Poll-decor.ru

Пол Декор
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Магнитные пускатели. Виды и устройство. Работа и применение

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.

Электрические характеристики магнитных пускателей

Номинальный ток пускателя – это ток, выдерживаемый силовыми контактами в течение продолжительного времени. У некоторых моделей устаревших пускателей для разных диапазонов токов меняются габаритные размеры или «величина».

Номинальное напряжение – напряжение питающей сети, которое выдерживает изоляция между силовыми контактами.

Напряжение катушки управления – рабочее напряжение, на котором работает катушка управления пускателя. Выпускаются пускатели с катушками, работающие от сети постоянного или переменного тока.

Управление пускателем не обязательно питается напряжением силовых цепей, в некоторых случаях схемы управления имеют независимое питание. Поэтому катушки управления выпускаются на широкий ассортимент напряжений.

Напряжения катушек управления пускателей

Переменный ток123648110220380
Постоянный ток123648110220

Подключение реверсивного пускателя

Для выполнения обратного вращения электромотора применяется схема реверс. В конструкцию реверсивного магнитного пускателя добавляются еще один пускатель с тремя полюсами и кнопка для запуска обратного вращения.

Подключение реверсивного пускателя

Подключение реверсивного пускателя

Основные принципы работы схемы реверсивного пускателя:

  • двигательный реверс осуществляется при включении двух фаз наоборот;
  • должно быть выполнено схемное блокирование для недопущения одновременного подключения обеих силовых контактных групп во избежание короткого замыкания.

Поэтапная работа схемы:

  1. При подключении автомата QF производится подача напряжения на схему;
  2. Нажимается копка прямого запуска. Электромагнит КМ1 получает напряжение, и включается его силовая контактная группа. Одновременно дополнительный контакт КМ1.1 шунтирует пусковую кнопку, а другой контакт КМ1.2, будучи в нормальном состоянии замкнутым, отключается, разрывая питающую электроцепь контактора КМ1. Электромотор вращается в прямом направлении;

Важно! Запуск реверсивного вращения невозможен без останова двигателя.

  1. Нажатием остановочной кнопки разрывается общая питающая цепь обоих электромагнитов, и пружины разъединяют силовые контакты КМ1. Мотор останавливается;
  2. Теперь можно задействовать кнопку реверсивного пуска. Она подает питание на второй электромагнит КМ2. Включаются силовая контактная группа КМ2, а также дополнительные контакты. При этом КМ2.1 осуществляет блокирование кнопки реверсного вращения, а КМ2.2 разъединяет питающую электроцепь КМ1.

Важно! Чтобы схема работала безошибочно, надо обеспечить размыкание силовой контактной группы КМ1 не позднее, чем замкнутся дополнительные контакты КМ1.2 в питающей электроцепи КМ2. Для этого производят механическое регулирование контактов по якорному ходу.

Читайте так же:
Выключатель звукового сигнала акцент

В некоторых схемах пускателей выполняется двойное блокирование. Иногда дополнительно используется механическое блокирование с помощью перекидывающегося рычага.

Реверсивная схема коммутации магнитных пускателей

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя применяется тогда, когда требуется обеспечение вращение электродвигателя в обоих направлениях. К примеру, реверсивный пускатель устанавливается на лифт, грузоподъемный кран, сверлильный станок и прочие приборы требующие прямой и обратный ход.

Реверсивный пускатель состоит из двух обыкновенных пускателей собранных по специальной схеме. Выглядит он так:

Внешний вид реверсивного писателя

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя отличается от других схем тем, что имеет два совершенно одинаковых пускателя, которые работают попеременно. При подключении первого пускателя двигатель вращается в одну сторону, при подключении второго пускателя, двигатель вращается в противоположную сторону. Если вы внимательно посмотрите на схему, то заметите, что при переменном подключении пускателей, две фазы меняются местами. Это и заставляет трехфазный двигатель вращаться в разные стороны.

