浅谈如何设置热继电器的电流整定值

浅谈如何设置热继电器的电流整定值

热继电器一般与接触器配合使用，用于电机的过电流发热保护。

关于热继电器电流整定值的设定，从始至终就一直有不同的说法。一种观点认为热继电器的电流整定值就设置在电机额定电流值附近，另一种观点认为热继电器的电流整定值设置要超出电机额定电流值，例如1.05-1.2倍额定电流值等。

电机上的额定电流值其实表征着电机的工作能力，也就代表着可以最大程度承受负载的力量要求，而这个能力其实也随着电机的运行慢慢变化着（基本是朝着衰弱的方向变化）。假设一台电机的额定电流是100A，预示着电机在未老化时，是可以在100A以内长时间工作的。很多人进行热继电器整定值设定时，是根据惯例，大致知道热继电器是在防止电流过大造成对电机的伤害，具体伤害是如何产生的不太清楚。

我们时常说的电机烧毁，为什么说是电机烧毁？电机在运行过程中伴随着电流在绕组上的穿行，而绕组是有一定的电阻的，电流在绕组上经过时间的积累产生热量，热量公式Q=I²Rt，随着负载的增大，电流值上升，热量也跟着上升。正常情况下，电机运行过程中产生的热量跟散发的热量会形成动态的平衡（这里面涉及到电机的温升跟绝缘等级这两个重要参数，有兴趣的可以自己了解一下）。大家得明白一个原理，在高于环境温度的情况下，比如物体温度从100℃降低到80℃的时间是比物体温度从60℃降低到40℃的速度快的，也就是说温度越高的情况下热量散发速度是越快的。我们来看电机的运行过

程：电机在低负载下运行，电流较低，产生的热量较少，电机温度升到一个较低的温度T1就能保证电机的产热量跟散热量平衡。当电机负载增加后，运行电流升高，产生的热量增加，此时电机的散热量不足以将产生的热量全部散发，造成电机温度升高，此时电机的散热量也增加，直到产热量与散热量重新平衡，此时电机的温度就是一个新的平衡温度T2。随着负载的不断增加，平衡温度T不断升高，直到T 超过绕组材料能承受的临界值T0，造成绕组损坏甚至烧毁。所以我们在使用电机过程中就得保证绕组平衡温度不能达到损坏材料的温度值，这样也就限定了电机长时间运行的最大电流值Id。而电机在实际生产中，标定的额定电流值Ie肯定会比Id小，以保证实际使用过程中的电流冗余。根据公式，热量的积累跟电流值、电阻值、以及电流在电阻上的时间积累都有关系。所以短时间超过Id的电流值是允许的。

我们为防止电机损坏，就得对电机的产生的热量进行限制。接下来说一下我们常用的电机保护元件，热继电器。热继电器的原理是流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过电流保护。我们设定热继电器的整定电流值，说是一个电流值，倒不如说是设定了一个使双金属片发生形变的热量值Qe。电机运行过程超过这个热量值就切断电气回路保护电机。这个热量值也是跟电流、电阻、时间有关，热继电器在整定电流值Ir设置后，根据公式Q=I²Rt，热继电器在以下情况是

不会切断电路的：1、运行电流值在整定值Ir之内；2、在一定时间范围内超越Ir，这个“一定时间”跟超出Ir电流成负相关关系，也就是超出电流越多，热继电器动作的时间越短。

正常情况下，将热继电器的整定值设置成电机的额定电流是能有效的保障电机绕组的温度在材料承受范围内的。因为不同的电机生产厂家不同，电机绕组材料、加工工艺的不同。我们不能很好的确定超出额定电流后电机产散热平衡时的温度是否对电机有损伤（虽然电机一般会有温度余量）。且随着电机使用年限的加长，材料的老化，电机耐受力将下降，后期的热量极限值必定下降。

综上所述，建议将热继电器的电流整定值设为电机的额定电流值，超年限电机应适当下调。而且，在实际生产过程中，一般使用的电机额定负载都会比实际运行负载大一些，所以热继电器的电流整定值设成电机的额定电流值是够用且安全的。当然，对于某些电机工况、电机温升比较了解的，且电机选型比较紧凑（一些小厂，负载30KW，电机就选30KW），知道长时间超电机额定电流运行时，电机不会因温度太高而造成绕组损伤的可以适当调高热继电器的整定电流值。