Классическая схема включения
При реализации такой схемы выполняются следующие действия:
- При нажатии на кнопку «Пуск» происходит замыкание контактов и подача напряжения на нагрузку.
- При нажатии на кнопку «Стоп» контакты пускателя размыкаются и прекращается подача напряжения.
В качестве нагрузки можно подключать ТЭНы, электродвигатели, иные приборы. Нормально открытый электромагнитный пускатель 220В можно использовать для включения абсолютно любой нагрузки.
К силовой части схемы относятся:
- Контакты для подключения трех фаз – «А», «В», «С».
- Автоматический выключатель. Он устанавливается между источником питания и входом электромагнитного пускателя 220В 25А. Дело в том, что 380В – это межфазное напряжение, а если проводить замер между нулем и любой из фаз, оно будет равно 220В.
- Нагрузка – мощный потребитель электроэнергии (двигатель, нагревательный элемент).
Вся цепь управления подключается к нулю и фазе «А». Цепь состоит из таких компонентов:
- Кнопки запуска и остановки.
- Катушки.
- Вспомогательного контакта (включается параллельно кнопке запуска).
Степень защиты
Лучше всего в работе показывают себя приборы со степенью защиты IP54. Их можно использовать во влажных и очень пыльных помещениях. Без проблем можно его установить на открытом месте. Но если монтаж производится внутри шкафа, то достаточно использовать устройства со степенью защиты IP20. Чем выше числовой индекс, тем в более жестких условиях может производиться эксплуатация прибора – это применимо к любому электрическому устройству. Обязательно нужно учитывать и такие факторы:
- Наличие теплового реле, при помощи которого производится отключение нагрузки при превышении максимального тока потребления. Особенно актуально использование такого прибора при управлении электродвигателями.
- Если имеется функция реверса, то в конструкции присутствует две катушки и шесть контактов. По сути, это пара пускателей, совмещенных в одном корпусе.
- Обязательно нужно учитывать износостойкость прибора, особенно если очень часто включается и отключается нагрузка пускателем.
Не последнее место при эксплуатации любого устройства, в том числе и электромагнитного пускателя 220В, занимает человеческий фактор. Неквалифицированные работники способны сломать всю цепь управления, так как они не знают, как правильно работать на оборудовании. Если сработала тепловая защита, то включение производить сразу же нельзя. И нельзя заново запускать двигатель – сначала нужно проверить, не заклинил ли мотор, нет ли короткого замыкания в цепи питания.
Обслуживание и неисправности
Первичное обслуживание включает в себя осмотр корпуса на наличие сколов и повреждений. Если он изношен или поврежден настолько, что не крепится на поверхности, его необходимо заменить. Механические детали также нужно регулярно осматривать, особенно контакты и пружину. Чистить контакты стоит, только если пускатель неисправен или появился нагар, а пружину нужно менять, когда она становится слишком сжатой или мягкой. Детали из металла не должны соединяться силовыми контактами.
Возможные неисправности, возникающие из-за некачественного монтажа и ухода:
- перегрев устройства;
- износ и перегруз контактов;
- загрязнение механизма, наличие в нем пыли или жидкости.
При регулярном и своевременном уходе срок работы пускателей достаточно длительный. Устройство не требует дорогого обслуживания и частой замены функциональных компонентов.
Контакторы и магнитные пускатели
Введение
В начале данной статьи хотелось бы сразу определиться в чем заключается разница между контактором и магнитным пускателем, так как данный вопрос зачастую ставит в тупик даже самых опытных специалистов-электриков, при этом многие полагают, что разница между ними заключается в их конструкции, габаритных размерах или величине коммутируемого (номинального) тока, однако это не так. Поможет разобраться нам с этим вопросом ГОСТ 30011.4.1-96 в котором приведены следующие определения:
Контактор — это коммутационный аппарат с единственным положением покоя, оперируемый не вручную, способный включать, проводить и отключать токи в нормальных условиях цепи, в том числе при рабочих перегрузках.
Пускатель — это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузок.
Как следует из определений выше, контактор — это устройство предназначенное для коммутирования (включения/отключения) каких либо нагрузок, т.е. любых нагрузок, в то время как пускатели — это комплекс устройств предназначенный для управления конкретно электродвигателем, а так же обеспечивающий его защиту от перегрузок, при этом сами контакторы входят в состав пускателей:
Как видно на картинке выше в состав пускателя входят: контактор — для включения и отключения электродвигателя, тепловое реле — для защиты электродвигателя от перегрузок, кнопки — для управления контактором, все перечисленные устройства помещаются в общий корпус.