Схема подключения двигателя через реверсивный пускатель

К имеющемуся в предыдущих схемах пускателю добавлены второй пускатель «КМ2» и дополнительные цепи управления вторым пускателем. Цепи управления состоят из кнопки «SB3», магнитного пускателя «КМ2», а также изменённой силовой частью подачи питания к электродвигателю. Кнопки при подключении реверсивного магнитного пускателя имеют названия «Вправо» «Влево», но могут иметь и другие названия, такие, как «Вверх», «Вниз». Чтобы защитить силовые цепи от короткого замыкания, до катушек добавлены два нормально замкнутых контакта «КМ1.2» и «КМ2.2», что взяты от дополнительных контактов на магнитных пускателях КМ1 и КМ2. Они не дают возможности включиться обоим пускателям одновременно. На выше приведенной схеме цепи управления и силовые цепи одного пускателя имеют один цвет, а другого пускателя — другой цвет, что облегчает понимание, как работает схема. Когда включается автоматический выключатель «QF1», фазы «A», «B», «C» идут к верхним силовым контактам пускателей «КМ1» и «КМ2», после чего ожидают там включения. Фаза «А» питает управляющие цепи от защитного автомата, проходит через «SF1» — контакты тепловой защиты и кнопку «Стоп» «SB1», переходит на контакты кнопок «SB2» и «SB3» и остается в ожидании нажатия на одну из этих кнопок. После нажатия пусковой кнопки ток движется через вспомогательный пусковой контакт «КМ1.2» или «КМ2.2» на катушку пускателей «КМ1» или «КМ2». После этого один из реверсивных пускателей сработает. Двигатель начинает вращаться. Что бы запустить двигатель в обратную сторону, надо нажать кнопку стоп (пускатель разомкнет силовые контакты), двигатель обесточится, дождаться остановки двигателя и после этого нажать другую пусковую кнопку. На схеме показано, что подключен пускатель «КМ2». При этом его дополнительные контакты «КМ2.2» разомкнули цепь питания катушки «КМ1», что не даст случайного подключения пускателя «КМ1».

Схема подключения на 380 в

Стандартная схема используется в тех случаях, когда необходим запуск двигателя. Управление осуществляется при помощи кнопок «Пуск» и «Стоп». Вместо двигателя через магнитные пускатели может быть подключена любая нагрузка.

Читайте так же:
Как рассчитать ампераж выключателя

В случае питания от трехфазной сети в силовую часть входит:

  1. Трехполюсный автоматический выключатель.
  2. Три пары силовых контактов.
  3. Трехфазный асинхронный электродвигатель.

Цепь управления питается от первой фазы. В нее же включены кнопки «Пуск» и «Стоп», катушка и подключенный параллельно кнопке «Пуск» вспомогательный контакт.

При нажатии на кнопку «Пуск» на катушку попадает первая фаза. После этого пускатель срабатывает, и все контакты замыкаются. Напряжение проходит на нижние силовые контакты и по ним поступает на электродвигатель.

Схема может отличаться в зависимости от номинального напряжения катушки и напряжения используемой питающей сети.

Как устроены магнитные пускатели, разновидности

Основной исполнительной частью магнитного пускателя считается контактор. Это катушка с частично подвижным сердечником. За счёт возникающих магнитных полей в нужный момент контактор срабатывает под действием напряжения. В ход идёт магнитная индукция, и чтобы не получилось, как в электрической плитке, сердечник состоит из множества тонких пластин. Используется специальная электротехническая сталь. Этим обеспечивается разбиение объёма сердечника на части. Меж пластинами применяется лаковая изоляция.

В результате вихревые токи по толще материала не наводятся, снижаются потери. Вдобавок к общей части прилагается целый сонм оборудования. Но прежде, нежели описать упомянутую груду, рассмотрим, как проводится запуск электродвигателя, исключающий перегрузку сети.

Перекоммутация типа объединения

Первой методикой станет перекоммутация типа объединения обмоток со звезды на треугольник. Первый используется в период запуска, а второй – когда двигатель разгонится. Эффект снижения пускового тока достигается за счёт изменения напряжения, приложенного к обмоткам. В первом случае это 220 В (разница между фазой и нейтралью), во втором – 380 В (линейное напряжение сети). В результате подобного оборота мощность понижается, что закономерно вызывает меньший пусковой момент, ток пуска падает. Когда вал наберёт обороты, магнитный пускатель перекоммутирует обмотки на треугольник, оборудование выйдет на режим. В этом случае реле внутри два. Причём сконструированных так, чтобы одновременно не замкнуться (этим блокируется возникновение аварийной ситуации на линии). Внешнее питание подходит лишь к реле, отвечающему за включение треугольника.

Изменение питающего напряжения

Часто регулировка пускового тока производится вариациями амплитуды питающего напряжения. Смысл идентичный рассмотренному. Требуется снизить величину питающего напряжения, потом упадёт и мощность. Обмоткам без разницы, за счёт чего происходят изменения. В результате простейшие магнитные пускатели выполняются на потенциометрах, а более сложные включают в состав тиристорные ключи. В первом случае образуется резистивный делитель, на котором падает часть напряжения. Отсюда прибор греется сильнее, зато конструкция предельно простая. Более продвинутые схемы на ключах требуют сложной организации. В литературе их иногда называют полупроводниковыми магнитными пускателями.

