Пуска́тель электромагни́тный (магни́тный пускатель) — низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления, предназначенное для пуска электродвигателя, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания, защиты электродвигателя и подключенных цепей, и иногда для реверсирования направления его вращения.
Пускатель обычно представляет собой модифицированный контактор, он может быть укомплектован дополнительными устройствами, такими как: 1.Тепловое реле для аварийного отключения двигателя; 2.Дополнительной слаботочной контактной группой или группами, используемыми в цепях управления; 3.Или кнопкой пуска. Иногда пускатели снабжаются устройством аварийного отключения при выпадении (обрыве) одной из фаз трёхфазной сети питания трёхфазных электродвигателей.
Содержание
Устройство и применение [ править | править код ]
Помимо простого включения, в случае управления электродвигателем пускатель может выполнять функцию переключения направления вращения его ротора (т. н. реверсивная схема), путём изменения порядка следования фаз, для чего в пускатель встраивается второй контактор.
Для уменьшения пускового тока двигателя также применяется переключение обмоток трёхфазного двигателя со «звезды» на «треугольник». При такой схеме включения двигатель разгоняется до номинальных оборотов будучи включённым по схеме «звезда» и переключается на питание по схеме «треугольник» в нормальном режиме работы.
Исполнение магнитных пускателей может быть открытым и защищенным (в корпусе); реверсивным и нереверсивным; со встроенной тепловой защитой электродвигателя от перегрузки и без неё.
Реверсивный магнитный пускатель (реверсивная сборка) осуществляет реверсирование трёхфазных двигателей путём изменения чередования фаз и представляет собой два трёхполюсных контактора, смонтированных в общем устройстве и сблокированных механической или электрической блокировкой, исключающей возможность одновременного включения контакторов, что вызывает короткое межфазное замыкание.
Магнитный пускатель, контактор или реле имеют силовые и блокировочные контакты. Силовые используются для коммутации мощной нагрузки; блок-контакты — в управляющей цепи. Силовой и блок-контакт может быть нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми. Нормально открытый контакт в нормальном положении контактора разомкнут. Нормально закрытый контакт в нормальном положении контактора замкнут. Контакты контактора, пускателя или реле на принципиальных схемах показываются в нормальном положении [1] .
На территории СНГ некоторые производители электрооборудования в каталогах и списках оборудования не акцентируют различие между контакторами и магнитными пускателями.
Модульный контактор (для установки на DIN-рейку) — это электромагнитный пускатель, сконструированный для установки в электрические распределительные щиты для стандартных модульных устройств с креплением на DIN-рейку. Их достоинства: электробезопасность класса 2 — постоянная безопасность для операторов и неквалифицированного персонала. Недостатки: максимальное число коммутационных операций в день до 100.
Величины магнитных пускателей — для того, чтобы обеспечить приличную работу электроприборов в тех цепях, что коммутируется пускателями, требуется, чтобы характеристики последних целиком соответствовали эксплуатационным условиям. Насчитывается восемь параметров этой самой величины и каждая из них подразумевает свой параметр нагрузочного тока. Допускается небольшое несоответствие (в большую сторону) по допустимому значению тока. Выражение «величина» является условным термином, обозначающим то, какой ток может пропустить через главные рабочие контакты выбранный магнитный пускатель. При присвоении величины считается, что пускатель работает при напряжении 380 В, а его рабочий режим АС-3.
Список различий приборов по их величинам (токи в зависимости от величин):
- 0 – 6,3 А;
- 1 – 10 А;
- 2 – 25 А;
- 3 – 40 А;
- 4 – 63 А;
- 5 – 100 А;
- 6 – 160 А;
- 7 – 250 А.
Реверсивный контактор, представляющий собой одну из разновидностей электромагнитных пускателей. Он обеспечивает вращение вала в обоих направлениях, поддерживает устойчивую работу двигателей, своевременно отключает питание, защищает оборудование в аварийных ситуациях.
С точки зрения устройства, такие контакторы являются улучшенным образцом электромагнитного пускового аппарата и предназначаются для прямой работы с двигателями. Некоторые модели оборудованы дополнительными устройствами, выполняющими аварийное отключение при обрывах фаз и коротких замыканиях.
Устройство и принцип работы
Магнитные контакторы или пускатели относятся к коммутационным устройствам, выполняющим дистанционный пуск электродвигателей и прочего оборудования.
Конструкция и схема этих приборов очень похожа на электромагнитное реле. Важной дополнительной функцией является возможность своевременно подключать и отключать трехфазную нагрузку. Основным конструктивным элементом служит магнитный сердечник, изготовленный в виде буквы Ш. В качестве материала использовалась электротехническая сталь в виде тонких листов.
