Устройство и принципы работы магнитного пускателя
В названии этого электротехнического устройства для электроустановок 0,4 кВ заложено сразу два принципиальных действия:
1. Срабатывание в качестве электромагнита от прохождения электрического тока по обмотке катушки;
2. Запуск в работу электродвигателя силовыми контактами.
Конструктивно любой магнитный пускатель состоит из стационарно закрепленной части и подвижного якоря, перемещающегося по полозьям. Он выделен на картинке синим цветом.
Как работает электромагнитная система
Очень упрощенно пускатель можно представить как одну кнопку, на корпусе которой расположены клеммы с подключенными силовыми цепями и стационарными контактами. На подвижной части смонтирован контактный мостик. Его назначение:
1. Обеспечение двойного разрыва силовой цепи для отключения питания электродвигателя;
2. Надежное электрическое соединение приходящего и отходящего проводов при включении схемы в работу.
При ручном надавливании на якорь хорошо ощущается усилие сжатия встроенных пружин, которое необходимо преодолеть магнитным силам. При отпускании якоря эти пружины отбрасывают контакты в отключенное положение.
Такой способ ручного управления пускателем при работе схемы не используется, его применяют при проверках. В процессе эксплуатации пускатели управляются только дистанционно за счет действия электромагнитных полей.
- стационарно закрепленную в корпусе устройства нижнюю половину;
- подвижную, входящую в состав якоря.
- нарушения наладочных регулировок;
- коррозия стальных частей магнитопровода и его крепления;
- износ поверхностей;
- техническое состояние пружин, их усталость;
- дефекты короткозамкнутого витка магнитопровода.
Возрастание магнитного сопротивления магнитопровода по любой причине проявляется увеличением шума из-за появления вибраций, которые приводят к ослаблению ужима контактной системы и в итоге к отказам в работе магнитного пускателя.
Как работает система силовых контактов
- выполнены из сплавов технического серебра, нанесенных специальными методами на медные перемычки;
- созданы с запасом прочности;
- изготовлены в форме, обеспечивающей максимальный электрический контакт при включении и хорошо выдерживающие электрическую дугу, возникающую при разрыве нагрузки.
Управляющие контакты при срабатывании пускателя замыкают (называют «замыкающими») или, наоборот, размыкают цепь. Они в притянутом положении создают площадку в виде точки. Для этого стационарную часть изготавливают плоскостью или сферой (в ответственных узлах), а подвижную — сферой.
Силовые контакты более ответственны, должны выдерживать повышенные нагрузки. Их изготавливают для создания контактной линии, состоящей из множества точек. С этой целью стационарная часть выполняется плоскостью или цилиндром, а подвижная — только цилиндром.
Магнитные пускатели, выпускаемые отечественными производителями, классифицируют по возможностям работы с нагрузками разных мощностей на 7 групп и обозначают по возрастающему значению от нулевой величины с током коммутации до 6,3 ампера включительно и до шестой — (160 А).
Выпускаемые зарубежными производителями пускатели классифицируются по другим критериям.
Электрики, занимающиеся обслуживанием магнитных пускателей и осуществляющие надзор за их работой, обязаны контролировать качество прилегания контактных площадок и их чистоту. Существующее мнение, что “у современных пускателей контакты сделаны надежно и их можно не осматривать” не совсем правильное.
- нагрузочный режим;
- частоту коммутаций;
- условия окружающей среды.
- дуб;
- груша;
- яблоня;
- клен.
Незначительные выгорания контактных поверхностей убирают самодельными «воронилами». Так на языке электриков называют плоские отрезки прочных металлических пластин (обычно их изготавливают из сломанных ножовочных полотен по металлу), поверхность которых слегка обработана самым мелким наждаком.
Такой инструмент позволяет снимать очень тонкий слой прогоревшего металла и привести контакты в рабочее состояние, сохранить их первоначальную форму. Пользоваться мелкой наждачной бумагой и надфилями для подобных целей нельзя. Можно быстро нарушить сформированную контактную линию. “Наждачка” к тому же засоряет обрабатываемую поверхность абразивными крошками.
Схемы включения электродвигателей магнитными пускателями
Самое простое управление
Такое подключение двигателя можно выполнить по нижеприведенной картинке.
