Для чего нужен магнитный пускатель

Устройство и принцип работы контактора

Исходя из наименования, это группа контактов, предназначенная для соединения электрических линий. Основное применение — модульный контактор коммутирует силовые линии. Если в обычном включателе (пусть даже и автоматическом защитном), смыкание и размыкание происходит вручную, контакторы переменного тока управляются дистанционно.

Рассмотрим схему простого контактора, без блокировок и защитных модулей.

Для тех, кто мало-мальски знаком с электротехникой, понять принцип работы несложно. Основа силовой группы — это контакты, обозначенные на схеме литерами «L» и «T». В зависимости от конструкции, система может одновременно включать одну, две, или более пар контактов. Для того чтобы соединительная проводящая планка прижалась к неподвижным контактам, требуется усилие. В обычных включателях это механическое приспособление, приводимое в движение оператором. Наша схема срабатывает с помощью электромагнита. Когда на катушку A1-A2 подается управляющее напряжение, соленоид втягивается, и силовые (рабочие) контакты замыкаются.

После снятия питания с управляющей обмотки, возвратная пружина мгновенно отводит контактную планку от силовых клемм.

Что внутри

Несмотря на кажущуюся сложность и громоздкость конструкции, элементная база простейшая:

контактная группа, выполненная из медных (латунных) сплавов, рассчитанная на определенный ресурс;
«Т» образная контактная планка, напрямую соединенная с соленоидом электромагнита;
катушка электромагнита, выполненная под конкретную модель контактора;
диэлектрический корпус, выполняющий не только защитные, но и несущие функции;
дугогасительные элементы, которые устанавливаются в механизмах включения электроустановок с большим током потребления.

По сути, конструкция мало чем отличается от обычного реле. Так же точно существуют нормально замкнутые, нормально разомкнутые, и переключающие схемы (в которых присутствуют оба вида контактных групп). При этом, согласно технических требований ГОСТ, модульный контактор должен иметь только одно положение покоя (состояние контактной группы при отсутствии внешнего управляющего давления).

При механическом воздействии на токопроводящую планку (или группу линеек) происходит замыкание (размыкание) одной или нескольких контактных пар.

Таким образом, с помощью прямого или дистанционного воздействия можно управлять питанием электроустановок или магистралей электропередач.

Инструкция — подключение магнитного пускателя через кнопку

Рассмотрим порядок подключения магнитного пускателя на примере управления освещением — включением/выключением обычной лампы.

Для этого понадобятся следующие инструменты, устройства и материалы:

магнитный пускатель;
кнопка включения магнитного пускателя Пуск (она может быть двух видов — зеленая или черная);
кнопка Стоп (красного цвета);
установочная коробка для кнопок;
двужильный медный провод;
патрон с лампой;
бокорезы, нож, крестовая отвертка.

Чтобы подключить схему кнопочного выключателя, нужно выполнить следующие действия:

С «плюса» подается питание на кнопку Стоп и от нее же выводится провод на силовой контакт нашего магнитного пускателя;
Выход с кнопки Стоп идет на кнопку Пуск и с нее же выводится «плюс» на вспомогательный контакт устройство, обозначенный как 1L1;
Второй выход с кнопки Пуск идет на базовый контакт пускателя А1;
С гнезда контакта 2Т1 выводится перемычка на А1. Это нужно для того, чтобы после отпускания кнопки «Пуск» цепь не размыкалась, а фаза продолжала поступать на катушку магнитного пускателя и срабатывало самоудержание при однократном нажатии пусковой кнопки. В противном случае для работы устройства придется постоянно держать пусковую кнопку нажатой;
Минусовой провод идет прямиком на разъем А2, а также на 5L3;
Само управляемое электроустройство (в нашем случае лампа) подключается к разъемам 4Т2 и 6L3.

