熱繼電器的原理與使用

熱繼電器一般廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)及日常生活中，它是利用熱效應(yīng)原理制成的限電器。一般其控制電流在幾安培至幾十安培之間，具有控制電流大小連續(xù)可調(diào)、冷卻后可自動(dòng)恢復(fù)、安裝簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，熱繼電器一般可分為溫度繼電器和電熱繼電器兩種。

　　溫度繼電器是將熱敏元件直接與熱源接觸通過(guò)熱傳導(dǎo)改變雙金屬片形狀，從而實(shí)現(xiàn)繼電器控制，其能量轉(zhuǎn)換方式為：熱能——機(jī)械能。家用電飯鍋內(nèi)部所使用的溫控器就是其典型的應(yīng)用。固定于發(fā)熱盤(pán)底部的溫控器通過(guò)發(fā)熱盤(pán)工作時(shí)的熱傳導(dǎo)使雙金必片受熱，當(dāng)發(fā)熱盤(pán)溫升到一定程度時(shí)雙金屬片因變形加劇最終使觸頭斷開(kāi)，發(fā)熱盤(pán)停止加熱；當(dāng)雙金屬片冷卻到一定限度后又重新接通電路，恢復(fù)加熱，實(shí)現(xiàn)恒溫控制。另外，還用于電熨斗、電開(kāi)水器等。
　　電熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)恒溫控制。多用于大負(fù)荷電氣設(shè)備(如電動(dòng)機(jī))的過(guò)載保護(hù)，能量轉(zhuǎn)換方式為：電能——熱能——機(jī)械能。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1，主要由熱元件雙金屬片、扣板、拉簧、絕緣拉板及觸頭等部件組成；外部設(shè)有帶刻度盤(pán)的調(diào)節(jié)旋鈕，通過(guò)調(diào)節(jié)可改變控制電流的起控點(diǎn)。
　　當(dāng)電路工作時(shí)，負(fù)荷電流通過(guò)電熱元件，電熱元件發(fā)熱并傳遞給其附近的由兩層不同熱膨脹系數(shù)金屬合成的雙金屬片，雙金屬片受熱后向上(熱膨脹系數(shù)小的一面)彎曲。當(dāng)負(fù)荷電流增大到一定程度時(shí)，雙金屬片隨時(shí)間延長(zhǎng)彎曲也加大，最終在拉力彈簧作用下斷開(kāi)觸頭，切斷電源，由于熱傳遞具有一定時(shí)滯特性，因此熱繼電器動(dòng)作取決于兩個(gè)主要因素，即電流因素和時(shí)間因素。經(jīng)實(shí)測(cè)，當(dāng)通過(guò)電熱繼電器的電流I為設(shè)定電流Io的1倍即I=Io時(shí)不動(dòng)作；當(dāng)I=1.2Io時(shí)，動(dòng)作時(shí)間20分鐘；當(dāng)I=1.5Io時(shí)，動(dòng)作時(shí)間為2分鐘。但由于熱傳導(dǎo)的固有特性，即使I=6Io時(shí)仍需5～6秒的動(dòng)作時(shí)間。因此電熱繼電器常用作過(guò)載保護(hù)，不宜用作過(guò)流保護(hù)。

　熱繼電器在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制應(yīng)用中常與交流接觸器配合使用，構(gòu)成過(guò)載保護(hù)限電器。如圖2所示，按下啟動(dòng)按鈕QA，接觸器JC吸合，主電路被接通，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)；與此同時(shí)常開(kāi)觸頭JC-4閉合，電路自鎖運(yùn)行。按下停止按鈕TA時(shí)接觸器因線圈斷電而釋放觸頭，電路停止運(yùn)行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載至一定程度時(shí)電熱繼電器RJ動(dòng)作，斷開(kāi)接觸器線圈供電，負(fù)載被完全切斷，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。