На чем основан принцип действия пускателя
Магнитные пускатели
Устройства, которые предназначены (основное их назначение) для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для управления асинхронными электродвигателями с напряжением питания до 600 В. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Кроме того, в них довольно часто встраивается тепловое реле для защиты электрических машин от перегрузки по току в длительном режиме.
Магнитные пускатели могут выпускаться в различных исполнениях:
Устройство магнитного пускателя
Устройство магнитного пускателя довольно простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, пластмассового корпуса, механических индикаторов включения, а также основных и вспомогательных блок – контактов.
Принцип работы магнитного пускателя
Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:
При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.
Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.
Схемы включения магнитных пускателей
Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:
Принцип работы данной схемы довольно прост: при замыкании автоматического выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного пускателя. Предохранитель PU обеспечивает защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт тепловых реле Р замкнут. Итак, для запуска асинхронника нажимаем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного пускателя КМ начинает протекать ток, сердечник втягивается, тем самым замыкая силовые контакты КМ, а также блок контакт БК. Блок контакт БК нужен для того, чтоб замкнуть цепь управления, поскольку кнопка после того как ее отпустят, вернется в исходное положение. Для остановки этой электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления.
При длительном токе перегрузке сработает тепловой датчик Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приведет к остановке машины.
При схеме включения приведенной выше следует учесть напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а двигателя (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему употреблять нельзя, а можно применить с нейтральным проводником, а если в обмотки двигателя соединены треугольником (220 В), то данная система вполне жизнеспособна.
Схема с нейтральным проводником:
Единственное отличие этих схем включения, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска вместо кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.
Посмотреть как подключить не реверсивное магнитное пусковое устройство вы можете здесь:
Реверсивная схема включения показана ниже:
Эта схема более сложная, чем при подключении не реверсивного устройства. Давайте рассмотрим принцип ее работы. При нажатии кнопки «Вперед» происходят все описанные выше действия, но как вы видите из схемы, перед кнопкой вперед появился нормально замкнутый контакт КМ2. Это нужно для выполнения электрической блокировки одновременного включения двух устройств (избежание короткого замыкания). При нажатии кнопки «Назад» во время работы электропривода ничего не произойдет, так как контакт КМ1 перед кнопкой «Назад» будет разомкнут. Для произведения реверса машины необходимо нажать кнопку «Стоп» и только после отключения одного устройства можно будет включить второе.
И видео подключения реверсивного магнитного пускового устройства:
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:
Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить
Магнитный пускатель, или электромагнитный контактор, это коммутационный аппарат, коммутирующий мощные потоки постоянного и переменного тока. Его роль — систематическое включение и отключение источников электричества.
Назначение и устройство
Магнитные пускатели встраиваются в электрические цепи для удаленного пуска, остановки и обеспечения защиты электрооборудования, электродвигателей. В основе работы лежит использование принципа действия электромагнитной индукции.
Основой конструкции являются тепловое реле и контактор, объединенные в одно устройство. Такое устройство способно работать в том числе и в трехфазной сети.
Подобные устройства постепенно вытесняются с рынка контакторами. Они по своим конструктивным и техническим характеристикам ничем не отличаются от пускателей, и различить их возможно только по названию.
Между собой они отличаются напряжением питания магнитной катушки. Оно бывает 24, 36, 42, 110, 220, 380 Вт переменного тока. Устройства выпускают с катушкой для постоянного тока. Их использование в сети переменного тока тоже возможно, для чего нужен выпрямитель.
Конструкцию пускателя принято делить на верхнюю и нижнюю часть. В верхней части находится подвижная система контактов, совмещенная с дугогасительной камерой. Также здесь размещается подвижная часть электромагнита, механически соединенная с силовыми контактами. Все это составляет подвижную контактную схему.
В нижней части находится катушка, вторая половина электромагнита и возвратная пружина. Возвратная пружина возвращает верхнюю половину в первоначальное состояние после обесточивания катушки. Так происходит разрыв контактов пускателя.