Прежде чем приступить к практическому подключению пускателя — напомним полезную теорию: контактор магнитного пускателя включается управляющим импульсом, исходящим от нажатия пусковой кнопки, с помощью которой подается напряжение на катушку управления. Удержание контактора во включенном состоянии происходит по принципу самоподхвата – когда дополнительный контакт подключается параллельно пусковой кнопке, тем самым подавая напряжение на катушку, вследствие чего пропадает необходимость удерживать кнопку запуска в нажатом состоянии.

Отключение магнитного пускателя в этом случае возможно только при разрыве цепи управляющей катушки, из чего становится очевидной необходимость использования кнопки с размыкающим контактом. Поэтому кнопки управления пускателем, которые называют кнопочным постом, имеют по две пары контактов – нормально открытые (разомкнутые, замыкающие, НО, NO) и нормально закрытые (замкнутые, размыкающие, НЗ, NC)

Данная универсализация всех кнопок кнопочного поста сделана для того, чтобы предвидеть возможные схемы обеспечения моментального реверса двигателя. Общепринято называть отключающую кнопку словом: «Стоп» и маркировать её красным цветом. Включающую кнопку часто называют пусковой, стартовой, или обозначают словом «Пуск», «Вперёд», «Назад».

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».

Магнитный пускатель, для чего он нужен? И по каким параметрам его выбирать

Магнитный пускатель обеспечивает пуск, остановку, принудительное торможение противотоком, реверс (запуск в обратную сторону) и защиту от перегрузок трёхфазных электродвигателей, имеющих пусковой ток в несколько раз больший, чем номинальный рабочий ток.

Магнитный пускатель серии ПМ 12

Конструктивно он состроит из комбинации всех элементов и коммутационных аппаратов, необходимых для нормальной эксплуатации электродвигательных установок. Коммутационными аппаратами называют устройства для коммутации (включения – отключения) тока в электрических цепях.

К ним относятся реле, контакторы, предохранители, автоматические выключатели, разъединители, рубильники, кнопочные посты. Соединённые по определённой схеме контактор, тепловое реле и кнопки управления составляют единое устройство – электромагнитный пускатель. Он обеспечивает функционирование и защиту электродвигателей в различных режимах работы.

Обозначение магнитного пускателя. теплового реле, контакторов на схеме

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.

Watch this video on YouTube

Вопрос 5. Выбор контакторов и магнитных пускателей

Правильный и рациональный выбор пускозащитных аппаратов для цепей управления приемников электрической энергии (электропечей, электромагнитных приводов выключателей высокого напряжения, электроосветительной аппаратуры, электрических двигателей и т. д.) является основополагающим при разработке схем

Контакторы или пускатели должны выбираться по следующим основным техническим параметрам:

назначению и области применения;

роду тока, количеству и исполнению главных и вспомогательных контактов;

номинальному напряжению и току главной цепи; категории применения; режиму работы;

климатическому исполнению и категории размещения; механической и коммутационной износостойкости; номинальному напряжению и потребляемой мощности включающих катушек.

Контакторы и пускатели, выпускаемые отечественной промышленностью, часто разрабатываются для определенного типа объекта управления. Например, для включения и отключения приемников электрической энергии в металлургической, химической и других отраслях промышленности используются контакторы КТ6600, для включения и отключения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором рекомендуется применять контакторыКМ13, КТ12Р, пускатели серий ПМЕ, ПМА и ПМЛ и др. Для гашения поля синхронных машин и для цепей, где недопустимо отключение контактора при отсутствии напряжения в цепи питания обмотки управления, можно рекомендовать контакторы КТ6000/3, в силовых цепях генераторов и двигателей постоянного тока применяются контакторы КП7 и КП207, для дистанционного включения электромагнитных приводов выключателей высокого напряжения и в устройствах АПВ используются контакторы МК2-20Б. В ряде случаев контакторы и пускатели рекомендуются для включения и отключения приемников электрической энергии без указания его типа (при этом обязательно указывается категория применения). Примером таких контакторов являются контакторы КТ6000, КТ7000, КТП6000, КТ6000/2 и др. Для объектов управления с высокой степенью ответственности, а также для объектов, работающих в специальных условиях (во взрывоопасных средах, с повышенной температурой и влажностью, свыше 1000 метров над уровнем моря, с высоким уровнем вибрации и тряски и др.) разрабатывается специальная аппаратура управления.

