Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель)
Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель) — это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления, предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя, плавкими предохранителями.
Категории применения пускателей
a) Контакторы переменного тока
- АС-1 – активная или малоиндуктивная нагрузка;
- АС-2 – пуск электродвигателей с фазным ротором, торможение противовключением;
- АС-3 – пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Отключение вращающихся двигателей при номинальной нагрузке;
- АС-4 – пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей. Торможение противовключением.
б) Контакторы постоянного тока
- ДС-1 – активная или малоиндуктивная нагрузка;
- ДС-2 – пуск электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением и их отключение при номинальной частоте вращения;
- ДС-3 – пуск электродвигателей с параллельным возбуждением и их отключение при неподвижном состоянии или медленном вращении ротора;
- ДС-4 – пуск электродвигателей с последовательным возбуждением и их отключение при номинальной частоте вращения;
- ДС-5 — пуск электродвигателей с последовательным возбуждением, отключение неподвижных или медленно вращающихся двигателей, торможение противотоком.
Схема подключения нереверсивного магнитного пускателя
На рис. 1 показана электрическая принципиальная схема включения нереверсивного магнитного пускателя для управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором.
Рис 1. Схема включения нереверсивного магнитного пускателя
электрическая принципиальная
Принцип действия схемы включения нереверсивного магнитного пускателя
Для включения электродвигателя М необходимо кратковременно нажать кнопку SB2 «Пуск». Это приведет к замыканию главных контактов в цепи питания электродвигателя. Одновременно замкнется вспомогательный контакт, что создаст параллельную цепь питания катушки магнитного пускателя. Такую схему называют схемой самоблокировки. Она обеспечивает так называемую нулевую защиту электродвигателя. Если в процессе работы электродвигателя напряжение в сети исчезнет или значительно снизится (обычно более чем на 40% от номинального значения), то магнитный пускатель отключается и его вспомогательный контакт размыкается.
Аппараты ручного управления (рубильники, конечные выключатели) нулевой защитой не обладают, поэтому в системах управления станочным приводом обычно применяют управление с использованием магнитных пускателей.
Для отключения электродвигателя достаточно нажать кнопку SB1 «Стоп». Это приводит к размыканию цепи самопитания и отключению катушки магнитного пускателя.
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя
В том случае, когда необходимо использовать два направления вращения электродвигателя, применяют реверсивный магнитный пускатель, принципиальная схема которого изображена на рис.2.
Рис. 2. Схемы включения реверсивного магнитного пускателя
Принцип действия схем включения реверсивного магнитного пускателя
Для изменения направления вращения асинхронного электродвигателя необходимо изменить порядок чередования фаз статорной обмотки.
В реверсивном магнитном пускателе используют два контактора: КМ1 и КМ2. Из схемы видно, что при случайном одновременном включении обоих контакторов в цепи главного тока произойдет короткое замыкание. Для исключения этого схема снабжена блокировкой.
Если после нажатия кнопки SB3 «Вперед» к включения контактора КМ1 нажать кнопку SB2 «Назад», то размыкающий контакт этой кнопки отключит катушку контактора КМ1, а замыкающий контакт подаст питание в катушку контактора КМ2. Произойдет реверсирование электродвигателя.
Полезные ссылки
Контакторы (магнитные пускатели)
Защита асинхронных электродвигателей
Правильный выбор аппаратуры управления и защиты – одно из главных условий надежной защиты электродвигателей. Анализ случаев выхода из строя двигателей показывает, что причина этого часто кроется именно в неправильном выборе аппаратуры, которая не среагировала на аварийный режим работы двигателя и не отключила его от сети в критический момент.
Нарушение режима вызывается, как правило, превышением тока в обмотках электродвигателя (80…90% всех аварийных случаев), которое может быть обусловлено технологической перегрузкой, потерей фазы в сети и работой двигателя в однофазном режиме на двух оставшихся фазах, снижением напряжения в сети при полной нагрузке на двигатель.
Электродвигатель в нагретом состоянии должен без вредных последствий выдерживать на испытательном стенде 50% нагрузку по току в течение 2 минут.
Для того, чтобы предупредить выход из строя электродвигателей из-за превышения тока в обмотках, необходимо правильно выбирать пусковую и защитную аппаратуру.
Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Магнитные пускатели обеспечивают защиту электродвигателей от падения напряжения (нулевая защита) и от перегрузки. Защита от перегрузок осуществляется с помощью теплового реле Контакторы переменного и постоянного тока предназначены для дистанционного и автоматического управления электродвигателями. Кнопки управления предназначены для замыкания и размыкания цепей управления автоматической пусковой аппаратуры, применяемой в схемах дистанционного управления электродвигателями и для коммутации электрических цепей. Для реверсирования двигателя применяются трехкнопочные станции. Контактор серии П6 применяется для частого включения электродвигателей малой мощности.
Температурную защиту выполняют при помощи устройства встроенной температурной защиты (УВТЗ). В качестве датчиков температуры для устройства используют позисторы – полупроводниковые элементы, изменяющие свое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды. В цепи, в которую включен позистор, изменяется сила тока пропорционально изменению температуры.
Позистор встраивают внутрь лобовых частей обмотки электродвигателя в заводских условиях. Их подключают к внешнему устройству (рисунок 4), состоящему из усилителя сигнала и электромагнитного реле, контакты которого находятся в цепи катушки магнитного пускателя.
Температурная защита электродвигателей – прямая, а тепловая защита (от тока, превышающего номинальный ток в течении некоторого времени) – косвенная.
Укоренилось мнение, что температурная защита предпочтительнее. Но она имеет ряд серьезных недостатков: необходимо тщательно встраивать температурные элементы – датчики – в обмотку электродвигателя; наличие инерционности этих элементов, что отрицательно проявляется при больших перегрузках и пусковых токах (затяжных); для повышения чувствительности реле несколько элементов нужно включать последовательно; двигатели со встроенной температурной защитой можно объединять только с пускателем и нельзя применять при ручном управлении. Вследствие этих обстоятельств температурная защита не получает широкого распространения.
Рисунок 4 – Включение УВТЗ в схему управления одиночным электродвигателем. Конец, обозначенный звездочкой, подключается к фазе А или С при катушке магнитного пускателя на 380 В или к нулевому проводу при катушке на 220 В
В ряде стран предпочтение отдают тепловым реле. Для повышения надежности их работы совершенствуют их устройство таким образом, чтобы времятоковые характеристики реле и защищаемого электродвигателя были подобными, а поле рассеяния характеристик пограничного тока было по возможности уже. Это реле должно выдерживать кратковременную перегрузку, соответствующую току заторможенного электродвигателя.
Лишь в тех случаях, когда тепловые реле не могут обеспечить защиту электродвигателей, например при большом числе включений двигателя в час и с резкопеременной нагрузкой, а так же при работе их в окружающей среде с высокой температурой или в условиях с плохой вентиляцией обмоток (ток, потребляемый из сети не превышает номинальный, но электрообмотка перегревается из-за недостаточной теплоотдачи), следует применять встроенную температурную защиту.
В сельском хозяйстве в таких условиях могут оказаться 4…10% электродвигателей.
Традиционная тепловая защита при помощи настроенных тепловых реле хорошо защищает электродвигатель лишь от перегрузок по току, но ненадежно – при обрыве фазы, при включении двигателя с заторможенным ротором и вовсе не реагирует на нарушение охлаждения. Температурная защита при помощи устройств ИВТЗ надежно работает при нарушении охлаждения и перегрузках по току, но не защищает от потери фазы и при включении двигателя с заторможенным ротором. Другими словами, ни та, ни другая защита не обладает универсальностью.
Более универсальным при защите трехфазных электродвигателей является устройство защиты ФУЗ. Оно показано на рисунке 5.
Оно состоит из двух фазовращательных трансформаторов тока ТА, у которых первичные обмотки 1 – сменные, имеющие от 1…2 витков (для электродвигателей с номинальным током 16…32 А) до 16…32 витков (1…2 А). Вторичные обмотки трансформаторов, между средними выводами которых включена катушка защитного реле К, выведены в схему 1 контроля угла сдвига фаз между векторами напряжения U1 и U2 во вторичных обмотках трансформаторов тока и схему 2 контроля за перегрузкой. В нормальном режиме угол сдвига фаз между U1 и U2 равен около 120о, а при обрыве фаз становится равным 180о, что вызывает срабатывание реле К, контакты которого размыкают цепь магнитного пускателя.
