интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Магнитный пускатель: принцип действия. Магнитные пускатели назначение устройство принцип действия


Магнитный пускатель: принцип действия

Магнитный пускатель представляет собой электрический прибор, обеспечивающий дистанционное включение нагрузки, а также исключающий самопроизвольное включение оборудования после временного отсутствия в сети электрической энергии.

Составные части прибора

Прибор включает в себя электромагнитную систему, в состав которой входит неподвижная часть сердечника и обмотка катушки. Материалом сердечника служат пластины электротехнической стали, изолированные между собой. Якорь является подвижной частью сердечника и соединяется с траверсой из пластмассы, где расположены специальные мостики, имеющие подвижные контакты.

Плавное замыкание контактов с необходимым усилием их нажатия обеспечивают контактные пружины. К контактным пластинам припаиваются неподвижные контакты. Пластины снабжены винтовыми клеммами, к которым присоединяются провода внешней цепи. На боковых сторонах прибора расположены дополнительные контакты, выполняющие функцию блокировки.

В производстве очень часто используется магнитный пускатель, принцип действия которого состоит из нескольких электротехнических операций.

Принцип работы магнитного пускателя

Когда пускатель включается, по его катушке начинает проходить электрический ток, после чего происходит намагничивание сердечника, который притягивает к себе якорь, вызывающий замыкание главных контактов. После того, как пускатель отключен, осуществляется обесточивание катушки и возвратная пружина возвращает якорь в исходное положение, когда главные контакты становятся разомкнутыми.

В случае перебоев с электрической энергией, происходит размыкание всех контактов прибора, в том числе и вспомогательных. Когда напряжение вновь появляется в сети, пускатель не может включиться самостоятельно, а только после нажатия кнопки «Пуск». Те же самые процессы происходят при снижении напряжения в сети на 60% ниже, чем номинальное.

Таким образом, магнитный пускатель, принцип действия которого основан на замыкании и размыкании контактов, включает в свой состав несколько основных элементов. Это кнопочный пост, контактор и тепловое реле, объединяющие все узлы, которые были рассмотрены выше. В контакторе магнитного пускателя располагаются три основные системы контактов, позволяющие включать прибор в трехфазную сеть. Здесь же установлен блок контактов, насчитывающий от 1 до 5 единиц.

Для изменения направления вращения ротора в асинхронном двигателе используется реверсивный магнитный пускатель. Процесс изменения производится с помощью двух контакторов, включающихся по очереди. При одновременном включении контакторов может произойти короткое замыкание. Во избежание подобных ситуаций, в электромагнитном пускателе устанавливается специальная блокировка.

electric-220.ru

назначение, устройство и принцип действия, защита и маркировка

Для человека, далекого от электротехники, бытовое устройство представляется каким-то черным ящиком, в котором что-то крутится. Про электродвигатель знают все, а вот как он связан с кнопками на панели — немногие. Между тем любая схема, в которой есть электродвигатель, содержит и устройство, замыкающее цепь и связывающее двигатель с той самой кнопкой включения. Называется это устройство магнитным пускателем, хотя правильное его название — электромагнитный пускатель.

Принцип работы

Чтобы электроприбор работал, необходимо обеспечить замкнутость цепи. Это обеспечивается не кнопкой, а коммутационным устройством, которое находится за ней. Видов таких устройств много, например:

  • контактор;
  • рубильник;
  • предохранитель;
  • реле.

Причем в одной цепи их может быть несколько. Так, предохранитель размыкает цепь при перегрузке, хотя после него в цепи стоят простые выключатели. Аварийное размыкание может быть обеспечено и тепловыми реле. А вот чтобы узнать, для чего нужен магнитный пускатель, стоит разобраться в его устройстве.

Внутреннее устройство

Такой коммутатор состоит из двух частей — подвижной и неподвижной. Неподвижная часть представляет собой катушку на якоре, стационарной половине сердечника, а также содержит неподвижные контакты. Подвижная часть — это вторая половина сердечника и подвижные контакты.

Когда вы нажимаете на кнопку, вы замыкаете цепь и ток проходит через катушку. Она притягивает к себе подвижную часть и кнопку можно отпустить: пока катушка под питанием, контакты будут сомкнуты. Если цепь разомкнуть кнопкой выключения, то подвижная часть пускателя вернется в исходное положение благодаря встроенной пружине. Словом, принцип работы магнитного пускателя прост.

Схемы подключения

Самая простая схема подключения трехфазного электродвигателя по принципу «включить и выключить» выглядит так:

На этой схеме обозначены:

  1. Пуск — кнопка включения.
  2. КМ-1 — магнитный пускатель.
  3. Р — тепловое реле.
  4. С — кнопка выключения.
  5. ПР — предохранитель.

Из рисунка видно, что-то место, под которым написаны две буквы — «БК» — останется замкнутым после того, как вы отпустите кнопку. Обратите внимание и на то, что двигатель берегут: в схему включены предохранитель и тепловое реле. В случае перегрева или замыкания цепь разомкнется.

На практике чаще встречаются те схемы, которые обеспечивают вращение двигателя в разные стороны — то есть с реверсом. Такую схему можно укомплектовать как разными коммутационными устройствами, так и одним реверсивным пускателем. Схема с реверсом упрощенно выглядит так:

Если присмотреться внимательно, то можно заметить, что при вращении двигателя в одну сторону блокируется вторая цепь — это можно заметить по обозначению КМ-1 на цепи, где стоит КМ-2, и наоборот. В жаргоне электриков это называется защитой от дурака.

Если двигатель включается в простую однофазную цепь, которая есть в любой квартире, то коммутационные устройства ставятся на фазу, и к ним добавляется сопротивление.

Ассортимент и маркировка устройств

На рынке таких коммутаторов можно встретить различные их модификации. Это обусловлено как многообразием устройств, в которых есть электродвигатели, так и параметрами цепей, где они работают. Магнитные пускатели есть практически везде: в системах принудительной вентиляции и кондиционерах, стиральных машинах и электроплитах с грилем, лифтах, а в последнее время некоторые потребители электроэнергии стали ставить их в щитки — они куда удобнее простых рубильников.

Чтобы правильно выбрать пускатель, стоит обратить внимание на следующее:

  • какие максимальные токи есть в вашей цепи;
  • нужен ли вам реверс;
  • куда вы поставите ваше коммутационное устройство.

Последнее имеет значение в том случае, если вы собрались установить пускатель в щиток около дома. Сейчас в продаже есть изделия, пригодные к установке на DIN-рейки.

Комплектуются пускатели по-разному. Так, большинство из них подключает двигатель по схеме «треугольник», так можно уменьшить пусковой ток. Ряд изделий содержит в себе и тепловые реле. На них стоит обратить внимание, когда ваш электродвигатель будет работать долго и перегреваться. Чтобы избежать поломки, ставят именно тепловое реле. Это простая биметаллическая пластина, которая при нагревании гнется в сторону: металлы, нагреваясь, по-разному расширяются, и цепь размыкается.

Поскольку проводка греется от тока, реле подбирают так, чтобы ток в его маркировке был на 10% больше номинального. В паспорте последнего значение этого номинала должно быть указано, а иногда и проставлено на корпусе. Значение тока на магнитном пускателе тоже указывается.

Как правило, пускатели упакованы в корпус. Он может быть различным и это определяет степень его защиты. При работе пускателя в герметичном корпусе основного устройства этот параметр не так важен, а вот, если он находится в щитке, куда попадает пыль или осадки, стоит озаботиться хорошей защитой. Загрязнение может привести к неприятной ситуации — устройство будет гудеть, а то и вовсе выйдет из строя.

Некоторые пускатели оснащаются варисторами, которые не допускают скачков напряжения в сети. Их целесообразно ставить в цепи тогда, когда вы живете в частном доме и при грозе у вас может выйти из строя вся техника, в первую очередь ваш компьютер.

Маркировка

Электромагнитные пускатели отечественного производства маркируются по ГОСТ 50030–4 -1−2002. В первую очередь необходимо обратить внимание на его контакты. Обозначения L1, L2, L3 и т. д. подводятся к цепи управления, а Т1, Т2, Т3 и последующие — к нагрузке. Количество контактов может быть разным, а схема их соединения содержится в паспорте и иногда на корпусе. Контакты А1 и А2 идут от катушки, а NO — вспомогательные, которые ставят в устройство, что называется на всякий случай. Некоторые изделия можно даже наращивать: ряд производителей выпускает контактные приставки.

Чаще всего маркировка пускателя начинается с аббревиатуры ПМЛ и четырех цифр.

Если устройство может работать в цепи 380 В, то на нем ставится величина тока нагрузки. Это первая цифра после ПМЛ, хотя на корпусе может быть поставлено и значение тока в прямой форме.

  • 0 — 6,3 Ампера;
  • 1 — 10 Ампер;
  • 2 — 25;
  • 3 — 40;
  • 4 — 63;
  • 5 — 100;
  • 6 — 160;
  • 7 — 250.