По назначению магнитные пускатели выпускаются нереверсивные (для управления электродвигателями при неизменном направлении вращения) и реверсивные для управления электродвигателями при переменных направлениях вращения , причем в реверсивных пускателях возможно исполнение с электрической блокировкой либо с электрической и механической блокировками. Кроме того, пускатели выполняются с встроенными в оболочку кнопками управления либо без них. Назначение пускателя определяет наличие в нем теплового реле. Пускатели, выполняющие функции защиты двигателя от перегрузок, вызванных длительным протеканием токов выше номинальных, комплектуются тепловыми реле. Пускатель может выпускаться без теплового реле (например, с позисторной защитой) с кнопкой управления в защитной оболочке.

При выборе магнитных пускателей прежде всего необходимо обращать внимание на наибольшую допустимую мощность электродвигателя, работой которого будет управлять пускатель. Если магнитный пускатель управляет работой двигателя большей мощности, чем указано в паспорте пускателя, то контактная система пускателя быстро выйдет из строя

Кроме того, необходимо обращать внимание на напряжение, указанное на втягивающей катушке. Если подать напряжение большее, чем номинальное напряжение катушки, то последняя сгорит при первом же включении магнитного пускателя.

Основные поломки контакторов и магнитных пускателей, и их причины

Выход из строя управляющей катушки

Причины:

было подано напряжение, от электрической сети, не соответствующее рекомендациям. То есть, была установлена катушка под напряжение 220 вольт, а напряжение подсоединяемой сети, составляло 380 вольт;
подача тока на катушку, у контактов которой, образовалась перемычка. Итог — короткое замыкание и сгоревшие контакты катушки;
межвитковое замыкание, вследствие естественного старения изоляции на медной обмотке катушки;
превышенные рабочие температуры.

Сгорание главных контактов

Причины:

неправильный расчёт параметров нагрузки на пускатель.
подключение устройства, с двумя силовыми и одним дополнительным контактом, к трёхфазной нагрузке. Дополнительный контакт не рассчитан на номинальную силу тока выше 10 А, вследствие чего, происходит сгорание более слабого звена;
низкое напряжение на катушке, вследствие чего, возникает недостаток мощности вырабатываемой силы, необходимой для сцепления главных контактов. Причина такого недостатка, кроется в разной жесткости возвратных пружин, когда возникает дребезг и уменьшается постоянство и площадь сцепления контактов.
в процессе длительного срока работы, по причине воздействия, создаваемого вибрацией, ослабевает крепление проводников с контактными выводами. Уменьшение площади смыкания контактов, влечет за собой местный перегрев, что выводит контакты из строя.

Уход за магнитным пускателем

Типичными проблемами являются перегрев (часто связан с замыканиями между витков катушки или изношенными контактами, тогда соответствующие детали надо заменить) и генерация громкого гудящего звука. Последняя может быть обусловлена очень разными факторами: слишком низким сетевым напряжением, недостаточным прилеганием якорной части к сердечнику, попаданием в корпус пыли и грязи, механической деформацией комплектующих.

Для обеспечения исправной работы прибора надо выбрать подходящую для данной сети схему и следить за тем, чтобы на поверхность и внутрь корпуса не попадали вода и пыль. При невозможности самостоятельной диагностики рекомендуется вызвать профессионального электротехника.

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.

Контакторы бывают:

Нормально замкнутые. Контакты замкнуты, и питание подается постоянно, отключение происходит только после срабатывания пускателя.
Нормально разомкнутые. Контакты замкнуты, и питание подается, пока работает пускатель.

