В прошлой статье мы разобрали, как работает тепловое реле и зачем оно нужно электродвигателю. Теперь перейдём к практике — к настройке.
В винтовом компрессоре обычно есть два основных электродвигателя:
- основной двигатель, который вращает винтовой блок;
- двигатель вентилятора, который охлаждает радиатор и масло.
Именно здесь у начинающих часто возникает вопрос: почему уставки теплового реле у этих двигателей могут заметно отличаться?
Например, на шильдике основного двигателя написано 72 А, а на тепловом реле выставлено около 42 А.
Первая мысль: кто-то ошибся.
Но на самом деле такая настройка может быть совершенно правильной.
Чтобы понять почему, сначала разберёмся с основными обозначениями и простыми понятиями.
Что такое номинальный ток двигателя
На корпусе электродвигателя есть металлическая табличка — шильдик.
На ней производитель указывает основные характеристики двигателя: мощность, напряжение, частоту вращения, ток и другие параметры.
Например:
37 кВт — 380/660 В — 72 А.
В нашем примере 72 А — это номинальный ток двигателя.
Номинальный ток часто обозначают:
Iн
Читается: «и номинальное».
Если говорить простыми словами, номинальный ток — это ток, на длительную работу с которым рассчитан двигатель при нормальных паспортных условиях.
Можно сравнить это с грузоподъёмностью автомобиля.
Допустим, машина рассчитана перевозить одну тонну. Если один раз положить чуть больше, она, скорее всего, не развалится. Но постоянно ездить с серьёзным перегрузом уже опасно: растёт нагрузка на двигатель, подвеску, тормоза.
С электродвигателем похожая ситуация.
Во время запуска он может кратковременно потреблять ток намного выше номинального — и это нормально.
Но если двигатель длительное время потребляет слишком большой ток, он начинает перегреваться. Изоляция обмоток стареет быстрее, а при серьёзной перегрузке двигатель может выйти из строя.
Именно от такой ситуации его и защищает тепловое реле.
Что такое уставка теплового реле
На тепловом реле есть регулировочная шкала.
Число, которое мы выставляем на этой шкале, называют уставкой теплового реле.
Для удобства в статье будем обозначать её:
Iуст — ток уставки теплового реле.
Получается, нам нужно запомнить две вещи:
Iн — номинальный ток двигателя;
Iуст — значение, которое выставляется на тепловом реле.
Иногда эти значения практически совпадают.
Например:
Iн = 5 А → Iуст ≈ 5 А.
А иногда отличаются довольно сильно:
Iн = 72 А → Iуст ≈ 42 А.
Почему — сейчас разберём.
Зачем тепловое реле, если при запуске ток всё равно выше номинального
При запуске обычный асинхронный электродвигатель кратковременно потребляет ток, который может в несколько раз превышать его рабочее значение.
Но тепловое реле не должно отключать двигатель при каждом нормальном запуске.
Почему?
Потому что оно работает не как мгновенный выключатель.
У теплового реле есть определённая задержка срабатывания. Оно учитывает не только величину тока, но и то, как долго двигатель работает с перегрузкой.
Представьте, что вы толкаете автомобиль.
Сдвинуть стоящую машину с места тяжело. В первые секунды требуется большое усилие.
Но когда автомобиль уже покатился, поддерживать движение намного легче.
С электродвигателем происходит примерно то же самое: самый тяжёлый момент — запуск.
Поэтому кратковременный высокий пусковой ток сам по себе ещё не означает неисправность.
А вот если двигатель уже разогнался и продолжает долго потреблять слишком большой ток, тепловое реле должно сработать.
Что такое схема «звезда–треугольник»
На основных двигателях мощных винтовых компрессоров часто применяется запуск по схеме «звезда–треугольник».
Название звучит сложно, но принцип довольно простой.
Сначала двигатель запускается в соединении «звезда».
Так уменьшается пусковой ток и снижается нагрузка на электрическую сеть.
Двигатель набирает обороты.
Через несколько секунд автоматика переключает обмотки в «треугольник», и двигатель продолжает работать уже в обычном режиме.
Можно сравнить это с автомобилем.
Когда вы начинаете движение, вы не включаете сразу высокую передачу. Сначала нужен режим, который позволяет легче тронуться и набрать скорость.
Со схемой «звезда–треугольник» смысл похожий: сначала облегчённый пуск, затем нормальная работа.
Но именно здесь появляется важный момент при настройке теплового реле двигателя компрессора.
Как зависит уставка теплового реле от места его установки
Допустим, у нас есть двигатель:
37 кВт, Iн = 72 А.
Можно ли просто посмотреть на шильдик и выставить на тепловом реле 72 А?
Не всегда.
Сначала нужно посмотреть электрическую схему и понять, где именно установлено тепловое реле.
Тепловое реле установлено в линии
Представьте водопровод.
В дом входит одна большая труба. Если поставить счётчик прямо на входе, через него будет проходить весь поток воды.
Похожая ситуация возникает, если тепловое реле установлено в общей линии питания двигателя.
