Магнитный пускатель представляет собой устройство, обеспечивающее стабильную эксплуатацию оборудования в соответствии со стандартами. С его помощью осуществляется распределение электропитания и управление подключенными нагрузками.
Наиболее часто через этот элемент подается энергия к электродвигателям, а также выполняются операции, такие как реверс и остановка двигателя. Все эти действия могут быть выполнены благодаря правильной схеме подключения магнитного пускателя, которую можно собрать и самостоятельно.
В данном материале мы обсудим устройство и принципы работы магнитного пускателя, а также детально рассмотрим аспекты подключения данного устройства.
Краткое содержание статьи
Отличие магнитного пускателя от контактора
При выборе коммутационного устройства иногда возникает путаница между магнитными пускателями (МП) и контакторами. Несмотря на ряд схожих характеристик, это два разных типа устройств. Магнитный пускатель объединяет в себе несколько приборов, которые работают в одном управляющем модуле.
Магнитный пускатель может включать в себя несколько контакторов, защитные механизмы, специальные дополнения и управляющие элементы. Все это помещено в корпус, обладающий определённой защитой от влаги и пыли. Эти устройства в основном используются для управления асинхронными двигателями.
Максимальное напряжение, с которым работает магнитный пускатель, определяется характеристиками электромагнитной катушки. Существуют модели пускателей с низкими номиналами — 12, 24, 110 В, но самые распространенные — это варианты на 220 и 380 В.
Контактор, в отличие от магнитного пускателя, является цельным устройством с заранее определенными функциями, соответствующими конкретной конструкции. В то время как пускатели применяются в более сложных схемах, контакторы в основном используются в простых конфигурациях.
Устройство и назначение прибора
Если сравнить подключение магнитного пускателя и контактора, можно заключить, что основное отличие в том, что пускатель предназначен для запуска электродвигателя. Можно утверждать, что магнитный пускатель − это подобие контактора, который управляет работой электродвигателя.
Это различие настолько незначительно, что многие производители в последнее время стали называть магнитные пускатели контакторами переменного тока с малыми размерами. Постоянные усовершенствования контакторов сделали их гибкими и многофункциональными.
Сфера применения магнитного пускателя
Магнитные пускатели и контакторы устанавливаются в силовых электроцепях, которые передают ток как переменного, так и постоянного напряжения. Их работа основана на принципах электромагнитной индукции.
Устройства имеют сигнальные и рабочие контакты. Первые называют вспомогательными, в то время как вторые — рабочими, через которые проходит ток.
С помощью стартовых кнопок, входящих в схему, удобно управлять устройством. Чтобы отключить нагрузку, достаточно нажать кнопку «Стоп». Это приведет к прекращению поступления напряжения на катушку пускателя и разрыву цепи.
Магнитные пускатели могут управлять электроустановками дистанционно, включая электродвигатели. Их защитная функция минимальна: единственное, что происходит — напряжение исчезает или уменьшается до уровне ниже 50%, и силовые контакты размыкаются.
После остановки оборудования, в которое встроен контактор, оно не сможет самостоятельно снова включиться. Для этого потребуется нажать кнопку «Пуск».
Этот аспект важен с точки зрения безопасности, так как полностью исключает риск аварий, вызванных непроизвольным включением электроустановки.
Пускатели, которые включают тепловые реле, защищают электродвигатели или другие установки от длительных перегрузок. Эти реле могут быть двуполюсными (ТРН) или однополюсными (ТРП). Срабатывание происходит при протекании по ним тока перегрузки двигателя.
Строение и принцип работы устройства
Для корректной работы магнитного пускателя следует соблюдать определенные монтажные правила, разбираться в основах релейной техники и правильно выбирать схему питания оборудования.
Так как устройства предназначены для работы в короткие промежутки времени, наиболее востребованы пускатели с разомкнутыми контактами. Наибольшей популярностью пользуются пускатели серий ПМЕ и ПАЕ.
Первый тип используется в сигнальных цепях для электродвигателей мощностью от 0,27 до 10 кВт. Второй предназначен для более мощных двигателей — от 4 до 75 кВт, и рассчитан на напряжение в 220, 380 В.
Существует четыре варианта исполнения:
- открытый;
- защищенный;
- пылеводозащищенный;
- пылебрызгонепроницаемый.
Пускатели ПМЕ включают в себя двухфазное реле ТРН, тогда как в пускателях серии ПАЕ количество встроенных реле зависит от мощности устройства.