Наиболее часто встречается второй вариант.
Принцип работы
Принцип действия магнитного пускателя основывается на явлении электромагнитной индукции. Если через катушку ток не проходит, значит, магнитное поле в ней отсутствует. Это приводит к тому, что пружина механически отталкивает подвижные контакты. Как только питание катушки восстановлено, в ней возникают магнитные потоки, сжимающие пружину и притягивающие якорь к неподвижно закрепленной части магнитопровода.
Так как работает пускатель только под воздействием электромагнитной индукции, размыкание контактов происходит при перебоях с электричеством и при снижении напряжения в сети больше чем на 60% от номинального показателя. Когда напряжение вновь восстановлено, контактор не включается самостоятельно. Для его активации потребуется нажатие кнопки «Пуск».
При необходимости изменения направления вращения асинхронного двигателя применяются реверсивные устройства. Реверс происходит благодаря 2 контакторам, активирующимся по очереди. При одномоментном включении контакторов происходит короткое замыкание. Для исключения таких ситуаций в конструкцию входит специальная блокировка.
Разновидности и типы
Пускатели, изготавливаемые по российским стандартам, разделяют на 7 групп в зависимости от номинальной нагрузки. Нулевая группа выдерживает нагрузку в 6,3 A, седьмая группа — 160 A.
Об этом необходимо помнить при выборе магнитных пускателей.
Классификация зарубежных аналогов может отличаться от принятой в России.
Необходимо руководствоваться типом исполнения:
По типам пускатель электромагнитный можно подобрать по следующим параметрам:
В маркировке магнитного пускателя зашифрованы его технические характеристики. Обозначение размещено на корпусе и может содержать следующие значения:
Существует несколько вариантов установки магнитных контакторов в системах управления, начиная с самого простого управления электродвигателями и заканчивая установкой с удержанием кнопки контактов, или реверсов.
Схема подключения на 220 в
Любая электрическая схема подключения содержит 2 цепи, в том числе и для однофазной сети. Первая — силовая, через которую осуществляется подача питания. Вторая — сигнальная. С ее помощью происходит контроль работы устройства.
Соединенные контактор, тепловое реле и кнопки управления составляют единое устройство, которое отмечается как магнитный пускатель на схеме. Он обеспечивает надлежащее функционирование и безопасность электродвигателей при различных режимах функционирования.
Контакты для подключения питания устройства размещаются в верхней части корпуса. Они обозначаются A1 и A2. Так, для 220 В катушки подается 220 В напряжения. Порядок подключения «ноля» и «фазы» роли не играет.
На нижней части корпуса находятся несколько контактов с отметками L1, L2, L3. К ним подключается источник питания для нагрузки. Постоянный он или переменный — не важно, главное — ограничение в 220 В. Снимается напряжение с контактов T1, T2, T3.
Схема подключения на 380 в
Стандартная схема используется в тех случаях, когда необходим запуск двигателя. Управление осуществляется при помощи кнопок «Пуск» и «Стоп». Вместо двигателя через магнитные пускатели может быть подключена любая нагрузка.
В случае питания от трехфазной сети в силовую часть входит:
Цепь управления питается от первой фазы. В нее же включены кнопки «Пуск» и «Стоп», катушка и подключенный параллельно кнопке «Пуск» вспомогательный контакт.
При нажатии на кнопку «Пуск» на катушку попадает первая фаза. После этого пускатель срабатывает, и все контакты замыкаются. Напряжение проходит на нижние силовые контакты и по ним поступает на электродвигатель.
Схема может отличаться в зависимости от номинального напряжения катушки и напряжения используемой питающей сети.
Подключение через кнопочный пост
Схема, подключающая магнитные пускатели через кнопочный пост, предусматривает использование аналогового переходника. Блоки контактов бывают на 3 или 4 выхода. При присоединении необходимо определить направленность катода. Затем через переключатель подсоединяют контакты. Для этого используют триггер двухканального вида.
Если подключать устройство с автоматическими переключателями, то для них используют электронный регулятор. Блоки при этом могут находиться на контроллере. Чаще всего встречаются устройства с широкополосными разъемами.
Магнитный пускатель назначение устройство принцип работы
Принцип работы магнитного пускателя
Основное назначение магнитного пускателя, замыкать (включать) или размыкать (выключать) электропитание электроустановки. Большая мощность электроустановки, является причиной больших пусковых токов. Большие токи не позволяют использовать простые механические коммутационные устройства (выключатели, рубильники) их заменяют магнитные пускатели.
Общий принцип работы магнитного пускателя не сложен. Есть электрическая цепь, которую нужно замкнуть или разомкнуть. В пускателе есть две группы контактов: одни контакты подвижные, вторые не подвижные. Подвижные контакты пускателя замыкаются при движении якоря к сердечнику. Сердечник запитывается отдельной цепью, а активация якоря происходит при помощи кнопки включения, установленной в цепи пускателя. Нажимаем кнопку «Пуск», якорь втягивается, питание подается на электроустановку. Нажимам кнопку «Стоп», питание с сердечника якоря снимается, оно размыкается и электроустановка обесточена.
Сразу стоит заметить, что сам по себе пускатель (контактор) не является функционально независимым устройством, например, как УЗО. Контактор, должен входить в схему, составными частями которой будут: сам контактор, спаренные кнопки управления (кнопка «Старт» и кнопка «Стоп»). Кроме этого, для защиты электродвигателя от перегрузок по току, в цепь пускателя устанавливается тепловое реле.
Принцип действия
Устройство магнитного пускателя подразумевает работу по такому принципу: на катушку, которая установлена на магнитопроводе, подается питающее напряжение. Магнитопровод намагничивается, притягивая якорь, а тот, в свою очередь, тянет за собой раму, на которой закреплены контактные группы. Устройство и работа магнитного пускателя основаны на действии электромагнита. При втягивании якоря замыкаются контактные группы силовых контактов.
Вспомогательные контакты делятся на 2 типа:
При снятии напряжения пускатель приходит в нормальное состояние, и контакты отбрасываются под действием возвратной пружины. Все контакты магнитного пускателя, установленные в диэлектрической раме, как правило, из термостойкого пластика, подпружинены для обеспечения наилучшего прилегания между подвижными и неподвижными контактами. Достаточно просто устроен магнитный пускатель, и принцип его работы основан на электромагните.
Схема включения магнитного пускателя
Давайте посмотрим на схему подключения магнитного пускателя с катушкой на 220 вольт с тепловым реле в схеме.
Искрение главных контактов гасится специальными дугогосителями расположенными в крышке кожухе, а контакты входа и выхода разделяются изоляционной траверсой.
Магнитный пускатель: устройство, применение и электрические схемы
В этой статье мы рассмотрим магнитный пускатель, который позволяет нам управлять двигателями различных исполнительных механизмов, его устройство и принцип работы.
Сфера применения пускателей достаточно широка. Их применяют там, где нужно включить, отключить двигатель и защитить его от перегрузки. Это и сельское хозяйство, и промышленность, и вспомогательное обеспечение инфраструктурных объектов, и частные дома. Самым распространенным применением пускателей является: включение или отключение вентиляции, запуск различных насосов, открытие или закрытие дверей и ворот, управление малыми конвейерами.
Структура магнитного пускателя
Прежде чем рассматривать устройство магнитного пускателя, необходимо дать ему определение. Пускатель в соответствии с МЭС 441-14-38 – это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя с защитой от перегрузок.
Всеми этими свойствами в полной мере обладают магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima.
Корпус магнитного пускателя обеспечивает защиту IP65. Для этого используются сальники, которые поставляются в комплекте с пускателем, на разъёме корпуса и в кнопках имеется специальный уплотнитель, не позволяющий влаге и пыли проникать внутрь прибора.
Корпуса пускателей КМЭ IP65 на токи до 32 А выполнены из пластика, на токи от 40 до 95 А – из железа.
Тепловое реле установлено непосредственно на контактор.
Как работает пускатель
Нажатие зеленой кнопки «Пуск» замыкает контактную группу и включает электромагнитный контактор. Происходит это почти мгновенно. После этого кнопка может быть отпущена. Дальше работу электромагнитного контактора обеспечивает встроенный нормально открытый контакт. Через него происходит «самоподхват» цепи питания катушки управления контактором. Также в его цепи питания задействовано тепловое реле своими дополнительными клеммами. В рабочем состоянии ток проходит через силовой контакт магнитного контактора, далее через тепловое реле перегрузки и поступает на нагрузку через кабель. При нажатии на кнопку «Стоп» толкатель нажимает на кнопку «остановка» теплового реле, которая прерывает питание.
Таким образом, исполнительным механизмом пускателей для включения и отключения нагрузки служит контактор. Тепловое реле играет роль защиты двигателя от перегрузок и неполнофазных режимов работ. Основным элементом, обеспечивающим защиту от перегрузки, в нем является биметалическая пластина. Эта пластина, как видно из названия, состоит из двух металлов с разным тепловым расширением, и при нагревании такая пластина изгибается в сторону металла с меньшим тепловым расширением. На этом эффекте и основана защита. Биметаллическая пластина находится рядом с проводником, по которому протекает рабочий ток, и, нагреваясь от него, изгибается. При определенном изгибе биметалическая пластина размыкает контакты теплового реле, а поскольку катушка магнитного пускателя запитана через эти контакты, то при их размыкании происходит отключение контактора. Тепловое реле имеет 2 контакта: нормально закрытый – он используется при подключении катушки – и нормально открытый. Этот контакт используется как сигнальный контакт для подачи сигнала о срабатывании теплового реле по схемам перегрузок.
В тепловом реле есть 2 режима работы – автоматический, когда после остывания тепловое реле включает контактор без участия человека, и ручной, когда оператор должен устранить причину срабатывания и вручную включить реле.
Тепловое реле срабатывает при повышении тока на любой из фаз свыше нормы. На этом и основана защита от неполнофазных режимов работы двигателя, ведь когда пропадает одна из фаз для работы двигателя, необходимо пропорционально увеличить ток на оставшихся фазах. Поскольку ток на оставшихся двух фазах будет увеличен, то происходит срабатывание теплового реле по перегрузке.
Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima имеют в номенклатуре исполнения и с опцией индикации включения. Такая индикация осуществляется световым индикатором, который расположен на передней панели магнитного пускателя. Индикатор зажигается при подаче напряжения на катушку управления и гаснет при его снятии. Такая опция удобна, когда исполнительный механизм находится не в прямой видимости и слышимости от самого пускателя.
Область применения
Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima могут быть применены везде, где необходимо управление и защита двигателя. Это и местная вентиляция, и открытие и закрытие ворот, различные электрические помпы от полива воды до включения погружного насоса, компрессоры.
Поскольку вся внутренняя схема управления магнитным аппаратом собрана, то это значительно экономит время для его подключения. Пользователю остаётся только подвести силовой кабель.
Электрические схемы
Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima производятся с управляющим напряжением 400 В и 230 В переменного тока 50 Гц. Электрические схемы этих магнитных пускателей разные.
Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 400 В
Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 230 В
Если пускатель с управляющим напряжением 400 В может быть интегрирован в трехпроводную систему питания двигателя, то для инсталляции магнитного пускателя с управляющим напряжением 230 В необходима четырехпроводная система с нейтралью, при этом нейтральный провод при выключении контактора не разрывается.
Как видно из электрической схемы на тепловом реле остается не задействован один нормальнооткрытый дополнительный контакт. На схематическом изображении он обозначен 97-98. Этот контакт может быть использован для дистанционного подачи сигнала об аварийном отключении устройства, которым управляет пускатель.
Схемы передачи электричества магнитными пускателями собраны для ручного управления пускателем, но это не отменяет возможности и дистанционного управления пускателями КМЭ в корпусе IP65 EKF PROxima.
Для организации универсального – дистанционного и ручного управления подключением двух кнопок импульсного действия необходимо:
Таким образом, магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima могут применяться как для ручного, так и для дистанционного пуска устройств, имеют функцию защиты двигателя по перегрузке, обратную связь по аварийной остановке магнитного пускателя и могут применяться в автоматизированных системах управления процессами.
Складская номенклатура пускателей КМЭ в корпусе IP65 EKF PROxima начинается с номинальных токов 9 А и заканчивается токами на 93 А. В 2020 году компания EKF открыла сборочный участок, и теперь доступны для заказа пускатели на номинальные токи от 0,4 до 7 А. Эти пускатели имеют в своём составе тепловые реле на малые токи и контакторы на 9 А. Срок изготовления пускателей КМЭ в оболочке на малые токи составляет около недели. И это значит, что заказчик, например, из Владивостока может получить свой заказ через 2–2,5 недели после его оформления.
Отечественные модели популярных пускателей
В классификации пускателей наиболее популярны пускатели: ПМА, ПМЕ, ПМ 12. О них и как выбрать магнитный пускатель в следующих статьях.
Подробно об электромагнитных пускателях
Обычно мы видим это устройство в виде аккуратной коробки с двумя кнопками: «пуск» и «стоп». Если снять верхнюю крышку, внутри обнаружится коммутатор довольно сложной конструкции, который может выполнять несколько задач (как по очереди, так и одновременно).
Это электромагнитный пускатель. Возникает вопрос: а зачем создавать сложные электротехнические устройства, если нужно всего лишь замкнуть два (или больше) контакта? Есть кнопки с фиксацией, рычажные включатели, защитные автоматы, рубильники. Рассмотрим типовое применение магнитного пускателя: включение мощной электроустановки (например, асинхронный электродвигатель).
Устройство и принцип работы устройства
Главное отличие пускателя от любого другого коммутационного устройства — подключенное к нему электропитание одновременно является и управляющим. Как это работает?
Рассмотрим общий принцип действия магнитного пускателя с помощью иллюстрации:
Виды контакторов
По оснащению средствами защиты: практически все модели включают в себя блок термореле, который размыкает цепь дополнительных контактов в случае перегрузки по току. В этом смысле принцип работы магнитного пускателя не отличается от защитного автомата. После аварийного отключения, и остывания защитной группы (цепь питания обмотки электромагнита восстанавливается), замыкание силовых контактов не происходит. Предполагается, что оператор устранит причину возникновения аварийной ситуации, и произведет повторный пуск электроустановки.
По способу замыкания контактов, имеются следующие виды магнитных пускателей:
Большинство пускателей выглядят так:
Силовые контакты (три фазы), в одной плоскости расположены дополнительные, для питания обмотки.
Для удобства монтажа, дополнительные контакты вынесены на отдельную площадку, ниже и сбоку.
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»).
Проверка работоспособности магнитного пускателя и его ремонт
Проверяется устройство путем подачи питания на управляющие (дополнительные, или блок контакты). Если происходит смыкание рабочей группы, выполняется прозвонка ее контактов с помощью мультиметра. Затем провоцируется короткое замыкание, для проверки защитного реле.
Любой коммутационный прибор состоит из схожих по конструкции элементов. Поэтому ремонт магнитного пускателя выполняется по общему принципу: поиск неисправного узла, восстановление или замена.
Механические части (мостик, прижимная либо возвратная пружина) меняются, контакты можно зачистить. Катушка управления перематывается, или производится восстановление сгоревшего витка с помощью пайки.