В системах автоматического управления и защиты электрических приводов наряду с электромагнитными широко используют различные тепловые и механические реле.
Для защиты электроприводов от чрезмерных перегрузок в сетях переменного тока применяют тепловые реле, выполняющие функции реле максимального тока.
Особенностью тепловых реле является то, что они срабатывают не мгновенно, а с некоторой выдержкой времени. Это позволяет использовать их для защиты короткозамкнутых асинхронных двигателей, развивающих значительные кратковременные пусковые токи. Вследствие большой инерционности, определяемой временем, необходимым для разогрева теплового элемента до температуры срабатывания, тепловые реле не успевают отключить двигатель от сети в период его пуска.
Обычно тепловые реле встраивают в аппараты управления (контроллеры, магнитные пускатели, установочные автоматические выключатели и т. д.).
Рис. 25. Тепловое реле ТТ-1
Тепловые реле типа ТТ-1 (рис. 25) состоят из: пластинчатого (или спирального) нагревательного элемента 1, биметаллической пластинки 2, рычага 3, подвижного 5 и неподвижного 6 контактов, пружины 7. При нагревании биметаллическая пластинка изгибается в сторону элемента с меньшим коэффициентом линейного расширения и освобождает рычаг 3. Последний под действием пружины поворачивается и размыкает контакты 5—6. Подвижная система реле возвращается в начальное положение, при котором контакты замкнуты, кнопкой возврата 4.
В отличие от электромагнитных тепловые реле максимального тока не могут служить для защиты от токов короткого замыкания из-за большой тепловой и механической инерционности биметаллического элемента, их нагревательный элемент может перегореть раньше, чем разомкнутся контакты реле.
Значительно более надежной является температурная защита электрических двигателей и генераторов, осуществляемая различными реле температурного контроля.
Контактные термометры используют для дистанционного включения приборов сигнализации или системы автоматического регулирования температурного режима при повышении температуры контролируемого объекта до некоторой предельной величины. Различают биметаллические и жидкостно-газовые контактные термометры.
Биметаллический контактный термометр конструктивно подобен тепловому реле. Его биметаллическая пластинка (или пружина), нагреваясь, изгибается и размыкает контакты в цепи управления, что, в конечном счете, приводит к включению цепи сигнализации электромагнитным реле сигнализации.
Жидкостно-газовый контактный термометр (рис. 26) предназначен для дистанционного контроля температуры помещения. Он состоит из термобаллона 4, наполненного легкоиспаряющейся жидкостью (хлорэтил), двух манометрических пружин (трубки Бурдона) —основной 2 и компенсационной 1, соединительной капиллярной трубки 3, измерительного элемента 5 и контактной системы 6.
Термобаллон устанавливают в контролируемом помещении (рефрижераторной камере, пожароопасном помещении), а манометрический измерительный прибор — вне его.
Рис. 26. Жидкостно-газовый контактный термометр
При повышении температуры в контролируемом помещении жидкость в баллоне начинает испаряться, в результате чего возрастает давление в основной манометрической трубке (пружине). Трубка давит на подвижную систему измерительного элемента, которая, поворачиваясь, вызывает при определенном значении температуры размыкание контактов в сигнальной электрической цепи. Связанная с подвижной системой измерительная стрелка показывает на шкале температуру в контролируемом помещении.
Поплавковое реле (рис. 27) является наиболее простым механическим датчиком в установках контроля уровня воды. Оно крепится внутри резервуара с жидкостью на одной из его стенок. Реле состоит из поплавка 3, связанного через систему рычагов 2, 5 и сильфон-разъединитель 4 с контактной системой микровыключателя 1. При понижении уровня жидкости в резервуаре поплавок опускается и в определенном его положении замыкаются контакты микровыключателя. В результате происходит пуск двигателя насоса.
При повышении уровня жидкости поплавок всплывает, но контакты микровыключателя размыкаются лишь при определенном уровне заполнения резервуара.
Рис. 27. Поплавковое реле
Рис. 28. Манометрическое реле:
а — тип РМ-52/2 (одинарное); б — тип РМ-52/3 (двойное); 1 — стакан с рейкой; 2 — поршень; 3 — мембрана; 4 —шестерня; 5 — рычаг; 6 и 7 — подвижный и неподвижный контакты; 8 — колонки
Манометрические реле используют в системах управления электроприводов насосов, компрессоров и др. Устройство одинарного манометрического реле типа РМ-52/2 показано на рис. 28, а. Давление в системе воспринимается мембраной, деформация которой вызывает перемещение поршня и подвижного стакана. На стенке стакана укреплена зубчатая рейка, вызывающая при перемещении стакана поворот шестерни, связанной с контактной системой. При повышении давления до максимальной величины электрические контакты размыкаются и электродвигатель автоматически останавливается. Если давление понизилось, стакан под воздействием пружины возвращается в исходное положение и замыкает контакты. Электродвигатель начинает работать.
Сдвоенное манометрическое реле (рис. 28, б) типа РМ-52/3 скомплектовано из двух одинарных реле. Одно реле настраивается на нижний уровень давления, при котором происходит автоматический пуск электродвигателя насоса, а другое — на верхний уровень давления, при котором двигатель останавливается.
Давление воспринимается мембраной и через поршень и колонки передается системе рычагов, воздействующих на подвижный контакт. При понижении давления до заданного минимального значения подвижный и неподвижный контакты, замыкаясь, включают электродвигатель, а при повышении его до максимального — контакты размыкаются и двигатель останавливается.
