Elektrische motoren dienen als de fundamentele energiebron voor industriële apparatuur, huishoudelijke apparaten en transportsystemen. Hun veilige en stabiele werking is cruciaal, maar bent u zich bewust van de risico's die motoren lopen tijdens overbelastingsomstandigheden? Hoe kunnen deze potentiële bedreigingen effectief worden voorkomen om de betrouwbaarheid van de apparatuur op lange termijn te garanderen? Dit artikel onderzoekt de cruciale technologie van overbelastingsrelais voor motorbescherming.

Elektrische motoren zetten elektrische energie om in mechanische energie, waardoor apparatuur wordt aangedreven, variërend van blowers en ventilatoren tot compressoren, kranen, extruders en crushers. Hiervan domineren AC-inductiemotoren industriële en commerciële toepassingen vanwege hun robuuste constructie en uitstekende bedrijfskenmerken. Inductiemotoren worden voornamelijk gecategoriseerd als enkelfasig of driefasig, elk geschikt voor verschillende toepassingen.

Wanneer een motor een stroom trekt die de nominale capaciteit overschrijdt, treedt overbelasting op. Deze toestand genereert overmatige hitte die wikkelingen kan beschadigen en mogelijk onomkeerbare schade kan veroorzaken aan zowel de motor als de bijbehorende circuitcomponenten. Effectieve overbelastingsbeveiliging voor motoren en hun aftakcircuits is daarom essentieel. Overbelastingsrelais dienen deze cruciale functie door de circuitstroom te bewaken en de stroom onmiddellijk te onderbreken wanneer vooraf ingestelde limieten worden overschreden.

Overbelastingsrelais worden doorgaans gecombineerd met contactoren om motorstarters te vormen, die zowel controle- als beschermingsfuncties uitvoeren. Hun primaire rol omvat het continu bewaken van de motorstroom. Wanneer de stroom veilige drempels overschrijdt gedurende een vooraf bepaalde duur, schakelt het relais om het motorbesturingscircuit te openen, waardoor de contactor wordt uitgeschakeld en de stroom wordt losgekoppeld om hitteschade te voorkomen.

Na het uitschakelen kunnen overbelastingsrelais handmatig worden gereset, hoewel sommige modellen automatische resetmogelijkheden hebben na een afkoelperiode. Motoren mogen pas opnieuw worden gestart nadat de oorzaak van de overbelasting is verholpen.

• Stroomdetectie-element: Detecteert de grootte van de circuitstroom met behulp van bimetaalstrips, magnetische spoelen of elektronische sensoren
• Thermisch element: Reageert op warmte die wordt gegenereerd door verwarmingselementen via bimetaalstrips, smeltbare legeringen of elektronische sensoren
• Uitschakelmechanisme: Activeert wanneer de stroom veilige niveaus overschrijdt om de stroom te onderbreken
• Resetmechanisme: Maakt circuitherstel mogelijk na probleemoplossing, handmatig of automatisch
• Hulpcontacten: Signaalrelaisstatus naar andere systeemcomponenten zoals alarmen of indicatoren
• Aanpassingsregelaars: Maken aanpassing van de uitschakeltijden voor specifieke toepassingen en motorclassificaties mogelijk

• Voorkom schade aan apparatuur door overmatige stroom en hitte
• Verbeter de veiligheid door brandgevaar tijdens overbelasting te verminderen
• Verlaag de kosten door dure reparaties en vervangingen te voorkomen
• Biedt automatische respons zonder continue bewaking
• Biedt instelbare instellingen voor diverse toepassingen
• Behoudt een betrouwbare werking bij wisselende temperaturen en belastingen

Overbelastingsrelais, die in serie met motoren zijn aangesloten, bewaken de bedrijfsstroom. Wanneer de stroom de ingestelde drempels overschrijdt, schakelt het relais om de stroom los te koppelen. Handmatige of automatische reset volgt na het oplossen van de overbelastingsconditie.

Deze veelgebruikte relais gebruiken twee metalen strips met verschillende uitzettingscoëfficiënten. De stroomstroom verwarmt de strips, waardoor differentiële buiging ontstaat die het uitschakelmechanisme activeert. Warmtegeneratie volgt de wet van Joule (H ∝ I²Rt), waardoor snellere uitschakelingen bij hogere stromen ontstaan. Sommige modellen hebben omgevingscompensatie voor temperatuurstabiliteit.

Deze relais bevatten verwarmingswikkelingen en smeltbare metaalmengsels en schakelen uit wanneer de overbelastingsstroom de legering smelt, waardoor het uitschakelmechanisme wordt vrijgegeven. Ze vereisen doorgaans een handmatige reset na het aanpakken van de overbelastingszaak.

Elektronische versies elimineren verwarmingselementen, waardoor de installatiekosten worden verlaagd. Ze bieden superieure faseverliesbescherming en instelbare uitschakelinstellingen, terwijl ze ongevoelig blijven voor veranderingen in de omgevingstemperatuur.

Deze economische relais gebruiken met soldeer gevulde metalen capsules die smelten tijdens overbelasting, waardoor de circuitonderbreking wordt geactiveerd. Handmatige reset is vereist na het uitschakelen.

Deze relais gebruiken stroomproportionele magnetische velden en reageren snel op plotselinge overstromen, waardoor ze ideaal zijn voor kortsluitbeveiliging. Hun instelbare uitschakelinstellingen zijn geschikt voor verschillende toepassingen.

Geavanceerde modellen bieden nauwkeurige stroombewaking en faseverliesbescherming. Hun betrouwbaarheid en nauwkeurigheid passen bij moderne industriële toepassingen die geavanceerde motorbescherming vereisen.

Deze relais zijn ontworpen voor temperatuurstabiliteit en passen zich aan omgevingsvariaties aan om valse uitschakelingen te voorkomen en tegelijkertijd de beschermingsnauwkeurigheid te behouden.

Overbelastingsrelais hebben inverse tijd-stroomcurves die worden geclassificeerd door uitschakelklassen (5, 10, 20, 30). Deze geven uitschakeltijden aan bij 720% van de vollaststroom. De selectie is afhankelijk van de thermische capaciteit van de motor en de belastingseigenschappen:

• Klasse 5: Snel uitschakelen voor kritieke toepassingen
• Klasse 10: Veelvoorkomend voor motoren met een lage thermische capaciteit (bijv. dompelpompen)
• Klassen 10/20: Algemene toepassingen
• Klasse 30: Belastingen met hoge traagheid die vertraagd uitschakelen vereisen

Deze uitgebreide analyse van overbelastingsrelais belicht hun cruciale rol bij motorbescherming en behandelt operationele risico's, werkingsprincipes, typen, voordelen en uitschakelkenmerken. De juiste implementatie van deze apparaten zorgt voor motorbetrouwbaarheid en een lange levensduur in industriële en commerciële toepassingen.