Трехфазное питание ≈380 через силовые контакты К1-с подводится на электродвигатель, температура обмоток которого контролируется тепловым реле kt. Система управления питается от любой фазы и нуля. Вполне допустимо заменить рабочий ноль контуром заземления.
В целях повышения электробезопасности применяют разделительный или понижающий трансформатор ТР1. Его вторичную обмотку заземлять нельзя.
Простейший предохранитель FU защищает схему управления от возможных коротких замыканий. При нажатии оператором на кнопку «Пуск» в цепи управления создается цепь для протекания тока через обмотку пускателя К1, который одновременно замыкает свои силовые контакты К1-с. Сколько времени рабочий жмет на кнопку, столько двигатель и работает. Для удобства человека такие кнопки монтируют курковым механизмом.
- снятием питания на распределительном силовом щите;
- нажатием кнопки «Стоп»;
- работой теплового реле kt при перегреве двигателя;
- перегоранием предохранителя.
Схема с удержанием кнопки контактом пускателя
Добавление в рассмотренную схему всего одного замыкающего контакта пускателя К1-у позволяет ставить кнопку «Пуск» на блокировку этим дополнением и избавляет от ее постоянного нажатия. В остальном схема полностью повторяет предыдущий алгоритм.
Схема с реверсом
Многие привода станков требуют при работе изменять направление вращения ротора двигателя. Делается это сменой фаз чередования силовой цепи — переключением мест подключения двух любых обмоток на отключенном двигателе. На нижеприведенной картинке меняются местами обмотки фаз «В» и «С». Фаза «А» не меняется.
В схему включены уже два магнитных пускателя №1 и №2. Двигатель может вращаться только от одного из них по часовой стрелке или в обратном направлении. Для этого в цепочку управления каждой обмотки К1 и К2 введен размыкающий контакт управления пускателя противоположного вращения. Он блокирует одновременное подключение обоих пускателей.
- нажать кнопку «Стоп». Образованный ей разрыв размыкает цепь управления и прерывает прохождение тока через работающий пускатель. При этом пружины откидывают якорь, а силовые контакты отключают напряжение питание с электродвигателя;
- дождаться остановки вращения ротора и нажать кнопку «Пуск» очередного пускателя. Ток потечет через его катушку, кнопка встанет на удержание замыкающим контактом, а цепь обмотки пускателя обратного вращения разорвется размыкающим контактом.
Конструктивные особенности различных моделей
Если раньше магнитные пускатели снабжались силовыми контактами и одним—двумя их повторителями положения на замыкание или размыкание, то современным моделям придают дополнительные конструктивные элементы, за счет которых они обладают бо́льшим количеством возможностей.
Например, комплектные изделия ведущих производителей позволяют выполнять различные функции управления трехфазными электродвигателями, включая реверсирование за счет встраивания в пускатель дополнительного оборудования. Потребителю остается только подключить к приобретенному модулю электродвигатель и провода питания, а сама схема уже смонтирована и налажена под определенные нагрузки.
- раскручивать ротор двигателя до номинальной скорости за счет подключения его обмоток по схеме «звезда»;
- включать под нагрузку при переключении на «треугольник».
Отдельные современные модели небольших мощностей крепятся на DIN-рейку.
У мощных магнитных пускателей может быть установлена система гашения дуги, возникающая при отключении тока силовыми контактами.
Устройство и принцип работы магнитного пускателя
Контактор (он же магнитный пускатель) имеет достаточно широкое применение как в быту (например, для обогрева кровли), так и в промышленности (например, для пуска двигателя). Поэтому сегодня наша статья посвящена магнитному пускателю. В данной статье мы рассмотрим такие вопросы, как устройство и принцип работы контактора.
Устройство контактора (магнитного пускателя)
Конструктивно магнитный пускатель (контактор) состоит из следующих элементов:
• корпус контактора;
• неподвижная часть стального сердечника, выполненного из листов электротехнической стали;
• два короткозамкнутых кольца, установленных на неподвижном сердечнике, которые обеспечивают уменьшение вибраций при включении пускателя. При попадании грязи на поверхность пускатель во включенном состоянии будет сильно гудеть;
• силиконовая прокладка, которая уменьшает уровень шума при срабатывании пускателя;
• катушка с выводами (клеммами) для подключения провода питания;
• возвратная пружина;
• подвижная часть стального сердечника, выполненного из листов электротехнической стали;
• траверса с подпружиненными контактами, которая установлена на подвижной части сердечника;
• верхние и нижние клеммы с неподвижными контактами для подключения провода или кабеля, а также коммутации силовых цепей.
