Термостаты NC IEK

Термостаты NC IEK: технические характеристики, конструкция и применение

Термостаты серии NC от компании IEK представляют собой электромеханические аппараты защиты, предназначенные для автоматического отключения электрооборудования при превышении допустимой температуры контролируемой среды. Основная функция — защита трехфазных электродвигателей от перегрузки, вызванной несимметрией фаз, затяжным пуском, механическими перегрузками вала, а также от опасного перегрева вследствие ухудшения условий охлаждения. Принцип действия основан на использовании биметаллической пластины, которая, изгибаясь при нагреве, воздействует на механизм расцепителя, размыкая силовые контакты.

Конструктивные особенности и устройство

Термостат NC IEK является комбинированным устройством, интегрирующим в одном корпусе два ключевых элемента: тепловой расцепитель (биметаллический) и электромагнитный расцепитель (для защиты от токов короткого замыкания). Конструктивно аппарат состоит из следующих основных узлов:

Корпус: Изготовлен из термостойкой негорючей пластмассы, обеспечивающей необходимую дугогасящую и изоляционную способность.
Силовые контакты: Серебросодержащий материал, рассчитанный на коммутацию номинальных токов с высокой стойкостью к электрической дуге.
Биметаллическая пластина: Ключевой элемент тепловой защиты. Нагревается как за счет протекающего через нее рабочего тока (косвенный нагрев), так и за счет окружающей среды внутри корпуса аппарата.
Механизм расцепителя: Преобразует механическое усилие от изгиба биметаллической пластины в движение, приводящее к размыканию контактов.
Электромагнитный расцепитель: Представляет собой соленоид с подвижным сердечником. При возникновении тока короткого замыкания сердечник мгновенно втягивается и через рычажную систему отключает аппарат.
Регулировочный орган: Калиброванная шкала с регулятором, позволяющая в определенном диапазоне устанавливать ток срабатывания теплового расцепителя (Iн).
Кнопка или рычаг управления: Для ручного включения/отключения и возврата после срабатывания защиты (после остывания биметаллической пластины).
Дополнительные контакты (для модификаций с индикацией): Сигнальные контакты (нормально разомкнутый и нормально замкнутый), которые меняют состояние при срабатывании теплового расцепителя, позволяя организовать сигнализацию в системе управления.

Классификация и модельный ряд

Термостаты NC IEK классифицируются по нескольким ключевым параметрам, которые определяют область их применения.

По номинальному току (Iн)

Серия охватывает широкий диапазон токов, что позволяет подобрать аппарат для защиты двигателей различной мощности. Стандартный ряд номинальных токов теплового расцепителя: 0.1А, 0.16А, 0.25А, 0.4А, 0.63А, 1А, 1.6А, 2.5А, 4А, 6.3А, 10А, 16А, 25А. Для каждого значения существует своя типоразмерная группа аппарата.

По количеству полюсов

Наиболее распространены трехполюсные (3P) исполнения, используемые для защиты трехфазных двигателей. Также существуют двухполюсные (2P) версии для защиты в однофазных сетях или отдельных цепей.

По наличию и типу дополнительных устройств

NC без контакта состояния: Базовая версия, выполняющая только защитную функцию.
NC с контактом состояния (индикаторный): Имеет встроенную пару дополнительных контактов (1НО+1НЗ), которые переключаются при срабатывании тепловой защиты. Это позволяет подать сигнал на лампу, звуковую сирену или в систему АСУ ТП.
NC в комбинации с контактором: Фактически представляет собой готовый нереверсивный магнитный пускатель в собранном виде (серия IKM).

Основные технические характеристики

Для корректного выбора и эксплуатации термостата NC необходимо учитывать полный набор его технических параметров.

