Магнитный пускатель устройство и принцип работы

Устройства, которые предназначены (основное их назначение) для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для управления асинхронными электродвигателями с напряжением питания до 600 В. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Кроме того, в них довольно часто встраивается тепловое реле для защиты электрических машин от перегрузки по току в длительном режиме.

Магнитные пускатели могут выпускаться в различных исполнениях:

  • Реверсивные;
  • Не реверсивные;
  • Защищенного типа – устанавливаются в помещениях, где в окружающей среде не содержится большого количества пыли;
  • Пыленепроницаемые – устанавливаются в местах, где они не будут подвергаться прямому воздействию на них солнца, дождя, снега (при наружном размещении располагаются под навесом);
  • Открытого типа – предназначены для установки в местах, защищенных от попаданий посторонних предметов а также пыли (шкафы электрические и прочее оборудование)

Устройство магнитного пускателя

Устройство магнитного пускателя довольно простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, пластмассового корпуса, механических индикаторов включения, а также основных и вспомогательных блок – контактов.

Принцип работы магнитного пускателя

Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:

При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.

Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.

Отличие магнитного пускателя от контактора

Часто при подборе коммутационного устройства возникает путаница между магнитными пускателями (МП) и контакторами. Эти устройства, несмотря на свою схожесть во многих характеристиках, все же разные понятия. Магнитный пускатель объединяет в себе ряд приборов, они соединены в одном управляющем узле.

В МП может быть включено несколько контакторов, плюс защитные устройства, специальные приставки, управляющие элементы. Все это заключено в корпус, имеющий какую-то степень влаго- и пылезащиты. С помощью этих устройств в основном управляют работой асинхронных двигателей.

Предельное напряжение, с которым работает магнитный пускатель, зависит от электромагнитной катушки индуктивности. Бывают МП небольших номиналов — 12, 24, 110 В, но наиболее часто применяют на 220 и 380 В

Контактор — моноблочный прибор с набором функций, предусмотренных конкретной конструкцией. Тогда как пускатели применяют в схемах достаточно сложных, контакторы в основном присутствуют в простых схемах.

Устройство и назначение прибора

Сравнив подключение МП и контактора, можно сделать заключение, что первое устройство отличается от второго тем, что его применяют для запуска электродвигателя. Можно даже сказать, что МП — тот же контактор, с помощью которого управляют электродвигателем.

Отличие это настолько условно, что в последнее время многие производители называют МП контакторами переменного тока, но с малыми габаритами. Да и постоянное усовершенствование контакторов сделало их универсальными, потому они стали многофункциональными.

Назначение магнитного пускателя

Встраивают МП и контакторы в силовые сети, транспортирующие ток с переменным или постоянным напряжением. Действие их базируется на электромагнитной индукции.

Устройство оснащено контактами сигнальными и теми, через которые питание подается. Первые названы вспомогательными, вторые — рабочими.

Стартовые кнопки, которыми оснащают схему, обеспечивают удобную эксплуатацию. Если нужно отключить нагрузку, достаточно задействовать клавишу «Стоп». При этом поступление напряжения на катушку пускателя закончится и цепь разорвется

МП дистанционно управляют электроустановками, в том числе и электродвигателями. Их роль, как защиты, нулевая — только исчезает напряжение или хотя бы падает до предела ниже 50%, силовые контакты размыкаются.

После остановки оборудования, в схему которого вмонтирован контактор, оно никогда не включится самостоятельно. Для этого придется нажать клавишу «Пуск».

Для безопасности это очень важный момент, поскольку полностью исключены аварии, спровоцированные самопроизвольным включением электроустановки.

Пускатели, в схему которых включены тепловые реле, охраняют электродвигатель или другую установку от длительных перегрузок. Эти реле могут быть двухполюсными (ТРН) либо однополюсными (ТРП). Срабатывание наступает под воздействием тока перегрузки двигателя, протекающего по ним.

Конструкция и функционирование прибора

Для корректной работы МП необходимо придерживаться определенных правил монтажа, иметь понятие об основах релейной техники, грамотно выбрать схему питания оборудования.

Поскольку устройства предназначены для функционирования на протяжении небольшого временного промежутка, наиболее популярными являются МП с обычно разомкнутыми контактами. Наибольшим спросом пользуются МП серий ПМЕ, ПАЕ.

Первые встраивают в сигнальные цепи для электродвигателей мощностью 0,27 – 10 кВт. Вторые — мощностью 4 – 75 кВт. Рассчитаны они на напряжение 220, 380 В.

Вариантов исполнения четыре:

  • открытый;
  • защищенный;
  • пылеводозащищенный;
  • пылебрызгонепроницаемый.

Пускатели ПМЕ включают в свою конструкцию двухфазное реле ТРН. В пускателе серии ПАЕ количество встраиваемых реле зависит от величины.