Наличие реверса и теплового реле также указывается цифрой, она вторая:

  • 1 — без реверса и без ТЛ;
  • 2 — без реверса с ТЛ;
  • 3 — с реверсом без ТЛ;
  • 4 — с реверсом с ТЛ;

Степеней защиты у устройства четыре: IP00, IP20, IP40, IP54, при этом первая из них предполагает открытую конструкцию, а последнее — пылебрызгозащитное исполнение. В зависимости от степени защиты, наличия кнопок и индикации изделие маркируется третьей цифрой так:

  • 0 — IP00 без кнопок;
  • 1 — IP54 с кнопкой «реле» возврата в исходное состояние после срабатывания;
  • 2 — IP54, «пуск» и «стоп»;
  • 3 — то же, что и 2, но с индикаторной лампочкой;
  • 4 — IP40 без кнопок;
  • 5 — IP40 с кнопками «пуск» и «стоп»;
  • 6 — IP20.

Наконец, четвертая цифра указывает количество контактов:

  • 0 — 1 замыкающий и 1 размыкающий;
  • 1 — 2 замыкающих и 2 размыкающих;
  • 2 — 3 и 1;
  • 3 — 4 и 1;
  • 4 — 5 и 1.

Цифрами 5 и 6 маркируют устройства для цепей постоянного тока как 1 замыкающий и 1 размыкающий соответственно.

Некоторые заводы указывают возможность крепления на рейку, категорию размещения и износостойкость, но чаще можно встретить именно четыре цифры.

У пускателей типа ПМ первые две цифры — это номер серии, а следующие три — номинал тока в вольтах. Шестая цифра указывает наличие реверса и теплового реле: 1, 2, 5, 6 значат то же самое, что и 1, 2, 3, 4 для ПМЛ, а значение седьмой полностью совпадают.

ПМЕ маркируются тремя цифрами: величиной тока, степенью защиты и наличием реверса с реле. Обозначения на ПМА примерно аналогичны таковым у ПМЛ.

Такое разнообразие маркировок объясняется тем, что магнитные пускатели — давно применяемые устройства и на одних заводах применяют старую маркировку, а на других новую, при этом порядок цифр может различаться. Поэтому ориентироваться стоит не столько на нее, сколько на различные таблицы и указания на корпусе, а также посмотреть паспорт изделия. Особенно это актуально для продукции зарубежного производства.

Контакторы и пускатели

Эти устройства ничем принципиально не отличаются от пускателей. Назначение, устройство, принцип действия у них те же. Отличие заключается в том, что контакторы предназначены для работы в цепях с высокими значениями токов и напряжений, поэтому их габариты соответствующие.

Защитного корпуса они не имеют, поэтому ставят их в закрытых помещениях, защищенных от внешнего воздействия.

Контакторы снабжены более мощными силовыми контактами и дугогасителями; у пускателей их нет.

Этими устройствами снабжены электровозы, трамваи, троллейбусы и промышленные предприятия, где они замыкают и размыкают силовые цепи.

220v.guru

устройство и принцип работы + схема подключения на 220В и 380В

В домашнем хозяйстве практически не используются электроприборы, работающие под током более десятка ампер и потребляющие электрическую мощность более нескольких киловатт. Они включаются и выключаются с помощью обыкновенных ручных включателей. При таком подключении небольших нагрузок между контактами проходит не очень большая искра, которая практически не может повредить выключатель.

В промышленности при подключении больших мощностей основной проблемой являются большие электрические токи. Они вызывают сильное искрение при замыкании или размыкании сети. Ранее для подключения больших нагрузок широко применялись ручные рубильники, но они обладают рядом недостатков. Они требуют ручного управления и не предназначены для частого включения.

Для повышения долговечности и удобства пользования электроприборами используются различные контакторы. Они позволяют проводить дистанционную коммутацию. Их основным назначением является быстрое, практически мгновенное замыкание или размыкание сети при получении соответствующего сигнала.

Неудивительно, что некоторые модификации этих приборов называют также контакторами. Этот обзор посвящен описанию принципа работы магнитных пускателей, их назначению, характеристикам, параметрам выбора.

Краткое содержимое статьи:

Области применения

В первую очередь эти устройства используются для работы с асинхронными электродвигателями, которые широко используются в промышленности и лифтовом оборудовании. Поэтому их и называют пускателями. Они могут не только включать и выключать двигатель, но и менять направление его вращения.

Их применяют также для включения линий освещения на улицах или в помещениях. Например, для автоматического включения уличного освещения можно использовать фотореле, которое не рассчитано на включение большой нагрузки, но его можно использовать для этого вместе с контактором.

Такие устройства идеально подходят для управления мощными электронагревателями и различными технологическими процессами на производстве. Выпускаются различные типы магнитных пускателей, выбор необходимого определяется техническим заданием на стадии проектирования.

Немаловажным является то, что эти устройства отделяют большие напряжения под которыми работает сеть от органов управления. Благодаря этому персонал более защищен от вредных воздействий.

Принцип работы

Они работают по очень простому принципу. В нем одна группа контактов является неподвижной, а вторая группа может менять своё положение. Они располагаются в камере в которой гасится электрическая дуга.

Движением контактов управляют специальные катушки. На катушки магнитного пускателя подается управляющее напряжение. В зависимости от конструкции оно может быть разной величины. Благодаря проходящему через них току срабатывает электромагнит и якорь с силой размыкает или замыкает сеть.

При снятии разности потенциалов с управляющих катушек контакты либо замыкаются, либо размыкаются с помощью возвратной пружины. По этому принципу различают нормально разомкнутые и нормально замкнутые устройства. Первые при его отсутствии находятся с разомкнутыми контактами, а вторые с замкнутыми.

Характеристики

Магнитные пускатели имеют ряд характеристик, которые нужно учитывать при проектировании и замене оборудования. Давайте рассмотрим их основные рабочие параметры.

По типу корпуса они могут быть открытого и закрытого вида. Тип устройства легко определить по фото магнитного пускателя. Открытые устройства предназначены для установки в электрических шкафах, в которых естественно мало содержание пыли и грязи.

Закрытые приборы устанавливаются на открытой поверхности и защищены от внешних воздействий. На корпусе могут быть расположены кнопки управления двигателем. Это может быть необходимо при ручном управлении устройством. Их различают на два класса просто закрытого исполнения и защищенного от пыли и брызг.

Основное назначение различных контакторов состоит в управлении электрическими трехфазными двигателями. Для этих целей они должны иметь тройную группу подключения и выполнять основные функции по пуску, остановке и изменению направления вращения. Для этого используют реверсивные магнитные пускатели.

Соответственно выпускаются различные конструкции, одни из которых могут только выполнять замыкание и размыкание одной или нескольких точек подключения, а другие могут выполнять более сложные функции по управлению электродвигателем. Выбор необходимой конфигурации необходимо сделать при проектировании.

Во многих случаях необходимо контролировать не превышение нагрузки двигателя по току. Опасные режимы работы двигателя могут возникнуть при перегрузке или обрыве одной из фаз. При этом сильно увеличится электрический ток. Его опасное превышение контролирует тепловое реле, оно устанавливается на линии между нагрузкой и контактором и при срабатывании отключает не силовую линию, а подает управляющий сигнал на катушку. Этим оно отличается от обычного предохранителя.

Это дополнительное устройство может быть интегрировано в приобретаемый прибор и находиться в одном корпусе, либо подключаться дополнительно. Стоит отметить, что тепловое реле может далеко не сразу сработать при эксплуатации при пониженной зимней температуре.

Выпускаются контакторы для работы с различными параметрами сети. Они могут управлять токами от нескольких десятков до тысяч ампер. При проектировании нужно учесть, что при пуске электродвигателя они могут быть существенно выше номинальных.

Вторым немаловажным параметром является величина подключаемого напряжения. Наиболее часто используется напряжение 380 вольт, но выпускается оборудование, предназначенное для работы с напряжениями 600 вольт и более.

Немаловажным фактором является напряжение под которым работают управляющие катушки. Зачастую они работают под тем же напряжением, что управляемая сеть. В производственной автоматике используется пониженное напряжение управляющих катушек. Оно может составлять очень малую величину в несколько десятков вольт.

Монтаж

При монтаже требуется ознакомиться с инструкцией и проработать схему подключения магнитного пускателя. Оборудование устанавливается на ровной поверхности. При монтаже надо учесть, что мощное оборудование при включении может создавать сильную вибрацию, которая может помешать правильной работе устройства.

Тепловое реле должно быть расположено вдали от нагревающихся элементов, чтобы избежать ложного срабатывания. Концы медных проводов требуется вначале залудить, а алюминиевые провода необходимо зачистить надфилем или шкуркой. Перед пробным включением необходимо сверить правильность подключения со схемой.

Эксплуатация

При использовании контакторов нужно контролировать их температуру. Повышение температуры и их разогревание свидетельствуют о наличии замыканий в витках катушки. Это поломка требует срочной замены катушек.

