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1.3 继电器
1.3 继电器
1.3.1热继电器
1．热继电器的作用和保护特性
热继电器是专门用来对连续运行的电动机进行过载及断相保护，以防止电动机过热而烧毁的保护电器。
三相交流电动机在长期欠电压带负荷运行、长期过载运行及缺相运行等都会导致电动机绕组过热而烧毁。但是电动机又有一定的过载能力，为了既发挥电动机的过载能力，又避免电动机长时间过载运行，就要用热继电器作为电动机的过载保护。
热继电器的文字符号为FR，图形符号如图所示
热继电器中通过的过载电流和热继电器触点动作的时间关系就是热继电器的保护特性。
电动机的允许过载电流和电动机允许的过载时间的关系称为电动机的过载特性。
为了适应电动机的过载特性又要起到过载保护的作用，要求热继电器的保护特性和电动机的过载特性相配合，且都为反时限特性曲线。
热继电器的保护特性应在电动机过载特性的下方，并靠近电动机的过载特性。
2．热继电器的分类及主要技术参数和型号
按相数来分
单相
两相
三相式
功能
带断相保护装置
不带断相保护装置
按复位方式分
自动复位（触点断开后能自动返回）
手动复位
按温度补偿分
带温度补偿
不带温度补偿
热继电器的主要技术参数有：额定电压、额定电流、相数、整定电流等。
热继电器的整定电流是指热继电器的热元件允许长期通过又不致引起继电器动作的最大电流值，超过此值热继电器就会动作.
型号含义
每一系列的热继电器一般只能和相应系列的接触器配套使用，如JR20热继电器和CJ20接触器配套使用
3．热继电器的工作原理
热继电器主要由热元件、双金属片、触点系统、动作机构等元件组成。
双金属片是热继电器的测量元件。
它由两种不同膨胀系数的金属片采用热和压力结合或机械碾压而成，高膨胀系数的铁镍铬合金作为主动层，膨胀系数小的铁镍合金作为被动层。
热继电器是利用测量元件被加热到一定程度，双金属片将向被动层方向弯曲，通过传动机构带动触点动作的保护继电器.
1-推杆 2-主双金属片 3-加热元件 4-导板
5-补偿双金属片 6-常闭静触点 7-常开静触点
8-复位螺钉 9-动触点 10-按钮11-调节旋钮
12-支撑件 13-压簧
主双金属片2与加热元件3串接在电动机主电路的进线端。
热继电器的常闭触点串接于电动机的控制电路。
热继电器的常开触点可以接入信号回路。
调节旋扭11为偏心轮，转动偏心轮，可以改变补偿双金属片5与导板4的接触距离，从而调节热继电器动作电流的整定值
调节复位螺钉8来改变常开触点7的位置，使热继电器工作在手动复位或自动复位两种工作状态。热继电器动作后，应在5min内自动复位，或在2min内，可靠地手动复位。若调成手动复位时，在故障排除后要按下按扭10恢复常闭触点闭合的状态
补偿双金属片的作用是用来补偿环境温度对热继电器的影响
4．带断相保护的热继电器
三相异步电动机为星形型接线，线电流等于相电流，流过电动机绕组的电流和流过热继电器热元件的电流相同。当线路发生一相断线时，另外两相的电流过载，由于流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加的比例相同，因此普通的两相或三相热继电器动作，保护电动机。
若三相异步电动机为三角形型接线，正常运行时相电流等于线电流的 ， 即流过电动机绕组的电流是流过热继电器热元件电流的
而当发生断相时，流过电动机接于全压绕组的电流是线电流（即流过热继电器热元件电流）的2/3，
如果热继电器的整定的动作电流是I，则电动机中允许通过的最大电流为
但是当发生断相时，热继电器的动作电流仍然是I，
但是电动机一相绕组中的电流将达到2I/3，这样便有烧毁绕组的危险。
所以：三角形型接线的电动机必须采用带有断相保护的热继电器
带有断相保护的热继电器
图中将热继电器的导板改为差动机构。
a为通电前各部件的位置；
b为正常通电时的位置，三相双金属片都受热向左弯曲一小段距离，继电器不动作。
c为三相同时过载，三相双金属片同时向左弯曲，通过传动机构使常闭触点打开；
d为C相断线的情况，此时C相的双金属片逐渐冷却，其端部向右移动，推动上导板向右移动，而另外两相的双金属片在电流加热下，端部仍然向左移动，上下导板的差动作用经杠杆放大，迅速使常闭触点打开，实现了断相保护的作用
1-上导板 2-下导板 3-主双金属片4-顶头5-杠杆
5．热继电器的选用
1） 一般情况下可以选用两相结构的热继电器。对于电网均衡性差的电动机，宜选用三相结构的热继电器。定子绕组做三角形型连接，应采用有断相保护的三个热元件的热继电器作过载和断相保护。
2）热元件的额定电流等级一般应等于（0.95~1.05）倍电动机的额定电流，热元件选定后，再根据电动机的额定电流调整热继电器的整定电流，使整定电流与电动机的额定电流相等。
3） 对于工作时间短、间歇时间长的电动机，以及虽长期工作，但过载可能性小的（如风机电动机），可不装设过载保护。
6．热继电器的故障及维修
1）热元件烧断。当热继电器负荷侧出现短路或电流过大时，会使热元件烧断。这时应切断电源检查线路，排除电路故障，重新选用合适的热继电器。更换后应重新调整整定电流值。
2）热继电器误动作。误动作的原因有：整定值偏小，以致未出现过载就动作；电动机启动时间过长，引起热继电器在启动过程中动作；设备操作频率过高，使热继电器经常受到启动电流的冲击而动作；使用场合有强烈的冲击及振动，使热继电器操作机构松动而使常闭触点断开；环境温度过高或过低，使热继电器出现未过载而误动作，或出现过载而不动作，这时应改善使用环境条件，使环境温度不高于+40℃，不低于-30℃。
3）热继电器不动作。由于整定值调整的过大或动作机构卡死、推杆脱出等原因均会导致出现过载而热继电器不动作。
4）热继电器常闭触点接触不良，将会使整个电路不工作。这时应清除触点表面的灰尘或氧化物。
JR20系列热继电器
JR20系列热继电器适用于交流50Hz，主电路额定电压至660V，电流至630A的电力系统中作为三相交流电动机的过载和断相保护，有断相保护、温度补偿、脱扣指示功能，能自动与手动复位，并与CJ20系列交流接触器配合使用，组成电磁起动器。
JR36系列热继电器
适用于交流50Hz或60Hz，主电路额定电压至660V，电流至160A的电力系统中作为三相交流电动机的过载和断相保护，有温度补偿，自动与手动复位功能
JRS1（LR1-D）系列热继电器
JRS5(TH-K)系列热过载继电器
3UA(JRS2)热继电器
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