**Таблица 1. Сводные технические характеристики термостатов NC IEK**
Параметр	Значение / Описание
Номинальное рабочее напряжение (Ue)	До 690 В переменного тока (AC)
Номинальный ток теплового расцепителя (Iн)	От 0.1 А до 25 А (дискретный ряд)
Номинальная отключающая способность (Icu) при 400 В	До 8 кА (зависит от типоразмера)
Характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя	Класс 10А (±20% от Iн): срабатывание при 10-12*Iн за 0.1-0.2 с. Защита от КЗ.
Характеристика срабатывания теплового расцепителя	Класс 10А: Время срабатывания при 7.2*Iн составляет 2-10 секунд. Зависимая выдержка времени.
Регулировка тока уставки теплового расцепителя	В диапазоне ±25% от номинального значения Iн
Степень защиты (IP)	IP00 (открытое исполнение для монтажа в щитах), IP20 (с крышкой)
Механическая износостойкость	Не менее 10 000 циклов ВО-ВК
Климатическое исполнение и категория размещения	УХЛ3, УХЛ4 по ГОСТ 15150
Подключение проводников	Винтовые зажимы, допускающие подключение как жестких, так и гибких проводников (при правильном оформлении конца)

Кривые время-токовых характеристик (ВТХ)

Кривые ВТХ являются основным инструментом для координации защиты и выбора уставок. Для термостатов NC характерна обратно-зависимая выдержка времени: чем выше перегрузка, тем быстрее сработает защита. Кривая включает две зоны:

Зона теплового расцепителя: Плавная кривая в диапазоне от 1.05Iн до примерно 8Iн. Время срабатывания здесь может составлять от нескольких минут до часов (при небольших перегрузках).
Зона электромагнитного расцепителя: Вертикальный участок, характеризующий мгновенное отключение при достижении тока короткого замыкания (порядка 10-12*Iн).

Важно учитывать, что ВТХ строится для «холодного» состояния биметаллической пластины. После многократных срабатываний или работы в режиме перегрузки время срабатывания может уменьшаться из-за остаточного нагрева (эффект «горячего» старта).

Выбор и расчет параметров для защиты электродвигателя

Правильный выбор термостата NC критически важен для обеспечения надежной и селективной защиты.

Определение номинального тока двигателя (Iдв): Ток берется с шильдика двигателя или рассчитывается по формуле: Iдв = P / (√3 U cosφ
η), где P — номинальная мощность, U — напряжение сети, cosφ — коэффициент мощности, η — КПД.
Выбор номинального тока теплового расцепителя (Iн): Iн термостата выбирается в диапазоне (1.0 — 1.15)
Iдв. Для двигателей с тяжелыми условиями пуска (длительный пуск, частые пуски) рекомендуется коэффициент, близкий к 1.15.
Проверка по пусковому току: Пусковой ток двигателя (Iпуск = 5-7*Iдв) не должен вызывать срабатывания защиты во время нормального пуска. Термостат класса 10А имеет зону нечувствительности, что позволяет выдерживать кратковременные пусковые перегрузки.
Коррекция на температуру окружающей среды: Термостаты NC калибруются на работу при +30°C. При установке в условиях другой температуры требуется коррекция. При температуре выше +30°C ток срабатывания снижается, ниже +30°C — повышается. Необходимо использовать поправочные коэффициенты из технической документации.
Координация с другими аппаратами защиты: Термостат должен обеспечить селективность с вышестоящим автоматическим выключателем. Время-токовая характеристика термостата должна лежать ниже характеристики автомата.

Схемы подключения и монтаж

Термостаты NC монтируются на стандартную DIN-рейку (шириной 35 мм). Подключение силовых цепей осуществляется к верхним и нижним винтовым зажимам согласно схеме. Для модификаций с контактом состояния важно правильно подключить сигнальные цепи (обычно это клеммы 95-96 для нормально замкнутого контакта и 97-98 для нормально разомкнутого). При монтаже необходимо обеспечить естественную конвекцию воздуха вокруг аппарата для отвода тепла и исключить воздействие внешних источников нагрева.