В таком случае через реле проходит полный линейный ток.
Если номинальный ток двигателя:
Iн = 72 А,
то отправной точкой для настройки теплового реле будет значение примерно того же порядка:
Iуст ≈ 72 А.
Конечно, окончательное значение нужно сверять с электрической схемой, документацией двигателя, компрессора и самого теплового реле.
Тепловое реле установлено внутри «треугольника»
А теперь представим, что та же большая труба разделилась на несколько веток.
На входе расход воды один, а в каждой отдельной ветке — уже меньше.
Похожий принцип работает и в соединении «треугольник».
Если тепловое реле установлено внутри треугольника, оно контролирует не полный линейный ток двигателя, а ток в одной из ветвей обмоток.
Он примерно в 1,73 раза меньше линейного тока.
Для расчёта удобно использовать коэффициент 0,58.
Формула получается простой:
Iуст ≈ Iн × 0,58
Возьмём наш двигатель:
Iн = 72 А.
Считаем:
72 × 0,58 ≈ 41,8 А.
Округлённо — около 42 А.
И теперь становится понятно, почему на двигателе может быть написано 72 А, а на тепловом реле выставлено примерно 42 А.
Двигатель не стал «42-амперным».
Просто тепловое реле стоит в другой точке электрической схемы и через него проходит меньший ток.
Реальный пример: двигатель 37 кВт и уставка около 42 А
Однажды на объекте мы меняли тепловое реле основного двигателя винтового компрессора.
Двигатель — 37 кВт.
На шильдике указан номинальный ток:
Iн = 72 А.
После замены теплового реле главный энергетик предприятия посмотрел на настройку и удивился:
— На двигателе 72 ампера. Почему на реле намного меньше? Оно же будет отключать компрессор.
Если смотреть только на цифры, вопрос кажется вполне логичным.
Но открываем электрическую схему.
Смотрим, где находится тепловое реле.
И видим, что оно контролирует ток внутри соединения «треугольник».
Дальше простой расчёт:
72 × 0,58 ≈ 42 А.
И всё становится понятно.
На шильдике двигателя указаны его паспортные характеристики.
А тепловое реле контролирует ток в конкретной части электрической схемы.
И эти две цифры не обязаны совпадать.
Этот пример хорошо показывает главное правило:
не начинайте настройку теплового реле только с цифры на шильдике. Сначала посмотрите электрическую схему.
Откуда берётся настройка 1,15–1,2 от номинального тока
Теперь ещё один частый вопрос.
В практике можно встретить рекомендации установить тепловое реле с некоторой поправкой относительно расчётного значения.
Например:
Iуст = Iн × 1,15
или даже:
Iуст = Iн × 1,2.
Если реле стоит внутри треугольника, расчёт может выглядеть так:
72 × 0,58 × 1,15 ≈ 48 А.
Такие значения действительно встречаются.
Но здесь важно понимать: коэффициент 1,15 или 1,2 нельзя автоматически применять к любому компрессору.
Почему?
Потому что окончательная уставка зависит от:
- конструкции двигателя;
- схемы его подключения;
- места установки теплового реле;
- характеристик самого реле;
- класса срабатывания;
- условий работы;
- требований производителя компрессора.
Если завод-изготовитель конкретного оборудования указывает определённую поправку — её можно использовать.
Если такой рекомендации нет, просто прибавлять 15-20% «на всякий случай» неправильно.
Так можно сделать защиту слишком грубой.
Представьте пожарную сигнализацию.
Если она постоянно срабатывает, можно увеличить температуру срабатывания настолько, чтобы она больше не беспокоила.
Но проблема в том, что настоящий перегрев она тоже заметит позже.
С тепловым реле похожая история.
Если защита регулярно отключает двигатель, нужно сначала найти причину, а не сразу увеличивать уставку.
Основной двигатель компрессора должен работать с перегрузкой?
Нет.
Иногда можно услышать мнение:
«Компрессор тяжело работает, поэтому основной двигатель постоянно немного перегружен. Для этого и нужен запас по тепловому реле».
Это не совсем правильный подход.
Исправный и правильно подобранный двигатель не должен постоянно работать в опасной перегрузке.
Но его рабочий ток действительно может меняться.
На него влияют:
- давление в пневмосистеме;
- напряжение сети;
- температура;
- состояние воздушного фильтра;
- состояние масляного фильтра;
- загрязнение сепаратора;
- состояние винтового блока;
- механическое сопротивление;
- режим загрузки компрессора.
Например, если выросло сопротивление в системе или компрессор постоянно работает при повышенном давлении, нагрузка на основной двигатель тоже может увеличиться.
Ток растёт.
Но если он действительно слишком высокий, правильное решение — найти причину перегрузки.
А не просто увеличить настройку реле до тех пор, пока компрессор перестанет отключаться.
Это примерно как заклеить лампу перегрева двигателя в автомобиле.
Лампочка больше не мешает.
Но причина перегрева никуда не исчезла.
Как настроить тепловое реле двигателя вентилятора
Теперь разберём двигатель вентилятора.