Изменение частоты

Принцип действия магнитного пускателя основывается порой на изменении частоты. Подобный метод управления подходит не всем двигателям. Требуется тип с короткозамкнутый ротором. Правда, большая часть оборудования сюда и относится. С уменьшением частоты уменьшением качество захвата полей растёт, скорость вращения вала ниже. В результате достигается нужный эффект – надёжный старт (без срыва) в сочетании с понижением тока. Реализация схемы требует присутствия инвертора. Входное напряжение вначале выпрямляется, а потом снижается частота. В случае сложных электронных инверторов становится возможным постепенно довести параметры до нужного уровня.

Читайте так же:
Автоматические выключатели 380v 63a

Устройство пускателя

Автотрансформатор

Пуск через автотрансформатор часто применяется для снижения начального тока асинхронных двигателей. Обычно процесс проходит ряд этапов, в течение которых последовательно задействуются разные выводы (это причина применения непосредственно автотрансформаторов, в результате вдвое снижается число переключаемых контактов). Напряжение ступенями растёт постепенно, пока оборудование не включается в сеть напрямую.

К приведённым выше способам дадим пояснения. К примеру, как работает магнитный пускатель 380В с повышенным напряжением? Суть в том, что при включении звездой возможно использовать вольтаж приблизительно в корень из трёх раз больший, нежели номинальный. Разумеется, запрещается включать обмотки треугольником. А сделать наоборот – уменьшить питание в корень из трёх раз – не получится, произойдёт падение мощности.

За счёт описанного принципа работают устройства на автотрансформаторах и делители на потенциометрах (реостатах). Рассмотрим управление магнитными пускателями с точки зрения плюсов и минусов:

  1. Включение напрямую используется чаще. В этом случае получается наибольший крутящий момент на старте, но одновременно возникает скачок тока, до 10 раз превышающий номинал. Вдобавок оборудование подвергается наибольшему риску перегрузки.
  2. Коммутация соединений с звезды на треугольник убирает первый и второй недостатки прямого пуска, но обзаводится другими. Во-первых, на треть падает начальный крутящий момент, во-вторых, невозможно таким образом обеспечить надёжную работу устройств со слишком малой нагрузкой (к примеру, холостой ход небольшого мотора). Сверхток вырастет лавинообразно, и эффект применения устройства нивелируется.
  3. Случай с потенциометром характеризуется сходными моментами: возникают скачки тока при смене номинала сопротивлений. Это устранимо, если применяется плавный магнитный пускатель (см. описание прибора, техническую документацию). Остаётся лишь пониженный пусковой крутящий момент.

Современное оборудование

Итак, технические характеристики магнитных пускателей во всех случаях характеризуются недостатками. Но для дорогого оборудования этот тип устройств непременно идёт в паре.

Магнитный пускатель: устройство, применение и электрические схемы

В этой статье мы рассмотрим магнитный пускатель, который позволяет нам управлять двигателями различных исполнительных механизмов, его устройство и принцип работы.

Сфера применения пускателей достаточно широка. Их применяют там, где нужно включить, отключить двигатель и защитить его от перегрузки. Это и сельское хозяйство, и промышленность, и вспомогательное обеспечение инфраструктурных объектов, и частные дома. Самым распространенным применением пускателей является: включение или отключение вентиляции, запуск различных насосов, открытие или закрытие дверей и ворот, управление малыми конвейерами.

Структура магнитного пускателя

Прежде чем рассматривать устройство магнитного пускателя, необходимо дать ему определение. Пускатель в соответствии с МЭС 441-14-38 – это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя с защитой от перегрузок.

  1. Корпуса
  2. Кнопочного поста
  3. Теплового реле

Корпус магнитного пускателя обеспечивает защиту IP65. Для этого используются сальники, которые поставляются в комплекте с пускателем, на разъёме корпуса и в кнопках имеется специальный уплотнитель, не позволяющий влаге и пыли проникать внутрь прибора.

Корпуса пускателей КМЭ IP65 на токи до 32 А выполнены из пластика, на токи от 40 до 95 А – из железа.

Тепловое реле установлено непосредственно на контактор.

Как работает пускатель

Нажатие зеленой кнопки «Пуск» замыкает контактную группу и включает электромагнитный контактор. Происходит это почти мгновенно. После этого кнопка может быть отпущена. Дальше работу электромагнитного контактора обеспечивает встроенный нормально открытый контакт. Через него происходит «самоподхват» цепи питания катушки управления контактором. Также в его цепи питания задействовано тепловое реле своими дополнительными клеммами. В рабочем состоянии ток проходит через силовой контакт магнитного контактора, далее через тепловое реле перегрузки и поступает на нагрузку через кабель. При нажатии на кнопку «Стоп» толкатель нажимает на кнопку «остановка» теплового реле, которая прерывает питание.

