Магнитный пускатель — это устройство, которое обеспечивает стабильную работу оборудования в соответствии с установленными стандартами. Благодаря ему происходит распределение электрического напряжения и управление работающими нагрузками.
Наиболее часто магнитный пускатель используется для подачи энергии к электродвигателям, а также для регулирования их работы, например, реверсирования или остановки. Правильная схема подключения позволяет создать данный пускатель самостоятельно.
В данной статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип действия магнитного пускателя, а также изучим нюансы его подключения.
Краткое содержание статьи
Чем магнитный пускатель отличается от контактора
При выборе коммутационного устройства многие сталкиваются с путаницей между магнитными пускателями (МП) и контакторами. Несмотря на некоторые похожие характеристики, это не одно и то же. Магнитный пускатель представляет собой комплексное устройство, объединяющее несколько элементов в одном управляющем модуле.
В магнитный пускатель могут быть включены несколько контакторов, защитные устройства и специальные модули. Все эти компоненты находятся в корпусе, который защищает их от воздействия влаги и пыли. Главным образом, с помощью этих устройств управляют асинхронными двигателями.
Максимальное напряжение, с которым работает магнитный пускатель, зависит от характеристик электромагнитной катушки. Существуют модели с номиналами 12, 24 и 110 В, но чаще всего применяются на 220 и 380 В.
Контактор же — это моноблочное устройство, обладающее фиксированным набором функций, предусмотренным его конструкцией. В то время как пускатели служат для сложных схем, контакторы используются в более простых решениях.
Структура и назначение устройства
Сравнивая пускатели и контакторы, можно отметить, что первое устройство предназначено для запуска электродвигателя. В некотором смысле, магнитный пускатель также является контактором, но с расширенными функциями для управления моторами.
Эта разница такова, что многие производители стали называть магнитные пускатели контакторами переменного тока с ограниченными размерами. Бесконечное совершенствование контакторов сделало их более универсальными и многофункциональными.
Функции магнитного пускателя
Как пускатели, так и контакторы интегрируют в электросети, передающие переменный или постоянный ток. Их работа основана на принципе электромагнитной индукции.
Устройство оборудовано как сигнальными контактами, так и рабочими, через которые подается питание. Первые называются вспомогательными, а вторые — основными.
Кнопки, позволяющие запускать и останавливать устройство, обеспечивают удобство в использовании. Чтобы отключить нагрузку, достаточно нажать клавишу «Стоп», что приводит к разъединению цепи и прекращению подачи напряжения на катушку пускателя.
Магнитные пускатели позволяют дистанционно управлять электрическими установками, в том числе электродвигателями. Они не имеют защитной функции — если напряжение пропадает или снижается ниже 50%, силовые контакты размыкаются.
После остановки оборудования, в котором установлен контактор, оно не сможет включиться самостоятельно — для этого потребуется активировать кнопку «Пуск».
Этот момент важен для безопасности, так как предотвращает аварии, вызванные неожиданным включением электросистем.
Пускатели с включенными тепловыми реле защищают электродвигатели или другие устройства от длительных перегрузок. Эти реле могут быть двухполюсными (ТРН) или однополюсными (ТРП) и срабатывают под влиянием тока перегрузки, протекающего через них.
Строение и работа устройства
Для нормального функционирования магнитного пускателя необходимо соблюдать некоторые правила монтажа, обладать базовыми знаниями о релейной технике и корректно подобрать схему питания оборудования.
Поскольку устройства предназначены для работы в течение ограниченного времени, наиболее востребованными являются пускатели с разомкнутыми контактами. Наибольшее распространение получили пускатели серий ПМЕ и ПАЕ.
Первые монтируются в сигнальные цепи для электродвигателей мощностью от 0,27 до 10 кВт, вторые — для мощностей 4–75 кВт, рассчитаны на напряжение 220 и 380 В.
Существует четыре основных исполнения пускателей:
- открытые;
- защищенные;
- пылеводозащищенные;
- пылебрызгонепроницаемые.
Пускатели ПМЕ включают двухфазные реле ТРН, а в пускателях серии ПАЕ количество встроенных реле варьируется в зависимости от модели.
Обозначения в названии пускателя: буквы указывают тип устройства, а цифры от 1 до 6 — его мощность. Вторая цифра указывает на исполнение: 1 — нереверсивный пускатель без защиты, 2 — тот же, но с защитой, 3 — реверсивный без защиты, 4 — реверсивный с защитой.
При напряжении, равном примерно 95% от номинала, катушка пускателя обеспечивает надежную работу.
Основные компоненты магнитного пускателя включают:
- магнитный сердечник;
- электромагнитную катушку;
- якорь;
- корпус;
- механические датчики;
- центральные и дополнительные контакторы.
Дополнительные элементы могут включать защитные реле, предохранители, дополнительные клеммы и пусковые устройства.
Структура пускателя включает основание, неподвижные контакты, пружины, сердечник, дроссели, якорь и дополнительные механизмы, такие как дугогасительная камера и нагревательные элементы.
По своей сути, магнитный пускатель функционирует как реле, способное отключать большие токи. Благодаря мощным электромагнитам это устройство отличается высокой скоростью реакции.
Электромагнит состоит из катушки с множеством витков и разработан для напряжений от 24 до 660 В. Он расположен на сердечнике, требуя высокой мощности для преодоления усилия пружины.
Пружина обеспечивает высокую скорость размыкания контактов, что позволяет минимизировать электрическую дугу, способствуя лучшему состоянию самих контактов.
В нормальном состоянии контакты разомкнуты, пружина удерживает верхнюю часть магнитопровода в приподнятом состоянии.
Когда на магнитный пускатель подается электричество, через катушку проходит ток, создавая электромагнитное поле, которое приводит мобильную часть магнитопровода в движение, замыкая контакты и подавая питание на нагрузку.
При отключении питания электромагнитное поле исчезает, и пружина, возвращаясь в исходное положение, размыкает контакты, прерывая подачу электроэнергии на нагрузку.
Некоторые модели пускателей могут быть дополнены ограничителями перенапряжений, которые используют в полупроводниковых системах управления.
Работу пускателя можно проверить вручную, нажав на якорь, чтобы почувствовать усилие сжатия пружины. При полном опускании якоря контакты, вытолкнутые пружиной, отключаются.
Питание катушки управления после установки магнитного пускателя может поступать от переменного тока, причем тип тока не играет ключевой роли.
Пускатели, как правило, имеют два типа контактов: силовые и блокировочные. Силовые используются для подключения нагрузки, в то время как блокировочные защищают устройство от неправильно выполненных действий.
В силовых магнитных пускателях может быть три или четыре пары контактов, в зависимости от конструкции. Каждая пара имеет подвижные и неподвижные контакты, соединенные с клеммами на корпусе при помощи металлических пластин.
На силовые контакты подается питание постоянного характера, а отключение происходит только при срабатывании пускателя.
Контакторы с нормально разомкнутыми контактами получают энергоснабжение только во время работы пускателя.
Существуют два типа блокировочных контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Нормально замкнутый контакт управляется кнопкой «Стоп», тогда как нормально разомкнутый — кнопкой «Пуск».
Нормально замкнутые контакты обеспечивают постоянное питание нагрузки, которое прерывается только при срабатывании пускателя. В свою очередь, нормально разомкнутые контакторы питаются лишь в момент работы пускателя.
Преимущества установки пускателя
Неправильная установка магнитного пускателя может привести к ложным срабатываниям. Чтобы этого избежать, следует избегать установки в местах, подверженных вибрации, ударам или другим механическим воздействиям.
Конструкция пускателя позволяет его монтировать в электрощите, при этом важно соблюдать определенные правила установки. Уверенность в надежной работе пускателя обеспечивается на ровной, плоской и вертикальной поверхности.
Тепловые реле должны быть защищены от нагрева, так как это негативно сказывается на их работе. По этой причине их не следует устанавливать в горячих местах.
Установка магнитного пускателя в помещении с устройствами, работающими на токе более 150 А, строго запрещена, так как включение и отключение таких агрегатов может привести к резким ударам.
Перед подключением медные провода рекомендуется предварительно залудить. Если они многожильные, концы перед лужением следует скрутить. Для алюминиевых проводов концы зачищают и обрабатывают пастой или техническим вазелином.
Чтобы избежать перекоса пружинных шайб в зажиме пускателя, провод загибают в виде П или кольца. Если необходимо подключить два провода к зажиму, они должны быть прямыми и расположены по разные стороны от зажимного винта.