Буквы обозначают тип устройства, следующие за ними цифры — от 1 до 6 —величину. Вторая цифра — исполнение. Единица указывает на нереверсивный МП без тепловой защиты, двойка — то же, но с тепловой защитой, три — реверсивный, не имеющий тепловой защиты, четыре — с тепловой защитой, реверсивный

При напряжении около 95% от номинального катушка пускателя способна обеспечить надежную работу.

Состоит МП из следующих основных узлов:

  • сердечника;
  • электромагнитной катушки;
  • якоря;
  • каркаса;
  • механических датчиков работы;
  • групп контакторов — центральной и дополнительной.

Также в конструкцию могут включать в качестве дополнительных элементов, защитное реле, электропредохранители, добавочный комплект клемм, пусковое устройство.

МП включает в свою конструкцию основание (1), контакты неподвижные (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, но отключающее гораздо больший ток. Поскольку электромагниты у этого устройства довольно мощные, оно отличается большой скоростью срабатывания.

Электромагнит в виде катушки с большим числом витков рассчитан на напряжение 24 – 660 В. Которая размещена на сердечнике, большая мощность нужна для преодоления усилия пружины.

Последняя предназначена для быстрого рассоединения контактов, от скорости которого зависит величина электрической дуги. Чем быстрее произойдет размыкание, тем меньше дуга и в тем лучшем состоянии будут сами контакты.

Нормальное состояние, когда контакты разомкнуты. Пружина при этом удерживает в приподнятом состоянии верхний участок магнитопровода.

Когда на магнитный пускатель поступает питание, через катушку проходит ток и формирует электромагнитное поле. Оно привлекает мобильную часть магнитопровода посредством сжатия пружины. Контакты замыкаются, на нагрузку поступает питание, в результате, она включается в работу.

В случае отключения питания МП электромагнитное поле исчезает. Выпрямляясь, пружина делает толчок, и верхняя часть магнитопровода оказывается вверху. Как следствие, расходятся контакты, и пропадает питание на нагрузку.

Некоторые модели пускателей оснащены ограничителями перенапряжений, которые применяют в полупроводниковых управляющих системах.

Можно вручную проконтролировать работу системы путем нажатия на якорь с целью почувствовать силу сокращения пружины. Как раз усилие сокращения справляется с магнитным полем. При полном опускании якоря, контакты, отбрасываемые пружиной, отключаются

Питание катушки управления после подключения магнитного пускателя реализуется от переменного тока, но для этого устройства род тока не имеет значения.

Пускатели, как правило, оснащены двумя видами контактов: силовыми и блокировочными. Посредством первых подключается нагрузка, а вторые предохраняют от неправильных действий при подключении.

Силовых МП может быть 3 или 4 пары, все зависит от конструкции устройства. В каждой из пар есть как мобильные, так и неподвижные контакты, соединенные с клеммами, находящимися на корпусе, посредством металлических пластин.

Первые отличаются тем, что на нагрузку постоянно поступает питание. Вывод из рабочего состояния происходит только после срабатывания пускателя.

На контакторы с контактами нормально разомкнутыми подается питание исключительно во время работы пускателя.

Различают два вида контактов блокировки: нормально закрытые, нормально разомкнутые. Первого вида контакт имеет кнопка «Стоп», а нормально открытый — «Пуск»

Нормально замкнутые отличаются тем, что на нагрузку постоянно поступает питание, а отсоединение наступает исключительно после срабатывания пускателя. На контакторы с контактами нормально разомкнутыми подается питание исключительно во время работы пускателя.

Проверка работоспособности магнитного пускателя и его ремонт

Проверяется устройство путем подачи питания на управляющие (дополнительные, или блок контакты). Если происходит смыкание рабочей группы, выполняется прозвонка ее контактов с помощью мультиметра. Затем провоцируется короткое замыкание, для проверки защитного реле.

Любой коммутационный прибор состоит из схожих по конструкции элементов. Поэтому ремонт магнитного пускателя выполняется по общему принципу: поиск неисправного узла, восстановление или замена.

Механические части (мостик, прижимная либо возвратная пружина) меняются, контакты можно зачистить. Катушка управления перематывается, или производится восстановление сгоревшего витка с помощью пайки.

Видео по теме

Схемы включения магнитных пускателей

Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:

Принцип работы данной схемы довольно прост: при замыкании автоматического выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного пускателя. Предохранитель PU обеспечивает защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт тепловых реле Р замкнут. Итак, для запуска асинхронника нажимаем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного пускателя КМ начинает протекать ток, сердечник втягивается, тем самым замыкая силовые контакты КМ, а также блок контакт БК. Блок контакт БК нужен для того, чтоб замкнуть цепь управления, поскольку кнопка после того как ее отпустят, вернется в исходное положение. Для остановки этой электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления.

