Przekaźniki przeciążeniowe
| TechnikaNagrzewanie się silnika w trakcie pracy jest nieuniknione. Nie można jednak dopuścić do jego przegrzania, ponieważ temperatura wpływa na wydajność oraz żywotność tych maszyn. W przypadku przekroczenia jej maksymalnej dopuszczalnej wartości parametry pracy silnika pogarszają się. W razie przedłużania się tego stanu może on nawet ulec uszkodzeniu.
Aby do tego nie dopuścić, kontroluje się temperaturę uzwojeń silnika. W tym celu wykorzystuje się wbudowane w nie czujniki termistorowe. Przegrzanie wykrywa się również pośrednio za pomocą przekaźników termicznych.
Komponenty te, monitorując prąd silnika, wykrywają przeciążenie. Jeżeli jego natężenie przekracza określoną wartość przez określony czas, przekaźnik przeciążeniowy odcina silnik od zasilania. Po jego schłodzeniu przekaźnik można zresetować. To ponownie uruchomi silnik. Wyróżnić można kilka typów przekaźników przeciążeniowych.
Przekaźniki ze stopem eutektycznym
Jednym z nich są przekaźniki ze stopem eutektycznym, topiącym się i krzepnącym w określonych temperaturach. Materiał ten po ogrzaniu przechodzi ze stanu stałego w ciekły. Po jego schłodzeniu zachodzi przemiana odwrotna.
W stanie stałym stop blokuje mechanizm odcinający zasilanie napędu. Prąd silnika przepływa przez elementy grzejne wewnątrz przekaźnika przeciążeniowego, zaś te podgrzewają topliwy materiał. Powoduje to jego upłynnienie, a w konsekwencji zwolnienie mechanizmu odcinającego zasilanie. Przekaźnika nie można zresetować, dopóki materiał eutektyczny nie ostygnie i nie powróci do stanu stałego.
Przekaźniki te sprawdzają się w warunkach silnych wibracji, gdyż stop o opisanych właściwościach ma tendencję do silnego wiązania. Z drugiej strony mają wiele ograniczeń w porównaniu do innych typów przekaźników. Przede wszystkim ich konstrukcja wyklucza takie funkcje jak: automatyczny reset i kompensacja wpływu otoczenia.
Pierwsza ma znaczenie, gdy dostęp do przekaźnika jest utrudniony, a druga, jeżeli silnik pracuje w skrajnych temperaturach otoczenia. Ograniczeniem przekaźników ze stopem eutektycznym jest również to, że jeżeli zostaną zresetowane w momencie krzepnięcia topliwego materiału, mechanizm odcinający zasilanie może się zablokować i konieczna bywa wymiana modułu grzejnego.
Przekaźniki bimetaliczne
Drugim typem są przekaźniki przeciążeniowe z elementem bimetalicznym. Składają się z modułu grzejnego połączonego szeregowo z silnikiem oraz paska wykonanego z bimetalu, czyli połączenia dwóch metali różniących się współczynnikami rozszerzalności cieplnej. Dzięki temu po podgrzaniu pasek się wygina. Służy on jako dźwignia wyzwalająca mechanizm odcinający zasilanie napędu.
W normalnych warunkach pracy ciepło wydzielane w elemencie grzejnym jest niewystarczające, by spowodować odkształcenie paska bimetalicznego na tyle, aby przekaźnik przeciążeniowy zadziałał. Wraz ze wzrostem prądu nagrzewa się jednak coraz mocniej. To sprawia, że pasek bimetaliczny coraz bardziej się wygina. Przy przeciążeniu silnika odkształcenie to jest już na tyle duże, że wyzwala mechanizm odcinający zasilanie.
Przekaźniki tego typu można zrealizować tak, aby możliwy był automatyczny reset. Wówczas gdy pasek bimetalowy ostygnie i zmieni swój kształt, silnik zostanie ponownie uruchomiony. Jeżeli jednak przyczyna przeciążenia nie została usunięta, przekaźnik ponownie zadziała, a potem znów zresetuje się w określonych odstępach czasu. Należy zatem zachować ostrożność przy wyborze przekaźnika tego typu, ponieważ powtarzające się przełączanie może ostatecznie uszkodzić silnik.
Przekaźniki z kompensacją i wersje elektroniczne
Dostępne są również przekaźniki przeciążeniowe bimetaliczne z kompensacją wpływu temperatury otoczenia. Zapobiegają one nieuzasadnianym wyłączeniom silnika w razie jej wahań. Wykorzystuje się w nich dwa paski z bimetalu. Na jeden z nich oddziałuje ciepło wydzielane w połączonym szeregowo z silnikiem elemencie grzejnym, a na drugi nie. Przy zmianie temperatury otoczenia oba paski wyginają się w jednakowym stopniu, co nie wpływa na zasilanie silnika. W przypadku jego przeciążenia jednak pierwszy z pasków odkształci się bardziej, wyzwalając mechanizm odcinający zasilanie napędu.
Alternatywą dla przekaźników elektromechanicznych są przekaźniki elektroniczne. Wykrywają one przeciążenie, monitorując prąd silnika. W przeciwieństwie do przekaźników elektromechanicznych nie mają ruchomych elementów ani nie wykorzystują modułu grzejnego, dzięki czemu są mniej wrażliwe na zmiany temperatury otoczenia. Są także zwykle szybsze i mają regulowane wartości zadane prądu i czasy wyzwalania. Dzięki brakowi iskrzenia mogą być używane w środowiskach zagrożonych wybuchem.
Monika Jaworowska