Буквы обозначают тип устройства, а цифры от 1 до 6 — его мощность. Вторая цифра указывает на тип исполнения. Цифра 1 обозначает нереверсивный пускатель без тепловой защиты, 2 — то же, но с защитой, 3 — реверсивный, без тепловой защиты, 4 — реверсивный с защитой.
При напряжении около 95% от номинального, катушка пускателя обеспечивает надежную работу.
Магнитный пускатель состоит из следующих основных элементов:
- сердечник;
- катушка электромагнита;
- якорь;
- каркас;
- механические датчики;
- группы контактов — как центральных, так и дополнительных.
В конструкцию могут быть интегрированы и дополнительные элементы, такие как защитное реле, электропредохранители, дополнительные клеммы и пусковое устройство.
Конструкция пускателя включает основание (1), неподвижные контакты (2), пружину (3), сердечник (4), дроссель (5), якорь (6), пружину (7), контактный мостик (8), пружину (9), дугогасительную камеру (10), нагревательный элемент (11).
По сути, это реле, способное отключать ток значительно больших значений. Поскольку электромагниты у этого устройства мощные, они обеспечивают быструю реакцию.
Электромагнит представляет собой катушку с большим количеством витков, рассчитанную на напряжение от 24 до 660 В. Она крепится на сердечнике, и для преодоления усилия пружины требуется большая мощность.
Пружина предназначена для быстрого размыкания контактов; от скорости этого процесса зависит величина электрической дуги: чем быстрее происходит размыкание, тем меньше дуга и тем лучше сохраняются контакты.
Приблизительно нормальное состояние — когда контакты разомкнуты. В этом случае пружина удерживает верхнюю часть магнитопровода в приподнятом состоянии.
Когда на магнитный пускатель подается напряжение, ток проходит через катушку, создавая электромагнитное поле, которое притягивает подвижную часть магнитопровода, сжимая пружину. Это приводит к замыканию контактов, и нагрузка начинает получать питание и включается в работу.
В случае отключения питания, электромагнитное поле исчезает. Пружина, выпрямляясь, толкает верхнюю часть магнитопровода вверх, контакты размыкаются, и питание на нагрузку перестает поступать.
Некоторые модели пускателей могут быть оснащены ограничителями перенапряжений, используемыми в полупроводниковых управляющих системах.
Работу системы можно проконтролировать вручную, нажав на якорь, чувствуя силу сжатия пружины. Это усилие способно противостоять магнитному полю. Когда якорь полностью опускается, контакты, отталкиваемые пружиной, отключаются.
Питание катушки управления после подключения магнитного пускателя осуществляется от переменного тока, при этом род тока не имеет значения для работы устройства.
Как правило, пускатели имеют два типа контактов: силовые и блокирующие. Первые используют для подключения нагрузки, вторые предотвращают неправильные действия при подключении.
Силовые магнитные пускатели могут иметь 3 или 4 пары контактов, в зависимости от конструкции. Каждая пара состоит из подвижных и неподвижных контактов, соединённых с клеммами, расположенными на корпусе, с помощью металлических пластин.
Подвижные контакты обеспечивают постоянное питание нагрузки, в то время как отключение происходит только после срабатывания пускателя.
Для контакторов с нормально разомкнутыми контактами питание подается только во время работы пускателя.
Существует два типа блокирующих контактов: нормально закрытые и нормально открытые. Нормально закрытые используют кнопку «Стоп», а нормально открытые — «Пуск».
Нормально замкнутые отличаются тем, что на нагрузку идет постоянное питание, а обесточивание происходит лишь после срабатывания пускателя. Для контакторов с нормально разомкнутыми контактами напряжение подается только во время работы пускателя.
Особенности монтажа пускателя
Неправильная установка магнитного пускателя может привести к ложным срабатываниям. Во избежание этого не следует выбирать участки, подверженные вибрациям, ударам и толчкам.
Строение магнитного пускателя предполагает возможность его установки в электрощите, но лишь при соблюдении всех правил. Он будет функционировать надежно только при установке на ровной, горизонтальной и вертикально расположенной поверхности.
Тепловые реле не должны подвергаться нагреву от посторонних источников, поскольку это негативно повлияет на их работу. Поэтому их не рекомендуется размещать в условиях, где есть риск перегрева.
Магнитный пускатель нельзя устанавливать в помещениях, где работают устройства, потребляющие ток от 150 А — их включение и выключение может вызывать резкие скачки.
Перед подключением медные провода необходимо залудить, а многожильные очищенные концы нужно закрутить. Алюминиевые провода следует обрезать надфилем и обрабатывать специальной пастой или техническим вазелином.
Чтобы избежать перекоса пружинных шайб в зажиме контакта пускателя, концы проводов загибаются в форме П или кольца. При подключении двух проводников к зажиму их концы должны быть прямыми и находиться по обе стороны от зажимного винта.
Перед тем как приступить к работе с пускателем, необходимо провести его осмотр и убедиться в исправности всех его частей. Движущие элементы должны свободно перемещаться вручную. Также важно проверить электрические соединения, убедившись, что они соответствуют указанной схеме.
Популярные схемы подключения МП
На практике наиболее распространённой является монтажная схема с одним агрегатом. Для соединения его ключевых компонентов используется 3-жильный кабель и два разомкнутых контакта, если аппарат выключен.
Эта схема очень простая. Она создаётся при замыкании автоматического выключателя QF. Защита от короткого замыкания в управляющей схеме обеспечивается предохранителем PU.
В обычных условиях контакт реле Р замкнут. При нажатии кнопки «Пуск» цепь замыкается. Нажатие на кнопку «Стоп» разрывает схему. В случае перегрузки сработает тепловой датчик Р, который разорвет контакт Р, останавливая машину.
При использовании данной схемы важно учитывать номинальное напряжение катушки. Если на ней 220 В, а двигатель на 380 В, то такая схема не подойдёт при соединении в звезду.
В этом случае целесообразно использовать схему с нейтральным проводником, особенно при треугольном соединении обмоток двигателя.
Тонкости подключения устройства на 220 В
Независимо от метода подключения магнитного пускателя, проект обязательно включает две цепи: силовую и сигнальную. Первая предназначена для подачи напряжения, тогда как вторая отвечает за управление работой оборудования.
Характеристики силовой цепи
Питание для магнитного пускателя подводится к контактам, обычно обозначаемым как А1 и А2. На них будет напряжение 220 В, если катушка рассчитана на это значение.
Существует предпочтение подключать «фазу» к А2, хотя в принципе это не критично. К источнику питания подсоединяют контакты, расположенные ниже на корпусе пускателя.
Вид напряжения не критичен, главное, чтобы значение не превышало 220 В.
Через магнитный пускатель с катушкой на 220 В можно подать напряжение от дизельного генератора, ветряка, аккумулятора или других источников. Вывод осуществляется с клемм Т1, Т2, Т3.
Недостаток такого подключения заключается в том, что для его включения и отключения необходимо манипулировать вилкой. Схему можно усовершенствовать, добавив автомат перед магнитным пускателем. Это позволяет управлять подачей питания.
Адаптация цепи управления
Изменения касаются только цепи управления, в то время как силовая цепь остаётся без изменений. Эта схема может незначительно измениться.
Если клавиши находятся в одном корпусе, узел именуется «кнопочным постом». Каждая из кнопок имеет по пару входов и выходов. У кнопки «Пуск» клеммы обычно нормально разомкнутые (НЗ), а у кнопки «Стоп» — нормально замкнутые (NC).
Клавиши соединяют последовательно перед магнитным пускателем: сначала «Пуск», потом «Стоп». Управление контактами пускателя осуществляется с помощью управляющего сигнала.
В качестве источника этого сигнала выступает нажатие на кнопку пуска, которая открывает доступ к подаче напряжения на управляющую катушку. Держать кнопку «Пуск» в нажатом состоянии не требуется.
Такая работа поддерживается методом самозахвата. Смысл в том, что параллельно кнопке «Пуск» подключаются дополнительные самоблокирующиеся контакты, которые и обеспечивают питание катушки.
После их замыкания катушка начинает самоподпитываться. Разрыв этой цепи приводит к отключению магнитного пускателя.
Кнопка «Стоп» имеет обычно красный цвет. Запусковая кнопка может быть подписана не только «Пуск», но и «Вперед», «Назад». Она часто бывает зеленой, но может быть и черной.
Подключение к трёхфазной сети
Подключить трёхфазное питание к катушке магнитного пускателя, работающей на 220 В, вполне реально. Обычно такую схему используют с асинхронным двигателем. Сигнальная цепь при этом остается неизменной.
Одна фаза и «ноль» подключаются к соответствующим контактам. Фазный провод проходит через кнопки «Старт» и «Выключение». На контакты NO13 и NO14 устанавливают перемычку между замкнутыми и разомкнутыми контактами.
Силовая цепь отличается, но не значительно. Три фазы подаются на входы, обозначенные на схеме как L1, L2, L3. Трёхфазная нагрузка подключается к T1, T2, T3.
Интеграция теплового реле в схему
Тепловое реле подсоединяется последовательно между магнитным пускателем и асинхронным электродвигателем. Выбор реле зависит от типа двигателя.
Тепловое реле защищает электродвигатель от поломок и аварий, которые могут возникнуть из-за отсутствия одной из фаз.
Реле подключается к выходу магнитного пускателя. Ток проходит через реле последовательно к мотору, одновременно нагревая его. В верхней части реле располагаются дополнительные контакты, связанные с катушкой.
Нагреватели реле рассчитаны на максимальную величину тока, чтобы при угрозе перегрева двигателя реле могло отключить пускатель.
Также рекомендуем ознакомиться с другой нашей статьёй, в которой подробно рассматривается, как правильно выбрать и подключить электромагнитный пускатель на 380 В. Подробности можно узнать, перейдя по ссылке.
Запуск мотора с реверсным ходом
Для функционирования оборудования необходимо, чтобы двигатель мог вращаться в обе стороны.
Схема подключения для такого случая включает два магнитных пускателя, кнопочный пост или три отдельных клавиши — две стартовые «Вперед», «Назад» и кнопку «Стоп».
Для реализации данного варианта к схеме с одним пускателем добавляется ещё одна сигнальная цепь, в которую входят клавиша SB3 и МП КМ2. Изменяется также силовая часть.
Для защиты силовой цепи от короткого замыкания используются нормально замкнутые контакты КМ1.2 и КМ2.2.
Подготовка схемы к работе осуществляется следующим образом:
- Включите автомат QF1.
- На силовые контакты МП КМ1 и КМ2 подаются фазы A, B, C.
- Фаза, которая обеспечит цепь управления (A), через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и кнопку SB1 «Стоп» подаётся на контакт 3 (клавиши SB2, SB3) и на контакт 13НО (МП КМ1, КМ2).
Далее схема функционирует в зависимости от направления вращения мотора.
Управление реверсом двигателя
Запуск вращения происходит при нажатии кнопки SB2. В этот момент фаза A через КМ2.2 подаётся на катушку МП КМ1. Пускатель начинает своё действие, замыкая нормально разомкнутые контакты и размыкая нормально замкнутые.
Замыкание КМ1.1 инициирует самоподхват, после чего фазы A, B, C подаются на соответствующие контакты обмоток двигателя, и он начинает вращение.
Перед тем как запустить мотор в обратном направлении, необходимо остановить предыдущее вращение, нажав кнопку «Стоп». Для реверса просто поменяйте местами любые две фаза, используя пускатель КМ2.
Это действие разорвет цепь, и управляющая фаза A перестанет подаваться на КМ1, а сердечник с контактами, благодаря возвратной пружине, вернется в исходное состояние.
Контакты разъединятся, и подача напряжения на двигатель М прекратится. Схема будет находиться в режиме ожидания.
Схему можно запустить, нажав кнопку SB3. Фаза А через КМ1.2 поступает на КМ2, магнитный пускатель срабатывает, и через КМ2.1 оказывается в режиме самоподхвата.
После этого, МП сменит местами фазы через контакты КМ2. В результате двигатель М изменит направление вращения, а соединение КМ2.2 в цепи, питающей МП КМ1, разорвется, предотвращая включение КМ1, пока работает КМ2.
Функционирование силовой схемы
Ответственность за переключение фаз для изменения направления вращения двигателя лежит на силовой схеме.
Провод белого цвета подает фазу A на левый контакт МП КМ1, а затем через перемычку переходит на левый контакт КМ2. Выходы пускателей также соединены перекрестной перемычкой, и фаза A поступает на первую обмотку двигателя через КМ1.
Когда срабатывают контакты МП КМ1, фаза A попадает на первую обмотку, фаза B — на вторую, а фаза C — на третью, в результате чего мотор вращается влево.
Если срабатывает КМ2, меняются местами фазы B и C. Первая попадает на третью обмотку, вторая — на вторую. Пара A остаётся без изменений, и двигатель начинает вращаться вправо.
Выводы и полезное видео по теме
Подробная информация о конструкции и подключении контактора:
Практические советы по подключению магнитного пускателя:
Следуя данным схемам, вы можете самостоятельно подключить магнитный пускатель как к сети 220 В, так и к 380 В.
Необходимо помнить, что сборка несложная, но для реверсивной схемы требуется наличие двусторонней защиты, предотвращающей их одновременное включение. Блокировка может быть как механической, так и через блокировочные контакты.
Если у вас возникли вопросы по теме статьи, оставляйте ваши комментарии в специально отведённом блоке ниже. Также вы можете поделиться полезной информацией илиConseils по подключению магнитных пускателей с другими посетителями нашего сайта.
