Схема подключения и области применения электромагнитных пускателей

Назначение электрического пускателя – старт, остановка и реверс моторов. Прибор также подходит для управления линией освещения, специализированным оборудованием – насосами, кондиционерами, конвейерными лентами, компрессорами.

Несмотря на то что контактор вытеснил аппарат, его используют в производстве или системах коммуникаций.

Принцип работы и устройство

Очень важно понять, на чем основан принцип работы пускателей, а также как они устроены, чтобы лучше понимать схему подключения.

Основу конструкции представляет электрический магнит, который, в свою очередь, состоит из подвижной и неподвижной части. Магнитопровод отличается «Ш» — образной формой, при этом он как бы разрезан по середине и установлен «ногами» друг против друга.

Устройство магнитного пускателя

Как правило, нижняя часть является неподвижной и надежно закреплена на корпусе. Верхняя часть является подвижной и установлена на пружинах, которые автоматически отключают пускатель, если на катушке отсутствует рабочее напряжение. Следует отметить, что выпускаются пускатели на различное рабочее напряжение, от 12 до 380 вольт. Катушки легко меняются, поэтому пускатели достаточно ремонтопригодные и наиболее слабым звеном является именно катушка. Кроме этого, у пускателя имеются также подвижные и неподвижные контакты, как силовые, так и управляющие. Подвижные контакты располагаются на подвижной части магнитного пускателя.

Когда катушка обесточена, подвижные контакты находятся в разомкнутом состоянии за счет действия пружины. Когда нажимается кнопка «Пуск» на катушке появляется напряжение. В результате подвижная часть сердечника притягивается, а вместе с ней и подвижные контакты. Соединяясь с неподвижными контактами, образуется электрическая цепь, в результате чего на управляющем устройстве (электродвигателе) появляется рабочее напряжение: двигатель запускается. Это можно увидеть на картинке ниже.

Так выглядит в разобранном виде

Когда нажимается кнопка «Стоп», напряжение на катушке исчезает и верхняя, подвижная часть, за счет действия пружины, возвращается в исходное состояние. Контакты размыкаются, электрическая цепь пропадает, как и напряжение на электродвигателе: электрический двигатель останавливается. Электромагнит срабатывает, как от постоянного, так и от переменного напряжения, главное, чтобы катушка была рассчитана на рабочее напряжение.

Бывают пускатели с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами, при этом последние наиболее распространенные и наиболее востребованные.

Устройство и принцип работы

Небольшим током в катушке образуется магнитное поле, которое притягивает сердечник с подвижными контактами. Это приводит к замыканию силовой цепи и двигатель запускается .

Устройство электромагнитного пускателя 220 В, на примере серий ПМЕ и ПМЛ, состоит из таких элементов:

  1. Корпус прибора, разделённый на два блока.
  2. В нижнем блоке находятся: катушка пускателя, рассчитанная для работы с напряжением 220 В, пружина, неподвижный сердечник. На катушке размещаются клеммы подключения управления. Корпус нижнего блока изготавливается из пластика. Неподвижный сердечник изготавливается из стали. Его короткозамкнутые кольца увеличивают магнитный поток. Ударные воздействия на нижний блок смягчает силиконовая подкладка.
  3. Нижняя часть блока состоит из неподвижных контактов и подвижного магнитного якоря. К якорю жёстко крепятся подпружиненные контактные пластины.

Включение устройства осуществляется кнопкой «Пуск». С её помощью подаётся напряжение на катушку. Одновременно замыкаются силовой контактный мостик и дополнительный контакт, через который подаётся напряжение на катушку.

Выключение прибора производится кнопкой «Стоп». Она разрывает цепи управляющей катушки. Под воздействием пружин подвижный магнитный якорь возвращается в первоначальное состояние, магнитное поле исчезает.

Для того чтобы избежать перегрузок прибора при длительной работе, в фазные цепи нагрузки последовательно включается тепловое реле, предназначенное способствовать отключению пускателя при перегреве.

Советы по монтажу магнитных пускателей

При монтаже магнитных пусковых устройств с тепловыми реле необходимо устанавливать с минимальной разностью температур окружающей среды между электродвигателем и магнитным пусковым устройством.

Нежелательна установка магнитных устройств в местах подверженных сильным ударам или вибрациям, а также рядом с мощными электромагнитными аппаратами, токи которых превышают 150 А, так как они при срабатывании создают довольно большие удары и толчки.

Для нормальной работы теплового реле температура окружающей среды не должна превышать 40 0 С. Также не рекомендуется установка рядом с нагревательными элементами (реостаты) и не устанавливать их в наиболее нагреваемых частях шкафа, например вверху шкафа.

Сравнение магнитного и гибридного пускателя:

Схема подключения двигателя с реверсным ходом

Для работы некоторых устройств необходимо вращение двигателя в обе стороны. Смена направления вращения происходит при переброске фаз (надо поменять местами две произвольные фазы). В цепи управления также необходим кнопочный пост (или отдельные кнопки) «стоп», «вперед», «назад».