Разогрев может появится также из-за больших нагрузок и износа контактов. Чтобы этого избежать лучше применять оборудование с небольшим запасом по рабочей нагрузке. Нужно смотреть за чистотой оборудования и не допускать попадания внутрь грязи и пыли. Она может привести к неплотному прилеганию якоря к сердечнику и это может стать причиной сильного шума.

Загрязнения могут испортить контакты и потребуется их замена. Конструкция магнитных пускатели и контакторов достаточно проста. Для долгой службы необходимо поддерживать их чистоту, проверять качество контактов и зажимного механизма, не подвергать их нагрузкам выше номинальных.

Фото магнитных пускателей

electrikmaster.ru

Магнитный пускатель - ElectrikTop.ru

Магнитный пускатель

Пускатель электромагнитный применяется для коммутации мощных потребителей электроэнергии в основном на производстве. В этой статье пойдет речь о том, для чего нужен магнитный пускатель, каков принцип работы магнитного пускателя и устройство магнитного пускателя. Устройство и принцип пускателя, как для цепей 380В так и для 220В, одинаковы давно и хорошо отработаны конструкторами.

Назначение пускателей

Как уже было сказано, это коммутационный аппарат, проще говоря, выключатель, таково его назначение. Контакты пускателей рассчитаны на большой ток, протекающий через нагревательные приборы и мощные электродвигатели. Эти силовые контакты приводятся в действие электромагнитным способом, поэтому управлять пускателями можно дистанционно при помощи сравнительно маломощных цепей. Поэтому маленькой кнопкой или концевым выключателем можно производить подключение мощных электродвигателей и другой нагрузки. Реверсивный пускатель обеспечивает включение асинхронных моторов в любую сторону – по часовой стрелке или против, по выбору оператора или системы управления.

Подключение электродвигателя через пускатель

Принцип работы

Принцип действия магнитного пускателя фактически совпадает с реле. Для работы пускателя от кнопок без фиксации используется самоблокировка от контактов, параллельных кнопке. Для отключения используется нормально замкнутая кнопка, включенная последовательно в цепь управления. При размыкании контактов пускатель отключается и готов к повторному включению сразу после замыкания контактов стоповой кнопки.

«Кнопочный» вариант управления пускателями является подавляющим для ручных операций. В цепях автоматики пускатели обычно удерживаются во включенном состоянии непрерывным сигналом, подаваемым с дискретного выхода контроллера на промежуточное реле.

Существуют различные виды пускателей, среди которых есть и реверсивные магнитные пускатели («головная боль» новичков-электромонтеров, пытающихся понять как работает непривычная цепь и не привыкших мыслить электрическими схемами). Фактически это два пускателя, работающие строго поочередно: если включается один, то другой должен быть обязательно отключен, иначе будет короткое замыкание между фазами.

Его принцип таков: если в одном включенном положении последовательность фаз A, B, C, то в другом положении должно быть, например, A, C, B, то есть, две фазы должны поменяться местами. Это позволяет изменять направление вращающегося поля в асинхронных моторах и запускать их в различном направлении либо по часовой стрелке, либо против.

Устройство магнитного пускателя

Все виды магнитных пускателей объединяют такие элементы конструкции, как электромагнит переменного тока, система подвижных и неподвижных силовых и вспомогательных контактов. Несущей частью является корпус из термостойких и негорючих пластиков. Эти пластмассы должны быть механически прочными и не деформироваться при повышенной температуре. Любой пускатель, как правило, трехфазный.

Устройство магнитного пускателя

  1. Контактные пружины, обеспечивающие плавность пуска
  2. Подвижные контакты (мостики)
  3. Неподвижные контакты (пластины)
  4. Пластмассовая траверса
  5. Якорь
  6. Катушка пускателя
  7. Ш-образная часть магнитопровода
  8. Дополнительные контакты

Классификация магнитных пускателей делается по нескольким признакам, среди которых обычно главной является величина пускателя. Под величиной подразумеваются не габариты или вес пускателя, а то, какой ток он может коммутировать и насколько он устойчив к дуге в цепях с индуктивностями (при отключении электродвигателя). Основой является нереверсивный магнитный пускатель, так как реверсивные собираются из последних. Работа магнитных пускателей протекает в разных условиях, поэтому их также классифицируют по степени защищенности: открытое, защищенное, пылебрызгонепроницаемое.

Работа магнитного пускателя очень часто требует наличия теплового реле. Все типы магнитных пускателей имеют конструктивно совместимые тепловые реле. Часто их выпускает один и тот же производитель. Особенно важными применениями тепловых реле является защита  электродвигателей от перегрева. Тепловое реле состоит из двухфазных биметаллических проводников (проводников с разными коэффициентами теплового расширения) – по одному на каждую фазу.

С электрической точки зрения, они являются резисторами с очень малым сопротивлением, и, таким образом, служат датчиками тока. Когда через фазы (или одну из них) протекает слишком большой ток, биметаллическая пластина изгибается и размыкает магнитные контакты, то есть контакты в цепи катушки пускателя. Подключение тепловых реле выполняется между пускателем и нагрузкой.

Модульный пускательВсе больше распространяются модульные пускатели. Это пускатели, монтируемые на DIN-рейку. Это металлическая профильная полоса, закрепляемая в шкафах на щите. Простота и легкость монтажа – исключительные. Рядом с пускателем (контактором) можно прикрепить тепловые реле, автоматы, УЗО (устройство защитного отключения), микропроцессорные контроллеры и многое другое. Модульные устройства очень легко собираются в схемы, благодаря каналам для проводов, проложенным между DIN-рейками. Монтаж выполняется зачищенными проводами необходимого сечения, обжатыми наконечниками. Наконечники вставляют в отверстия клемм приборов согласно принципиальной схеме и зажимают винтами.

На верхнюю сторону пускателей наносится маркировка, необходимая при монтаже и ремонте. Там есть обозначение типа, схема контактов и в некоторых случаях производители оставляют место для наклейки или подписи потребительских данных.

Большие успехи в силовой электронике, достигнутые за последние десятилетия, привели к тому, что большинство основных производителей теперь предлагают потребителям бесконтактные пускатели, содержащие мощные полупроводниковые ключи. У них есть определенные преимущества. Они работают бесшумно, не искрят, имеют высокую частоту переключений.

Некоторые модели благодаря ШИМ-контроллерам позволяют плавно пускать электродвигатели, а для автоматизации предусмотрены даже сетевые интерфейсы. К недостаткам можно отнести высокую цену, высокую квалификацию ремонтного персонала и небезопасную гальваническую связь с сетью, что может угрожать электрикам-ремонтникам.

Заключение

Несмотря на внедрение электронных ключей: уже устаревающие тиристоры и симисторы, мощные полевые транзисторы, и перспективные IGBT-транзисторы, магнитные пускатели сохраняют свое значение. Именно они надежно разрывают цепи, без каких-либо опасных для персонала или оборудования остаточных токов и утечек. Фактически это тот самый бессмертный “рубильник” который с гарантией обесточивает электроустановку. качественные пускатели никогда не заклинивают и приобретать нужно именно такие.

electriktop.ru

Назначение магнитного пускателя - Всё о электрике в доме

Для чего используются магнитные пускатели?

Магнитный пускатель предназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей. Он, как правило, состоит из конструктивно-объединенных теплового реле и контактора. Тем не менее в промышленности они выпускается и без теплового реле. Предназначены для работы в трёхфазной сети.

Назначение магнитного пускателя

Схема устройства магнитного пускателя.

Пускатели 0-2 величины можно использовать и в бытовой (однофазной) сети для пуска электродвигателей небольшой мощности. По конструктивным особенностям они могут быть 3- и 4-полюсные, т.е. 3 или 4 главных контакта. Как правило, четвёртый контакт выполняет роль нормально открытого блок-контакта, с его помощью происходит блокировка цепи управлении.

Конструкция, а именно электромагнит и контактная группа, выполнена следующим образом. Электромагнит состоит из Ш-образного магнитопровода-сердечника, состоящего из двух частей-половинок, одна из которых жёстко установлена в корпусе пускателя, и также жёстко установленных и изолированных друг от друга и от корпуса главных, верхних и нижних контактов.

К верхней группе подходит питаюший трёхфазный кабель, идущий от рубильника или распределительного шкафа.

К нижним контактам подключается нагрузка (электродвигатель) обязательно через тепловое защитное реле. Здесь же на нижней части устанавливается катушка. Магнитные пускатели могут отличаться напряжением питания катушки 220-380 В. Разницы особой нет, но в плане дополнительной защиты катушки на 380 В лучше.

Назначение магнитного пускателя

Реверсивная схема управления магнитным пускателем.

Вторая половинка магнитопровода подвижная и имеет контакты-перемычки, которыми перемыкаются нижние контакты. Они сконструированы подвижно, мягко, на пружинах для подрегулировки нажима на основные контакты.

В конструкции пускателей устанавливаются дополнительные (небольшие) блок-контакты, нормально открытые и нормально закрытые, которые синхронно работают с подвижной частью пускателя и необходимы для работы в цепи управления. Как правило, их может быть одна или две пары.