Работа пускателя
Рассмотрим принцип работы магнитного пускателя с тремя силовыми и одним дополнительным нормально открытым контактом на примере схемы управления электродвигателем — прямой пуск.
Нажимая кнопку «Пуск», мы замыкаем цепь, и ток поступает на катушку контактора. Катушка создает магнитный поток, при этом происходит втягивание якоря, который является подвижной частью сердечника. Якорь увлекает за собой траверсу, обеспечивая коммутацию контактов, установленных на ней, с неподвижными контактами. Благодаря этому ток начинает протекать постоянно по трем силовым и одному дополнительному контакту.
Когда мы нажимаем кнопку «Стоп», цепь, питающая катушку пускателя, размыкается, магнитное поле пропадает, и происходит отталкивание якоря пружиной. В итоге траверса возвращается в исходное состояние, что вызывает размыкание силовых и дополнительных контактов.
Таким образом, мы рассмотрели устройство магнитного пускателя и принцип работы. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором подробно показаны конструкция и работа магнитного пускателя.
Устройство магнитного пускателя
Магнитный пускатель – это надежный и простой коммутационный аппарат. Принцип действия основан на управлении контактами с помощью электромагнитной катушки с разомкнутым магнитопроводом (подробно разберем дальше). Контакторы и электромагнитные пускатели предназначены для частой (чаще 30 раз в час) коммутации цепей под нагрузкой. В частности, для прямого пуска асинхронных двигателей с учетом пусковых перегрузок. Контактная группа магнитных пускателей имеет большой запас по кратковременной перегрузке относительно номинала и чаще всего имеет надежную дугогасительную камеру (кроме самых маленьких номиналов).
Устройство магнитного пускателя и принцип действия
Магнитные пускатели разных брендов имеют сходную конструкцию, отличаются только материалом для контактов, материалом корпуса. От качества сплавов, пластика и точности выполнения всех деталей напрямую зависит цена и надежность электромагнитного контактора. Но вернемся к устройству магнитного пускателя, см. иллюстрацию ниже:
Принцип действия магнитного пускателя основан на действии электромагнитной катушки, которая притягивает подвижную часть сердечника к неподвижной если подать на неё напряжение. При этом опускаются подвижные контакты и цепь замыкается. Возможен вариант нормально замкнутых контактов, которые размыкаются при подаче напряжения. Но это чаще всего разные комбинации нормально замкнутых и разомкнутых контактов бывают в модульных контакторах с креплением на DIN рейку.
В силовых магнитных пускателях силовые контакту нормально разомкнуты, а вот сигнальные и блок-контакты могут иметь разную конфигурацию. По умолчанию промышленный магнитный пускатель 380/220В как минимум имеет один нормально замкнутый и один нормально разомкнутый контакт. Но количество сигнальных и контрольных контактов всегда можно увеличить за счет приставки с контактами которая сцепляется с коромыслом подвижных силовых контактов и срабатывают одновременно. Подробнее на типах и принципе работы контактных приставок мгновенного действия и с задержкой времени остановимся дальше.
Вернемся к принципу действия пускателя. Когда напряжение с электромагнитной катушки снять, то пружина вернет верхнюю часть магнитопровода в исходное положение, а контакты разомкнутся.
На фото ниже изображено устройство магнитного пускателя самого распространенного типа ПМЛ. И здесь хорошо видна возвратная пружина. При срабатывании электромагнитное поле преодолевает силу пружины и соединяет половинки магнитопровода. А когда магнитное поле исчезает пружина возвращает пускатель в исходное состояние.
Такая конструкция рассчитана на очень большое количество циклов срабатывания (больше 10 000 циклов) и работает очень быстро. Что позволяет использовать контакторы в самых тяжелых кратковременно-повторных условиях работы, когда нужно запускать и останавливать механизмы включая реверсивные режимы.