Обслуживание, диагностика неисправностей и срок службы

Термостаты NC не требуют регулярного обслуживания. Основные рекомендации сводятся к периодической проверке затяжки силовых и сигнальных клемм (особенно после первого включения под нагрузкой) и визуальному контролю состояния корпуса и контактов. Распространенные неисправности и их причины:

Ложные срабатывания тепловой защиты: Неправильная уставка Iн, повышенная температура окружающей среды, плохой контакт на клеммах, износ биметаллической пластины.
Несрабатывание при перегрузке: Завышенная уставка Iн, «залипание» механизма расцепителя из-за загрязнения или отсутствия профилактики, неисправность биметаллической пластины.
Перегрев клеммных соединений: Недостаточная затяжка винтов, окисление проводников, использование гибкого провода без наконечника.

Средний срок службы аппаратов NC IEK при соблюдении условий эксплуатации составляет не менее 10-15 лет.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем термостат NC отличается от автоматического выключателя с характеристикой D?

Автоматический выключатель с характеристикой D также имеет электромагнитный и тепловой расцепитель, но его тепловой расцепитель калиброван в первую очередь на защиту кабеля. Термостат NC оптимизирован именно для защиты двигателя: его время-токовая характеристика более точно соответствует тепловой модели двигателя, он имеет регулировку уставки и, как правило, более стойкую коммутационную способность при частых пусках.

Можно ли использовать термостат NC для защиты не двигательных нагрузок (например, ТЭНов)?

Да, можно, но с учетом особенностей. Для резистивных нагрузок (ТЭНы, освещение) основным критерием является номинальный ток. Однако, поскольку у таких нагрузок отсутствует пусковой ток, чувствительность защиты будет выше. Необходимо точно выставить уставку Iн, равную или немного превышающую рабочий ток нагрузки. Для емкостных или индуктивных нагрузок с особыми пусковыми режимами требуется индивидуальный анализ.

Что означают цифры в маркировке, например, NC-1-0.4?

Маркировка расшифровывается следующим образом: NC — серия термостатов; 1 — типоразмер корпуса (определяет максимальный номинальный ток и габариты); 0.4 — номинальный ток теплового расцепителя в Амперах (в данном случае 0.4А).

Почему после срабатывания термостата нельзя включить его сразу?

Биметаллическая пластина, вызвавшая отключение, находится в нагретом и деформированном состоянии. Для возврата в исходное положение и готовности к корректной работе ей необходимо остыть. Принудительное включение до остывания (путем удержания кнопки) недопустимо, так как приведет к несрабатыванию защиты и возможному повреждению двигателя. В конструкциях NC предусмотрена блокировка, либо возврат происходит автоматически после остывания.

Как организовать дистанционную сигнализацию о срабатывании защиты?

Для этого необходимо использовать модификацию термостата NC с контактом состояния (индикаторный). Нормально разомкнутый (НО) контакт (97-98) замкнется при срабатывании, а нормально замкнутый (НЗ) (95-96) — разомкнется. Эти контакты, рассчитанные на малые токи управления, подключаются в цепь сигнальной лампы, звукового оповещателя или на дискретный вход контроллера.

Требуется ли до- или пост-контактор для термостата NC?

Термостат NC является аппаратом ручного управления. Для дистанционного пуска и остановки двигателя необходим контактор, который управляется через кнопки «Пуск»/»Стоп». Силовые контакты термостата включаются последовательно в цепь питания контактора или непосредственно в силовую цепь двигателя. В первом случае (предвключение) термостат разрывает цепь управления катушкой контактора, что снижает нагрузку на его собственные контакты.

Заключение

Термостаты серии NC от IEK представляют собой надежное, проверенное и экономически эффективное решение для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей малой и средней мощности. Их корректный выбор, основанный на точном расчете номинального тока двигателя и учете условий эксплуатации, а также правильный монтаж и соблюдение требований по температурной коррекции, являются залогом длительной и безотказной работы как самого защитного аппарата, так и всего электропривода. Наличие модификаций с сигнальными контактами расширяет возможности интеграции в современные системы автоматизации и диспетчеризации.