导轨式热继电器——热元件与电机功率匹配逻辑

一、基本保护原理


电机过载 → 电流超过额定值 → 热元件发热 → 双金属片弯曲 → 触点动作 → 切断控制回路


热继电器的核心保护对象是电机的额定电流（In），而非直接对应功率。功率是通过电流间接推导的。



二、匹配的核心逻辑链


电机功率(kW) → 额定电压(V) → 额定电流(A) → 选择热元件整定范围 → 确定热元件规格


步：由功率推算额定电流

| 电机类型 | 电流计算公式 |
|||
| 三相异步电机 | I = P / (√3 × U × cosφ × η) |
| 单相电机 | I = P / (U × cosφ × η) |

> 工程速算口诀（三相380V）：
> - 1kW ≈ 2A
> - 或更精确：I ≈ P × 2（近似值，实际约1.8~2.2）

示例：
| 电机功率 | 估算电流（380V） | 实际参考电流 |
||--||
| 0.75 kW | ≈ 1.5 A | 1.8 A |
| 1.5 kW | ≈ 3 A | 3.4 A |
| 2.2 kW | ≈ 4.4 A | 4.8 A |
| 3 kW | ≈ 6 A | 6.8 A |
| 4 kW | ≈ 8 A | 9.4 A |
| 5.5 kW | ≈ 11 A | 12.5 A |
| 7.5 kW | ≈ 15 A | 17 A |
| 11 kW | ≈ 22 A | 24.5 A |
| 15 kW | ≈ 30 A | 33 A |
| 18.5 kW | ≈ 37 A | 40 A |
| 22 kW | ≈ 44 A | 48 A |
| 30 kW | ≈ 60 A | 64 A |

第二步：选择热元件整定范围

原则：热元件的整定电流范围必须覆盖电机额定电流，且额定电流应落在范围的 60%~100% 之间（ 80% 左右）。

| 热元件规格 | 整定电流范围(A) | 适用电机功率(380V，参考) |
|||-|
| 0.10~0.16 A | 0.10~0.16 | 0.05~0.10 kW |
| 0.16~0.25 A | 0.16~0.25 | 0.10~0.18 kW |
| 0.25~0.40 A | 0.25~0.40 | 0.18~0.30 kW |
| 0.40~0.63 A | 0.40~0.63 | 0.30~0.50 kW |
| 0.63~1.0 A | 0.63~1.0 | 0.50~0.75 kW |
| 1.0~1.6 A | 1.0~1.6 | 0.75~1.1 kW |
| 1.6~2.5 A | 1.6~2.5 | 1.1~1.8 kW |
| 2.5~4.0 A | 2.5~4.0 | 1.8~2.5 kW |
| 4.0~6.3 A | 4.0~6.3 | 2.5~4.0 kW |
| 6.3~10 A | 6.3~10 | 4.0~5.5 kW |
| 10~16 A | 10~16 | 5.5~9.0 kW |
| 16~25 A | 16~25 | 9.0~13 kW |
| 25~40 A | 25~40 | 13~22 kW |
| 40~63 A | 40~63 | 22~37 kW |
| 63~100 A | 63~100 | 37~55 kW |
| 80~125 A | 80~125 | 45~75 kW |
| 100~160 A | 100~160 | 55~110 kW |

> ⚠️ 以上为参考值，不同品牌略有差异。



三、导轨式热继电器的考量

1. 导轨式常见品牌与系列

| 品牌 | 系列 | 特点 |
||||
| 施耐德 | LRD / LRE | 配合TeSys D接触器，模块式 |
| ABB | TA系列 | 导轨安装，紧凑型 |
| 西门子 | 3RU 系列 | 经典导轨式 |
| 正泰 | NR2 | 国产导轨式，性价比高 |
| 德力西 | JRS1D | 国产导轨式 |

2. 导轨式的结构特点


┌─────────────────────────────┐
│ 导轨卡扣（35mm DIN导轨） │
│ ┌───────────────────────┐ │
│ │ 热元件插入座（可换） │ │ ← 核心：热元件可插拔更换
│ │ 整定旋钮（调节刻度） │ │
│ │ 常闭/常开辅助触点 │ │
│ │ 手动复位/自动复位选择 │ │
│ └───────────────────────┘ │
└─────────────────────────────┘


- 热元件为独立可更换模块：一个继电器本体可适配多档热元件
- 例如正泰NR2-25：本体固定，热元件从0.1A到25A可选配



四、匹配逻辑流程图


┌──────────────┐
│ 确定电机参数 │
│ P(kW), U(V) │
│ 接法(Y/Δ) │
└──────┬───────┘
▼
┌──────────────┐
│ 计算额定电流In│
│ 查电机铭牌 │
└──────┬───────┘
▼
┌─────────────────────┐
│ In 是否在某热元件 │
│ 整定范围的 60%~100%？ │
└──────┬───────┬───────┘
是 │ │ 否
▼ ▼
┌────────────┐ ┌──────────────────┐
│ 选定该规格 │ │ 选相邻大一档或 │
│ 热元件 │ │ 考虑更大框架继电器 │
└─────┬──────┘ └──────────────────┘
▼
┌────────────────┐
│ 考虑工况 │
│ ·频繁启动？↑10% │
│ ·高温环境？↑10% │
│ ·重载启动？↑15% │
└───────┬────────┘
▼
┌────────────────┐
│ 终确定热元件 │
│ 规格+整定值 │
└────────────────┘




五、重要修正系数

| 工况条件 | 修正建议 |
|||
| 环境温度 > 40°C | 整定值下调 5%~10%（或选大一档） |
| 频繁启动（>30次/h） | 整定值上调 10%~15% |
| 电机为高启动转矩负载（如破碎机） | 整定值上调 15%~20% |
| 长期轻载运行（<50%负载） | 仍按额定电流选，不要降低 |
| Y-Δ启动 | 热继电器接在 Δ 回路（主回路），按 Δ 电流选 |

> ⚡ Y-Δ启动注意： 热继电器装在主回路（接触器下方），电流为线电流，按电机铭牌额定电流选，不按Y接时的1/3电流选。



六、实际选型举例

例：7.5kW 三相电机，380V，一般负载


1. 查铭牌：In = 17.2 A（以实际铭牌为准）
2. 选择热元件：16~25 A 范围
3. 整定值设定：17.2 A（旋钮调到17A左右）
4. 验证：17.2 / 16 = 107% → 略超下限，可接受
或保守选 25~40A 档？不需要，17.2在16~25范围内合理
5. 选继电器本体：如 NR2-25 或 LRD16


例：0.75kW 三相电机


1. In ≈ 1.8 A
2. 选择热元件：1.6~2.5 A
3. 整定值：1.8 A
4. 选本体：NR2-2.5 或同等级




七、常见错误

| ❌ 错误做法 | ✅ 正确做法 |
|--|--|
| 按电机功率kW直接选继电器 | 必须先算/查额定电流 |
| 热元件选得刚好等于In | 留有调节余量，In在范围60~100% |
| 忽略环境温度影响 | 高温环境选大一档或降容使用 |
| Y-Δ启动按Y电流选 | 按铭牌额定电流（Δ运行时的线电流）选 |
| 用热继电器做短路保护 | 热继电器只做过载保护，短路靠断路器/熔断器 |



八、总结一句话

> 导轨式热继电器的匹配逻辑：电机铭牌额定电流 → 选热元件整定范围覆盖该电流（80%）→ 考虑工况修正 → 确定可插拔热元件模块规格。