Сам сердечник состоит из двух половинок, одна из которых является неподвижной и закрепляется на основании прибора. Другая часть – подвижная – при отсутствии тока удерживается на некотором расстоянии от неподвижной части при помощи пружины. Таким образом, между обеими частями возникает воздушный зазор.
Управление пускателем осуществляется через катушку, помещенную на центральный стержень сердечника, расположенный в неподвижной части. К подвижному магнитопроводу закрепляются контакты посредством мостового соединения. В момент срабатывания пускателя эти мостики перемещаются одновременно с магнитопроводом и совершают замыкание с неподвижной контактной группой.
Пусковое устройство срабатывает после того, как на катушку управления будет подано напряжение. Возникает электромагнитная сила, под действием которой происходит притягивание подвижной части сердечника к неподвижной детали. В результате, силовые контактные группы оказываются замкнутыми, и ток начинает поступать к выходным клеммам. После прекращения подачи напряжения катушка обесточивается, и подвижная часть возвращается на свое место. В этот момент в работу включается возвратная пружина, обеспечивающая размыкание контактов.
Во время выключения на каждом полюсе контактов образуется двойной разрыв, способствующий более эффективному гашению электрической дуги. Функцию дугогасительной камеры выполняет крышка устройства, под которой располагаются контакты.
В пускателе имеется не только основная контактная группа, но и дополнительная – в виде блок-контактов, используемая для вспомогательных целей. В основном, они используются в управлении, в сигнальных и блокирующих схемах.
Типы и модификации пусковых устройств
Основными параметрами, по которым выполняется классификация пускателей:
- Величина рабочего тока, коммутируемого главными контактами.
- Значение рабочего напряжения в подключенной нагрузке.
- Параметры тока и напряжения в катушке управления.
- Категория и область применения.
Значения номинальных токов коммутационной аппаратуры представлены стандартным рядом в границах 6,3-250 А. Подобная классификация использовалась для устаревших приборов, которые в настоящее время используются все реже. Номинальному току соответствовал определенный класс – от 0 до 7.
Подобная классификация утратила свое значение с появлением на отечественном рынке зарубежной продукции. При выборе того или иного устройства в первую очередь рассматривается величина номинального тока. Поскольку электромагнитные пускатели, в том числе и контакторы с функцией реверса, являются низковольтными устройствами, следовательно, они могут работать с напряжением, не превышающим 1000 В. Эти границы предполагают использование двух видов стандартных напряжений – 380 и 660 вольт. Конкретное значение для данной модели отображается на корпусе и в технической документации устройства.
Значительно большим разнообразием отличаются напряжения, с которыми могут работать катушки управления. Это связано с тем, что магнитные пускатели и контакторы используются в разных условиях, и подключаются к различным типам потребителей и автоматическим системам управления. Для подобных систем вовсе недостаточно обычных сетевых фаз. Питание осуществляется с помощью специальных цепей оперативного тока с собственными параметрами тока и напряжения. Обычно, катушки управления рассчитаны на переменное напряжение 12-660 вольт и постоянное – 12-440 В.
Кроме того, контакторы и магнитные пускатели различаются внешним видом и комплектацией. В большинстве случаев, это модели, помещаемые в пластиковый корпус с кнопками запуска и остановки, расположенными снаружи. Многие приборы изначально комплектуются тепловыми защитными реле.
Отличия реверсивных и обычных контакторов-пускателей
Прежде чем рассматривать отличия обоих устройств следует отметить, что магнитный пускатель является усовершенствованной версией контактора, предназначенной для работы с низковольтным оборудованием и установками.
По сравнению с обычными контакторами, магнитные пускатели отличаются более компактными размерами и меньшим весом. Они предназначены для узкоспециализированных действий по включению и отключению электродвигателей. Контакторы же выполняют более широкий круг задач в силовых электрических цепях.
Многие пускатели дополнительно оборудуются тепловыми реле, выполняющими аварийные отключения и защищающие при обрывах фазы. Управление пуском и отключением производится с помощью специальных кнопок или отдельной системой, состоящей из катушки и слаботочной контактной группы. В некоторых модификациях могут использоваться оба варианта.
Все магнитные пускатели разделяются на два вида. Они могут быть реверсивными и нереверсивными. Реверсивный контактор состоит из двух отдельных магнитных пускателей, объединенных в общем корпусе и соединенных друг с другом электрическим путем. Оба компонента устанавливаются на общее основание, но одновременно работать они не могут. По команде оператора включается лишь один из них – первый или второй.
Управление реверсивным магнитным пускателем осуществляется при помощи блокировочных контактов нормально-замкнутого типа. Их основная функция заключается в предотвращении одновременного включения обеих контактных групп – реверсивной и обычной. В противном случае может произойти межфазное замыкание. Для этой же цели некоторые модели выпускаются с механической блокировкой. Поочередный запуск контакторов обеспечивает такое же поочередное переключение фаз. В результате, прибор начинает выполнять свою основную задачу – изменять направление вращения вала электродвигателя.
Оба варианта включения необходимо рассмотреть более подробно. Чтобы лучше понять суть реверсного запуска, необходимо вначале остановиться на обычном способе включения.
Обычная нереверсивная схема включения
Простейшим вариантом включения считается нереверсивная схема, обеспечивающая вращение вала электродвигателя только в одну сторону. В качестве примера можно взять обычный пускатель с управляющей катушкой на 220 В.
Подключение схемы начинается в трехфазном автомате, подходит к силовым клеммам пускового устройства, и далее соединяется с тепловым реле. Управляющая катушка с одной из сторон соединяется с нулевым проводником, а с противоположной – с фазой путем использования в этой цепи функциональных кнопок.
В состав кнопочного поста входят две кнопки: ПУСК – с контактами нормально-разомкнутого типа и СТОП – с нормально-замкнутыми контактами. Одновременно с кнопкой запуска выполняется подключение нормально-замкнутого контакта управляющего катушечного элемента. За счет теплового реле, включенного в промежуток фазной линии, обеспечивается защита двигателя от чрезмерных перегрузок. Его нормально-замкнутый контакт оказывается соединенным с элементами управления.
Когда трехфазный автомат оказывается включенным, начинается течение тока в сторону силовых контактов пусковой аппаратуры и к управляющей цепи. После этого схема приходит в работоспособное состояние. С целью запуска электродвигателя вполне достаточно воздействия на пусковую кнопку. Далее, в управляющие компоненты подается питание. Цепь оказывается замкнутой, после чего якорь начинает втягиваться и в то же время замыкать контакт прибора управления. К силовой контактной группе двигателя подается ток, и вал начинает вращение. После возврата в исходное состояние пусковой кнопки, питание к обмотке контактора будет поступать, проходя по вспомогательному контакту, благодаря чему работа двигателя продолжится без перерыва.
Прекратить работу нереверсивного агрегата возможно имеющейся кнопкой СТОП. Это вызовет разрыв цепи, и питающее напряжение перестает подходить к блоку управления. Начинается размыкание шунтирующего контакта и возврат якоря в исходное состояние с одномоментным размыканием основных контактов. По окончании этого процесса, наступает остановка электродвигателя. Когда кнопка СТОП окажется отпущенной, контакт управляющего элемента будет пребывать в разомкнутом положении до следующего запуска схемы.
Чтобы защитить электродвигатель во время нереверсивного пуска, применяется тепловое реле на основе биметаллических контактных пластин. Под влиянием возрастающего тока они начинают выгибаться. Поскольку эпластины соединяются с расцепителем, контакт в управляющей обмотке прерывает поступление питающего напряжения. Контакты прибора разъединяются и переходят в первоначальное состояние.
Реверсивная схема
Для того чтобы создать реверсивную схему включения электродвигателя, потребуется использование двух магнитных контакторов и трех кнопок управления. Оба пускателя устанавливаются в непосредственной близости для удобства соединений и подключений в том числе и с механической блокировкой.
Клеммы для подключения питания соединяются между собой на обоих устройствах. Контакты, подключаемые к электродвигателю, соединяются перекрестным способом. Провод питания электродвигателя может соединяться с любыми питающими клеммами одного из пускателей.
Следует помнить, что перекрестная схема подключения, категорически запрещает одновременное включение двух пускателей, поскольку это обязательно вызовет короткое замыкание. В связи с этим, проводники блокирующих цепей в каждом из приборов вначале соединяются с замкнутым контактом управления другого устройства, а потом – с разомкнутым контактом собственного. При включении второго контактора первый будет отключаться и наоборот.
Вторая клемма кнопки СТОП, находящейся в замкнутом положении, соединяется не с двумя, как обычно, а с тремя проводами. Два из них являются блокирующими, а через третий – подается питание на пусковые кнопки, соединенные параллельно между собой. Подобная схема позволяет отключить кнопкой остановки любой включенный пускатель и остановить вращение электродвигателя.
Приветствую Вас, уважаемые гости сайта «Заметки электрика».
Сегодня я Вам расскажу про реверс электродвигателя.
В данной статье Вы познакомитесь со схемой реверса электродвигателя, а также узнаете как она работает. А в конце я снял для Вас специальный видео-ролик, где покажу Вам принцип работы схемы реверса электродвигателя на специальном стенде.
В процессе эксплуатации трехфазного асинхронного электродвигателя возникают моменты, когда необходимо изменить вращение вала электродвигателя. Чтобы осуществить задуманное, мы подключаем электродвигатель по схеме реверса.
- Вводной питающий автомат — в данном примере я использовал автоматический выключатель марки АП-50 с номинальным током 4А
- Контакторы или магнитные пускатели в количестве 2 штуки
- Кнопочный пост с 3 кнопками (красная — «стоп», черные — «вперед», «назад»)
- Тепловое реле
- Асинхронный электродвигатель
В моем примере (видео) отсутствует тепловое реле и сам электродвигатель, т.к. данный стенд предназначался для тренировки для студентов колледжей по сборке схемы реверса электродвигателя без силовой части.
Перед тем, как перейти к реверсу электродвигателя рекомендую прочитать и досконально изучить следующие статьи:
А теперь перейдем к реверсу. Чтобы изменить вращение вала (направление) электродвигателя, необходимо изменить чередование (следование) фаз питающего напряжения.
Схема реверса электродвигателя
Схема реверса электродвигателя при напряжении сети 220(В) и при напряжении цепей управления 220(В)
Хочу сразу заметить, что следует обращать внимание на уровень напряжение питания электродвигателя (380В или 220В) и напряжение катушек контакторов (380В и 220В).
Ниже смотрите еще 2 схемы реверса электродвигателя с разными номинальными напряжениями.
Схема реверса электродвигателя при напряжении сети 380(В) и при напряжении цепей управления 380(В)
Схема реверса электродвигателя при напряжении сети 380(В) и при напряжении цепей управления 220(В)
В моем примере уровень напряжения силовой цепи составляет 220(В), поэтому контакторы я использую с катушками, соответственно, на 220 (В).
Контакторы КМ1 и КМ2 используем для организации реверса электродвигателя. При срабатывании контактора КМ1 фазировка питающего напряжения будет различаться от фазировки при срабатывании контактора КМ2.
Управление катушками контакторов КМ1 и КМ2 осуществляется кнопками «стоп», «вперед» и «назад».
Давайте рассмотрим принцип работы схемы реверса электродвигателя.
Принцип работы схемы реверса
При нажатии кнопки «вперед» получает питание катушка контактора КМ1 по цепи: фаза С — н.з. контакт кнопки «стоп» — н.з. контакт КМ2.2 контактора КМ2 – н.о. контакт нажатой кнопки «вперед» — катушка контактора КМ1 — фаза В.
Контактор КМ1 подтягивается и замыкает свои силовые контакты КМ1.1. Двигатель начинает вращаться в прямом направлении.
Кнопку «вперед» держать не нужно, т.к. катушка контактора КМ1 встает на «самоподхват» через свой же контакт КМ1.3.
Н.о. — нормально-открытый контакт, н.з. — нормально-закрытый контакт
Для остановки электродвигателя используем кнопку «стоп». Контактами этой кнопки мы разрываем питание катушки («самоподхват») контактора КМ1. Катушка КМ1 теряет питание и контактор КМ1 отпадывает, отключая электродвигатель от сети.
При нажатии кнопки «назад» получает питание катушка контактора КМ2 по цепи: фаза С — н.з. контакт кнопки «стоп» — н.з. контакт КМ1.2 контактора КМ1 – н.о. контакт нажатой кнопки «назад» — катушка контактора КМ2 — фаза В.
Контактор КМ2 подтягивается и замыкает свои силовые контакты КМ2.1. Двигатель начинает вращаться в обратном направлении.
Кнопку «назад» держать не нужно, т.к. катушка контактора КМ2 встает на «самоподхват» через свой же контакт КМ2.3.
В этой схеме выполнена блокировка кнопок от одновременного нажатия, иначе в силовой цепи возникнет короткое замыкание, которое приведет к повреждению электрооборудования. Блокировка выполняется последовательным включением н.з. контакта (блок-контакта) соответствующего контактора.
Силовая цепь схемы реверса электродвигателя снабжена защитным коммутационным вводным автоматическим выключателем АП-50 с номинальным током 4(А). Также желательно выполнить защиту и цепи управления, путем установки автоматических выключателей или предохранителей на фазу В и С.
В примере (видео) защита цепей управления отсутствует.
Существуют заводские сборные контакторы для схем реверса электродвигателя с механической блокировкой в виде перекидного рычажка, который блокирует одновременное включение контакторов.
Если у Вас однофазный двигатель, то схемы приведенные в данной статье не подойдут. Переходите по ссылке, чтобы узнать более подробно о реверсе однофазного двигателя.
В комментариях регулярно пишут, что в данной статье не в полном объеме раскрыта сборка схемы реверса. Исправляюсь и представляю Вашему вниманию пошаговую инструкцию по сборке схемы реверса асинхронного двигателя (переходите по ссылочке). Прочитав эту инструкцию, Вы самостоятельно соберете схему реверса электродвигателя.