Магнитные пускатели выпускаются от 0-6 величины, для нагрузок от 5-140 А для нагрузки свыше 140 А используются контакторы.

Магнитные пускатели выпускаются разных моделей и модификаций, но принцип работы у всех одинаков. В советское время выпускались серии ПМА, ПМЕ, МПА, зарекомендовавшие себя положительно со всех сторон. Делались они из качественных материалов и по сей день прекрасно работают.

Назначение магнитного пускателя

Схема подключения магнитного пускателя через кнопочный пост.

Если пускатель правильно подобран по нагрузке и время от времени ревизируется, то они прослужат еще долго. Как правило, на ревизию времени уходит немного. Необходимым элементом работы пускателя является кнопка ПУСК-СТОП, которая может устанавливаться в любом удобном месте исходя из специфики и технологии объекта назначения.

У обычного пускателя существуют две кнопки: ПУСК (зеленая или черная), СТОП (красная).

Также важным элементом пускателя является тепловое защитное реле, подбираемое точно под нужную нагрузку. Реле бывают двухфазные, ручного взвода после выключения и трёхфазные, самовозводящиеся. В процессе эксплуатации довольно часто обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, например из-за перегорания предохранителя.

К двигателю при этом подводятся только две фазы и ток в статоре резко возрастает, что приводит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до высокой температуры.

Тепловые реле пускателя от этих токов должны срабатывать и отключать двигатель.

Магнитный пускатель устройство и принцип работы

Назначение магнитного пускателя

  1. Виды магнитных пускателей
  2. Устройство магнитных пускателей
  3. Принцип работы
  4. Монтаж и подключение
  5. Уход за магнитным пускателем
  6. Видео

На заре электротехники коммутация трехфазных электродвигателей осуществлялась с помощью ручных рубильников. Они не обеспечивали в должной мере электробезопасность и требовали соединения с пультом управления с помощью силовых линий. Дальнейшее развитие коммутационных процессов привело к изобретению магнитного пускателя, лишенного недостатков обычного рубильника. Данное устройство дало возможность дистанционного включения нагрузки и автоматического управления рабочими процессами оборудования.

Сам магнитный пускатель имеет довольно простое устройство и принцип работы. Он состоит из двух видов контактов – подвижных и стационарных. Их замыкание вызывает запуск электродвигателя, а размыкание – отключение и остановку. Работа контактов осуществляется под действием магнитного поля.

Виды магнитных пускателей

Основным предназначением магнитных пускателей является дистанционное управление трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Они работают при переменном токе, напряжением 380 и 660 вольт, с частотой 50 Гц. В число основных операций входят пуск, остановка и реверсирование.

Назначение магнитного пускателя

Дополнительно, магнитные пускатели в совокупности с тепловыми реле, защищают управляемые электродвигатели от возможных перегрузок с недопустимой продолжительностью. В некоторых конструкциях пускателей имеются ограничители перенапряжений, используемые в полупроводниковых системах управления.

В соответствии со схемой включения нагрузки могут быть реверсивными и нереверсивными. Классификация по размещению предполагает магнитные пускатели следующих типов:

  • Открытого исполнения. Устанавливаются в закрытых шкафах, на панелях, и прочих местах, куда не может попасть пыль, влага и посторонние предметы.
  • Защищенного исполнения. Монтируются внутри помещений с низким содержанием пыли в окружающей среде. Исключается попадание воды на оболочку устройства.
  • Пылебрызгонепроницаемого исполнения. Устанавливаются внутри помещений и снаружи под навесами, защищающими от дождя и солнечных лучей.

Дополнительная классификация пускателей осуществляется по следующим признакам:

  • Кнопочный пост на корпусе прибора. Нереверсивные пускатели оборудованы кнопками ПУСК и СТОП, а реверсивные устройства имеют кнопки ПУСК ВПЕРЕД, ПУСК НАЗАД и СТОП. На некоторых моделях в корпусе монтируется сигнальная лампа ВКЛЮЧЕНО.
  • Дополнительные блокировочные и сигнальные контакты. Используются в разных комбинациях, в качестве замыкающих или размыкающих. Они могут быть встроенными или оборудоваться как отдельная приставка. Некоторые дополнительные контакты могут использоваться в качестве составной части общей схемы пускателя. Например, в реверсивных устройствах с их помощью осуществляется электрическая блокировка.
  • Ток и напряжение втягивающей катушки.
  • Наличие в схеме теплового реле. Его основной характеристикой является номинальный ток несрабатывания на средних установках. Регулировка тока несрабатывания выполняется в допустимых пределах + 15% от номинала.

Отдельные виды магнитных пускателей могут быть укомплектованы ограничителями перенапряжения и другими видами установочных изделий

Устройство магнитного пускателя

Конструкция магнитного пускателя условно разделяется на верхнюю и нижнюю части. Вверху располагается подвижная система контактов совместно с дугогасительной камерой. Здесь же находится и подвижная половинка электромагнита, имеющая механическую связь с силовыми контактами, входящими в подвижную контактную систему.

Назначение магнитного пускателя

В нижней части устройства расположена катушка, возвратная пружина и вторая часть электромагнита. Основной функцией возвратной пружины является возврат верхней половинки в исходное положение после того как прекращается подача питания на катушку. Таким образом, происходит разрыв силовых контактов пускателя.

В конструкцию обеих половинок электромагнита входят Ш-образные пластины, для изготовления которых использована электромагнитная сталь. В качестве обмотки применяется медный провод с определенным количеством витков, рассчитанных на работу с определенным питающим напряжением, значением 24, 36, 110, 220 и 380 В. Подача напряжения приводит к появлению в катушке магнитного поля. В результате, обе половинки стремятся соединиться, что приводит к образованию замкнутого контура. При отключении питания, магнитное поле исчезает, и верхняя часть возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины.

Принцип работы

Принцип действия магнитного пускателя заложен уже в его названии. Он срабатывает как электромагнит, когда электрический ток проходит по обмотке катушки. После срабатывания силовых контактов, происходит запуск электродвигателя.

Назначение магнитного пускателя

Общая конструкция устройства включает в себя основную часть, закрепленную стационарно и подвижный якорь, передвигающийся по направляющим. В самом упрощенном виде пускатель является единой кнопкой, корпус которой оборудован клеммами для подключения силовых цепей и стационарных контактов.

Подвижная часть оборудована контактным мостиком, обеспечивающим двойной разрыв силовой цепи, чтобы отключить питание нагрузки. Кроме того, эта деталь предназначена для надежного электрического соединения проводов входа и выхода, когда схема включается в работу. Проверить работу системы можно вручную. Для этого нужно надавить на якорь и ощутить усилие от сжатия пружин. Именно это усилие должно преодолеваться магнитным полем. Когда якорь отпускается, контакты отбрасываются пружинами в отключенное положение.

В процессе работы такое ручное управление не применяется, оно необходимо только для проверок. Фактически используется только дистанционная коммутация под действием электромагнитного поля. Само поле возникает в катушке под влиянием электротока, проходящего через ее витки. Прохождение тока значительно улучшается за счет шихтованного стального магнитопровода, разделенного на две части.

Назначение магнитного пускателя

При отсутствии электрического тока, магнитное поле вокруг катушки тоже исчезает. Это приводит к отбрасыванию якоря вверх за счет энергии пружин. Когда ток вновь начинает проходить по обмотке, возникают магнитные силы, обеспечивающие движение якоря вниз.

Нижнее положение якоря оказывает влияние на работу всего устройства. В этом положении контакты должны надежно соединяться между собой. В случае ослабления возможно подгорание контактов, чрезмерный нагрев и последующее отгорание проводов.

Монтаж и подключение электромагнитного пускателя

Для обеспечения дальнейшей надежной работы магнитных пускателей, монтаж этих устройств рекомендуется выполнять на ровной поверхности, закрепленной жестко, в вертикальном положении. Установка пускателей с тепловыми реле должна производиться в условиях минимальной разности температур окружающего воздуха.

Назначение магнитного пускателя

Неправильная установка может привести к ложным срабатываниям. Поэтому следует избегать мест, подверженных вибрации, сильным толчкам и ударам. Например, электромагнитные устройства с номинальным током свыше 150 А во время включения создают заметные сотрясения и удары.

Тепловые реле могут подвергаться дополнительному нагреву от других источников тепла. Это оказывает отрицательное влияние на всю работу данных устройств. Поэтому их нельзя размещать рядом с аппаратурой теплового действия или в тех частях шкафов, которые более всего подвержены нагреву.

Когда с контактным зажимом пускателя соединяется один проводник, его конец загибается в кольцо или П-образно. Такой способ соединения предотвращает перекос пружинных шайб, установленных в зажиме. Если же к зажиму подключаются сразу два проводника с примерно одинаковым сечением, их концы должны иметь прямую форму и располагаться по обеим сторонам от зажимного винта.

Назначение магнитного пускателя

До того, как подключать медные провода, их концы необходимо залудить. В многожильных проводах концы перед лужением предварительно скручиваются. Концы проводов из алюминия зачищаются мелким надфилем, после чего покрываются техническим вазелином или специальной пастой. Смазка контактов и подвижных частей устройства не допускается.

Перед пуском необходимо осмотреть магнитный пускатель снаружи и проверить исправность всех его частей. Все подвижные элементы должны свободно двигаться от руки. Сверить все электрические соединения со схемой.

Уход за магнитным пускателем

Для того чтобы правильно ухаживать за магнитным пускателем, необходимо хорошо знать возможные неисправности этого устройства. Как правило, это повышенная температура деталей и сильное гудение прибора.

Назначение магнитного пускателя

Повышенная температура в первую очередь связана с межвитковыми замыканиями катушки. В подобных случаях требуется ее замена. Кроме того, излишний нагрев может произойти в связи с повышением напряжения сети выше номинального, а также при перегрузках, слабых контактных соединениях и недопустимом износе контактов.

Чрезмерное гудение устройства может происходить по целому ряду причин. Среди них в первую очередь следует отметить неплотное прилегание якоря к сердечнику, в результате загрязнения поверхностей или их повреждения. Другой серьезной причиной становится заедание подвижных частей, а также снижение напряжения в сети более чем на 15% от номинала.

Для того чтобы избежать подобных неисправностей, требуется своевременный уход. В целом, магнитный пускатель не требует каких-либо дорогостоящих мероприятий. Прежде всего, нужно не допускать попадания внутрь прибора грязи, пыли и влаги. Нужно регулярно проверять состояние контактов и плотность зажимов. Существует определенный перечень мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту, выполняемый специалистами-электротехниками.

Магнитный пускатель

Магнитный пускатель — электромеханическое устройство представляющее собой нормально разомкнутый блок контактов, который под воздействием электрической катушки, при подаче на нее напряжения, замыкается. Магнитный пускатель может быть укомплектован тепловым реле, которое размыкает контакты при нагреве проводов более установленной величины. Возможна установка дополнительного блока контактов (нормально замкнутый + нормально разомкнутый.

Магнитные пускатели выпускаются согласно ГОСТ Р 50030.4.1-2002 (МЭК 60947-4-1-2000) Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 4-1. Контакторы и пускатели. Электромеханические контакторы и пускатели ГОСТ 2491—82 «Пускатели электромагнитные низковольтные. Общие технические условия»

Магнитные пускатели изготавливаются нескольких габаритов- 1,2,3 и т.д. Чем больше габарит магнитного пускателя,тем более мощные электрические устройства можно с помощью него коммутировать. Выпускаются магнитные пускатели серий ПМЛ, ПМЕ, ПА и ПМА.Магнитные пускатели крепятся в электрических щитках или на дин-рейку или с помощью болтов.

Если вам необходимо установить или заменить магнитный пускатель, то вы можете воспользоваться услугой вызов электрика

Назначение магнитного пускателя

Магнитный пускатель предназначены для подключения электродвигателей, управления направлением вращения электродвигателей, коммутации электрических устройств, защиты электрических цепей и устройств от повреждений при перегрузке.

Устройство магнитного пускателя

Магнитный пускатель состоит из корпуса, электромагнитной катушки, блока контактов, пружины а также опционно тепловым реле и дополнительном блоком контактов.

Катушка магнитного пускателя

Электромагнитная катушка предназначена для замыкания блока контактов магнитного пускателя. Катушки отличаются размерами и напряжением,на которое они рассчитаны. При подаче напряжения на контакты катушки сердечник, который закреплен на подвижной части блока контактов, и проходящий внутри катушки под действием электро движущей силы сдвигается, что замыкает контакты. После снятия напряжения с контактов катушки подвижный блок контактов под действием пружины возвращается в исходное положение и блок контактов размыкается.

Катушки работают при напряжениях 380, 220, 12, 36 и 42 V. При подключении обязательно надо проверить соответствие маркировки напряжения на катушке и фактического напряжения.

Дополнительный блок контактов магнитного пускателя

Дополнительный блок контактов нужен для расширения возможностей по коммутации электромагнитного пускателя. Дополнительный блог контактов выполняется в варианте нормально замкнутый контакт + нормально разомкнутый контакт или 2 нормально замкнутых контакта + 2 нормально разомкнутых.

Тепловое реле магнитного пускателя

Тепловое реле защищает электрические устройства от перегрузки путем контроля температуры электрических жил. В случае перегрузки жилы нагреваются, тепловое реле это контролирует и размыкает цепь.

Сблокированный магнитный пускатель. Реверсивный магнитный пускатель.

Одним из основных применений магнитных пускателей является управление направлением вращения ротора электродвигателя, для чего два магнитных пускателя блокируется между собой. Иногда применяется также механическая блокировка, которая предохраняет в случае аварии или неправильного подключения магнитного пускателя от одновременного включения магнитного пускателя, что приводит к короткому замыканию.

Схема подключения сблокированного (реверсивного) пускателя

Источники: http://fazaa.ru/proizvodstvo/magnitnye-puskateli-ustrojstvo-i-naznachenie.html, http://electric-220.ru/news/magnitnyj_puskatel_ustrojstvo_i_princip_raboty/2016-11-12-1114, http://1-jbi.ru/magnitnyj-puskatel/

electricremont.ru

Магнитные пускатели. Виды и устройство. Работа и применение

Во время зарождения электротехники включение 3-фазных электродвигателей производилось с помощью обычных рубильников вручную. Рубильники не создавали безопасных условий, требовалось пульт управления соединять силовыми линиями. В течение дальнейшего прогресса развития процессов коммутации ученые изобрели такие устройства, как магнитные пускатели, которые не имели тех недостатков рубильника. Это коммутационное устройство обеспечивает подключение потребителя нагрузки дистанционно, дает возможность управления эксплуатацией оборудования.

Конструкция пускателя простая, так же, как и его принцип работы. Пускатель состоит из контактов двух видов: неподвижных и подвижных. При замыкании этих контактов электродвигатель запускается, а при разъединении контактов происходит остановка и выключение питания.

Разновидности

Магнитные пускатели предназначены в основном для управления работой 3-фазных электромоторов на дистанционном уровне. Основные операции, проводимые с помощью магнитных пускателей – это запуск, отключение или реверс.

Вспомогательной функцией пускателя вместе с тепловым реле является защита электродвигателя от излишних нагрузок. Имеются схемы пускателей с ограничителями напряжения на основе полупроводниковых элементов. По схемам подключения нагрузки бывают реверсивными и нереверсивными. По типу расположения магнитные пускатели классифицируются:

• Открытого типа. Располагают в защищенных шкафах, панелях, и других местах, не доступных для влаги, пыли и других вредных факторов.• Защищенного исполнения. Монтируются в помещениях с пониженным содержанием пыли в воздухе, исключающих доступ воды к устройству.• Влагонепроницаемого исполнения. Монтируются внутри зданий, снаружи под оборудованными навесами от воды и солнца.

Вспомогательная классификация

• Блок с кнопками на корпусе пускателя. Пускатели без реверса имеют две кнопки: Пуск и Стоп, устройства с реверсом оснащены тремя кнопками, две из них те же, что и в прошлом виде, добавлена кнопка Пуска назад. Некоторые исполнения устройств предусматривают лампу, сигнализирующую включение.• Устройства со вспомогательными контактами сигналов и блокировок. Применяются в различных сочетаниях, как замыкающие или разъединяющие. Контакты бывают встроенными, либо выполнены на отдельной подставке. Иногда вспомогательные контакты применяются в общем составе схемы пускателя. В устройствах с реверсом с помощью дополнительных контактов выполняется электрическая блокировка.• Значение напряжения и тока силовой обмотки.• Тепловое реле. Его свойство – это ток номинала, при котором реле не срабатывает на средних настройках. Это значение тока может регулироваться в некоторых пределах от номинального значения тока.

Некоторые типы магнитных пускателей комплектуются ограничителями напряжения и другими блокировками.

Конструктивные особенности

Все устройство пускателя делится на две половины: верхнюю и нижнюю. В верхней половине расположены двигающиеся контакты вместе с камерой гашения дуги. Там же расположена и подвижная часть магнита. Она действует на силовые контакты.

Катушка находится в нижней части вместе с возвратной пружиной. Свойством пружины возврата является возвращение верхней половины в исходное состояние после отключения питания на обмотке. Так осуществляется разъединение силовых контактов.

В устройство двух половин электромагнита включены пластины Ш-образной формы. Они изготовлены из электромагнитной стали. Для катушки используется медный провод с расчетным количеством витков, которые рассчитаны на эксплуатацию с напряжением питания определенных значений, начиная от 24 вольт и до 380 вольт. При поступлении напряжения в обмотке образуется магнитное поле. Две половины пытаются соединиться, образуется замкнутый контур. При отключении напряжения магнитное поле также исчезает, верхняя половина отходит на свое первоначальное место под действием пружины.

Принцип действия

Название устройства говорит о его способе работы. Он действует по принципу электромагнита, во время прохождения тока по катушке. После притягивания контактов электродвигатель запускается.

1 — Подвижные контакты2 — Подвижный якорь3 — Пружины4 — Катушка5 — Стационарный сердечник6 — Подвижный сердечник7 — Стационарные контакты

Общее устройство состоит из основной части и якоря, который двигается по направляющим. Проще сказать, что все магнитные пускатели выполнены в виде большой кнопки с клеммами силовых контактов, и неподвижных контактов.

Двигающаяся часть имеет мостик с контактами, который обеспечивает разрыв цепи в двух местах, для выключения напряжения. Также мостик служит для качественного соединения проводов во время подключения схемы в действие. Система проверяется вручную. Надавливают на якорь и чувствуют усилие пружин, которое при работе преодолевается электромагнитом. При отпускании якоря контакты возвращаются назад.

В работе подобное управление не требуется, оно нужно для контроля. Реально применяется дистанционная форма подключения электромагнитным полем, которое возникает в обмотке от электрического тока. Шихтованный магнитопровод обеспечивает хорошую проводимость тока.

Когда в цепи отсутствует электрический ток, то вокруг обмотки магнитное поле исчезает, что приводит к отходу якоря в первоначальное положение. При подаче напряжения происходит обратный процесс. Рабочее включенное положение якоря влияет на функционирование устройства. В таком положении должно быть качественное соединение контактов. При малейшем ослаблении пружин контакты начинают подгорать, нагреваться, происходит отгорание концов проводов.

Установка и подключение

Для возможности качественной эксплуатации пускателей, их установку проводят на ровной неподвижной поверхности, вертикально. Устройства с тепловым реле нужно ставить так, чтобы не было разницы температуры с внешней средой.

Монтаж с нарушением приводит к ложным срабатываниям. Поэтому нельзя устанавливать пускатели в местах с вибрацией, ударами. Устройства с током номинала более 150 ампер при запуске сильно вибрируют и сотрясаются.

Корпус теплового реле может нагреться от других устройств. Это отрицательно действует на правильность работы пускателя. Поэтому не рекомендуется размещать пускатели рядом с горячим оборудованием.

При соединении провода с контактом пускателя, его конец загибают в виде кольца. Это не дает возникнуть перекосу пружинных шайб в зажиме. При подключении двух проводов с одним сечением, их располагают по двум противоположным сторонам от винта.

Перед монтажом концы проводов лудят. В многожильных проводах перед тем, как проводить лужение, концы скручивают. Концы алюминиевых проводов чистят надфилем, покрываются специальной пастой. Подвижные контакты и части пускателя смазывать запрещается. Перед запуском магнитные пускатели осматривают снаружи и контролируют исправность частей. От руки двигающиеся части должны легко перемещаться. Схема соединения сверяется.

Техническое обслуживание

Для качественного ухода за пускателем нужно знать возможные признаки поломок устройства. Обычно это высокая температура корпуса, сильное гудение.

Высокая температура устройства чаще всего связана с замыканием обмотки между витками. В таких случаях необходима замена катушки. Чрезмерный нагрев происходит из-за увеличения напряжения питания выше номинала, при перегрузке, плохое качество контактов, их сильном износе. Сильное гудение пускателя может возникнуть по нескольким причинам. Чаще всего нужно проверить плотность прилегания якоря. Неплотность может возникнуть из-за загрязнения поверхности. Еще одной причиной может стать недостаточное напряжение сети, снижение его более 15 процентов, а также заедание подвижных элементов.

Для предотвращения таких поломок нужен постоянный уход. В общем, магнитные пускатели не нуждаются в дорогостоящих работах. Нельзя допускать внутрь грязи, влаги и пыли. Необходимо регулярно контролировать плотность прилегания и качество контактов. Составляют перечень работ по техническому уходу и ремонту электромонтерами-ремонтниками.

Программа обслуживания
  1. Внешний осмотр на повреждения, сколы корпуса, удаление грязи. Сколы и повреждения появляются от длительной вибрации, неправильного монтажа, дефектами. Если корпус поврежден настолько, что это препятствует его закреплению на поверхности, то корпус подлежит замене. Особое внимание уделяется контролю наличия всех пружинок и контактов.
  2. Ревизия механических деталей. Контролю подвергается пружина для разрыва контактов. Она не должна быть мягкой и слишком сжатой. При проверке хода якоря не допускаются заклинивания. Контроль хода проводится от руки.
  3. Чистка контактов – это мероприятие не должно проводиться, если магнитный пускатель исправен. Слой с хорошей проводимостью на контактах очень малой толщины. При каждой чистке надфилем контакты скоро сточатся. Чистка допускается лишь при возникновении нагара. При замыкании контактов должно быть плотное прилегание, без наклонов, смещений. Иначе нужна регулировка.
  4. Если в корпусе пускателя есть детали из металла, то нужно проверить отсутствие соединения их с силовыми контактами. Необходимо также прозвонить все силовые контакты между собой на отсутствие замыканий. Для этого пользуются тестером. Сопротивление изоляции не должно быть менее 0,5 Мом.

При осмотре катушки не должно быть трещин, нагара, повреждений, оплавления. Такую катушку заменяют.

Похожие темы:

 

electrosam.ru

20. Контакторы и магнитные пускатели » СтудИзба

Глава 20

КОНТАКТОРЫ  И МАГНИТНЫЕ   ПУСКАТЕЛИ

§ 20.1. Назначение контакторов и магнитных пускателей

Наиболее   распространенным   потребителем   электриче­ской энергии является электродвигатель. Примерно 2/3 всей выра­батываемой в стране электроэнергии потребляется электродвига­телями. Основным коммутационным аппаратом, осуществляющим подключение электродвигателя  к  питающей  сети,  является  кон­тактор. Электромагнитный контактор представляет собой выклю­чатель, приводимый в действие с помощью электромагнита. По сути дела, это мощное электромагнитное реле, контактный узел которого способен замыкать и размыкать силовые цепи с токами в десятки и сотни ампер при напряжениях в сотни вольт. При та­ких электрических нагрузках необходимо принятие специальных мер по гашению дуги. Поэтому по сравнению с обычными элект­ромагнитными реле электромагнитные контакторы имеют дугогасительные устройства и более мощные электромагнит и контакт­ные узлы. Кроме силовых (мощных) контактов! имеются и блоки­ровочные контакты, используемые в цепях управления для целей автоматики.   Различают  контакторы   постоянного   и   переменного тока. Для автоматического пуска, остановки и реверса электродви­гателей применяют магнитные пускатели.  Они представляют со­бой   комплектные электрические  аппараты,   включающие  в  себя электромагнитные контакторы, кнопки управления, реле защиты и блокировки.

Контакторы и магнитные пускатели используются и для вклю­чения других мощных потребителей электроэнергии: осветительпых и нагревательных установок,  преобразовательного и техно­логического электрического оборудования.

К этой же группе электрических силовых аппаратов следует отнести автоматические выключатели, которые также предназна­чены для подключения к питающей сети мощных электропотре­бителей. Замыкание их контактов производится не с помощью электромагнита, а вручную. Автоматически они производят лишь выключение нагрузки, защищая ее от перегрузок по току. Если контакторы и магнитные пускатели способны работать при час­тых включениях и отключениях, то автоматические выключатели обычно применяют при включениях па продолжительное время. В типовые схемы электропривода обычно входят автоматический выключатель (питающий и силовые, и управляющие цепи) и маг­нитный пускатель (осуществляющий непосредственную коммута­цию для пуска, остановки и реверса электродвигателя).

§ 20.2. Устройство и особенности контакторов

Принцип действия контакторов такой же, как и у эле­ктромагнитных реле. Поэтому и устройство их во многом сходно. Главное отличие заключается в том, что контакты контакторов коммутируют большие токи. Поэтому они выполняются более мас­сивными, требуют больших усилий, между ними при разрыве воз­никает дуга, которую необходимо погасить.

Основными узлами контактора являются электромагнитный механизм, главный (силовой) контактный узел, дугогасительная система, блокировочный контактный узел.

Электромагнитный механизм осуществляет замыкание и раз­мыкание контактов. При подаче напряжения на втягивающую катушку электромагнита якорь притягивается к сердечнику, а ме­ханически связанные с ним подвижные контакты замыкают сило­вую цепь и выполняют необходимые переключения в цепи управ­ления.

Магнитные системы контакторов в зависимости от характера движения якоря и конструкции различают на поворотные и пря-моходовые. Магпитопровод контактора поворотного типа устроен аналогично клапанному реле. Для устранения залипапия якоря используют немагнитные прокладки. Для замыкания силовых кон­тактов требуются значительно большие усилия, чем развиваемые в реле. Поэтому электромагнитный механизм контактора выполня­ется более мощным и массивным. При срабатывании контактора происходит довольно значительный удар якоря о сердечник. Час­тично этот удар принимает на себя немагнитная прокладка; кро­ме того, магнитную систему амортизируют пружиной, которая так­же уменьшает вибрацию контактов.