Ток срабатывания защиты от перегрузки регулируется при помощи резистора R в предлелах от 0,65 до 1,35 Iуст.н. При надлежащей настройке эта защита срабатывает за 30…50 секунд, если перегрузка составляет 50%, и за 6…10 секунд при коротких замыканиях.
Рисунок 5 – Схема включения фазочувствительного защитного устройства ФУЗ:
1 – блок со схемой контроля угла сдвига фаз (защита от потери фаз), 2 – блок со схемой защиты от перегрузки по току, R – резистор регулирования установок, RT – позистор, встраиваемый в любую часть обмотки защищаемого электродвигателя.
Для того, чтобы обеспечить отключение электродвигателя при нарушении его охлаждения в цепь защиты включается позистор RT, размещенный в лобовой части обмотки электродвигателя.
- Войдите, чтобы оставлять комментарии
Магнитные пускатели: применение и характеристики
Современные электротехнические приспособления, такие как магнитный пускатель и контактор, представляют собой коммутационные устройства, которые служат для дистанционного включения и выключения стационарных электрических установок.
Понятия «пускатель» и «контактор» на самом деле подразумевают собой одно и то же устройство. Условно считается, что первый представляет собой полностью законченный комбинированный аппарат, оборудованный контактором, тепловым реле и дополнительной контактной группой, а второй — непосредственно блок с определенным количеством силовых контактов.
Области применения магнитных пускателей
Наличие контактов в магнитном пускателе позволяет управлять любым типом нагрузки в электросети. Применяются такие устройства преимущественно в трехфазных сетях, но образцы 0-2 величины используются также в бытовых сетях, где напряжение составляет 220 В. Они позволяют осуществлять запуск маломощных двигателей. Контакторы и аксессуары CHINT: chint-electric.ru/kontaktory
Конструкция магнитного пускателя
Магнитные пускатели конструктивно могут быть трех- и четырехполюсными. Соответственно у них 3 и 4 основных контакта. Четвертый контакт выступает в качестве нормально-открытого блок-контакта, блокирующего цепи управления. 
Внутри корпуса пускателя размещена электромагнитная система, включающая в себя неподвижную Ш-образную часть сердечника и обмотку, намотанную на катушку. Сердечник набран из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. Подвижная часть сердечника (якорь) соединена с пластмассовой траверсой, на которой смонтированы контактные мостики с подвижными контактами. Плавность замыкания контактов и необходимое усилие нажатия обеспечиваются контактными пружинами. Неподвижные контакты припаяны к контактным пластинам, снабженным винтовыми зажимами для присоединения проводов внешней цепи. Кроме главных контактов, пускатели имеют дополнительные контакты, расположенные на боковых поверхностях аппарата. Главные контакты закрыты крышкой, защищающей их от загрязнения, случайных прикосновений и междуфазных замыканий. Принцип действия пускателя заключается в следующем: при включении пускателя по катушке проходит электрический ток, сердечник намагничивается и притягивает якорь, при этом главные контакты замыкаются, по главной цепи протекает ток. При отключении пускателя катушка обесточивается, под действием возвратной пружины якорь возвращается в исходное положение, главные контакты размыкаются. С помощью магнитного пускателя можно осуществлять контроль над любой нагрузкой, поскольку этот аппарат способен создавать коммутации с большой частотой. Здесь нужно учесть только одно ограничение, а именно нагрузку, или номинальный ток, который могут поддерживать силовые контакты. За счет контакторов можно запускать и прекращать работу электродвигателей, а также реверсировать их рабочие движения.
Защитные функции магнитного пускателя
- пропадания фаз
- длительных перегрузок
- уменьшения показателей пусковых токов.
Стоит отметить, что защиту от длительной перегрузки позволяет осуществить тепловое реле.
В трехфазном двигателе согласно наблюдениям при наличии симметричной нагрузки и отсутствии одной из питающих фаз мгновенно возникают неисправности, которые выводят его из строя. Если по определенной схеме установить всего два магнитных пускателя, то можно обеспечить защиту от возникновения неполнофазного режима.
При запуске электрического трехфазного двигателя входной пусковой ток может в несколько раз превышать его номинально допустимое значение для выполнения нормальной работы. Если подобная ситуация будет возникать довольно часто, то могут возникать различные неприятные последствия, например, перегрев обмотки, и, как результат, сложная поломка. Таких ситуаций можно полностью избежать при помощи магнитного пускателя, поэтому в пользе этих незаменимых устройств можно ничуть не сомневаться.
Магнитные пускатели
Магнитные пускатели предназначены, главным образом, для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, а именно:
- для пуска непосредственным подключением к сети и остановки (отключения) электродвигателя (нереверсивные пускатели),
- для пуска, остановки и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели).
Кроме этого, пускатели в исполнении с тепловым реле осуществляют также защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности.
Магнитные пускатели открытого исполнения предназначены для установки на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов.
Магнитные пускатели защищенного исполнения предназначены для для установки внутри помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли.
Магнитные пускатели пылебрызгонепроницаемого исполнения предназначены как для внутренних, так и для наружных установок в местах, защищенных от солнечных лучей и от дождя (под навесом).
Магнитный пускатель серии ПМЛ
Устройство магнитного пускателя
Магнитные пускатели имеют магнитную систему , состоящую из якоря и сердечника и заключенную в пластмассовый корпус. На сердечнике помещена втягивающая катушка . По направляющим верхней части пускателя скользит траверса, на которой собраны якорь магнитной системы и мостики главных и блокировочных контактов с пружинами .
Принцип работы пускателя прост : при подаче напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику, нормально-открытые контакты замыкаются, нормально-закрытые размыкаются. При отключении пускателя происходит обратная картина: под действием возвратных пружин подвижные части возвращаются в исходное положение, при этом главные контакты и нормально-открытые блокконтакты размыкаются, нормально-закрытые блокконтакты замыкаются.
Реверсивные магнитные пускатели представляют собой два обычных пускателя, укрепленных на общей основании (панели) и имеющем электрические соединения, обеспечивающие электрическую блокировку через нормально-замкнутые блокировочные контакты обоих пускателей, которая предотвращает включение одного магнитного пускателя при включенном другом.
Самые распространенные схемы включения нереверсивного и реверсивного магнитного пускателя смотрите здесь: Схемы включения магнитным пускателем асинхронного электродвигателя. В этих схемах предусмотрена нулевая защита с помощью нормально-открытого контакта пускателя, предотвращающая самопроизвольное включение пускателя при внезапном появлении напряжения.
Реверсивные пускатели могут также иметь механическую блокировку , которая располагается под основание (панелью) пускателя и также служит для предотвращения одновременного включения двух магнитных пускателей. При электрической блокировке через нормально-замкнутые контакты самого пускателя (что предусмотрено его внутренними соединениями) реверсивные пускатели надежно работают и без механической блокировки.
Реверсивный магнитный пускатель
Реверс электродвигателя при помощи реверсивного пускателя осуществляется через предварительную остановку, т.е. по схеме: отключение вращающегося двигателя — полная остановка — включение на обратное вращения. В этом случает пускатель может управлять электродвигателем соответствующей мощности.
В случае применения реверсирования или торможения электродвигателя противовключением его мощность должна быть выбрана ниже в 1,5 — 2 раза максимальной коммутационной мощности пускателя, что определяется состоянием контактов, т.е. их износоустойчивостью, при работе в применяемом режиме. В этом режиме пускатель должен работать без механической блокировки. При этом электрическая блокировка через нормально-замкнутые контакты магнитного пускателя обязательна.
Магнитные пускатели защищенного и пылебрызгонепроницаемого исполнений имеют оболочку. Оболочка пускателя пылебрызгонепроницаемого исполнения имеет специальные резиновые уплотнения для предотвращения попадания внутрь пускателя пыли и водяных брызг. Входные отверстия в оболочку закрыты специальными пробами с применением уплотнений.
Ряд магнитных пускателей комплектуется тепловыми реле , которые осуществляют тепловую защиту электродвигателя о перегрузок недопустимой продолжительности. Регулировка тока уставки реле — плавная и производится регулятором уставки путем поворота его отверткой. Здесь смотрите про устройство тепловых реле. В случае невозможности осуществления тепловой защиты в повторно-краковременном режиме работы следует применять магнитные пускатели без теплового реле. От коротких замыканий тепловые реле не защищают
Тепловые реле
Схема прямого пуска и защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (а), (б) – пусковая характеристика двигателя (1) и защитная характеристика теплового реле (2)
Монтаж магнитных пускателей
Для надежной работы монтаж магнитных пускателей должен производится на ровной, жестко укрепленной вертикальной поверхности. Пускатели с тепловым реле рекомендуется устанавливать при наименьшей разности температуры воздуха, окружающего пускатель и электродвигатель.
Что бы не допустить ложных срабатываний не рекомендуется устанавливать пускатели с тепловым реле в местах подверженных ударам, резким толчкам и сильной тряске (например, на общей панели с электромагнитными аппаратами на номинальные токи более 150 А), так как при включении они создают большие удары и сотрясения.
Для уменьшения влияния на работу теплового реле дополнительного нагрева от посторонних источников тепла и соблюдении требования о недопустимости температуры окружающего пускатель воздуха более 40 о рекомендуется не размещать рядом с магнитными пускателями аппараты теплового действия (реостаты и т.д.) и не устанавливать их с тепловым реле в верхних, наиболее нагреваемых частях шкафов.
При присоединении к контактному зажиму магнитного пускателя одного проводника его конец должен быть загнут в кольцеобразную или П-образную форму (для предотвращения перекоса пружинных шайб этого зажима). При присоединении к зажиму двух проводников примерно равного сечения их концы должны быть прямыми и распологаться по обе стороны от зажимного винта.
Присоединяемые концы медных проводников должны быть залужены. Концы многожильных проводников перед лужением должны быть скручены. В случае присоединения алюминиевых проводов их концы должны быть зачищены мелким надфилем под слоем смазки ЦИАТИМ или технического вазелина и дополнительно покрыты после зачистки кварцевазилиновой или цинко-вазелиновой пастой. Контакты и подвижные части магнитного пускателя смазывать нельзя.
Перед пуском магнитного пускателя необходимо произвести его наружный осмотр и убедится в исправности всех его частей, а также в свободном передвижении всех подвижных частей (от руки), сверить номинальное напряжение катушки пускателя с напряжением, подаваемым на катушку, убедится, что все электрические соединения выполнены по схеме.
При использовании пускателей в реверсивных режимах, нажав от руки подвижную траверсу до момента соприкосновения (начало замыкания) главных контактов, проверить наличие раствора нормально-замкнутых контактов, что необходимо для надежной работы электрической блокировки.
У включенного магнитного пускателя допускается небольшое гудение электромагнита , характерное для шихтованных магнитных систем переменного тока.
Уход за магнитными пускателями в процессе эксплуатации
Уход за пускателями должен заключаться, прежде всего, в защите пускателя и теплового реле от пыли, грязи и влаги . Необходимо следить, чтобы винты контактных зажимов были плотно затянуты. Надо также проверять состояние контактов.
Контакты современных магнитных пускателей особого ухода не требуют. Срок износа контактов зависит от условий и режима работы пускателя. Зачистка контактов пускателей не рекомендуется, так как удаление контактного материала при зачистке приводит к уменьшению срока службы контактов. Только в отдельных случаях сильного оплавления контактов при отключении аварийного режима электродвигателя допускается их зачистка мелким надфилем.
При появлении после длительной эксплуатации магнитного пускателя гудения, носящего, характер дребезжания, необходимо чистой ветошью очистить от грязи рабочие поверхности электромагнита, проверить наличие воздушного зазора, а также проверить отсутствие заеданий подвижных частей и трещин на короткозамкнутых витках, расположенных на сердечнике.
При разборке и последующей сборке магнитного пускателя следует сохранять взаимное расположение якоря и сердечника, бывшее до разборки, так как их приработавшиеся поверхности способствуют устранению гудения. При разборках магнитных пускателей необходимо чистой и сухой ветошью протирать пыль с внутренних и наружных поверхностей пластмассовых деталей пускателя.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: