境温度与被保护设备的环境温度的差别不应超出15～25°。

　　7）、双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁启动的电动机，则可用过电流继电器延时动作型的，做它的过载和短路保护。因为热元件受热变形需要时间。故热继电器不能做短路保护。

　　8）、电动机的启动电流一般为额定电流的5～7倍。对于不频繁启动、连续运行的电动机，在启动时间不超过6s的情况下，可按电动机的额定电流选用热继电器。

　　9）、考虑具体工作情况 若要求电动机不允许随便停机，以免遭受经济损失，只有在发生过载事故时，方可考虑让热继电器脱扣。此时，选取热继电器的整定电流应比电动机额定电流偏大一些。

　　3.2什么时候使用热继电器作过载保护

　　在没有使用变频器以前，一般的电路上都必须使用热继电器，而在使用了变频器后，因为变频器带了自动过载保护，所以热继电器就成了多余的东西，可以不用了。

　　（1）热继电器只适合用于不频繁启动、轻载启动的电动机进行过载保护。对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

　　（2）对于工作时间较短、间歇时间较长的电动机〔例如，摇臂钻床的摇臂升降电动机等）。以及虽然长期工作但过载可能性很小的电动机（例如，排风机电动机等〕可以不设过载保护。

　　3.3热继电器的安装

　　热继器安装的方向、使用环境和所用连接线都会影响动作性能，安装时应引起注意。

　　（1）热继电器的安装方向

　　热继电器是电流通过发热元件发热，推动双金属片动作。热量的传递有对流、辐射和传导三种方式。其中对流具有方向性，热量自下向上传输。在安放时，如果发热元件在双金属片的下方，双金属片就热得快，动作时间短；如果发热元件在双金属片的旁边，双金属片热得较慢，热继电器的动作时间长。当热继电器与其它电器装在一起时，应装在电器下方且远离其它电器50mm以上，以免受其它电器发热的影响。热继电器的盖子要盖好。热继电器的安装方向应按产品说明书的规定进行，以确保热继电器在使用时的动作性能相一致，误差一般不应超过5°。

　　（2）使用环境

　　主要指环境温度，它对热继电器的快慢影响较大。热继电器周围介质的温度，应和电动机周围介质的温度相同，否则会破坏已调整好的配合情况。例如，当电动机安装在高温处、而热继电器安装在温度较低处时，热继电器的动作将会滞后（或动作电流大）；反之，其动作将会提前（或动作电流小）。

　　对没有温度补偿的热继电器，应在热继电器和电动机两者环境温度差异不大的地方的使用。对有温度补偿的热继电器，可用在热继电器与电动机两者环境温度有一定差异的地方，但应尽可能减少因环境温度变化带来的影响。

　　（3）连接线

　　热继电器的连接线除导线外，还起导热作用。如果连接线太细，则连接线产生的热量会传到金属片，加上发热元件沿导线向外散热少，从而缩短了热继电器的脱扣动作时间；反之，如果采用的连接线太粗，则会延长热继电器的脱扣动作时间。所以连接导线截面不可太细或太粗，应尽量采用和说明书规定的或相近的截面积。

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