Магнитопровод контактора   прямоходного  типа  имеет обычно Ш-образпую форму. В этом случае для устранения заливания яко­ря делают зазор между средними стержнями сердечника и якоря. Втягивающая катушка    обычно    обеспечивает    включение    и удержание якоря в притянутом положении. Но иногда использу­ют две катушки: мощную включающую и менее мощную удержи­вающую. В этом случае контактор во включенном состоянии по­требляет меньше электроэнергии, поскольку включающая катушка находится под током только короткое время. Размыкание контак­тов происходит за счет отключающей пружины при снятии напря­жения с катушки контактора. Втягивающая катушка должна обе­спечивать надежное срабатывание контактора при снижении на­пряжения до 0,85. По нагреву катушка должна выдерживать повышение напряжения до 1,05

В контакторах с поворотным якорем наибольшее распростра­нение получили линейные перекатывающиеся контакты (см. рис. 16.5). В примоходных контактах применяются мостиковые кон­тактные системы (см. рис. 16.4). Контактный мостик имеет не­большую массу и выполняется самоустанавливающимся, что сни­жает вибрацию контактов. Для предотвращения вибрации кон­тактная пружина создает предварительное нажатие, равное при­мерно половине конечной силы нажатия.

У контакторов для длительного режима работы на поверх­ность медных контактов обычно напаивается металлокерамическая или серебряная пластинка. Контакты иногда могут выпол­няться из меди, если образующаяся пленка окисла па рабочей поверхности контактов периодически снимается их самоочисткой. Дугогасительная система контакторов постоянного тока обыч­но выполняется в виде камеры с продольными щелями, куда дуга вытесняется с помощью магнитной силы. Дугогасительная систе­ма контакторов переменного тока обычно имеет вид камеры со стальными дугогасительными пластинами и двойным разрывом дуги в каждой фазе.

Блокировочные или вспомогательные контакты применяются для переключений в цепях управления и сигнализации, поэтому они имеют такое же конструктивное выполнение, как и контакты реле.

§ 20.3. Конструкции контакторов

Как правило, род тока в цепи управления, которая пи­тает катушку контактора, совпадает с родом тока главной цепи. Поэтому контакторы постоянного тока, предназначенные для включения двигателей постоянного тока, имеют электромагнитный механизм, питаемый постоянным током. Соответственно контак­торы переменного тока, предназначенные для включения двигате­лей (или другой нагрузки) переменного тока, имеют электромагнитный механизм, питаемый переменным током. Бывают и исклю­чения. Известны, например, случаи, когда катушки контакторов переменного тока получают питание от цепи постоянного тока.

Устройство контактора постоянного тока показано на рис. 20.1. Электромагнитный механизм поворотного типа состоит из сердеч­ника / с катушкой 2, якоря 3 и возвратной пружины 4. Сердеч­ник 1 имеет полюсный наконечник, необходимый для увеличения

Рис. 20.1. Контактор посто-                 Рис.   20.2.   Дугогасительная

янного тока                                  камера     с     электромагнит-

ным дутьем

магнитной проводимости рабочего зазора электромагнита. Немаг­нитная прокладка 5 служит для предотвращения залипания яко­ря. Силовой контактный узел состоит из неподвижного 6 и по­движного 7 контактов. Контакт 7 шарнирно закреплен на рычаге 8, связанном с якорем 8 и прижатом к нему нажимной пружиной 9.  Подвод тока к подвижному контакту 7 выполнен гибкой меднойлентой 10. Замыкание главных контактов 6 и 7 происходит с проскальзыванием и перекатыванием, что обеспечивает очистку кон­тактных поверхностей от окислов и нагара. При срабатывании электромагнитного механизма кроме главных контактов переклю­чаются вспомогательные контакты блокировочного контактного уз­ла 11. При размыкании главных контактов 6 и 7 между ними возникает электрическая дуга, ток которой поддерживается за счет ЭДС самоиндукции в обмотках отключаемого электродвига­теля. Для интенсивного гашения электрической дуги служит ду­гогасительная камера 12. Она имеет дугогасительную решетку в виде тонких металлических пластин, которые разрывают дугу на короткие участки. Пластины интенсивно отводят теплоту от дуги и гасят ее. Однако при большой частоте включения  контактора пластины   не  успевают остывать  и  эффективность дугогашения падает.

Для вытеснения дуги в сторону дугогасителыюй решетки мож­но использовать электромагнитную силу, так называемое магнит­ное дутье. На рис. 20.2 показана дугогасительная камера с уз­кой щелью и магнитным дутьем. Щелевая камера образована дву­мя стенками /, выполненными из изоляционного материала. Си­стема магнитного дутья состоит из катушки 2, включенной после­довательно с главными контактами и размещенной на сердечнике 3. Для подвода магнитного поля в зону образования дуги служат ферромагнитные щеки 4. В результате взаимодействия электриче­ского тока дуги с магнитным полем появляется сила F, которая растягивает дугу и вытесняет ее в щелевую камеру между стенками 1. За счет усиленного отвода теплоты стенками камеры дуга быстро гаснет.

При последовательном включении главных контактов и катуш­ки магнитного дутья направление силы F остается постоянным при любом направлении тока в силовой цепи, поскольку сила F пропорциональна квадрату тока (ведь магнитное поле создается этим же током). Поэтому магнитное дутье можно использовать и в контакторах переменного тока.

Контакторы переменного тока отличаются от контакторов по­стоянного тока, прежде всего тем, что они, как правило, выпол­няются трехполюсиыми. Основное назначение контакторов пере­менного тока — включение трехфазных асинхронных электродви­гателей. Поэтому они имеют три главных (силовых) контактных узла. Все три главных контактных узла работают от общего эле­ктромагнитного приводного механизма клапанного типа, который поворачивает вал с установленными на нем подвижными контак­тами. С этим же приводом связаны вспомогательные контакты. Главные контактные узлы имеют систему дугогашения с магнит­ным дутьем и дугогасителной щелевой камерой или дугогаси­телной решеткой. В контакторах быстрее всего изнашиваются главные контакты, поскольку они подвергаются интенсивной эро­зии (как говорится, контакты выгорают). Для увеличения общего срока службы контакторов предусматривается возможность сме­ны контактов.

Наиболее сложным и трудным этапом работы контактов является процесс их размыкания. Именно в этот момент контакты оп­лавляются, между ними возникает дуга. Для облегчения работы главных контактов при размыкании выпускаются контакторы пе­ременного тока с полупроводниковым блоком. В этих контакторах параллельно главным замыкающим контактам включают по два тиристора (управляемых полупроводниковых диода). Во включен­ном положении ток проходит через главные контакты, поскольку тиристоры находятся в закрытом состоянии и ток не проводят. При размыкании контактов схема управления на короткое время открывает тиристоры, которые шунтируют цепь главных контак­тов и разгружают их от тока, препятствуя возникновению элект­рической дуги. Такие комбинированные тиристорные контакторы выпускаются на токи в сотни ампер. Поскольку тиристоры рабо­тают в кратковременном режиме, они не перегреваются и не нуж­даются в радиаторах охлаждения.

Коммутационная износостойкость комбинированных контакто­ров составляет несколько миллионов циклов, в то время как глав­ные контакты обычных контакто­ров постоянного и переменного то­ка выдерживают обычно 150—200 тыс. включений.

Для управления электродвига­телями переменного тока неболь­шой мощности применяют прямоходовые контакторы с мостиковыми контактными узлами. Благодаря двукратному разрыву цепи и облег­ченным условиям гашения дуги пе­ременного тока в этих контакторах не требуются специальные дугогасительные камеры с магнитным дутьем, что существенно уменьшает их габаритные размеры.

Рис. 20.3.  Контактор переменного тока

Электромагнитный привод контактора переменного тока малой мощности (рис. 20.3) имеет Ш-образный сердечник 1 и якорь 2, собранные из пластин электротехнической стали. Часть полюсов сердечника охвачена короткозамкнутым витком, что предотвра­щает вибрацию якоря, вызванную снижением силы электромаг­нитного притяжения до нуля при прохождении переменного сину­соидального тока через нуль. Катушка 3 контактора охватывает сердечник и якорь, она и создает намагничивающую силу в маг­нитной системе контактора. На якоре 2 закреплены подвижные контакты 4 мостикового типа, что повышает надежность отклю­чения за счет двукратного размыкания. В пластмассовом корпусе установлены неподвижные контакты 5 и 6. Пружина 7 возвраща­ет контакты 4 в исходное положение. В трехфазном контакторе — три контактные пары, отделенные друг от друга пластмассовыми перемычками 8. Главные контакты имеют металлокерамические накладки и защищены крышкой. Вспомогательные контакты на рис. 20.3 не показаны.

§ 20.4. Магнитные пускатели

Магнитный пускатель — это комплектное устройство, предназначенное главным образом для пуска трехфазных асин­хронных двигателей. Основной составной частью магнитного пускателя является трехполюсный контактор переменного тока. Кро­ме того, контактор имеет кнопки управления и тепловые реле.