Его задача проще: вращать крыльчатку, которая прогоняет воздух через радиатор и охлаждает компрессор.
Обычно мощность двигателя вентилятора значительно меньше мощности основного двигателя.
Например:
основной двигатель — 37 кВт;
двигатель вентилятора — 2–5 кВт.
Но это не означает, что у вентилятора вообще нет пускового тока.
Он тоже кратковременно потребляет повышенный ток при запуске.
Просто исправно подобранное тепловое реле должно нормально переносить такой кратковременный режим.
Если двигатель вентилятора подключён напрямую, а тепловое реле стоит в линии питания, обычно за основу берётся номинальный ток двигателя вентилятора.
Например, на шильдике указано:
Iн = 5 А.
Тогда отправной точкой для настройки будет:
Iуст ≈ 5 А.
В этом случае цифра на шильдике двигателя и цифра на тепловом реле могут практически совпадать.
Но и здесь не стоит использовать правило:
«Вентилятор — значит всегда ставим по номиналу».
В разных компрессорах двигатель вентилятора может подключаться по-разному: напрямую, через контактор или, например, через частотный преобразователь.
Поэтому сначала всё равно смотрим схему.
Почему уставки основного двигателя и вентилятора разные
Теперь соберём всё в одном примере.
Допустим, у нас один винтовой компрессор.
Основной двигатель
Мощность:
37 кВт.
Номинальный ток:
Iн = 72 А.
Запуск:
Тепловое реле установлено внутри треугольника.
Расчёт:
Iуст ≈ 72 × 0,58 ≈ 42 А.
Двигатель вентилятора
Номинальный ток:
Iн = 5 А.
Подключение обычное, тепловое реле находится в линии.
Получаем:
Iуст ≈ 5 А.
То есть разные значения появились не потому, что для основного двигателя существует одно универсальное правило, а для вентилятора другое.
Причина в том, как подключены двигатели и какой именно ток проходит через каждое тепловое реле.
Как рассчитать уставку теплового реле: простой алгоритм
Если вы только начинаете разбираться в компрессорах и электродвигателях, можно запомнить следующий порядок.
1. Посмотрите шильдик двигателя
Найдите его номинальный ток — Iн.
Например:
Iн = 72 А.
Это одна из основных цифр, от которой начинается расчёт.
2. Откройте электрическую схему компрессора
Нужно понять:
- как подключён двигатель;
- каким способом он запускается;
- где находится тепловое реле.
Без этого правильно рассчитать уставку не всегда возможно.
3. Определите, какой ток проходит через тепловое реле
Если реле стоит в линии, ориентир обычно близок к номинальному току двигателя:
Iуст ≈ Iн.
Если реле стоит внутри треугольника, ориентировочно:
Iуст ≈ Iн × 0,58.
Например:
72 × 0,58 ≈ 42 А.
4. Проверьте руководство производителя
Если производитель компрессора или двигателя указывает конкретную уставку или допустимую поправку, ориентироваться нужно на заводскую документацию.
Конкретная инструкция важнее универсального совета из интернета.
5. После запуска измерьте фактический ток
После настройки желательно проверить реальные токи токовыми клещами.
Причём по всем трём фазам.
Если значения сильно отличаются друг от друга, это уже повод искать неисправность.
6. Не увеличивайте уставку только потому, что реле срабатывает
Если тепловое реле постоянно отключает компрессор, причиной могут быть:
- перегрузка двигателя;
- перекос фаз;
- пониженное напряжение;
- плохой электрический контакт;
- неисправность контактора;
- проблемы с компрессорным блоком;
- неисправное или неправильно подобранное тепловое реле.
Просто увеличить уставку — самое лёгкое решение.
Но далеко не всегда правильное.
Главное, что нужно запомнить
При настройке теплового реле винтового компрессора нельзя пользоваться только одним правилом:
«Что написано на двигателе, то и ставим на реле».
Иногда это действительно будет так.
А иногда двигатель с номинальным током 72 А будет совершенно правильно работать с тепловым реле, выставленным примерно на 42 А.
Всё зависит от электрической схемы и от того, какой ток фактически проходит через реле.
Запомните основные обозначения:
Iн — номинальный ток двигателя. Его смотрим на шильдике;
Iуст — ток уставки теплового реле, то есть значение, которое выставляем на его шкале;
0,58 — коэффициент, который используется при расчёте, если тепловое реле установлено внутри соединения «треугольник».
И самый простой порядок действий:
шильдик → электрическая схема → место установки теплового реле → документация → измерение фактического тока.
Тогда даже странная на первый взгляд ситуация «на двигателе 72 А, а на реле 42 А» становится вполне понятной.
В следующей статье разберём, почему тепловое реле может срабатывать даже при правильно выставленной уставке: перекос фаз, падение напряжения, плохие контакты, перегрузку компрессора и другие неисправности.
У вас есть вопросы, опыт ремонта или замечания по этой теме? Задавайте их в комментариях к этой статье на нашем канале в Дзене!
👉 Перейти к комментариям в Дзене