热继电器：电动机过载保护的关键设备

热继电器：电动机过载保护的关键设备

热继电器是一种电动机过载保护电器，常常与接触器配合使用，全名应是热过载继电器（thermal overload relay）。本文将详细介绍热继电器的结构、工作原理、应用案例以及相关技术问题的解答。

（a）NR4-63型

（b）JR36-20型

图1 热继电器

电动机过载是指电动机带负载吃力或带不动负载的情形，此时运行电流超过额定电流，比如，电动机缺相、堵转、高温环境等。若电动机长期过载运行，会导致绕组温升超过允许值，使绝缘老化或损坏。

电动机烧毁维修困难，影响生产生活。热继电器允许电动机短暂过载，若持续高电流引起过热，则能通过热效应跳闸断开主电路，从而保护电动机。

应用于电动机保护的接线如图2所示。

图2 热继电器用于电动机过载保护

1. 热继电器结构和工作原理

热继电器结构如图3所示，由发热元件、双金属片、连杆、触点等组成。其工作原理是，流入发热元件（一段电阻丝）的电流产生热量，使不同膨胀系数的双金属片（如图4）发生形变（bend），当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，常闭触点（NC）使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。

图3 热继电器结构

图4 双金属片原理

2. 案例：NR4-63型热继电器

通过淘宝网页，可知该型号热继电器的详细信息，如图5所示。

图5 NR4-63型热继电器的面板

（1）进线端子：接入电动机主电路。

（2）常闭触点（95,96）：接入电动机控制电路。

（3）常开触点（97,98）：接入报警指示电路。

（4）整定电流调节：根据实际情况调整，可按电动机额定电流的0.95~1.05倍计算。

（5）测试按钮：可以模拟过载，检查热继电器是否有效。

（6）手动/自动复位选择：自动复位是指检测到过载时，经过一段时间冷却，常闭触点会自动闭合，电动机可恢复电源。手动复位是指热继电器跳闸后手动干预，即手动按下复位按钮才能使常闭触点恢复闭合。在复位前必须调查热继电器跳闸原因，排除故障，才能对其复位。

3. 热继电器电气符号

热继电器在图纸上的文字符号为FR（旧时用KH），图形符号包括两部分（如图6所示）：

（1）串联在主电路的发热元件

（2）串联在控制电路的常闭触点（95-96）和接报警装置的常开触点（97-98）

图6 热继电器电气符号

4. 热继电器应用电气原理图

将图2实物接线图用电气原理图表示如图7所示。

图7 热继电器应用电气原理图

左侧为主回路，右侧为控制回路。图中各部分说明如下：

QF：漏保断路器，用于主回路短路及漏电保护

KM：接触器，用于启动或停止电动机（A1-A2为线圈标号，13-14为辅助触点标号）

FR：热继电器，用于电动机过载保护（95-96常闭触点接入控制回路）

FU：熔断器，用于控制回路短路保护（控制回路电源可采用交流或者直流）

SB1：停止按钮，用于停止电动机运行（采用常闭触点）

SB2：启动按钮，用于启动电动机运行（采用常开触点）

问：断路器也有过载保护功能，是否可以省略热继电器？

答：热继电器依靠发热元件检测过载，控制接触器切断电动机主回路，断路器虽然也有热脱扣器，但热继电器专器专用，对于电动机频繁启动、短暂过载、又不致于引起无意义的跳闸，保护动作更可靠。在电动机回路中，选择热继电器与具有短路保护的断路器配套使用，效果最佳。

问：热继电器与小型中间继电器有什么区别？

答：小型中间继电器（miniature relay）有电磁线圈通过电磁力开闭触点，起到继电控制作用。而热继电器利用热效应产生的弯曲力发出开关信号，热继电器更象一个热传感器或温度传感器。

问：热继电器与接触器是什么关系？

答：热继电器必须和接触器配合使用来保护电动机。用热继电器的常闭触点控制接触器的通断，从而接通主电源。因此有插针式热继电器。

热继电器作为保护电器，它不作频繁接通/断开之用。即使主电路断开，其进线出线之间依然是接通的。虽然用了继电器的名称，但与中间继电器、接触器的作用不同，热继电器不存在电磁线圈的得电与失电。

随着技术的进步，现在还有一种常见的电动机过载保护装置，称为电动机综合保护器，内置芯片工作。读者可在淘宝网页查阅具体信息。

但热继电器易于安装和维护，过载保护可靠，性价比高，值得选用。电动机往往需要全天候、在高温恶劣环境下工作，有了热继电器的过载保护，秩序井然。