Наиболее часто встречается второй вариант.

Watch this video on YouTube

Схема подключения

Изначально, как уже и упоминалось, необходимо определить номинал катушки (от этого будет зависеть и сама схема подключения магнитного пускателя), а также количество контактных пластин. Далее нужно понять, какое подключение требуется. Дело в том, что если подключается реверсивный двигатель, который будет работать в обе стороны, то будет необходимо 2 магнитных пускателя и минимум 3 кнопки управления, в одном или разных корпусах — значения не имеет, т.к. это личное дело каждого и зависит от ситуации, пожеланий и мест размещения управления.

Вообще, преимущество подобных устройств в том, что не имеет значения, сколько точек управления будет у двигателя, схема подключения от этого не изменится. Максимум у количества подключенных кнопок «пуск» и «стоп» отсутствует.

Для примера имеет смысл рассмотреть вариант подключения магнитного пускателя с катушкой 220 В на простой двигатель.

Пускатель электромагнитный 220В

Схема подключения пускателя 220 В

Схема подключения пускателя подобного типа является наиболее простой, т.к. номинал катушки — 220 В, а значит, питание на нее подается следующим образом: «ноль» на одну сторону, а «фаза» — на вторую. Причем нулевой провод должен идти как раз через кнопку «стоп», разрываясь при ее нажатии, но не напрямую, а через нулевые контакты пускателя.

Но здесь также важна разводка непосредственно в корпусе пульта управления. Нулевой провод, выходящий с кнопки «стоп», после разрыва идет не напрямую на пускатель 220 В, а к разрывающей клемме «пуск» и только оттуда — на контакт. Выходящий с замыкающей клеммы кнопки «пуск» идет непосредственно на нулевой контакт катушки, куда приходит и провод с другой стороны нулевого контакта самого пускателя. Таким образом, питание на кнопках отсутствует.

Далее фазный провод. Он идет на вторую сторону катушки с одной из питающих фаз на контактах пускателя. Таким образом, получается схема, при которой при нажатии кнопки «пуск» замыкается цепь и срабатывает электромагнит, притягивающий контакты пускателя, посредством чего подается питание на электромотор. Ноль при этом подается уже вне зависимости от кнопки «пуск» — она размыкает контакт, но значения это уже не имеет, т.к. второй нулевой провод при замкнутых контактах пускателя уже приходит на катушку постоянно.

Ну а при нажатии кнопки «стоп», которая разрывает окончательно ноль с катушкой, магнит перестает работать и пружина откидывает группу, размыкая контакты. Подробнее можно посмотреть на схематическом рисунке выше.

https://youtube.com/watch?v=xOXyvLWfTEc

Катушка на 380 В

Нереверсивная схема подключения на 380 В

Как подключить магнитный пускатель подобного типа? Не намного сложнее предыдущего. Одна из сторон катушки запитана напрямую с подаваемой фазы (к примеру, С). Через пульт управления проходит фазный провод (к примеру, фаза А), далее подключение аналогично предыдущему.

Дело в том, что если номинал катушки магнита — 380 В, то эксплуатация становится не такой безопасной, как при 220 В, по той причине, что когда через пульт управления проходит напряжение, возможно поражение линейным током в случае сырости. Именно поэтому в помещениях с агрессивными средами используется в основном первый вариант катушек.

Сами магнитные пускатели имеют несколько видов, классификаций и вариантов исполнения. Попробуем разобраться, какие из них находят применение в той или иной области.

Схема подключения теплового реле

Подключение теплового реле к магнитному пускателю также не отличается особой сложностью. Устанавливается ТРН обычно рядом с пускателем на DIN-рейку, но также может подключаться непосредственно к пускателю, если имеет собственные жесткие выводы. Тепловое реле (его также называют термореле) включается в цепь между магнитным пускателем и электродвигателем. Обычно непосредственно на нем прорисована и схема его подключения.