Именно возможность работы на высокой частоте включений/отключений выгодно отличает электромагнитные контакторы от других коммутационных приборов (автоматов и переключателей с мотор-приводом).
Чем пускатель отличается от контактора
Мы уже несколько раз упоминали термин пускатель и контактор как синонимы. На самом деле контактор это силовая (контактная часть) пускателя. А пускателем принято называть контактор укомплектованный тепловым реле, см. фото
Отдельно стоит упомянуть модульные контакторы. Они устанавливаются на стандартную DIN рейку 35 мм. И часто применяются в модульных щитках. Через них можно, например, управлять наружным освещением если подключить модульный контактор через датчик освещения или через таймер. Также модульные контакторы могут включать систему антиобледенния, автоматические ворота и т.д. Номинальный ток таких контакторов 25-40 А и у них есть выбор количества и типа контактов. Например, бывают модульные контакторы на 2 и 4 контакта и могут быть варианты: 1 н.о. + 1 н.з контакт или 2 н.о и 2 н.з контакта и так далее. Это важно, ведь можно, например, элементарно переключать какие-то системы на резервный источник питания. Пропало напряжение на катушке, замкнулись нормально замкнутые контакты и ваш котел или холодильник переключились на питание от аккумуляторов через инвертор. При возобновлении питания система сама возвращается в исходное состояние. Это простейший пример автоматического ввода резерва для цепей 220В. Правда в отличие от специализированных систем здесь нет реле напряжения, которые контролируют больше параметров качества сети, а не срабатывают при полном отсутствии напряжения.
Чем отличается магнитный пускатель 380В от магнитного пускателя 220В, а также 110 и 24В
Большинство магнитных пускателей рассчитаны на работу в трехфазных электрических сетях 0,4 кВ. То есть главные силовые контакты спокойно коммутируют напряжение 380-400 В. Но запросы типа: купить магнитный пускатель 380В или магнитный пускатель 220В означают рабочее напряжение катушки управления. Одна и та же модель пускателя может выпускается с катушками под разное напряжение.
Часто цепи управления пускателями совмещены с автоматическими системами управления технологическими процессами. А для работы систем автоматики применяется безопасное напряжение 24 или 36В.
Поэтому магнитные пускатели выпускаются практически под все стандарты напряжения как переменного, так и постоянного тока ВНИМАНИЕ! пускатели с катушками для постоянного тока нельзя подключать в сети переменного тока, как и обратно для переменного в цепи постоянный. Самые распространенные варианты рабочего напряжения для катушек магнитных пускателей:
- 380В – переменного тока;
- 220В – переменного или постоянного тока;
- 110В – переменного или постоянного тока;
- 42В – переменного или постоянного тока;
- 36В – переменного или постоянного тока;
- 24В – переменного или постоянного тока;
- 12В – переменного или постоянного тока.
Схемы подключения магнитных пускателей
Разберем самые распространенные схемы – прямой пуск и остановка с управлением кнопками, и реверсивную схему, при которой меняется чередование фаз и меняется направление вращения асинхронных электродвигателей.
Начнем в прямые схемы управления электроприводом, см. схему ниже. Здесь изображена схема под напряжение управления 220В. Такая схема считается более безопасной. Как видите здесь питание берется с одной из фаз, и замыкается на нейтраль N. А в случае напряжения на катушке 380В, нужно брать питание от двух фаз. И при такой же схеме напряжение будет «дежурить» на контакте А2 катушки К1. А это нежелательно. Чем меньше клемм и проводников находится под опасным для жизни напряжением в режиме ожидания, тем лучше.
Принцип работы схемы магнитного пускателя 220В очень прост. Оператор нажимает кнопку «Пуск» происходит замыкание цепи и напряжение попадает на катушку К1. Магнитный пускатель срабатывает замыкаются силовые контакты и подается напряжение на привод (АД асинхронный двигатель).
При этом замыкается также контакт К1 – который физически связан с подвижной частью магнитопровода. Он подключен параллельно с кнопкой «Пуск» и теперь если её отпустить напряжение на катушку продолжит поступать, силовые контакты останутся замкнутыми и двигатель продолжит работу.
Работа будет продолжаться до тех пор, пока не нажать кнопку «Стоп», которая подключена последовательно с контактами кнопки «Пуск» и контактом К1. Кроме кнопки «Стоп» отключить пускателя может срабатывание вводного автомата по короткому замыканию или теплового реле. Контакт теплового реле «Р» подключен последовательно с кнопкой «Стоп» и это соответствует логическому ИЛИ. К отключению приведет размыкание или контактов теплового реле «Р» или кнопки «Стоп».
Второй популярный вариант реверсивная схема электропривода, см. рис ниже. На схеме магнитные пускатели 380В – это значит, что цепь управления подключена к двум фазам.
У реверсивной схемы есть существенные отличия и важные особенности:
- У контакторов КМ1 и КМ2 – разное чередование фаз, именно это позволяет запускать электродвигатель в противоположных направлениях.
- Важно не допустить одновременного срабатывания двух пускателей. Для чего применяется две независимые блокировки – механическая и электрическая. Электрическую блокировку видно на схеме – это нормально закрытые блок контакты контакторов КМ1 и КМ2 последовательно включенные в цепи друг друга. Блок контакт КМ1 включен в цепь управления контактора КМ2 и наоборот. Смысл в том, что, когда работает один из контакторов, его блок контакт в цепи другого будет разомкнут. В таком состоянии нажатие кнопки Пуск противоположного направления ни к чему не приведет. Чтобы запустить электропривод в другую сторону нужно нажать кнопку «Стоп» она в любом случае выключает питание независимо от того какой контактор работал. После остановки схема готова к новому пуску в нужном направлении.
Это базовые схемы для понимания принципа работы электропривода. Часто магнитные пускатели управляются дистанционно от сигналов автоматических контроллеров.
Область применения магнитных пускателей
В первую очередь – это запуск, остановка и торможение электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Но кроме двигателей электромагнитные пускатели успешно применяют для включения/отключения освещения, индукционных печей, нагревательных элементов, индуктивных (электромагниты) и емкостных (конденсаторные установки) нагрузок. Если попробовать сформировать список применения магнитных пускателей, то вот самый значимый его фрагмент:
- управления электроприводом насосов и насосных станций;
- станки и прочее обрабатывающее оборудование с электроприводом;
- ленточные конвейеры;
- кран-балки и прочие подъемные механизмы с электродвигателями;
- автоматическое открытие ворот;
- электропечи индукционные установки;
- прессы и дробильные механизмы с электроприводом;
- электропечи и электрокотлы;
- воздушные компрессоры и холодильное оборудования промышленного образца.
Дополнительные контакты, пневматические блоки и прочие аксессуары для электромагнитных пускателей
Функциональные возможности контроля и управления контактором можно существенно расширить за счет дополнительных приставок с набором нормально открытых и нормально закрытых контактов. Такие приставки дают возможность выводить сигнализацию о состоянии контактора, управлять запуском каких-то других механизмов, например, подавать сигнал на запуск вытяжного вентилятора при запуске деревообрабатывающего агрегата.
Внешний вид пускателя с установленной приставкой контактов (еще его называют блоком контактов) на фото ниже.
Соединяется контактная приставка с помощью направляющих и специальной защелки, которые имеют одинаковый размер на контакторах всех номиналов внутри одной серии.
Кроме вышеупомянутых есть еще пневматические приставки для магнитных пускателей (ПВЛ). Их контакты замыкаются или размыкаются с некоторой задержкой которую можно выставить, вращая головку. Чаще всего диапазон регулировки от 0,1 до 30 секунд, но есть модели с задержкой до 180 секунд.
Крепятся они также, как и обычные блоки контактов без задержки. Схема с задержкой времени может понадобится если нужно подождать завершения каких-то переходных процессов прежде чем подать сигнал на включение следующего механизма. Переходные процессы могут быть как электрическими, так и механическими, например, инерция механизма, подключенного к приводу, нужно чтобы он остановился прежде чем включать режим реверса и т.д.
Количество контактов в приставках ПВЛ может быть от 2 до 4 с разной комбинацией нормально открытых и нормально закрытых контактов.
Надеемся материал этой статьи был для вас полезен. Напоминаем, что все виды электромагнитных пускателей и контактных приставок к ним можно купить с нашего склада в Киеве.
Магнитный пускатель: принцип работы
Развитие процессов коммутации и электротехники позволили разработчикам создать устройство, которое позволило дистанционно управлять различными видами промышленного оборудования, оснащенными трехфазными электродвигателями. Оно получило название “магнитный пускатель” и пришло на смену ручным рубильникам. Конструкция и принцип работы контактора достаточно просты: он оснащен подвижными и неподвижными контактами, которые при замыкании запускают мотор, а при размыкании — останавливают его.
Для чего нужен магнитный пускатель
Магнитный контактор, прежде всего, предназначен для управления электродвигателем в автоматическом режиме. Основные операции, которые выполняет прибор — запуск, остановка и реверс двигателя. С помощью устройства также можно изменять направление движения ротора, уменьшать пусковой ток мотора и пр. Для этого, агрегат комплектуется дополнительным оснащением: вспомогательной контактной группой, предохранителями, реле. Еще одна задача контактора с тепловым реле — защита двигателя от высоких нагрузок.
Виды магнитных пускателей
Тип расположения магнитных пускателей обуславливают их классификацию:
- Устройства открытого типа — монтируются в шкафах, специальных панелях и прочих, защищенных от пыли и влаги, местах;
- В защищенном исполнении — устанавливаются в помещениях с низким содержанием пыли, без доступа влаги;
- Влагонепроницаемые модели — могут располагаться снаружи зданий под навесом от осадков и солнца.
Правильный выбор и соблюдение условий эксплуатации прибора позволяет ему долго и бесперебойно работать, обеспечивая надежную защиту электродвигателя.
Конструкция и принцип действия магнитного пускателя
Конструктивно пускатель делится на верхнюю и нижнюю половины. В верхней части устройства расположены подвижные контакты и камера гашения дуги. Здесь же размещена двигающаяся часть магнита, которая воздействует на силовые контакты.
Нижняя часть прибора оснащена катушкой и возвратной пружиной. Она приводит верхнюю половину в исходное положение после того, как питание на обмотке отключается. Таким образом силовые контакты разъединяются.
Две половины электромагнита имеют Ш-образные пластины, изготовленные из электромагнитной стали. Обмотка катушки выполнена из медного провода с расчетным количеством витков, которые соответствуют напряжению в диапазоне от 24 до 380 Вольт. Когда на устройство поступает напряжение, в обмотке возникает электромагнитное поле. Под его действием две половины конструкции пытаются соединиться и образуют замкнутый контур. После того, как напряжение отключается, возвратная пружина возвращает верхнюю половину в начальное положение.
Принцип работы магнитного пускателя
Чтобы понять как работает магнитный пускатель, достаточно знать принцип электромагнита. При включении пускателя в катушке проходит электрический ток. Он вызывает намагничивание сердечника, который притягивает к себе движущийся якорь. В это время происходит замыкание главных контактов. После обесточивания катушки, якорь с помощью возвратной пружины возвращается обратно, а главные контакты размыкаются. Правильное функционирование устройства зависит от рабочего включенного положения якоря. В этом положении контакты должны быть качественно соединены.Если пружины ослаблены, контакты подгорают, нагреваются и концы проводов отгорают.
Монтаж и подключение магнитного контактора
Контактор, принцип работы которого основан на замыкании и размыкании контактов, требует правильной установки. Монтаж с нарушениями приводит к некорректной эксплуатации и ложным срабатываниям устройства. Поэтому, пускатель нужно устанавливать вертикально на ровной, неподвижной поверхности. Если прибор оснащен тепловым реле, то температура с внешней средой должна быть одинаковой. Чтобы корпус устройства не нагревался, не рекомендуется размещать пускатель возле оборудования, которое нагревается во время работы.
При подключении контактора к электросети, провод идущий на контакт прибора загибают в кольцо.Такое положение не дает пружинным шайбам в зажиме перекашиваться. Подключая два провода с одинаковым сечением, их располагают с двух противоположных сторон винта. Кабеля обязательно подвергаются лужению, их концы обрабатывается надфилем и смазываются специальным пастообразным составом. Подвижные элементы и контакты магнитного пускателя смазывать категорически запрещается.
Перед запуском контактора, его осматривают снаружи и проверяют на исправность конструктивных частей.
Подпишитесь на рассылку новостей: