热继电器

一、用途

热继电器主要用于保护电动机、电器设备等免受过载危害。当电动机长时间过载运行时，电流会比正常工作时大很多，这样会使电动机绕组发热，如果不及时处理，温度过高就可能损坏电动机。热继电器就像是一个“小卫士”，它能感知到电路中电流的变化，一旦电流超过设定的安全范围，也就是出现过载情况，热继电器就会自动切断电路，从而保护电动机等设备不会因为过热而损坏。

二、常见分类

1. 双金属片式热继电器

这是最常见的一种热继电器。它利用双金属片受热时产生的弯曲变形来动作。双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属材料贴合在一起制成的。当电路过载，电流增大，双金属片受热，由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属片就会向膨胀系数小的那一侧弯曲，从而推动相关机构动作，切断电路。

2. 热敏电阻式热继电器

它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。热敏电阻被放置在需要保护的电路或设备附近，当电路过载导致温度升高时，热敏电阻的阻值发生变化，通过检测阻值的变化来控制继电器动作，实现过载保护。

三、技术原理

热继电器的核心原理是基于电流的热效应。以双金属片式热继电器为例，当电流通过热继电器的发热元件时，发热元件会产生热量。这个热量会传递给双金属片，使双金属片受热膨胀。由于双金属片的两层金属热膨胀系数不同，所以会产生弯曲变形。当过载电流达到一定值并持续一定时间后，双金属片的弯曲程度就会足够大，推动触点动作，从而切断电路。一般来说，过载电流越大，双金属片升温越快，动作时间就越短。

四、应用场景

1. 工业电动机保护

在工厂里，有大量的电动机用于驱动各种机械设备，如机床、风机、水泵等。这些电动机在运行过程中可能会因为负载过大、机械故障等原因出现过载情况。热继电器可以安装在电动机的控制电路中，实时监测电动机的电流，一旦出现过载，及时切断电路，保护电动机安全。

2. 电力系统中的电器设备保护

在电力系统的一些小型电器设备中，也需要防止过载损坏。热继电器可以为这些设备提供可靠的过载保护，确保设备正常运行。

五、使用举例

假设一个工厂有一台额定功率为 10kW 的三相异步电动机，需要对其进行过载保护。我们选择合适的双金属片式热继电器进行安装。

1. 选型

根据电动机的额定电流来选择热继电器的额定电流。首先计算电动机的额定电流，对于三相异步电动机，额定电流的计算公式为 (I = \frac{P}{\sqrt{3}U\cos\varphi})（其中 (P) 是功率，(U) 是电压，(\cos\varphi) 是功率因数）。假设电压为 380V，功率因数为 0.85，计算可得额定电流约为 18A。我们可以选择额定电流为 20A 的热继电器，并且热继电器的电流调节范围要能覆盖电动机的额定电流。

2. 安装

将热继电器的发热元件串联在电动机的主电路中，这样才能使主电路中的电流通过发热元件产生热量。将热继电器的控制触点接入电动机的控制电路中，当热继电器动作时，其控制触点可以切断控制电路，从而使电动机停止运行。

3. 调试

安装完成后，需要对热继电器进行调试。根据电动机的实际运行情况，调节热继电器的动作电流，使其略大于电动机的额定电流。一般可以将动作电流设定为电动机额定电流的 1.1 - 1.2 倍。调试完成后，进行试运行，观察热继电器是否能正常工作。如果电动机在正常运行时热继电器不动作，而在过载时能及时切断电路，说明热继电器的选型、安装和调试都正确。