Схема подключения магнитного пускателя для реверса двигателя собирается на двух одинаковых устройствах. Желательно найти такие, на которых присутствует пара нормальнозамкнутых контактов. Устройства подключаются параллельно — для обратного вращения двигателя, на одном из пускателей фазы меняются местами. Выходы обоих подаются на нагрузку.

Сигнальные цепи несколько сложнее. Кнопка «стоп» — общая. Поле нее стоит кнопка «вперед», которая подключается к одному из пускателей, «назад» — ко второму. Каждая из кнопок должна иметь цепи шунтирования («самоподхвата») — чтобы не было необходимости все время работы держать нажатой одну из кнопок (устанавливаются перемычки на NO13 и NO14 на каждом из пускателей).

Схема подключения двигателя с реверсным ходом с использованием магнитного пускателя

Чтобы избежать возможности подачи питания через обе кнопки, реализуется электрическая блокировка. Для этого после кнопки «вперед» питание подается на нормально замкнутые контакты второго контактора. Аналогично подключается второй контактор — через нормально замкнутые контакты первого.

Если в магнитном пускателе нет нормально замкнутых контактов, их можно добавить, установив приставку. Приставки, при установке, соединяются с основным блоком и их контакты работают одновременно с другими. То есть, пока питание подается через кнопку «вперед», разомкнувшийся нормально замкнутый контакт не даст включить обратный ход. Чтобы поменять направление, нажимают кнопку «стоп», после чего можно включать реверс, нажав «назад». Обратное переключение происходит аналогично — через «стоп».

Сеть на 220 вольт

При питании от сети 220 вольт с одной фазой, подключение осуществляется через выводы, которые, как правило, обозначают А1 и А2. Расположены они в верху корпуса пускателя. При подсоединении к ним провода с вилкой, прибор включается в сеть. На выводы, маркированные L1, L2, L3 подается любое напряжение, снимаемое с контактов Т1, Т2 и Т3.

Ноль и фазу при подсоединении к устройству возможно спокойно перебрасывать, это не принципиально. Обычно питание подается через датчик температуры или степени освещения, например, при подсоединении пускателя к автономному отоплению или уличному освещению.

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:

Читайте также  Компрессор из огнетушителя

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.

В состав большинства современных контакторов входит только один блок-контакт, однако некоторые схемы управления требуют большего их количества, в этом случае на магнитный пускатель устанавливается дополнительная приставка имеющая несколько блок-контактов:

Как видно на картинке выше данная приставка (блок контактов) устанавливается на верхнюю часть контактора соединяясь с его подвижными силовыми контактами.

Выбор контакторов (магнитных пускателей) и их характеристики.

Выбор контакторов и магнитных пускателей осуществляется по их следующим техническим характеристикам:

1) По типу коммутируемой нагрузки определяется необходимая категория применения

В соответствии с ГОСТ 12434-83 и ГОСТ Р 50030.4.1-2002 существуют следующие категории (области) применения контакторов (пускателей):

2) По номинальному току

Номинальный ток — одна из главных характеристик определяющая максимальный ток который контактор способен длительно выдерживать, а так же обеспечивать его коммутацию (включение/отключение).

Расчет номинального тока пускателя (контактора) для электродвигателя можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора либо по методике приведенной ниже.

Существуют следующие стандартные значения номинальных токов контакторов (пускателей), в Амперах:

6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 500 Ампер

Примечание: Модульные контакторы выпускаются на номинальные токи до 100 Ампер.

Зачастую контакторы и магнитные пускатели в зависимости от их номинального тока условно делят на следующие величины (от нулевой до седьмой величины):

Номинальный ток пускателя для управления электродвигателем можно выбрать исходя из его мощности по следующей таблице:

Так же можно произвести расчет тока пускателя самостоятельно по следующей методике:

Номинальный ток пускателя должен быть больше либо равен номинальному току двигателя:

Iном. МП Iном. двигателя

Номинальный ток двигателя можно узнать из его паспортных данных, либо рассчитать по формуле:

Iном=P/√3Ucosφη

  • P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
  • U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
  • cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
  • η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Так же расчет тока электродвигателя можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора.

Номинальный ток контактора используемого не для управления электродвигателем определяется исходя из тока управляемой им электросети:

Iном. контактора Iрасч. сети

Расчетный ток сети можно определить с помощью нашего онлайн калькулятора, либо рассчитать его самостоятельно по формуле:

Iсети=(Pсетип)/cosφ, Ампер

  • Pсети— суммарная мощность всего подключаемого к контактору электрооборудования, в киловаттах;
  • Kп — коэффициент перевода (Для однофазной сети 220В: Kп=4,55; Для трехфазной сети 380В: Kп=1,52);
  • cosφ — коэффициент мощности, принимается равным от 0,95 до 1 — для бытовых электросетей и от 0,75 до 0,85 — для промышленных электросетей.

3) По номинальному напряжению втягивающей катушки

Напряжение катушки — это параметр характеризующий величину напряжения которое должно быть подано на выводы катушки контактора для его срабатывания. Следовательно номинальное напряжение катушки определяет и напряжение цепи управления (напряжение на кнопках управления).

Существуют следующие стандартные значения номинального напряжения катушек контакторов (пускателей), Вольт:

12, 24, 36, 48, 110, 127, 220, 380, 500, 660 Вольт

Наиболее часто применяются контакторы с катушками на 220 и 380 Вольт, контакторы с катушкой на напряжение 48 Вольт и ниже как правило применяются в помещения с повышенной опасностью (особоопасных) в отношении поражения человека электрическим током, для того что бы напряжение на кнопках пультов управления было безопасным.

4) По номинальному напряжению изоляции

Читайте также  Короб для провода

Номинальное напряжение изоляции контактора (пускателя) — это максимальное напряжение сети на которое рассчитана изоляция контактора (пускателя), превышение данной величины приведет к пробою изоляции и как следствие выходу из строя контактора. Следовательно номинальное напряжение контактора должно быть больше либо равно напряжению сети:

Uном. МП Uсети

В сетях напряжением 220/380 Вольт, как правило, применяются контакторы на номинальное напряжение по изоляции 400 либо 660 Вольт.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Кнопка остановки

Независимо от вида электромагнитного пускателя, используемого в конструкции, управление производится при помощи двух кнопок – «Пуск» и «Стоп». Может присутствовать включение реверса. Кнопка остановки отличается от других тем, что у нее красный окрас. Нормально замкнутые контакты механически соединены с кнопкой. Поэтому при работе устройств ток протекает через них беспрепятственно.

Если кнопку не нажимать, то металлическая планка под действием пружины замыкает два контакта. При необходимости остановки питания устройства нужно просто нажать на кнопку – контакты при этом разомкнутся. Но фиксации нет, как только вы отпустите кнопку, контакты вновь замкнутся.

Поэтому для управления работой электродвигателей используются специальные схемы включения электромагнитных пускателей 220В. На дин-рейку такие устройства устанавливаются без проблем, поэтому они могут использоваться даже в самых маленьких монтажных блоках.

Реверсивная схема коммутации магнитных пускателей

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя применяется тогда, когда требуется обеспечение вращение электродвигателя в обоих направлениях. К примеру, реверсивный пускатель устанавливается на лифт, грузоподъемный кран, сверлильный станок и прочие приборы требующие прямой и обратный ход.

Реверсивный пускатель состоит из двух обыкновенных пускателей собранных по специальной схеме. Выглядит он так:

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя отличается от других схем тем, что имеет два совершенно одинаковых пускателя, которые работают попеременно. При подключении первого пускателя двигатель вращается в одну сторону, при подключении второго пускателя, двигатель вращается в противоположную сторону. Если вы внимательно посмотрите на схему, то заметите, что при переменном подключении пускателей, две фазы меняются местами. Это и заставляет трехфазный двигатель вращаться в разные стороны.

К имеющемуся в предыдущих схемах пускателю добавлены второй пускатель «КМ2» и дополнительные цепи управления вторым пускателем. Цепи управления состоят из кнопки «SB3», магнитного пускателя «КМ2», а также изменённой силовой частью подачи питания к электродвигателю. Кнопки при подключении реверсивного магнитного пускателя имеют названия «Вправо» «Влево», но могут иметь и другие названия, такие, как «Вверх», «Вниз». Чтобы защитить силовые цепи от короткого замыкания, до катушек добавлены два нормально замкнутых контакта «КМ1.2» и «КМ2.2», что взяты от дополнительных контактов на магнитных пускателях КМ1 и КМ2. Они не дают возможности включиться обоим пускателям одновременно. На выше приведенной схеме цепи управления и силовые цепи одного пускателя имеют один цвет, а другого пускателя — другой цвет, что облегчает понимание, как работает схема. Когда включается автоматический выключатель «QF1», фазы «A», «B», «C» идут к верхним силовым контактам пускателей «КМ1» и «КМ2», после чего ожидают там включения. Фаза «А» питает управляющие цепи от защитного автомата, проходит через «SF1» — контакты тепловой защиты и кнопку «Стоп» «SB1», переходит на контакты кнопок «SB2» и «SB3» и остается в ожидании нажатия на одну из этих кнопок. После нажатия пусковой кнопки ток движется через вспомогательный пусковой контакт «КМ1.2» или «КМ2.2» на катушку пускателей «КМ1» или «КМ2». После этого один из реверсивных пускателей сработает. Двигатель начинает вращаться. Что бы запустить двигатель в обратную сторону, надо нажать кнопку стоп (пускатель разомкнет силовые контакты), двигатель обесточится, дождаться остановки двигателя и после этого нажать другую пусковую кнопку. На схеме показано, что подключен пускатель «КМ2». При этом его дополнительные контакты «КМ2.2» разомкнули цепь питания катушки «КМ1», что не даст случайного подключения пускателя «КМ1».