Так же согласно того же ГОСТ 30011.4.1-96 пускатели бывают следующих видов:
Пускатель прямого действия — Пускатель, одноступенчато подающий сетевое напряжение на выводы двигателя. Реверсивный пускатель — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений без обязательной остановки двигателя. Пускатель с двумя направлениями вращения — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений только во время остановки двигателя.
Таким образом пускатель прямого действия предназначен для запуска, остановки и защиты электродвигателя, в то время как реверсивный пускатель помимо всего вышеперечисленного позволяет менять направление вращения двигателя.
Как видно на картинке выше в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора переключение между ними меняет порядок чередования фаз что приводит к изменению направления вращения электродвигателя. (Подробнее об изменении направления вращения электродвигателя и схеме работы реверсивного пускателя смотрите здесь.)
Существуют так же так называемые модульные контакторы — это компактные контакторы предназначенные для установки на DIN рейку, в остальном их устройство и принцип работы такой же как и у обычных контакторов.
Теперь разобравшись с понятиями контактора и пускателя приступим к изучению принципа их работы.
Устройство и принцип работы контактора
Как видно на картинке выше электромагнитный контактор состоит из следующих основных элементов: магнитопровода состоящего, в свою очередь, из подвижной и неподвижной частей, электрической катушки, силовых контактов, предназначенных для включения и отключения нагрузки, в состав которых входят подвижные контакты, которые крепятся к подвижной части магнитопровода и неподвижные контакты, которые крепятся к верхней части корпуса контактора, блок-контактов предназначенных для использования в цепях управления, а так же пружины которая обеспечивает поддержание в разомкнутом состоянии состоянии силовых контактов.
Управление контактором осуществляется путем подачи напряжения на электрическую катушку, при прохождении через нее электрического тока создается электромагнитное поле протекающее через магнитопровод, при этом неподвижная часть магнитопровода совместно с электрической катушкой работают как электромагнит который, как видно на рис.2 выше, преодолевая сопротивление пружины, притягивает верхнюю подвижную часть магнитопровода с закрепленными на ней подвижными контактами, таким образом происходит замыкание силовых контактов, при снятии напряжения с катушки контактора электромагнитное поле исчезает переставая притягивать подвижную часть магнитопровода которая под воздействием пружины возвращается в исходное положение размыкая силовые контакты.
Основные схемы подключения пускателей
На практике, используется три основных вида схем подключения пускателей: прямая, реверсивная и звезда-треугольник. Каждая из них в свою очередь может быть разделена на подвиды в зависимости от напряжения.
Нереверсивная схема
Эта методика применяется, если нет необходимости менять в процессе работы направление вращения двигателя. В базовом исполнении, для 220 вольтовых катушек подобные схемы будут иметь вид:
Та же схема, но для 380 вольтовых катушек:
В состав каждой из них входят следующие элементы:
- Автомат включения (QF),
- Магнитный пускатель (KM1),
- Блокирующие контакты (БК),
- Реле тепловой защиты (P),
- Двигатель асинхронного типа (M),
- Предохранительный элемент (ПР),
- Органы управления или кнопки (Пуск, Стоп).
После подключения питания через автоматический выключатель QF, нажимается кнопка Пуск, которая замыкает контакты и подает напряжение на КМ1 Он осуществляет ввод в работу двигателя. После этого, кнопку Пуск можно отпустить, так как сработает блокировка на контактах БК. Отключение питания в автоматическом режиме происходит при падении напряжения (размыкаются удерживающие контакты БК) или перегрузке (срабатывает тепловое реле или предохранитель). Также можно остановить подачу напряжения вручную, через кнопку Стоп.
Реверсивная схема
Когда есть необходимость менять направление вращения электродвигателя, используют реверс, который базируется на блоке пускателей. Схемы подключения устройств для 220 и 380 вольт будут иметь следующий вид:
Реверсивная схема схема №2
Как можно видеть, здесь присутствуют те же элементы, что и в нереверсивных схемах, но добавлен еще один пускатель (КМ2) и кнопка для его запуска (Пуск2). Изменение направления вращения происходит за счет смены фаз. Но необходимо учесть ряд ключевых моментов, в частности предотвращение одновременного включения двух коммутаторов во избежание короткого замыкания. При подаче напряжения через автомат QF, включается пусковая кнопка на первый контактор (Пуск1, КМ1). В это же время происходит расщепление нормально замкнутых контактов БК1 перед реверсной кнопкой. Обратный ход включается аналогично, через Пуск 2, но перед этим необходимо отключить питание – Стоп (С).
Схема комбинации звезды и треугольника
Схемы «звезда» и «треугольник» являются наиболее распространенными при подключении двигателя к электрической линии. В первом случае он будет работать плавно, но не сможет развить полную мощность. Соединение треугольником, в свою очередь, не дает столь ровных оборотов, но позволяет развить полную мощность, вплоть до полуторакратной паспортной.
https://youtube.com/watch?v=3qW-dm8uyCc
В двигателях большой мощности часто используют интересный ход: первоначальный плавный ввод организовывается по звезде, а после выхода на необходимые обороты, автоматически переходят на треугольник. Это позволяет в том числе значительно снизить потребляемые пусковые токи. Примерная схема включения пускателя и реле времени в таком режиме будет иметь следующий вид:
Область применения
Из-за своей неприхотливости и простоты в монтаже, пускатели электромагнитные 220в, широко применяются для управления всевозможным промышленным и хозяйственным оборудованием, таким как, станки, печи, системы вентиляции. Это могут быть всевозможные насосы и компрессоры, конвейерные ленты, краны, осветительные системы, эскалаторы или банальные лифты, с которыми мы сталкиваемся каждый день. Сфера применения чрезвычайно широка – всего не перечислить.
Пускатели электромагнитные 220в защитят установку или станок от ошибочного запуска
Отключат оборудование, в случае пропадания питания, что очень важно на производстве для обеспечения безопасности (так называемая нулевая защита). В комплекте с тепловым реле, устройство может защитить установку от нештатных перегрузок, которые могут её повредить или полностью вывести из строя
Схема МП
Рис. 3 Увеличить рис. 3
- Силовые контакты МП
- Катушка, возвратная пружина, дополнительные контакты МП
- Кнопочный пост (кнопки пуск и стоп)
Рис. 4 Увеличить рис. 4
Схема привязки основных элементов принципиальной схемы с МП
Рис. 5 Увеличить рис. 5
Как видно из рисунка 5 со схемой в состав МП входят и дополнительные блок контакты, которые бывают нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми они могут использоваться для управления подачи напряжения на катушку, а также для других действий. Например, включать (или выключать) схему сигнальной индикации, которая будет показывать режим работы МП в целом.
Схема подключения по факту с привязкой контактных групп к принципиальной схеме МП
Рис. 6 Увеличить рис. 6 Фазное подключение (220 В; ноль — фаза)
На схеме (рис. 6) через перемычки мы берем напряжение, подаваемое на силовые контакты МП для дальнейшего его использования в управлении катушкой через кнопочный пост.
Данный кнопочный пост имеет две клавиши: «Пуск» (контакты которой нормально разомкнуты) и клавиши «Стоп» (контакты которой нормально замкнуты).
При нажатии кнопки «Пуск» питание попадает на катушку напрямую, при этом она срабатывает, притягивая якорь с траверсой, на котором расположены силовые контакты, цепи силовых контактов замыкаются.
А также замыкается дополнительный блок контакт, к которому подключена катушка.
На другой стороне дополнительного контакта подключен провод, который соединен с контактом кнопки «Стоп» (контакты которой нормально замкнуты).
После возвращения кнопки «Пуск» в исходное положение (нормально разомкнутая), через нее перестает подаваться напряжение на катушку, но оно (это же напряжение) начинает дублироваться через замкнутый дополнительный контакт и подключенный нему провод, который подключен к кнопке «Стоп».
И только после нажатия кнопки «Стоп» цепь с питающим напряжением на катушку МП разрывается и полностью обесточивает катушку. Вследствие чего пропадает её электромагнитное поле, якорь перестает удерживаться и под воздействием возвратной пружины размыкает силовые контакты, а также дополнительный (нормально разомкнутый) контакт.
Особенности конструкции пускателя
Асинхронный двигатель при включении имеет ток пуска в 6 раз больше номинала. Для предотвращения износа контактов и расшатывания подвижных частей применяется пускатель магнитного типа.
Обозначения секторов
Принцип работы прибора можно понять по информации из секторов:
- в первом указываются области применения и общие данные – частота переменного, номинал тока и условный тепловой ток;
- из второго сектора можно узнать максимальную мощность нагрузки при подсоединении силовых контактов;
- в третьем секторе имеется графическая схема с катушкой электрического магнита и контактами.