Магнитный пускатель с тепловым реле намного надежней в эксплуатации, чем обычный. Подобное дополнительное оборудование спасет от перегрузок и нагрева, обесточив электромагнит. После, когда пластины самого реле остынут, пускатель снова будет готов к включению.

Подключение через тепловое реле

Типы и применение магнитных пускателей

Магнитные пускатели производятся как в нереверсивном, так и реверсивном исполнении. Пускатели типа ПМЕ используются при пуске двигателей небольшой мощности, и применяют в электрических цепях для электродвигателей:

127В – от 1,1 до 3 кВт;

220В – от 1,1 до 5,5 кВт;

380В – от 4 до 10 кВт;

В середине 80-х годов пускатели ПМЕ стали заменять пускателями серии ПМЕ-М.

Магнитные пускатели типа ПА и ПАЕ необходимы для запуска электродвигшателей средней мощности:

127В – от 4,5 до 7,5 кВт;

220В – от 10 до 40 кВт;

500В – от 17 до 75 кВт.

Модификации пускателей указываются цифрами, которые обозначают:

первая – величина пускателя;

вторая – тип исполнения (1 – открытое, 2 – защищенное, 3 – пылеводонепроницаемое);

третья – нереверсивный или реверсивный, наличие или отсутствие теплового реле (1 – нереверсивный без теплового реле, 2 – нереверсивный с тепловым реле, 3 – реверсивный без теплового реле, 4 – реверсивный с тепловым реле).

На примере это выглядит так:

ПМЕ-111 – магнитный пускатель первой величины в открытом исполнении, нереверсивный, без реле;

ПА-423 – магнитный пускатель четвертой величины, изготовленный в защищенном исполнении, реверсивный, без реле;

ПА-312 – магнитный пускатель третьей величины, изготовленный в открытом исполнении, нереверсивный, наличие теплового реле.

Начиная с 80-х годов, пускатели магнитные ПАЕ заменили усовершенствованными аналогами серии ПМА.

Серии магнитных пускателей ПМА и ПМЛ рассчитаны на токи от 6,3 до 160А при напряжении до 660В. Установка пускателей данного типа осуществляется для запуска асинхронных двигателей высокой мощности – до 90 кВт. Они оснащаются трехполюсными электрическими и тепловыми реле, что дает возможность предотвращать перегрузки недопустимой продолжительности, включая защиту от режима функционирования на двух фазах. Выпускаются магнитные пускатели серий ПМА и ПМЛ как в открытом, так и в защищенном исполнении, нереверсивные или реверсивные, с возможностью переключения схемы соединения со звезды на треугольник. Коммутационная износостойкость данных устройств для категории использования АС-3 – от 2-х до 3-х млн. циклов ВО. Механическая износостойкость – от 10-и до 16-и млн. циклов ВО.

Тиристорные пускатели используют в целях управления трехфазными электродвигателями, расположенными на стационарных или передвижных установках. Их силовая часть изготовлена из тиристоров, которые включены встречно-параллельно попарно на каждую фазу. Пускатель следует устанавливать в вертикальном положении, но разрешаются отклонения от вертикали до 45° в любую сторону. Пускатель может работать как в продолжительном, так и в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения 60% и с частотой включения до 600 раз в час. Устройства имеют тепловую защиту от возможных перегрузок, а также максимальную токовую защиту, порог срабатывания которой можно регулировать. Управляется пускатель с помощью кнопок с фиксацией или без фиксации команды. Также возможно управление с помощью бесконтактных логических элементов.

Все материалы защищены законом РФ об авторских правах и ГК РФ. Запрещено полное копирование без разрешения администрации ресурса. Разрешено частичное копирование с прямой ссылкой на первоисточник. Автор статьи: коллектив инженеров ОАО «Энергетик ЛТД»