Устройство теплового реле магнитного пускателя

Устройство теплового реле магнитного пускателя

1. Назначение и устройство магнитных пускателей.

2. Выбор магнитных пускателей.

3. Схемы включения магнитных пускателей.

1. МП служат для дистанционного управления электродвигателями и другими электроприемниками. Они рассчитаны на частые включения и отключения, позволяют автоматизировать процессы включения и отключения. При наличии теплового реле в составе МП обеспечивается защита от перегрузок.

Устройство контактора магнитного пускателя:

— вспомогательные контакты (замыкающие и размыкающие);

— магнитопровод (сердечник и якорь);

2 – величина МП (0 – 6 А, 1 – 10 А, 2 – 25 А);

1 – исполнение по степени защиты (1 – открытое исполнение; 2 – защищенное исполнение; 3 – пыленепроницаемое исполнение);

1 – исполнение ( 1 – нереверсивный без теплового реле; 2 – нереверсивный с тепловым реле; 3 – реверсивный; 4 – реверсивный с тепловым реле).

В настоящее время выпускают пускатели серии ПМЛ 1-7 величины ( на токи 10 – 200 А).

Величина магнитного пускателя – это число, характеризующее номинальный ток МП (номинальный ток силовых контактов).

Вспомогательные контакты рассчитаны на токи не более 10 А.

2. Магнитные пускатели выбирают:

— по номинальному напряжению: U_ном U_сети

— по номинальному току: I_ном I_расч

— по номинальному напряжению катушки: U_{катушки} = U_{цепи управления}

— по исполнению ( реверсивный или нереверсивный, с тепловым реле или без теплового реле, серии ПМЕ, ПМЛ и т.д.).

3. Начертить схемы включения трехфазного асинхронного двигателя с помощью:

— нереверсивного магнитного пускателя;

— реверсивного магнитного пускателя.

Д.З. – записать назначение аппаратов к схемам по третьему вопросу.

Тепловые реле

1. Назначение и устройство тепловых реле.

2. Типы тепловых реле.

3. Выбор тепловых реле.

4. Защитная характеристика тепловых реле.

1. Тепловые реле служат для защиты от перегрузок.

Устройство теплового реле:

— воспринимающая часть (нагреватель и биметаллическая пластина);

— размыкающий контакт (или переключающий контакт);

— механизм отключения (рычаг, защелка, пружина);

— регулятор тока уставки;

2. Типы тепловых реле:

ТРН – 10 – тепловое реле на номинальный ток 10 А. В нем могут быть установлены нагреватели на токи до 10 А (I _нагр = 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4,5; 6,3; 8; 10 А).

ТРН – 25 – тепловое реле на номинальный ток 25 А (I _нагр = 4,5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 А).

ТРН – 40 – тепловое реле на номинальный ток 40 А (I _нагр = 12,5; 16; 20; 25; 30; 40 А).

С помощью регулятора ток уставки теплового реле можно изменять

на ± 25% от номинального тока нагревателя I_нагр :

Магнитные пускатели серии ПМЛ комплектуются тепловыми реле серии РТЛ . Эти тепловые реле надежнее, компактнее и удобнее в монтаже и обслуживании, чем тепловые реле серии ТРН.

3. Тепловые реле выбирают:

— по номинальному напряжению: U_ном U_сети

— по номинальному току: I_ном I_расч

— по номинальному току нагревателя I_нагр (с помощью регулятора тепловое реле нужно настроить на расчетный ток I_расч );

— по исполнению ( серии ТРН, РТЛ или иной).

4. Защитная характеристика теплового реле – это зависимость времени срабатывания теплового реле t от силы тока I : t = f (I) или от кратности перегрузки : t = f ( ).

Кратность перегрузки – это число, показывающее во сколько раз ток больше номинального тока.

0 1 2 3 45 6 7 1/1 _Н

Устройство магнитного пускателя

Магнитный пускатель — это важнейший коммутационный аппарат из семейства электромагнитных контакторов, коммутирующий мощные токовые нагрузки. Иногда устройство так и называют контактором, хотя, по сути, оно им не является.

Магнитный пускатель — это важнейший коммутационный аппарат из семейства электромагнитных контакторов, коммутирующий мощные токовые нагрузки. Иногда устройство так и называют контактором, хотя, по сути, оно им не является. Предназначение магнитного пускателя — автоматические включения/отключения электроцепей. Сфера применения устройства достаточно широка — пуски, остановки, реверсирование 3-хфазных электродвигателей, также они хорошо работают в схемах управления насосами, компрессорами, кран-балками, кондиционерами, ленточными конвейерами и пр. Другие сферы применения, это – осуществление управления и контроля освещением и отоплением, а также коммутация мощных нагрузок. Давайте рассмотрим, какие имеют магнитные пускатели назначение устройство принцип действия.

Виды магнитных пускателей

• реверсивные;
• не реверсивные;
• пыленепроницаемые;
• защищенные;
• открытого типа для установки в электрошкафах и внутри прочего оборудования.

Устройство и принцип работы магнитного пускателя

Стандартное типовое устройство магнитного контактора пускателя достаточно простое. Конструкция магнитного пускателя практически всегда одинакова и состоит из сердечника, с размещенной на нем втягивающей катушкой, корпуса, якоря, индикаторов включения и блок контакты магнитного пускателя.

Обычно принцип работы контактора следующий:

1. Когда на катушку подается напряжение, электроток притягивает якорь конектора к сердечнику. В результате замыкаются силовые контакты и т.н. вспомогательные блоки контактов, подающие таким образом сигнал в систему управления о работе или отключении устройства.
2. Когда напряжение снимается, контакты размыкаются в результате натяжения возвратной пружины и возвращаются в первичное положение.

Магнитный пускатель устройство и принцип действия достаточно просты. Если посмотреть на устройство контактора, то в верхней его части расположена подвижная контактная система и подвижная часть электромагнита, соединенная с ней группой силовых контактов. Также сверху находится дугогасительная камера. Снизу находятся катушка, вторая часть электромагнита и возвратная пружина.

Работа магнитного пускателя реверсивного не отличается от не реверсивного. Для выполнения реверса только чередуются фазы, подключаемые к конекторам (АВС — одно устройство, СВА другое устройство). Это условие обязательно для осуществлоения реверса двигателя.

Схема магнитного пускателя с тепловым реле

Рассмотрим принцип работы схемы, он достаточно прост: когда замыкается выключатель автомат QF, тогда объединяется схема питания катушки пускателя. PU предохранитель обеспечивает защиту от КЗ. Когда все нормально, P контакт реле замкнут. Чтобы запустить асинхронник жмете кнопку Пуск и происходит замыкание цепь. Ток начинает течь через катушку, сердечник втягивается и замыкаются КМ силовые контакты и БК блок контакт. Здесь блок контакт присутствует, чтобы замкнуть цепь управления, после того как кнопка вернется в первоначальное положение. Чтобы остановить двигатель нужно нажать Стоп. Таково назначение принцип действия магнитного пускателя и его устройство.

Подключение магнитного пускателя с реле пускателем

1. 3 пар контактов для подачи питания на оборудование. Контакты магнитного пускателя обозначение различается у разных производителей. Блок-контакт обычно маркируется 13НО (второе обозначение — 13NO), 14НО (14NO), где НО — это нормально открытый.
2. Схемы управления, состоящей из катушки, кнопки и дополнительных контактов.

Для сборки потребуется 3хжильный кабель, который будет идти к кнопкам. Если катушка на 220В, к ней подключаются красные и черные провода. Если катушка 380В, используется разноименная фаза. Свободная четвертая пара используется как блок-контакт. 3 пары силовых контактов подключаются со свободной парой. Все проводники располагаются сверху. Если есть дополнительные проводники, их подводят сбоку.

Силовые контакты устройства имеют 3 фазы. Чтобы их включить во время нажатия Пуска, нужно сделать подачу на катушку, что позволит цепи замкнуться. Чтобы разомкнуть цепь нужно отключить катушку. При осуществлении сборки цепи управления к катушке напрямую подключается зеленая фаза. К кнопке Пуск нужно подвести провод, идущий с контакта катушки. Также с него делают перемычку, идущую к замкнутому контакту у красной кнопки Стоп.

Подключение теплового реле к магнитному пускателю

Предназначение теплового реле – более надежная защита от перегрузки электродвигателя. Конечно, электродвигатель защищается и автоматическим выключателем, однако его теплового элемента, как правило, недостаточно. Вдобавок его невозможно настроить на номинальный ток мотора. У теплового реле принцип работы такой же, как в автоматическом выключателе. Электроток идет по греющим элементам, а когда его величина превышает заданную – происходит отключение биметаллической пластинки, что и вызывает переключение контактиков. Таким образом, тепловое реле само не отключает ничего, однако дает сигнал для этого.

Тепловое реле к конектору подключается напрямую без специальных проводов. Однако нужно быть внимательным к подбору производителя, как правило, изделия разных производителей не подходят друг к другу. Подключается оно между конектором и двигателем к выходу магнитного пускателя. Иные дополнительные контакты нужно последовательно соединить с катушкой. Если соблюдается схема подключения магнитного пускателя с тепловым реле, то никаких проблем с работой устройства потом не возникает. Назначение и устройство магнитного пускателя с реле аналогично универсальному.

Мы полностью рассмотрели магнитный пускатель назначение устройство принцип работы и особенности подключения. Осталось еще проверить его работоспособность. Для проверки работоспособности схемы нагрузку к конектору подключать не нужно. Включаем выключатель, подающий на объект напряжение. Нажимаем на Пуск и он должен включиться. При отсутствии работы устройства проверяем замкнуты ли контакты красной кнопки Стоп. Можно использовать для диагностических целей однополюсный указатель напряжения. С его помощью можно проверить прохождение фазы через обе кнопочки. Если при отпускании Пуска конектор отпадает – значит, ошибка в подсоединении блок-контактов, которые должны подключиться кнопке параллельно. Правильно подсоединенный конектор должен включенным фиксироваться в момент нажатия на подвижную часть магнитопровода.

Популярные статьи

Силовой кабель и провод от 5м

Для того, чтобы щит был читабельным и простым в обслуживании, нужно придерживаться следующих правил.
18 Марта 2017 года

Силовой кабель и провод от 5м

Чем отличаются столь схожие провода и какой выбрать?
28 Марта 2017 года

Силовой кабель и провод от 5м

Расшифровка кабеля ВВГ — что это такое и с какой целью проводиться? Как расшифровать эту загадочную аббревиатуру?

12 Ноября 2017 года

Контакторы

Магнитный пускатель это устройство состоящее из контактора и обвязки, предназначенное для управления электродвигателями.

11 Декабря 2018 года

Только выгодные предложения

Мы заботимся о своих покупателях, поэтому у нас всегда пополняется ассортимент, проходят разнообразные акции, имеются в наличии товары с очень низкой ценой

Электромагнитные реле и магнитные пускатели — Силовые реле, пускатели

Контакторами (силовыми реле) называют электромагнитные реле, которые имеют мощную контактную систему, служащую для коммутации рабочих цепей электродвигателя.
Магнитный пускатель — это специальный контактор переменного тока, предназначенный для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями.
Магнитные пускатели имеют силовую контактную группу из трех мощных контактов и несколько дополнительных замыкающихся и размыкающихся маломощных контактов, которые называются блок-контактами.
Для защиты двигателей от перегрева совместно с магнитными пускателями используют тепловые реле, представляющие собой устройства, которые допускают протекание кратковременных пусковых токов в двигателях, но размыкают цепь питания двигателей при длительных перегрузках по току.

Рис. 6. Устройство теплового реле (я):

I — биметаллическая пластинка; 2— нагреватель; 3— контакт. Условные обозначения теплового реле: б— нагревателя, в — контакта

Тепловое реле состоит из биметаллической пластинки 1 (рис. 6, а), нагревательного элемента 2 и контактов 3. Нагревательный элемент включается после силовых контактов магнитного пускателя последовательно с обмоткой двигателя, а контакты теплового реле включаются в цепь катушки магнитного пускателя.
При номинальной нагрузке электродвигателя нагревательный элемент и биметаллическая пластинка теплового реле не нагревателя, поскольку они успевают отдать теплоту окружающему воздуху. При перегрузках двигателя ток в его обмотках возрастает, температура нагревательного элемента теплового реле увеличивается, вследствие чего нагревается биметаллическая пластинка, которая, изгибаясь, разрывает контакты в цепи катушки магнитного пускателя.
На принципиальных электрических схемах нагревательные элементы изображают так, как показано на рисунке 6, б, а контакты — так, как на рисунке 6, в.

Рис. 7. Схема включения асинхронного двигателя с помощью магнитного пускателя

Типовая принципиальная схема включения трехфазного асинхронного двигателя с помощью магнитного пускателя приведена на рисунке 7. Линейные провода трехфазной питающей сети А, В и (‘подсоединяют к силовым контактам магнитного пускателя КМ (условные буквенные обозначения определены стандартом). С другой стороны через нагревательные элементы теплового реле КК к контактам подключены обмотки двигателя М. Эта часть схемы называется силовой цепью.
Цепь управления магнитным пускателем состоит из катушки электромагнита, кнопочной станции с замыкающейся SB2 и размыкающейся SB1 кнопками, блок-контакта магнитного пускателя, включенного параллельно кнопке SB2, и контакта тепловою реле. Катушка магнитного пускателя может включаться как на линейное напряжение (как показано на рис. 7), так и на фазное. В этом случае один из проводов цепи управления подсоединяется к линейному проводу, а другой — к нулевому.
В исходном состоянии кнопка SB2 и блок-контакт КМ разомкнуты. Ток в катушке магнитного пускателя отсутствует, и его силовые контакты в цепи обмотки двигателя разомкнуты. Двигатель выключен. При нажатии на кнопку SB2 создается следующая электрическая цепь: линейный провод С— замкнутая кнопка SB 1 — замкнутая кнопка SB2 — катушка магнитного пускателя — замкнутый контакт теплового реле — линейный провод В. По этой цепи через катушку магнитного пускателя протекает электрический ток. Магнитный пускатель срабатывает и замыкает все свои контакты: силовые и блокировочный в цепи управления. Двигатель начинает работать.
Если бы нс было блокировочною контакта, включенного параллельно кнопке пуска SB2, то при ее отпускании цепь питания катушки разорвалась и двигатель тут же выключился. При наличии данного контакта в случае отпускания кнопки SB2 ток продолжает протекать через пего и катушка магнитного пускателя остается включенной. Двигатель продолжает работать.
Чтобы выключить двигатель, необходимо разорвать цепь питания катушки магнитного пускателя (обесточить ее). Для этой цели служит кнопка SB1 «Стоп». При нажатии на нее двигатель останавливается и для того, чтобы его включить, необходимо вновь нажать на кнопку SB2.
Применение кнопки и блокировочного контакта для пуска двигателя обусловлено соображениями техники безопасности.

Рис. 8. Реверсирование асинхронного электродвигателя

Если внезапно исчезнет напряжение, то контакты магнитного пускателя (в том числе блокировочный) разомкнутся и при внезапном появлении напряжения двигатель самопроизвольно не запустится. Для его пуска необходимо вновь нажать кнопку SB2 «Пуск».
Часто возникает проблема включения двигателя для вращения в различном направлении — реверсировании (например, в подъемных механизмах, транспортерах и т. д.). На рисунке 8 показана силовая часть включения реверсивного двигателя с помощью магнитного пускателя. Как известно, для реверсирования асинхронного электродвигателя необходимо изменить порядок следования фаз (линейных проводов), подводимых к обмотке. Поэтому в схеме используют два магнитных пускателя: KM1 и КМ2. При включении пускателя КМ1 на обмотку двигателя подается трехфазное напряжение в порядке А, В, С и двигатель вращается по ходу часовой стрелки.

Рис. 9. Схема управлении реверсивным магнитным пускателем

Если же включить магнитный пускатель КМ2, то порядок следования фаз изменится: С, В, А, и двигатель будет вращаться против хода часовой стрелки.
Схема управления катушками магнитных пускателей должна обеспечивать возможное и их по очередного включений, но не допускать одновременного включения, так как в этом случае возникает короткое замыкание между фазами А и С.
На рисунке 9 показана принципиальная схема управления реверсивным магнитным пускателем. В ее состав входят: кнопка SB1 «Стоп», кнопка SB2 «Назад», кнопка SB3 «Вперед», катушки магнитных пускателей КМ1, КМ2, контакт теплового реле Кк и блокировочные контакты магнитных пускателей. Кнопки SBI и SB2 имеют две пары контактов — размыкающиеся и замыкающиеся. При нажатии на такую кнопку сначала происходит размыкание контактов, а затем замыкается вторая пара.
Схема работает следующим образом. При нажатии на кнопку SB3 происходит размыкание цепи питания катушки КМ2, и если двигатель был включен, то происходит его выключение. Если же он по какой-либо причине не выключился, то его нормально замкнутый контакт в цепи катушки КМ1 не позволит ее включить.
Аналогично происходит включение двигателя «Назад» при нажатии кнопки SB2. Такая схема позволяет переключать направление вращения двигателя без нажатия кнопки SB1 «Стоп». Она нужна только для аварийного отключения двигателя. Использование кнопок с двумя парами контактов и дополнительных блокировочных контактов в цепи катушек магнитных пускателей позволяет надежно защитить цепь от короткого замыкания.
С помощью реле и магнитных пускателей можно созданы сложные схемы управления электроприводами, решающие самые разнообразные логические задачи: блокировки, включения с зaданной последовательностью, выдержки времени и т. д.

Тепловое реле магнитного пускателя

Тепловое реле в магнитных пускателях устанавливают для защиты, электродвигателя от перегрузок.
Тепловое реле состоит из четырех основных элементов: нагревателя 1, включаемого последовательно в защищаемую от перегрузки цепь; биметаллической пластинки 2 из двух спрессованных металлических пластинок с различными коэффициентами линейного расширения; системы 3—7 рычагов и пружин; контактов 8 и 9.

Схема теплового реле. 1 — нагреватель; 2 — биметаллическая пластинка; 3 — регулировочный винт; 4 — защелка; 5 — рычаг; 6 — пружина; 7 — кнопка возврата; 8 — подвижный контакт; 9 — неподвижный контакт; 10 — вывод нагревателя

Когда через нагревательный элемент 1 проходит ток, превышающий номинальный ток электродвигателя, выделяется такое количество тепла, что незакрепленный (на рисунке левый) конец биметаллической пластинки 2 изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения (то есть опускается), нажимает на регулировочный винт 3 и выводит защелку 4 из зацепления. В этот момент под действием пружины 6 верхний конец рычага 5 поднимется, разомкнет контакты 8 и 9 и разорвет цепь управления магнитного пускателя. Кнопка 7 служит для ручного возврата рычага 5 в исходное положение после срабатывания реле.
Из вышесказанного следует, что работа теплового реле основана на изгибании биметаллической пластинки под действием тепла выделяемого в нагревательном элементе. Но эта же пластинка будет изгибаться и под действием тепла окружающего воздуха. Таким образом, в жаркие дни реле будет срабатывать быстрее, чем в холодные. Для устранения этого явления в реле применена температурная компенсация, сущность которой заключается в том, что изгибанию биметаллической пластинки от изменения температуры окружающего воздуха соответствует противоположное по направлению изгибание пластинки компенсатора. Пластинка компенсатора тоже представляет собой биметаллическую пластинку, но с обратным по отношению к основной биметаллической пластинке прогибом.
В магнитные пускатели типа ПМЕ-100, ПМЕ-200 и в магнитные пускатели ПАЕ-300 встраивают тепловые реле ТРН. Эти реле двухфазные, с температурной компенсацией, с ручным возвратом. Нагрев биметалла косвенный, нагреватели сменные с номинальным током до 40 А.
Температурный компенсатор выполнен из биметалла с обратным прогибом по отношению к основному термоэлементу. При установившейся температуре между компенсатором и защелкой устанавливается определенный зазор. Изменение величины этого зазора путем поворота эксцентрика (регулятора уставки), т.е. удаление или приближение защелки, изменяет уставку реле. Каждое деление регулятора уставки соответствует 5% величины номинального тока нагревателя. При уставке регулятора в положение «О» ток уставки реле равен номинальному току нагревателя. При уставке регулятора в положение «-5» ток уставки уменьшается на 25%, в положение «+5» — увеличивается на 25% по отношению к величине номинального тока нагревателя.
Время срабатывания реле при температуре окружающего воздуха 20±5°С и нагреве реле из холодного состояния шестикратным номинальным током уставки при любом положении регулятора уставки должно быть в следующих пределах:

Конструкция теплового реле ТРН-10: 1, 2, 3, 4, 6 — винты; 5 — крышка; 7 — нагревательный элемент; 8 — пластмассовая крышка; 9 — шток; 10 — контактный мостик

1. 3—15 с — для реле ТРН-10 A;
2. 6—25 с — для реле типов ТРН-10; ТРН-25 и ТРН-40.

Время ручного возврата реле в пределах температуры окружающего воздуха от -40 до +60°С должно быть не более 2 мин.
При установке реле в рабочее положение при температуре окружающего воздуха 20 ±5°С и обтекании обоих полюсов номинальным током реле не должно срабатывать в установившемся тепловом состоянии и должно срабатывать в течение не более 20 мин при токе, равном 1,2 номинального тока уставки. Защитные характеристики реле приведены на рис. 2.16 и 2.17.
Однофазные тепловые реле ТРП-60 и ТРП-150 (рис. 2.18), встраиваемые в пускатели ПАЕ четвертой, пятой и шестой величин, имеют комбинированный нагрев биметаллической пластинки (одна часть тока проходит через нагревательный элемент, другая — через биметаллическую пластинку). При одном нагревателе, рассчитанном на ток нулевой уставки, имеется возможность регулировать ток уставки в пределах ±25%. Реле имеет шкалу, на которой нанесены по пять делений по обе стороны от нуля. Цена деления 5% для открытого исполнения и 5,5% для защищенного.
В тепловом реле ТРП предусмотрены два исполнения по возврату: ручной возврат с гарантированным отсутствием самовозврата контактной группы и самовозврат с ускорением возврата вручную. Реле не срабатывает при длительном обтекании током, равном току уставки; срабатывает в течение 20 мин после увеличения тока по сравнению с током уставки на 20%. Реле нормально работает при токах, не превышающих 15-кратного значения. Реле допускает нагрузку 18-кратным номинальным током теплового элемента в течение 1 с, или до срабатывания реле, если оно произойдет за время меньше 1 с.

Кратность тока срабатывания по отношению к току установки

Защитные характеристики реле ТРН-25 и ТРН-40 1 — зона защитных характеристик при срабатывании реле из холодного состояния; 2 — зона защитных характеристик при срабатывании реле из горячего состояния (после прогрева)

Кратность тока срабатывания по отношению к току установки

Защитные характеристики реле ТРН-10А
1 — зона защитных характеристик при срабатывании реле из холодного состояния; 2 — зона защитных характеристик при срабатывании реле из горячего состояния (после прогрева)

Тепловые реле типа ТРП: 1 — биметаллическая пластинка; 2 — упор самовозврата; 3 — держатель подвижного контакта; 4 — пружина; 5 — подвижный контакт; 6 — неподвижный контакт; 7 — сменный нагреватель; 8 — регулятор тока уставки; 9 — кнопка ручного возврата

Для защиты реле ТРП-60 и ТРП-150 от токов короткого замыкания достаточно, чтобы номинальный ток плавкой вставки предохранителя, включенного последовательно с тепловым элементом защищаемого реле, превышал номинальный ток теплового элемента не более чем в 4—5 раз.