При длительном токе перегрузке сработает тепловой датчик Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приведет к остановке машины.

При схеме включения приведенной выше следует учесть напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а двигателя (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему употреблять нельзя, а можно применить с нейтральным проводником, а если в обмотки двигателя соединены треугольником (220 В), то данная система вполне жизнеспособна.

Схема с нейтральным проводником:

Единственное отличие этих схем включения, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска вместо кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.

Посмотреть как подключить не реверсивное магнитное пусковое устройство вы можете здесь:

Реверсивная схема включения показана ниже:

Эта схема более сложная, чем при подключении не реверсивного устройства. Давайте рассмотрим принцип ее работы. При нажатии кнопки «Вперед» происходят все описанные выше действия, но как вы видите из схемы, перед кнопкой вперед появился нормально замкнутый контакт КМ2. Это нужно для выполнения электрической блокировки одновременного включения двух устройств (избежание короткого замыкания). При нажатии кнопки «Назад» во время работы электропривода ничего не произойдет, так как контакт КМ1 перед кнопкой «Назад» будет разомкнут. Для произведения реверса машины необходимо нажать кнопку «Стоп» и только после отключения одного устройства можно будет включить второе.

И видео подключения реверсивного магнитного пускового устройства:

Запуск мотора с реверсным ходом

Для функционирования отдельного оборудование необходимо, чтобы двигатель мог вращаться как влево, так и вправо.

Схема подключения для такого варианта содержит два МП, кнопочный пост либо отдельные три клавиши — две стартовые «Вперед», «Назад» и «Стоп».

Для реализации этого варианта в схему с одним МП добавляют еще одну сигнальную цепь. В нее входит клавиша SB3, МП КМ2. Немного изменена и силовая часть

От к.з. силовую цепь защищают контакты нормально замкнутые КМ1.2, КМ2.2.

Подготовку схемы к работе осуществляют следующим образом:

  1. Включают АВ QF1.
  2. На силовые контакты МП КМ1, КМ2 поступают фазы А, В, С.
  3. Фаза, которая снабжает цепь управления (А) через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и клавишу SB1 «Стоп» подается на контакт 3 (клавиши SB2, SB3), контакт 13НО (МП КМ1, КМ2).

Далее схема работает по алгоритму, зависящему от направления вращения мотора.

Управление реверсом двигателя

Вращение начинается при задействовании клавиши SB2. При этом фаза А через КМ2.2 подается на катушку МП КМ1. Начинается включение пускателя с замыканием нормально разомкнутых контактов и размыканием нормально замкнутых.

Замыкание КМ1.1 провоцирует самоподхват, а за смыканием контактов КМ1 следует подача фаз А, В, С на идентичные контакты обмоток двигателя и он начинает вращение.

Перед запуском мотора в противоположном направлении необходимо остановить заданное прежде вращение посредством кнопки «Стоп». Для кручения в обратном направлении стоит только при помощи пускателя КМ2 поменять дислокацию каких-то двух питающих фаз

Предпринятое действие разъединит цепь, на дроссель КМ1 перестанет подаваться управляющая фаза А, а сердечник с контактами, посредством возвратной пружины, восстановится в исходном положении.

Контакты разъединятся, на двигатель М прекратится подача напряжения. Схема будет пребывать в ждущем режиме.

Запускают ее путем нажатия на кнопку SB3. Фаза А через КМ1.2 поступит на КМ2, МП, сработает и через КМ2.1 окажется на самоподхвате.

Далее, МП посредством контактов КМ2 поменяет фазы местами. В результате двигатель М изменит направление вращения. В это время соединение КМ2.2, находящееся в цепи, питающей МП КМ1, рассоединится, не допуская включения КМ1 пока функционирует КМ2.

Работа силовой схемы

Ответственность за переключение фаз для перенаправления вращения двигателя возложена на силовую схему.

Провод белого цвета заводит фазу А на левый контакт МП КМ1, затем через перемычку заходит на левый контакт КМ2. Выходы пускателей также объединены перекрестной перемычкой и далее через КМ1 на первую обмотку поступает фаза А двигателя

При срабатывании контактов МП КМ1 на первую обмотку поступает фаза А, на вторую обмотку — фаза В, а на третью — фаза С. При этом мотор вращается влево.

Когда срабатывает КМ2, передислоцируются фазы В и С. Первая попадает на третью обмотку, вторая — на вторую. Изменений по фазе А не происходит. Двигатель начнет вращаться вправо.

Советы по монтажу магнитных пускателей

При монтаже магнитных пусковых устройств с тепловыми реле необходимо устанавливать с минимальной разностью температур окружающей среды между электродвигателем и магнитным пусковым устройством.

Нежелательна установка магнитных устройств в местах подверженных сильным ударам или вибрациям, а также рядом с мощными электромагнитными аппаратами, токи которых превышают 150 А, так как они при срабатывании создают довольно большие удары и толчки.

Для нормальной работы теплового реле температура окружающей среды не должна превышать 40 0С. Также не рекомендуется установка рядом с нагревательными элементами (реостаты) и не устанавливать их в наиболее нагреваемых частях шкафа, например вверху шкафа.

Сравнение магнитного и гибридного пускателя:

Для надежной работы монтаж магнитных пускателей должен производится на ровной, жестко укрепленной вертикальной поверхности. Пускатели с тепловым реле рекомендуется устанавливать при наименьшей разности температуры воздуха, окружающего пускатель и электродвигатель. Что бы не допустить ложных срабатываний не рекомендуется устанавливать пускатели с тепловым реле в местах подверженных ударам, резким толчкам и сильной тряске (например, на общей панели с электромагнитными аппаратами на номинальные токи более 150 А), так как при включении они создают большие удары и сотрясения. Для уменьшения влияния на работу теплового реле дополнительного нагрева от посторонних источников тепла и соблюдении требования о недопустимости температуры окружающего пускатель воздуха более 40о рекомендуется не размещать рядом с магнитными пускателями аппараты теплового действия (реостаты и т.д.) и не устанавливать их с тепловым реле в верхних, наиболее нагреваемых частях шкафов.При присоединении к контактному зажиму магнитного пускателя одного проводника его конец должен быть загнут в кольцеобразную или П-образную форму (для предотвращения перекоса пружинных шайб этого зажима). При присоединении к зажиму двух проводников примерно равного сечения их концы должны быть прямыми и распологаться по обе стороны от зажимного винта.

Присоединяемые концы медных проводников должны быть залужены. Концы многожильных проводников перед лужением должны быть скручены. В случае присоединения алюминиевых проводов их концы должны быть зачищены мелким надфилем под слоем смазки ЦИАТИМ или технического вазелина и дополнительно покрыты после зачистки кварцевазилиновой или цинко-вазелиновой пастой. Контакты и подвижные части магнитного пускателя смазывать нельзя.Перед пуском магнитного пускателя необходимо произвести его наружный осмотр и убедится в исправности всех его частей, а также в свободном передвижении всех подвижных частей (от руки), сверить номинальное напряжение катушки пускателя с напряжением, подаваемым на катушку, убедится, что все электрические соединения выполнены по схеме. При использовании пускателей в реверсивных режимах, нажав от руки подвижную траверсу до момента соприкосновения (начало замыкания) главных контактов, проверить наличие раствора нормально-замкнутых контактов, что необходимо для надежной работы электрической блокировки.

Где применить пускатель в быту

В частном доме, через пускатель нужно подключить все имеющиеся на территории электродвигатели, уличное освещении и мощные бытовые приборы, например, ТЭН. Двигатели, потому что так положено, а уличное освещение, потому что пускатель обеспечит дистанционное, безопасное подключение уличного освещения из любой точки дома. Можно поставить пускатель в щитовой комнате, а кнопки управления (включить, выключить), где удобно.

Как срабатывает и работает магнитный пускатель

При включении автоматического выключателя, ток фаз подается на контакты пускателя L и на клемму 1 кнопки пуск.

Для запуска двигателя жмем кнопку «Пуск». Нормально разомкнутые контакты кнопки «Пуск» замыкаются, ток подается на катушку пускателя, она замыкает контактные группы пускателей L-T.

Отпускаем кнопку «Пуск». Если бы не было дополнительных контактов в пускателе, то двигатель остановился. Но дополнительные контакты пускателя NO13 и NO14 замкнулись и при отпускании кнопки «Пуск» остаются замкнутыми. Это не позволяет разомкнуться цепи питания катушки пускателя. Видим, что траверса на корпусе утоплена, слышим характерный щелчок.

При нажатии кнопки «Стоп» происходит элементарное размыкание цепи катушки, и она отжимается — траверса пускателя поднимается, слышим характерный щелчок.

Важно! Важное значение в подключении пускателя играют дополнительные контакты пускателя. Осталось напомнить, что дополнительные контакты, которые подхватывают функции кнопки «Пуск», находятся на пускателе слева от вводных и выводных рабочих контактов и маркируются NO13 и NO14.

©Ehto.ru

Другие статьи раздела: Электрика частного дома

  • Записи не найдены

Похожие посты:

  • Подключение электричества к дому, Рубрика Электрика частного дома
  • Как сделать ответвление к дому от ВЛИ, Рубрика Линии электропередач
  • Подключить электричество на даче, Рубрика Электрика частного дома
  • Типовой трехфазный щит учета для частного дома, Рубрика Электрика деревянного дома