Группы контактов магнитного пускателя
Для обозначения силовых контактов используется следующая маркировка:
- 1L1, 3L2, 5L3 – элементы входа, предназначенные для подачи питания от линии постоянного или переменного тока;
- 2Т1, 4Т2, 6Т3 – контакты выхода для соединения с нагрузкой;
- 13НО–14НО – вспомогательные элементы для самоподхвата, помогают в момент работы двигателя постоянно не удерживать кнопку Пуск.
Нагрузку или источник питания допускается подключать к любой из групп.
Клавиша остановки
Клавиши Пуск и Стоп
Независимо от модификации управление пускателем для электродвигателя производится при помощи кнопки «Стоп» или «Пуск». У некоторых моделей есть режим реверса. Кнопку остановки можно опознать по красному цвету.
Для беспрепятственного протекания тока нормально замкнутые контакты механически соединяются со стоппером. Без нажатия клавиши производится замыкание контактов металлической планкой. Чтобы устройство остановилось, нужно нажать кнопку – произойдет размыкание. При отсутствии фиксации после опускания кнопки контакты замкнутся.
По этой причине управление электромотором осуществляется при помощи специальных схем. Для упрощения монтажа прибор устанавливают на дин-рейку.
Клавиша старта
Кнопка зеленого или черного цвета соединяется с нормально разомкнутыми контактами механическим способом. От клавиши остановки отличается состоянием контактов. После ее нажатия цепь замыкается, а по контактам поступает ток. Группа элементов придерживается пружиной, которая возвращает ее в исходное положение.
Принципиальное устройство
Контактор состоит из нескольких узлов:
- Энергетического.
- Силового.
- Коммутационного.
Энергетический узел обеспечивает формирование электромагнитного поля, достаточного для получения определенной однонаправленной силы. Это поле появляется как следствие протекания электрического тока через катушку с сердечником. Его форма делается либо П-, либо Ш-образной, в зависимости от конструкции этого коммутационного изделия.
Силовые линии магнитного поля наиболее сконцентрированы вблизи сердечника, и поэтому силовой узел выполнен так, чтобы воздействие на него со стороны энергетического узла получилось максимальным. Для более равномерного усилия, возникающего при протекании через катушку переменного тока, в ней делается короткозамкнутый виток. Он играет роль демпфера, который препятствует дребезгу контактов с частотой 50 Гц. Если катушка питается постоянным током, на ее сердечнике располагается диэлектрическая прокладка для предотвращения слипания намагнитившихся деталей.
Силовой узел содержит подвижный подпружиненный ферромагнитный элемент — якорь, который притягивается к неподвижному сердечнику катушки, передавая силу коммутационному узлу. В нем расположены контакты. Их число может быть различным, в зависимости от конструкции контактора. Для управления электродвигателями в трехфазных сетях контактов бывает три-четыре — одинаковых по своим характеристикам. Но могут быть и дополнительные маломощные контакты, используемые для управления вспомогательными элементами схемы.
Расположение дополнительных контактов определяют отличие контактора от магнитного пускателя. Они располагаются в группе с основными контактами, а не сбоку, как в магнитном пускателе.
Кроме контактов в коммутационном блоке расположены камеры для гашения электрической дуги.
Величины магнитных пускателей
Когда встает вопрос о выборе магнитного пускателя, то вместе с ним возникает и такая проблема, как необходимая величина пускателя.
Для того, чтобы обеспечить приличную работу электроприборов в тех цепях, что коммутируется пускателями, требуется, чтобы характеристики последних целиком соответствовали эксплуатационным условиям.
Насчитывается семь параметров этой самой величины и каждая из них подразумевает свой параметр нагрузочного тока. Допускается небольшое несоответствие (в большую сторону) по допустимому значению тока.
Совет
Выражение «величина» является условным термином, обозначающим то, какой ток может пропустить через главные рабочие контакты выбранный магнитный пускатель. При присвоении величины считается, что пускатель работает при напряжении 380 В, а его рабочий режим АС-3.
Приведу список различий приборов по их величинам (токи в зависимости от величин):
- 0 – 6,3 А;
- 1 – 10 А;
- 2 – 25 А;
- 3 – 40 А;
- 4 – 63 А;
- 5 – 100 А;
- 6 – 160 А;
- 7 – 250 А.
Величины их допустимых токов, протекающих по контактам главной цепи, различаются от тех, что я привел вот по каким принципам:
- категория использования (она может быть АС-1 -, АС3, АС-4 и еще 8 категорий);
- первая подразумевает чисто активную нагрузку (или с малым присутствием индуктивности);
- вторая – для управления моторами, имеющими контактные кольца;
- третья – работу в режиме прямого запуска движков с ротором короткозамкнутого типа и подключение оных;
- четвертая — старт моторов, имеющих короткозамкнутый ротор, обесточивание движков, вертящихся медленно, либо недвижимых, торможение методом противотока.
Если увеличивать номер категории использования, то максимальный контактный ток главной цепи (при идентичности параметров коммутационной износостойкости) будет снижаться.
Остальные восемь категорий, так же, распределяются по определенным типам нагрузок.
Однако, для того, чтобы защита по перегреву (тепловая) срабатывала с наибольшей эффективностью, надо выставлять такое значение тока уставки, чтобы оно совсем немного превышало ток потребления устройства, коммутируемого пускателем. Самым рациональным будет присутствие небольшого запаса по регулировке уставок в оба направления.
Кроме этого значения, у пускателей есть еще ряд других немаловажных показателей:
- категория АС (о ней я говорил);
- напряжения, которым питается управляющая катушка;
- присутствие реле тепловой защиты;
- количество контактов дополнительного характера (чтобы определиться с этим параметром, необходимо учитывать управляющую схему);
- реверсивность прибора (в случае надобности в управлении движком с реверсом, есть смысл в установке реверсивного пускателя);
- качество защищенности устройства IP;
- класс прибора по стойкости к износу (этот параметр можно вычислить, зная такие показатели, как интенсивность использования и частота циклов «включил-выключил»).
Естественно, что чем больше «величина» пускателя, тем больше будет его размер. Например, пускатели одной марки нулевой и третьей величин различаются размерами практически в два раза.
Надеюсь, что я достаточно доходчиво разъяснил вам понятие величины пускателя, от чего она зависит, а так же иные важные показатели этих приборов.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.
Схемы подключения
Для чего нужен магнитный пускатель? Преимущественно для организации безопасного подключения (и управления) асинхронных трехфазных двигателей. Поэтому рассмотрим варианты работы схемы при различных условиях. На всех иллюстрациях присутствует защитное реле, обозначенное литерой «P». Биметаллические пластины, приводящие в действие аварийный размыкатель (установленный в цепи управления), располагаются на силовых линиях контактной группы. Они могут размещаться на одном или нескольких фазных проводниках. При перегреве (он возникает при превышении нагрузки или банальном коротком замыкании), управляющая линия разрывается, питание на катушку «KM» не подается. Соответственно, силовые контактные группы «KM» размыкаются.
Классическая схема прямого включения трехфазного электродвигателя
Схема управления использует питание от напряжения между двумя соседними фазными линиями. При нажатии кнопки «Пуск», с помощью основного ее контакта замыкается цепь катушки «KM». При этом все контактные группы, включая дополнительные контакты в цепи управления, соединяются под управлением электромагнита катушки. Разомкнуть цепь можно двумя способами: при срабатывании аварийного реле, или нажав на кнопку «Стоп». В этом случае магнитный пускатель возвращается в исходное положение «все выключено» (или в случае с двумя категориями контактов, нормально замкнутые группы будут подключены).
Этот же вариант подключения, только управляющая цепь соединяется с фазой и нейтралью. С точки зрения работы пускателя, разницы нет. Так же точно срабатывают кнопки, и защитное термореле.
Реверсивное подключение трехфазного электродвигателя
Как правило, для этого применяются два электромагнитных пускателя, в которых выхода фазных контактов комбинированы со сдвигом. Устройства скомбинированы в один коммутатор, поэтому его можно рассматривать как единый элемент.
В зависимости от того, какая контактная группа подключена к электродвигателю, его ротор крутится в одну либо другую сторону. Такой вариант незаменим при использовании на конвейерах, станках, и прочих электроустановках, в которых предусмотрено 2 направления вращения (движения).
Как работает эта схема на практике? Смотрим иллюстрацию:
Единая схема управления с двумя группами кнопок пуска: «Вперед» и «Назад». Каждая из них включает соответствующую катушку электромагнита. Почему схема общая? Кнопка «Стоп» по условиям безопасности должна быть единой. Иначе при возникновении аварийной ситуации, оператор потеряет драгоценные секунды в поисках необходимой кнопки (для «Вперед» или для «Назад»).
