热继电器是电机驱动的重要电气设备。其原理是利用双金属因过热而变形的物理特性,可视为常闭开关,串联在电机驱动的控制回路中。由于某种原因过热,热继电器的动作状态变为on,控制回路中电机的主接触器线圈失电,主触点分离,电机停止。防止电机过热。
下图显示了单电源故障和电源故障的热保护控制电路:

由于双金属受热弯曲,热传递需要很长时间。所以热继电器不能作为短路保护,只能作为电机过载断相保护,防止电机因过载断相而烧毁,对电机起到很好的保护作用。电路中的短路保护功能由断路器QS完成。
热继电器的额定值和整定值可根据电机的额定电流来选择。取热继电器整定电流的0.95 ~ 1.05倍或中间值等于电动机的额定电流。使用时,将热继电器的整定动作电流调整到电机的额定电流值。
一、热继电器的原理和作用
1.鉴于双金属弯曲过程中热量传递需要较长时间,热继电器不能作为短路保护,只能作为热继电器的过载保护。符号是FR。

2.热继电器由加热元件、双金属、触点和一套传动和调节机构组成。发热元件是电阻很小的电阻丝,串联在被保护电机的主电路中。双金属片由两种热膨胀系数不同的金属片轧制而成。下图所示的下双金属热膨胀系数大,上双金属热膨胀系数小。当电机过载时,流过发热元件的电流超过设定电流,双金属受热向上弯曲与扣板分离,使常闭触点断开。由于常闭触点接在电机的控制电路中,它的断开会切断与之相连的接触器线圈,从而使接触器主触点断开,切断电机主电路,实现过载保护。
3.热继电器动作后,双金属会冷却一段时间,按下复位按钮即可复位。
4.有些型号的热继电器还具有断相保护功能。继电器的热断相保护功能由内推杆和外推杆组成的差动放大机构提供。
5.如果电机过载,绕组中的电流增大,通过热继电器元件中的电流增大,双金属温度升高,弯曲度增大,推动人字变速杆,人字变速杆推动常闭触点,断开交流接触器的线圈电路,使接触器释放,切断电机电源,电机停止时得到保护。
6.当热继电器用于电机过载保护时,将热元件串联在电机的定子绕组上,将热继电器的常闭触点串联在交流接触器电磁线圈的控制电路上,调节整定电流调节旋钮,使人字变速杆与推杆有适当的距离。电机正常工作时,流过发热元件的电流为电机的额定电流。当发热元件发热时,双金属受热后弯曲,使推杆刚好接触人字换挡杆,而不能推动人字换挡杆。常闭触点处于闭合状态,交流接触器保持吸力,电机正常运行。
7.热继电器其他部分的作用如下:人字换挡杆的左臂也是双金属材质。当环境温度变化时,主电路中的双金属会发生一定程度的变形和弯曲,然后人字变速杆的左臂也会发生同方向的变形和弯曲,从而保持人字变速杆与推杆之间的距离基本不变,保证热继电器动作的准确性。这个动作叫做温度补偿。
8.它有一个复位调节螺钉。当螺钉位置在左侧时,常闭触点在电机过载后断开,热继电器的双金属在电机停止后冷却复位。常闭动触头在弹簧的作用下会自动复位。此时,热继电器处于自动复位状态。当螺钉逆时针向右旋转到一定位置时,如果这时电机过载,热继电器的常闭触点就会断开。其移动触点将位于右侧新的平衡位置。电机停机后,动触头不能复位。在可动触点复位之前,必须按下复位按钮。此时,热继电器被手动复位。如果电机过载故障,为了避免轻易再次启动电机,热继电器应手动复位。要将热继电器从手动复位模式调整到自动复位模式,只需将复位调整螺钉顺时针拧到适当的位置。
二、热继电器结构及接线说明
继电器的组成可以分为两部分。——热元件和输出的辅助触点。
图中左边是主电路端子(3路,共6点),右边是输出辅助接点端子。
部件通常由热膨胀系数不同的金属材料组成。如果双金属热元件被加热,它将由于不同的膨胀系数而弯曲。工作时,将热敏元件串联在电路的主回路中(例如,在电动机起动器中电动机的供电回路中)。——图片左侧,上下两排分别有三个端子,每个热元件分别连接在上下端子之间。总共有三个热元件,分别与电机的三个电源输入线串联。
辅助触点,通常为常开(NO)和常闭(NC)触点。用于电机起动器的控制电路。
当电机过载时,输入电机的电流会超过电机的额定电流,热继电器中的热元件会因流过的电流过大而发热。导致弯曲。内部机械结构驱动输出触点切换。以便输出过载信号。
辅助触点的“NC”触点组可以串联在控制电路的电源电路中(与“停止”按钮串联)。一旦电机过载,辅助触点的“NC”触点将切断控制电路的电源,使电机停止。
辅助触点的“NO”触点组可接报警装置(如报警指示灯),一旦电机因过载而停止运行,给出停电机的原因——“过载”。