Схема включения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показана на рис. 20.4. Для пуска элект­родвигателя М нажимается кнопка SB1 («Пуск»). Через катушку контактора КМ проходит ток, электромагнит контактора срабатывает, и замыкаются все его контакты, которые на схеме обоз­начаются теми же буквами КМ. Силовые контакты КМ подклю-

Рис. 20.4. Схема включения трех-           Рис.   20.5.   Конструкция   неревер-

фазного     асинхронного     электро-       сивного магнитного пускателя

двигателя   с   магнитным   пускате­лем

чают на трехфазное напряжение обмотку электродвигателя М. Параллельно кнопке SB1 подсоединены блокировочные контак­ты КМ. Так как они замкнулись, то после отпускания кнопки SB1 катушка контактора получает питание по этим контактам. Сле­довательно, для включения электродвигателя не надо все время держать кнопку нажатой: достаточно ее один раз нажать и от­пустить. Для остановки электродвигателя служит кнопка SB2 («Стоп»), при нажатии которой разрывается цепь питания кон­тактора КМ. Для защиты электродвигателя от перегрева служат тепловые реле FP1 и FP2, чувствительные элементы которых включаются в две фазы электродвигателя, а размыкающие кон­такты, обозначенные теми же буквами, включены в цепь пита­ния катушки контактора КМ. Для защиты самой схемы управле­ния служат плавкие предохранители FV. На схеме показан также рубильник Р, который обычно замкнут. Его размыкают лишь в том случае, когда собираются проводить ремонтные работы. По­добная схема является типовой, она применяется во всех случаях, когда не требуются изменение направления вращения (реверс) электродвигателя и интенсивное (принудительное) торможение.

На рис. 20.5 показана конструкция нереверсивного магнитно­го  пускателя, который  смонтирован в ящике с открывающейся крышкой. Электромагнитный механизм 1 контактора при сраба­тывании перемещает три подвижных контакта 2, размещенных в дугогасительных камерах. Одновременно переключаются блокиро­вочные контакты 3. Последовательно с двумя главными контакт­ными узлами включены тепловые реле 4.

Кнопки «Пуск» и «Стоп» обычно находятся вне ящика пуска­теля, они размещены на пульте управления под рукой у рабочего. Кнопка «Стоп» имеет красный цвет. Реверсивная схема включе-

Рис. 20.6. Схема  включения трехфазного асинхронного элек­тродвигателя с реверсивным магнитным пускателем

ония трехфазного асинхронного двигателя показана на рис. 20.6. Для того чтобы реверсировать (изменить направление вращения) трехфазный асинхронный двигатель, необходимо изменить поря­док чередования фаз на обмотке статора. Например, если для прямого вращения фазы подключались в последовательности ABC, то для обратного вращения необходима последовательность АСВ. Поэтому в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора: KB для вращения вперед и КН для вращения назад. Кроме того, реверсивный магнитный пускатель имеет три кнопки управления и тепловые реле. В ряде случаев в комплект магнит­ного пускателя входят пакетный переключатель и плавкие предохранители. Схема (рис. 20.6) работает следующим об­разом.

Для включения электродвигателя М в прямом направлении не­обходимо нажать кнопку SB1 («Вперед»). При этом срабатывает контактор KB и своими силовыми контактами подключает к трех­фазной  сети обмотки электродвигателя. Одновременно  блокировочные контакты KB разрывают цепь питания катушки контакто­ра КН, чем исключается возможность одновременного включения обоих контакторов. Для включения электродвигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку SB2 («Назад»). В этом случае срабатывает контактор КН и своими силовыми контактами подключает к трехфазной сети обмотки электродвигателя. После­довательность соединения фаз теперь иная, чем при срабатывании контактора KB: две фазы из трех поменялись местами. При сра­батывании контактора КН его блокировочные контакты разрыва­ют цепь питания катушки контактора КВ. Нетрудно видеть, что при одновременном включении контакторов KB и КН произошло бы короткое замыкание двух линейных проводов трехфазной сети друг на друга. Для того чтобы исключить такую аварию, и нуж­ны блокировочные размыкающиеся контакты контакторов KB и КН. Следовательно, если подряд нажать обе кнопки (SB1 и SB2), то включится только тот контактор, кнопка которого была нажа­та раньше (пусть даже на мгновение).

Для реверса электродвигателя надо предварительно нажать кнопку SB3 («Стоп»). В этом случае блокировочные контакты подготавливают цепь управления для нового включения. Для на­дежной работы необходимо, чтобы силовые контакты контактора разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание блокировочных контактов в цепи другого контактора. Это достигается соответст­вующей регулировкой положения блокировочных контактов по хо­ду якоря электромагнитного механизма контактора. Для блоки­ровки кнопок SB1 и SB2 используются замыкающиеся блокиро­вочные контакты соответствующего контактора, подключенные па­раллельно кнопке.

Необходимо исключить одновременное срабатывание обоих контакторов, для чего используют двойную или даже тройную блокировку. Для этой цели в схеме рис. 20.6 применяют двухцепные кнопки SB1 и SB2. Например, кнопка SB1 при нажатии за­мыкает свои контакты в цепи контактора KB и разрывает свои контакты в цепи контактора КН. Аналогично работает двухцепная  кнопка SB2. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препят­ствующим одновременному срабатыванию электромагнитов кон­такторов. Контакты тепловых реле FP1 и FP2, включенные в две фазы обмотки электродвигателя, отключают цепь питания катушек обоих контакторов при длительном протекании большого тока, чтобы не допустить перегрева обмоток. Для защиты схемы уп­равления служат плавкие предохранители FV.

Магнитные пускатели и контакторы выбирают по номинально­му току электродвигателя с учетом условий эксплуатации. В про­мышленности применяются магнитные пускатели серий ПМЕ и ПМЛ с прямоходовыми контакторами и серии ПАЕ с подвижной системой поворотного типа.

§ 20.5. Автоматические выключатели

Автоматический выключатель предназначен для вклю­чения и отключения электрических цепей и электрооборудования, а также для защиты от больших токов, возникающих при корот­ких замыканиях и перегрузках. В отличие от магнитного пускате­ля автоматический выключатель не может использоваться для автоматических систем, использующих электрические управляющие сигналы. Он также не обеспечивает ре­верса электродвигателя. Автоматический выключатель часто используют для про­должительного включения нереверсируемых электродвигателей. Может он также использоваться вместо рубильника в схе­мах с магнитным пускателем (см. рис. 20.4 и 20.6).

Устройство автоматического воздуш­ного выключателя (автомата) показано на рис. 20.7. С помощью рукоятки / про­изводится включение и отключение ав­томата. В состоянии, показанном на ри­сунке, автомат отключен, и подвижный контакт 2 не замкнут с неподвижным контактом 3. Для включения автомата следует взвести пружину 6, при этом ру­коятка / перемещается вниз и повора­чивает деталь 4, которая своим нижним концом входит в зацепление с зубом удерживающего рычага 5.

Рис.20.7.     Автоматический выключатель

Теперь авто­мат готов к включению. Для его вклю­чения    рукоятку  1  перемещают    вверх.

Пружина 6 займет такое положение, что шарнирно соединенные рычаги 7 и 8 перемещаются вверх по отношению к тому положе­нию, когда они находятся на одной прямой. Автомат включится: цепь тока создается через контакты 2 и 3, разделители 9 и 10.

Автоматическое отключение автомата происходит при сраба­тывании разделителей. При длительных токовых перегрузках сра­батывает тепловой биметаллический расцепитесь 10, свободный конец, которого перемещается вниз, поворачивая рычаг 5 по часо­вой стрелке. Зуб рычага расцепляется с деталью 4, которая пово­рачивается, а рычаги 7 и 8 проходят мертвое положение. Усилие пружины 6 направлено вниз, под его действием размыкаются кон­такты 2 и 3. Отключение при максимально допустимом токе про­исходит под действием электромагнитной силы , выводящей зуб рычага 5 из зацепления с деталью 4. Если произошло автомати­ческое отключение нагрузки, то рукоятка 1 остается в верхнем положении. Ручное отключение автомата происходит при перемещении ру­коятки 1 вниз. Возникающая при размыкании контактов 2 и 3 электрическая дуга гасится с помощью дугогасительной решет­ки 11.

Автоматы могут снабжаться расцепителями минимального на­пряжения, отключающими автомат при напряжении в сети ниже допустимого значения. Для дистанционного управления автомати­ческим выключателем могут использоваться специальные их кон­струкции, дополненные электромагнитным  приводом рукоятки 1.

Выпускаемые промышленностью автоматические выключатели типов АК, АП, АЕ имеют от 1 до 3 пар силовых контактов. Они предназначены для цепей с напряжением от 110 до 500 В при то­ках в десятки ампер. Время автоматического отключения состав­ляет 0,02—0,04 с.

studizba.com


Каталог товаров