Перед запуском пускателя важно провести осмотр и проверить работоспособность всех компонентов. Все подвижные элементы должны двигаться легко. Необходимо также сверить электрические соединения с монтажной схемой.
Распространенные схемы подключения магнитного пускателя
Наиболее распространенная схема включает одно устройство. Для подключения его ключевых компонентов обычно используется трехжильный кабель, а также два разомкнутых контакта при выключенном устройстве.
Эта схема отличается своей простотой. Она активируется при замыкании автоматического выключателя QF. Для защиты схемы управления от короткого замыкания предусмотрен предохранитель PU.
При стандартной работе контакт реле Р замкнут. Нажатие на кнопку «Пуск» приводит к замыканию цепи, в то время как нажатие на «Стоп» отключает ее. В случае перегрузки тепловой датчик Р активируется, и контакт Р размыкается, останавливая машину.
При данной схеме важно учитывать номинальное напряжение катушки. Если она рассчитана на 220 В, а двигатель на 380 В, схему в звездообразном соединении использовать нельзя.
В таких случаях целесообразно применять схему с нейтральным проводом, особенно когда обмотки двигателя соединены в треугольник.
Некоторые нюансы подключения устройства на 220 В
При подключении магнитного пускателя важно иметь две цепи: силовую и управляющую. Первая подает электрическое напряжение, вторая управляет работой оборудования.
Характеристики силовой цепи
Питание для магнитного пускателя подключают через контакты, обычно обозначаемые как А1 и А2. На них подается напряжение 220 В, если катушка соответствующая.
Рекомендуется подключать «фазу» к А2, хотя различий в подключении это не вносит. Источник питания подводится к контактам ниже на корпусе.
Тип напряжения не критичен, главное, чтобы его значение не превышало 220 В.
Магнитный пускатель с катушкой на 220 В может получать питание от дизельных и ветряных генераторов, аккумуляторов и других источников. Подключение осуществляется к клеммам Т1, Т2, Т3.
К недостатку данного подключения можно отнести необходимость манипуляций с вилкой для включения или отключения. Схему можно усовершенствовать, добавив автомат перед МП, который будет управлять подачей питания.
Изменения в цепи управления
Модернизации подвергается только цепь управления, в то время как силовая остается неизменной. Когда кнопки находятся в одном корпусе, узел называется «кнопочный пост». Каждая кнопка имеет две пары контактов — входов и выходов. Кнопка «Пуск» имеет нормально разомкнутые (НЗ) контакты, а противоположная — нормально замкнутые (NC).
Кнопки соединяются последовательно до пускателя. Первая кнопка — «Пуск», за ней идет «Стоп». Управление контактами пускателя осуществляется с помощью управляющего импульса.
Импульс поступает с нажатой кнопки «Пуск», которая открывает подачу напряжения на катушку управления. Держать кнопку «Пуск» в нажатом положении не нужно.
Сохранение состояния поддерживается по принципу самозахвата: параллельно кнопке «Пуск» подключаются дополнительные самоблокирующиеся контакты, которые питают катушку.
После замыкания этих контактов катушка получает питание. Прерывание этой цепи приведет к отключению МП.
Кнопка «Стоп» обычно имеет красный цвет. Кнопка «Пуск» может помечаться не только словом «Пуск», но и быть с надписями «Вперед», «Назад». Чаще всего она зеленого цвета, но может быть и черной.
Подключение к трехфазной сети
Подключение к трехфазной системе возможно через катушку МП, работающую от 220 В. Данная схема применяется в случае асинхронного двигателя. При этом сигнальная цепь не подвергается изменениям.
Фаза и «ноль» подключаются к указанным контактам. Фазный провод проходит через кнопки включения и отключения. На контакты NO13, NO14 устанавливается перемычка между замкнутыми и разомкнутыми контактами.
Силовая цепь имеет небольшие отличия. Три фазы подключаются к входам, обозначенным как L1, L2, L3. Трехфазная нагрузка присоединяется к T1, T2, T3.
Введение теплового реле в схему
Между магнитным пускателем и асинхронным электродвигателем подряд соединяется тепловое реле, выбор которого основывается на типе мотора.
Тепловое реле защищает электрический двигатель от неисправностей и аварий, которые могут возникнуть при потере одной из фаз.
Реле подключается к выходу с магнитного пускателя. Ток проходит через реле к мотору последовательно, нагревая его. В верхней части реле находятся дополнительные контакты, связанные с катушкой.
Тепловые реле рассчитаны на определенный ток, чтобы при перегреве двигателя реле смогло отключить пускатель.
Рекомендуем также ознакомиться с другой нашей статьей, в которой мы подробно рассматриваем, как правильно выбрать и подключить электромагнитный пускатель на 380 В. Подробности — по ссылке.
Запуск мотора с реверсным ходом
Для работы определенного оборудования необходимо, чтобы двигатель мог вращаться в обоих направлениях.
Схема подключения для такой конфигурации включает два магнитных пускателя, кнопочный пост или три отдельные клавиши — две для запуска «Вперед», «Назад» и «Стоп».
Для реализации данного подключения к схеме с одним МП добавляется еще одна сигнальная цепь с клавишей SB3 и МП КМ2. Силовая часть также немного изменена.
Контакты нормально замкнутые КМ1.2 и КМ2.2 защищают силовую цепь от короткого замыкания.
Подготовка схемы к запуску состоит из следующих шагов:
- Включить автомат QF1.
- Фазы A, B, C подаются на силовые контакты МП КМ1, КМ2.
- Фаза, обеспечивающая управление (А), проходит через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и кнопку SB1 «Стоп», подается на контакт 3 (кнопки SB2, SB3) и контакт 13НО (МП КМ1, КМ2).
После данного этапа схема будет функционировать в зависимости от направления вращения мотора.
Управление реверсом двигателя
Запуск вращения происходит при активации кнопки SB2. В этом случае фаза А через КМ2.2 подается на катушку МП КМ1. Магнитный пускатель начинает работать, замыкая нормально разомкнутые контакты и размыкая нормально замкнутые.
Замыкание КМ1.1 создает самоподхват, после которого фазы А, В и С подаются на соответствующие обмотки двигателя, и он начинает вращаться.
Прежде чем запустить мотор в противоположном направлении, нужно остановить текущее вращение, нажав кнопку «Стоп». Чтобы изменить направление, нужно с помощью пускателя КМ2 поменять местами две фазы питания.
Такое действие разорвет цепь, и управляющая фаза А перестанет подаваться на дроссель КМ1, а сердечник с контактами вернется в исходное положение с помощью возвратной пружины.
Контакты разомкнутся, и подача напряжения на двигатель М прекратится. Схема перейдет в режим ожидания.
Для повторного запуска нужно нажать кнопку SB3. Фаза А через КМ1.2 поступит на КМ2, пускатель сработает и через КМ2.1 перейдет в режим самоподхвата.
Затем МП, используя контакты КМ2, изменит местами фазы. В итоге двигатель М начнет вращаться в противоположном направлении. В это время соединение КМ2.2, которое находится в цепи, питающей МП КМ1, разорвется, предотвращая его активацию, пока работает КМ2.
Работа силовой схемы
Ответственность за переключение фаз для изменения вращения двигателя возложена на силовую схему.
Белый провод подает фазу А на левый контакт МП КМ1, далее через перемычку проходит на левый контакт КМ2. Выходы пускателей также соединены перекрестной перемычкой, и фаза А поступает на первую обмотку двигателя через КМ1.
Когда срабатывают контакты МП КМ1, фаза А подается на первую обмотку, фаза В — на вторую, а фаза С — на третью, что приводит к вращению мотора влево.
При срабатывании КМ2 происходит замена фаз В и С. Фаза В попадает на третью обмотку, а фаза С — на вторую. В фазе А изменений не происходит, и мотор начинает вращение вправо.
Заключение и полезные видео по теме
Для подробной информации об устройстве и подключении контактора:
Практическое руководство по подключению магнитного пускателя:
Согласно приведенным схемам, можно самостоятельно подключить магнитный пускатель как к 220 В, так и к 380 В.
Не стоит забывать, что сборка не является сложной задачей, но для реверсивной схемы важно иметь двустороннюю защиту, предотвращающую одновременное включение. Блокировка может быть выполнена как механически, так и с помощью блокировочных контактов.
Если у вас остались вопросы по материалу статьи, пожалуйста, оставляйте комментарии в разделе ниже. Вы также можете поделиться интересной информацией или дать советы по подключению магнитных пускателей для других посетителей нашего сайта.