Таким образом, исполнительным механизмом пускателей для включения и отключения нагрузки служит контактор. Тепловое реле играет роль защиты двигателя от перегрузок и неполнофазных режимов работ. Основным элементом, обеспечивающим защиту от перегрузки, в нем является биметалическая пластина. Эта пластина, как видно из названия, состоит из двух металлов с разным тепловым расширением, и при нагревании такая пластина изгибается в сторону металла с меньшим тепловым расширением. На этом эффекте и основана защита. Биметаллическая пластина находится рядом с проводником, по которому протекает рабочий ток, и, нагреваясь от него, изгибается. При определенном изгибе биметалическая пластина размыкает контакты теплового реле, а поскольку катушка магнитного пускателя запитана через эти контакты, то при их размыкании происходит отключение контактора. Тепловое реле имеет 2 контакта: нормально закрытый – он используется при подключении катушки – и нормально открытый. Этот контакт используется как сигнальный контакт для подачи сигнала о срабатывании теплового реле по схемам перегрузок.

В тепловом реле есть 2 режима работы – автоматический, когда после остывания тепловое реле включает контактор без участия человека, и ручной, когда оператор должен устранить причину срабатывания и вручную включить реле.

Тепловое реле срабатывает при повышении тока на любой из фаз свыше нормы. На этом и основана защита от неполнофазных режимов работы двигателя, ведь когда пропадает одна из фаз для работы двигателя, необходимо пропорционально увеличить ток на оставшихся фазах. Поскольку ток на оставшихся двух фазах будет увеличен, то происходит срабатывание теплового реле по перегрузке.

Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima имеют в номенклатуре исполнения и с опцией индикации включения. Такая индикация осуществляется световым индикатором, который расположен на передней панели магнитного пускателя. Индикатор зажигается при подаче напряжения на катушку управления и гаснет при его снятии. Такая опция удобна, когда исполнительный механизм находится не в прямой видимости и слышимости от самого пускателя.

Область применения

Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima могут быть применены везде, где необходимо управление и защита двигателя. Это и местная вентиляция, и открытие и закрытие ворот, различные электрические помпы от полива воды до включения погружного насоса, компрессоры.

Поскольку вся внутренняя схема управления магнитным аппаратом собрана, то это значительно экономит время для его подключения. Пользователю остаётся только подвести силовой кабель.

Электрические схемы

Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima производятся с управляющим напряжением 400 В и 230 В переменного тока 50 Гц. Электрические схемы этих магнитных пускателей разные.

Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 400 В

Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 400 В

Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 230 В

Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 230 В

Если пускатель с управляющим напряжением 400 В может быть интегрирован в трехпроводную систему питания двигателя, то для инсталляции магнитного пускателя с управляющим напряжением 230 В необходима четырехпроводная система с нейтралью, при этом нейтральный провод при выключении контактора не разрывается.

Как видно из электрической схемы на тепловом реле остается не задействован один нормальнооткрытый дополнительный контакт. На схематическом изображении он обозначен 97-98. Этот контакт может быть использован для дистанционного подачи сигнала об аварийном отключении устройства, которым управляет пускатель.

Схемы передачи электричества магнитными пускателями собраны для ручного управления пускателем, но это не отменяет возможности и дистанционного управления пускателями КМЭ в корпусе IP65 EKF PROxima.

Для организации универсального – дистанционного и ручного управления подключением двух кнопок импульсного действия необходимо:

  1. К клеммам теплового реле 95 и катушки управления контактором А2 с помощью проводников подключить дистанционную кнопку управления на замыкание с контактом 1NO. Она будет дублировать кнопку «Пуск».
  2. В разрез линии питания контактора у клеммы 95 теплового реле необходимо установить кнопку на размыкание 1NC – она будет дублировать кнопку «Стоп».

Таким образом, магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima могут применяться как для ручного, так и для дистанционного пуска устройств, имеют функцию защиты двигателя по перегрузке, обратную связь по аварийной остановке магнитного пускателя и могут применяться в автоматизированных системах управления процессами.

Складская номенклатура пускателей КМЭ в корпусе IP65 EKF PROxima начинается с номинальных токов 9 А и заканчивается токами на 93 А. В 2017 году компания EKF открыла сборочный участок, и теперь доступны для заказа пускатели на номинальные токи от 0,4 до 7 А. Эти пускатели имеют в своём составе тепловые реле на малые токи и контакторы на 9 А. Срок изготовления пускателей КМЭ в оболочке на малые токи составляет около недели. И это значит, что заказчик, например, из Владивостока может получить свой заказ через 2–2,5 недели после его оформления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector