Магнитные пускатели назначение устройство принцип действия – Назначение, устройство и работа магнитного пускателя

Содержание

Назначение, устройство и работа магнитного пускателя

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. С этой статьи мы начнем изучение магнитного пускателя и все, что с ним связано, а идею этой темы подсказал постоянный читатель сайта Сергей Кр.

Магнитный пускатель является коммутационным аппаратом и относится к семейству электромагнитных контакторов, позволяющий коммутировать мощные нагрузки постоянного и переменного тока, и предназначен для частых включений и отключений силовых электрических цепей.

Магнитные пускатели применяются в основном для пуска, останова и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей, однако, из-за своей неприхотливости они прекрасно работают в схемах дистанционного управления освещением, в схемах управления компрессорами, насосами, кран-балками, тепловыми печами, кондиционерами, ленточными конвейерами и т.д. Одним словом, у магнитного пускателя обширная область применения.

Как таковой магнитный пускатель уже трудно встретить в магазинах, так как их практически вытеснили контакторы

. Причем по своим конструктивным и техническим характеристикам современный контактор ничем не отличается от магнитного пускателя, а различить их можно только по названию. Поэтому, когда будете приобретать в магазине пускатель, обязательно уточняйте, что это — магнитный пускатель или контактор.

Мы рассмотрим устройство и работу магнитного пускателя на примере контактора типа КМИ – контактор малогабаритный переменного тока общепромышленного применения.

Принцип работы магнитного пускателя.

Принцип работы очень простой: напряжение питания подается на катушку пускателя, в катушке возникает магнитное поле, за счет которого вовнутрь катушки втягивается металлический сердечник, к которому закреплена группа силовых (рабочих) контактов, контакты замыкаются, и через них начинает течь электрический ток. Управление магнитным пускателем осуществляется кнопками «Пуск», «Стоп», «Вперед» и «Назад».

Устройство магнитного пускателя.

Магнитный пускатель состоит из двух частей: сам пускатель и блок контактов.

Хотя блок контактов

и не является основной частью магнитного пускателя и не всегда он используется, но если пускатель работает в схеме где должны быть задействованы дополнительные контакты этого пускателя, например, реверс электродвигателя, сигнализация работы пускателя или включение дополнительного оборудования пускателем, то для размножения контактов, как раз, и служит блок контактов или, как его еще называют — приставка контактная.

Блок контактов или приставка контактная.

Внутри блока контактов (приставки контактной) встроена подвижная контактная система, которая жестко связывается с контактной системой магнитного пускателя и стает с ним как бы одним целым. Крепится приставка в верхней части пускателя, где для этого предусмотрены специальные полозья с зацепами.

Контактная система приставки состоит из двух пар нормально замкнутых и двух пар нормально разомкнутых контактов.

Чтобы идти дальше давайте сразу разберемся: что есть нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты. На рисунке ниже схематично показана

кнопка с парой контактов под номерами 1-2 и 3-4, которые закреплены на вертикальной оси. В правой части рисунка показано графическое изображение этих контактов, используемое на электрических принципиальных схемах.

Нормально разомкнутый (NO) контакт в нерабочем состоянии всегда разомкнут, то есть, не замкнут. На рисунке он обозначен парой 1–2, и чтобы через него прошел ток контакт необходимо замкнуть.

Нормально замкнутый (NC) контакт в нерабочем состоянии всегда замкнут и через него может проходить ток. На рисунке такой контакт обозначен парой 3–4, и чтобы прекратить прохождение тока через него, надо контакт разомкнуть.

Теперь, если нажать кнопку, то нормально разомкнутый контакт 1-2 замкнется, а нормально замкнутый 3-4 разомкнется. О чем показывает рисунок ниже.

Вернемся к блоку контактов.
В исходном состоянии, когда магнитный пускатель обесточен, нормально разомкнутые контакты 53NO–54NO и 83NO–84NO разомкнуты, а нормально замкнутые 61NC–62NC и 71NC–72NC замкнуты. Об этом говорит шильдик с номерами клемм контактов, расположенный на боковой стенке блока контактов, а стрелка показывает направление движения контактной группы.

Теперь, если на катушку пускателя подать напряжение питания, то сердечник потянет за собой контакты блока контактов и нормально разомкнутые замкнутся, а нормально замкнутые разомкнутся.

Фиксируется блок контактов на пускателе специальной защелкой. А чтобы блок снять, достаточно приподнять защелку и выдвигать блок в сторону защелки.

Магнитный пускатель.

Магнитный пускатель состоит как бы из верхней и нижней части.

В верхней части находится подвижная контактная система, дугогасительная камера и подвижная половинка электромагнита, которая механически связана с группой силовых контактов подвижной контактной системы.

Нижняя часть пускателя состоит из катушки, возвратной пружины и второй половинки электромагнита. Возвратная пружина возвращает верхнюю половинку в исходное положение после прекращения подачи питания на катушку, тем самым, разрывая силовые контакты пускателя.

Обе половинки электромагнита набраны из Ш-образных пластин, сделанных из электромагнитной стали. Это наглядно видно, если вытащить нижнюю половинку электромагнита.

Катушка пускателя намотана медным проводом, и содержит N-ое количество витков, рассчитанное на подключение определенного питающего напряжения равного 24, 36, 110, 220 или 380 Вольт.

Ну и как происходит сам процесс.
При подаче напряжения питания в катушке возникает магнитное поле и обе половинки стремятся соединиться, образуя замкнутый контур. Как только отключаем питание, магнитное поле пропадает, и верхняя часть возвращается возвратной пружиной в исходное положение.

Теперь осталось разобраться с питанием и характеристиками.
На боковой стенке пускателя, так же, как и у блока контактов, нанесена информация об электрических параметрах пускателя и для удобства условно разделена на три сектора:

Сектор №1.

В первом секторе дана общая информация о пускателе и его область применения:

50Гц – номинальная частота переменного тока, при которой возможна бесперебойная работа пускателя;

Категория применения АС-3 – двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, отключение без предварительной остановки.
Например: этот пускатель можно использовать для запуска и останова асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, используемых в лифтах, эскалаторах, ленточных конвейерах, элеваторах, компрессорах, насосах, кондиционерах и т.д.

Для характеристики коммутационной способности контакторов и пускателей переменного тока установлены четыре категории применения, являющиеся стандартными: АС1, АС2, АС3, АС4. Каждая категория применения характеризуется значениями токов, напряжений, коэффициентов мощности или постоянных времени, условиями испытаний и других параметров установленных ГОСТ Р 50030.4.1-2002.

Iе 9А – номинальный рабочий ток. Это ток нагрузки, который в нормальном режиме работы может проходить через силовые контакты пускателя. В нашем примере этот ток составляет 9 Ампер.

Категория применения АС-1

– неиндуктивные или слабо индуктивные нагрузки, печи, сопротивления. Например: лампы накаливания, ТЭНы.

Ith 25A – условный тепловой ток (t° ≤ 40°). Это максимальный ток, который контактор или пускатель может проводить в 8-часовом режиме так, чтобы превышение температуры его различных частей не выходило за пределы 40°С.

Сектор №2.

В этом секторе указана номинальная мощность нагрузки, которую могут коммутировать силовые контакты пускателя, и которая характеризуется категорией применения АС3 и измеряется в кВт (киловатт). Например, через контакты пускателя можно пропустить нагрузку мощностью 2,2 кВт, питающуюся переменным напряжением не более 230 Вольт.

Сектор №3.

Здесь показана электрическая схема пускателя: катушка и четыре пары нормально разомкнутых контактов – три силовых (рабочих) и один вспомогательный. От катушки через все контакты проходит пунктирная линия, которая указывает, что все четыре контакта замыкаются и размыкаются одновременно.

Напряжение питания 220В подается на катушку через контакты, обозначенные как А1 и А2.

Современные магнитные пускатели выпускают с двумя однотипными контактами от одного вывода катушки. Их выводят с противоположных сторон, маркируют одинаковым буквенным и цифровым значением, и соединяют между собой проволочной перемычкой. В нашем случае это выводы с маркировкой А2. Все это сделано для удобства монтажа схемы. И если придется собирать схемы с участием магнитного пускателя, используйте оба эти контакта.

Теперь осталось рассмотреть контактную группу пускателя. Здесь все просто.
Силовыми контактами являются три пары: 1L1–2T1; 3L2–4T2; 5L3–6T3 — к ним подключается нагрузка, которую Вы хотите запитывать через магнитный пускатель или контактор. Причем контакты 1L1; 3L2; 5L3 являются входящими – к ним подводится напряжение питания, а

2Т1; 4Т2; 6Т3 являются выходящими – к ним подключается нагрузка. Хотя разницы здесь нет — что куда, но это считается за правило, чтобы можно было разобраться в монтаже другому человеку, не производившему монтаж.

Последняя пара контактов 13НО–14НО является вспомогательной и эту пару используют для реализации в схеме самоподхвата пускателя. То есть, эта пара нужна, чтобы при включении в работу, например, двигателя, все время его работы не пришлось держать нажатой кнопку «Пуск». О самоподхвате мы поговорим в следующей части.

Ну и последнее, на что хотел обратить Ваше внимание, это на то, что современные пускатели, автоматические выключатели и УЗО теперь можно размещать в одном ящике и на одну дин рейку. Так что учитывайте это при выборе ящика.

Теперь я думаю Вам понятно назначение, устройство и работа магнитного пускателя, а во второй части мы рассмотрим схемы подключения магнитного пускателя.
А пока досвидания.
Удачи!

sesaga.ru

Электромагнитный пускатель: устройство и принцип действия

Обычно мы видим это устройство в виде аккуратной коробки с двумя кнопками: «пуск» и «стоп». Если снять верхнюю крышку, внутри обнаружится коммутатор довольно сложной конструкции, который может выполнять несколько задач (как по очереди, так и одновременно).

Это электромагнитный пускатель. Возникает вопрос: а зачем создавать сложные электротехнические устройства, если нужно всего лишь замкнуть два (или больше) контакта? Есть кнопки с фиксацией, рычажные включатели, защитные автоматы, рубильники. Рассмотрим типовое применение магнитного пускателя: включение мощной электроустановки (например, асинхронный электродвигатель).

  • Необходима мощная контактная группа с дугогасителями, соответственно потребуется большое усилие для смыкания контактов. Ручной привод будет достаточно громоздким (использование классического рубильника не всегда вписывается в эстетику рабочего места).
  • Ручными переключателями сложно обеспечить оперативное изменение режима работы (например, изменение направления вращения мотора). Устройство магнитного пускателя позволяет собрать такую схему подключения.
  • Организация защиты. Любой автомат с аварийным отключением не рассчитан на многократное включение. Назначение (пусть и не основное) магнитного пускателя не только многократно производить коммутацию, но и отключать цепь питания при перегрузках и коротком замыкании. При этом, у него есть неоспоримое преимущество перед иными коммутаторами. Отключение необратимо: то есть, после аварийного размыкания контактов, или кратковременного прекращения подачи энергии, рабочие контакты не возвращаются в положение «ВКЛ» по умолчанию. Принцип работы магнитного пускателя подразумевает только принудительное повторное включение.

Устройство и принцип работы устройства

Главное отличие пускателя от любого другого коммутационного устройства — подключенное к нему электропитание одновременно является и управляющим. Как это работает?

Рассмотрим общий принцип действия магнитного пускателя с помощью иллюстрации:

  • Силовые контакты (3), через которые проходит питание с высоким током на потребителя (электроустановку).
  • Они соединяются между собой с помощью контактных мостиков (2). Сила нажатия обеспечивается пружинами (1), которые представляют собой особым образом отформованную стальную пластину. Сами контактные группы изготовлены из медных сплавов, для лучшей электропроводности.
  • Пластиковая траверса (4), на которой закреплены мостики (2), соединена с подвижным якорем (5). Вся конструкция может перемещаться вертикально с помощью внешнего усилия (кнопки), и возвращается обратно после прекращения давления на нее.
  • С помощью катушки электромагнита (6) создается магнитное поле, которое прижимает подвижный якорь (5) к неподвижной части сердечника (7). Силы достаточно, чтобы преодолеть сопротивление возвратной пружины.
  • Питание на электромагнит подается с помощью дополнительных контактов (8). Чтобы обеспечить правильную работу схемы, питание на эти контакты заводится параллельно силовым (3), от единого источника. Для размыкания всей контактной группы предусматривается кнопка отключения, которая устанавливается в цепь дополнительных контактов.

Виды контакторов

По оснащению средствами защиты: практически все модели включают в себя блок термореле, который размыкает цепь дополнительных контактов в случае перегрузки по току. В этом смысле принцип работы магнитного пускателя не отличается от защитного автомата. После аварийного отключения, и остывания защитной группы (цепь питания обмотки электромагнита восстанавливается), замыкание силовых контактов не происходит. Предполагается, что оператор устранит причину возникновения аварийной ситуации, и произведет повторный пуск электроустановки.

По способу замыкания контактов, имеются следующие виды магнитных пускателей:

  1. Прямого подключения, то есть с одной группой силовых контактов. Он работает по принципу: «вкл» или «выкл», плюс защита от перегрузки или короткого замыкания.
  2. Реверсивного подключения. Электромагнитный пускатель такого типа оснащен двумя группами контактов, с помощью которых можно комбинировать линии питания. Например, чередование фаз для асинхронного электромотора. При замыкании различных групп контактов, вал электродвигателя вращается в разные стороны, то есть происходит реверс.
  3. Работающие только на замыкание силовых контактов, либо имеющие нормально замкнутые и нормально разомкнутые контактные группы.Такие коммутаторы могут управлять (в противофазе) двумя электроустановками. Одно устройство подключается, второе синхронно обесточивается.
  4. По количеству контактов силовой группы:
    • Двух контактные (для однофазных потребителей).
    • Трех контактные (подключаются только фазные группы, нейтраль всегда соединена). Это самая распространенная модель пускателя, к ней можно подключать как одно — так и трех фазные электроустановки.
    • Четыре и более контакта в силовых группах. Под группой подразумевается либо нормально замкнутый, либо нормально разомкнутый комплект. Применяются редко, только в специальных устройствах, работающих по особой схеме подключения.

    Большинство пускателей выглядят так:

    Силовые контакты (три фазы), в одной плоскости расположены дополнительные, для питания обмотки.

    Или так:

    Для удобства монтажа, дополнительные контакты вынесены на отдельную площадку, ниже и сбоку.

Схемы подключения

Для чего нужен магнитный пускатель? Преимущественно для организации безопасного подключения (и управления) асинхронных трехфазных двигателей. Поэтому рассмотрим варианты работы схемы при различных условиях. На всех иллюстрациях присутствует защитное реле, обозначенное литерой «P». Биметаллические пластины, приводящие в действие аварийный размыкатель (установленный в цепи управления), располагаются на силовых линиях контактной группы. Они могут размещаться на одном или нескольких фазных проводниках. При перегреве (он возникает при превышении нагрузки или банальном коротком замыкании), управляющая линия разрывается, питание на катушку «KM» не подается. Соответственно, силовые контактные группы «KM» размыкаются.

Классическая схема прямого включения трехфазного электродвигателя

Схема управления использует питание от напряжения между двумя соседними фазными линиями. При нажатии кнопки «Пуск», с помощью основного ее контакта замыкается цепь катушки «KM». При этом все контактные группы, включая дополнительные контакты в цепи управления, соединяются под управлением электромагнита катушки. Разомкнуть цепь можно двумя способами: при срабатывании аварийного реле, или нажав на кнопку «Стоп». В этом случае магнитный пускатель возвращается в исходное положение «все выключено» (или в случае с двумя категориями контактов, нормально замкнутые группы будут подключены).

Этот же вариант подключения, только управляющая цепь соединяется с фазой и нейтралью. С точки зрения работы пускателя, разницы нет. Так же точно срабатывают кнопки, и защитное термореле.

Реверсивное подключение трехфазного электродвигателя

Как правило, для этого применяются два электромагнитных пускателя, в которых выхода фазных контактов комбинированы со сдвигом. Устройства скомбинированы в один коммутатор, поэтому его можно рассматривать как единый элемент.

В зависимости от того, какая контактная группа подключена к электродвигателю, его ротор крутится в одну либо другую сторону. Такой вариант незаменим при использовании на конвейерах, станках, и прочих электроустановках, в которых предусмотрено 2 направления вращения (движения).

Как работает эта схема на практике? Смотрим иллюстрацию:

Единая схема управления с двумя группами кнопок пуска: «Вперед» и «Назад». Каждая из них включает соответствующую катушку электромагнита. Почему схема общая? Кнопка «Стоп» по условиям безопасности должна быть единой. Иначе при возникновении аварийной ситуации, оператор потеряет драгоценные секунды в поисках необходимой кнопки (для «Вперед» или для «Назад»).

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

profazu.ru

назначение и виды, устройство, принцип действия и схема подключения

Магнитный пускатель, или электромагнитный контактор, это коммутационный аппарат, коммутирующий мощные потоки постоянного и переменного тока. Его роль – систематическое включение и отключение источников электричества.

Назначение и устройство

Магнитные пускатели встраиваются в электрические цепи для удаленного пуска, остановки и обеспечения защиты электрооборудования, электродвигателей. В основе работы лежит использование принципа действия электромагнитной индукции.

Основой конструкции являются тепловое реле и контактор, объединенные в одно устройство. Такое устройство способно работать в том числе и в трехфазной сети.

Подобные устройства постепенно вытесняются с рынка контакторами. Они по своим конструктивным и техническим характеристикам ничем не отличаются от пускателей, и различить их возможно только по названию.

Между собой они отличаются напряжением питания магнитной катушки. Оно бывает 24, 36, 42, 110, 220, 380 Вт переменного тока. Устройства выпускают с катушкой для постоянного тока. Их использование в сети переменного тока тоже возможно, для чего нужен выпрямитель.

Конструкцию пускателя принято делить на верхнюю и нижнюю часть. В верхней части находится подвижная система контактов, совмещенная с дугогасительной камерой. Также здесь размещается подвижная часть электромагнита, механически соединенная с силовыми контактами. Все это составляет подвижную контактную схему.

В нижней части находится катушка, вторая половина электромагнита и возвратная пружина. Возвратная пружина возвращает верхнюю половину в первоначальное состояние после обесточивания катушки. Так происходит разрыв контактов пускателя.

Контакторы бывают:

  1. Нормально замкнутые. Контакты замкнуты, и питание подается постоянно, отключение происходит только после срабатывания пускателя.
  2. Нормально разомкнутые. Контакты замкнуты, и питание подается, пока работает пускатель.

Наиболее часто встречается второй вариант.

Принцип работы

Принцип действия магнитного пускателя основывается на явлении электромагнитной индукции. Если через катушку ток не проходит, значит, магнитное поле в ней отсутствует. Это приводит к тому, что пружина механически отталкивает подвижные контакты. Как только питание катушки восстановлено, в ней возникают магнитные потоки, сжимающие пружину и притягивающие якорь к неподвижно закрепленной части магнитопровода.

Так как работает пускатель только под воздействием электромагнитной индукции, размыкание контактов происходит при перебоях с электричеством и при снижении напряжения в сети больше чем на 60% от номинального показателя. Когда напряжение вновь восстановлено, контактор не включается самостоятельно. Для его активации потребуется нажатие кнопки «Пуск».

При необходимости изменения направления вращения асинхронного двигателя применяются реверсивные устройства. Реверс происходит благодаря 2 контакторам, активирующимся по очереди. При одномоментном включении контакторов происходит короткое замыкание. Для исключения таких ситуаций в конструкцию входит специальная блокировка.

Разновидности и типы

Пускатели, изготавливаемые по российским стандартам, разделяют на 7 групп в зависимости от номинальной нагрузки. Нулевая группа выдерживает нагрузку в 6,3 A, седьмая группа – 160 A.

Об этом необходимо помнить при выборе магнитных пускателей.

Классификация зарубежных аналогов может отличаться от принятой в России.

Необходимо руководствоваться типом исполнения:

  1. Открытые. Подходят для установки в закрытых шкафах или местах, изолированных от пыли.
  2. Закрытые. Устанавливаются отдельно, в помещениях без пыли.
  3. Пылебрызгонепроницаемые. Возможна установка в любом месте, в том числе и вне помещений. Основное условие – установка козырька, защищающего от солнечных лучей и дождя.

По типам пускатель электромагнитный можно подобрать по следующим параметрам:

  1. Стандартные версии, в которых подается напряжение на пускатель с дальнейшим притягиванием сердечника и активацией контактов. В этом случае в зависимости от того, нормально замкнутый или нормально разомкнутый это пускатель, происходит включение либо отключение электрооборудования.
  2. Реверсивные модификации. Такое устройство представляет собой реверс с электромагнитами. Такая конструкция позволяет исключить одновременное включение 2 устройств.

В маркировке магнитного пускателя зашифрованы его технические характеристики. Обозначение размещено на корпусе и может содержать следующие значения:

  1. Серия прибора.
  2. Номинальный ток, обозначение которого вписано диапазоном значений.
  3. Наличие и конструкция теплового реле. Существует 7 степеней.
  4. Степень защиты и кнопки управления. Всего существует 6 позиций.
  5. Наличие дополнительных контактов и их разновидности.
  6. Соответствие креплений стандартным монтажным рамкам.
  7. Климатическое соответствие.
  8. Варианты размещения
  9. Износостойкость.

Существует несколько вариантов установки магнитных контакторов в системах управления, начиная с самого простого управления электродвигателями и заканчивая установкой с удержанием кнопки контактов, или реверсов.

Схема подключения на 220 в

Любая электрическая схема подключения содержит 2 цепи, в том числе и для однофазной сети. Первая – силовая, через которую осуществляется подача питания. Вторая – сигнальная. С ее помощью происходит контроль работы устройства.

Соединенные контактор, тепловое реле и кнопки управления составляют единое устройство, которое отмечается как магнитный пускатель на схеме. Он обеспечивает надлежащее функционирование и безопасность электродвигателей при различных режимах функционирования.

Контакты для подключения питания устройства размещаются в верхней части корпуса. Они обозначаются A1 и A2. Так, для 220 В катушки подается 220 В напряжения. Порядок подключения «ноля» и «фазы» роли не играет.

На нижней части корпуса находятся несколько контактов с отметками L1, L2, L3. К ним подключается источник питания для нагрузки. Постоянный он или переменный – не важно, главное – ограничение в 220 В. Снимается напряжение с контактов T1, T2, T3.

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.

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.

Подключение через кнопочный пост

Схема, подключающая магнитные пускатели через кнопочный пост, предусматривает использование аналогового переходника. Блоки контактов бывают на 3 или 4 выхода. При присоединении необходимо определить направленность катода. Затем через переключатель подсоединяют контакты. Для этого используют триггер двухканального вида.

Если подключать устройство с автоматическими переключателями, то для них используют электронный регулятор. Блоки при этом могут находиться на контроллере. Чаще всего встречаются устройства с широкополосными разъемами.

odinelectric.ru

описание устройства и принцип действия, виды, из чего состоит

Для пуска электродвигателя применяются низковольтные пускатели. Выделяют реверсивные, модульные сборки. Устройство магнитного пускателя является востребованным в промышленной сфере деятельности.

Конструкция

Магнитный пускатель по конструкции содержит следующие элементы:

  • контакты;
  • небольшой мостик;
  • сердечник;
  • магнитопровод;
  • одна или несколько катушек;
  • якорь;
  • магнит;
  • пружины над контактами.

Низковольтные пускатели

Принцип работы

Если интересуют магнитные пускатели, назначение, устройство, принцип действия, стоит разобраться в механизме. У него за счёт мостика обеспечивается разрыв силовой цепи. Поскольку применяется подвижный якорь, обеспечивается надежное электрическое соединение.

Когда магнитопровод переходит в нижнее положение, пружины зажимаются, на устройство воздействует магнитное поле. Якорь отходит от контактов, и обмотки катушки ничего не угрожает.

Магнитопровод пускателя

Интересно! Устройства для функционирования подключаются к источнику напряжения.

Виды

Пользователи задаются вопросом, какие бывают магнитные пускатели. На самом деле учитывается категория. В зависимости от расположения элементов выделяют следующие разновидности:

  • модификации открытого типа;
  • автоматические защищённые элементы;
  • устройство с влагонепроницаемым корпусом.

Разделение по конструктивным особенностям:

  • с кнопкой на корпусе;
  • с дополнительными контактами;
  • с тепловым реле.

Открытого исполнения

Пускатели открытого исполнения устанавливаются в шкафах. Они монтируются в панелях, и делается все возможное, чтобы защитить их от влияния атмосферных факторов. Не допускается попадание пыли, а также влаги. Распространенными считаются модификации со следующими характеристиками:

  • Номинальный ток от 9 ампер.
  • Напряжение до 380 Вольт.
  • Контакты — 1 или 3.
  • Степень защиты IP20.
  • Коммутационная износостойкость от 2К.
  • Средние размеры 70 на 40 на 80 мм.

Продаются мощные аппараты в комбинации с тепловым реле. У них высокий параметр допустимой температуры (+ 60 градусов). Также они не боятся повышенной влажности. Если присмотреться к моделям компанию Pro, с номинальным напряжением 380 вольт, у таких моделей имеется изоляция, а мощность потребления катушки доходит до 800 Вт.

Мощные аппараты

К числу прочих особенностей, приписывают оперативное срабатывание и значительную коммутационную износостойкость. Магнитные пускатели производятся с естественным охлаждением. Они, в первую очередь, предназначены для дистанционной остановки, пуска двигателей. Допускаются моторы с короткозамкнутым ротором. Также встречается продукция «Евростандарт», которая имеет следующие характеристики:

  • Номинальный ток 60 ампер.
  • Рабочее напряжение 380 Вольт.
  • Износостойкость — категория as3.
  • Номинальное напряжение изоляции до 600 Вольт.
  • Средние габариты 120 на 85 на 115 мм.
  • Крепление осуществляется по рейке.
  • Мощность двигателей от 30 кВт.
  • Средний вес 1.3 кг.

Защищенного исполнения

Пускатели защищенного исполнения, подходят для помещений с пониженным уровнем влажности. Элементы защищены от воздействия пыли. Установки зачастую производятся компанией «Евростандарт». У них номинальное напряжение доходит до 660 Вольт, потребляемая пусковая мощность 7.5 кВт.

Средние габариты — 160 на 90 на 116 мм, установочные размеры средние 150мм, а масса от 0.5 килограмм. Есть пускатели с реверсивной оболочкой, используется тепловое реле. Степень защиты может быть ip54. Модификации годятся для работы с переменным током в цепи управления. Разрешается использовать сигнальные лампы либо кнопочные реле. Также встречаются пускатели серии ПО для трансформаторов.

Пускатели защищенного исполнения

Средние параметры:

  • Частота от 50 герц.
  • Замыкающие контакты — 2 штуки.
  • Номинальный ток 100-200 ампер.
  • Минимальная допустимая температура — минус 40 градусов.
  • Защита ip30.
  • Допустимая максимальная температура окружающей среды — плюс 60 градусов.

Стоит обратить внимание на пускатели серии КТ с номинальным напряжением 380 вольт. Рабочий ток составляет более 100 ампер. У них предусмотрено три и более контактов. Магнитные пускатели серии ПМЛ способны работать в местах с повышенным уровнем вибрации.

У них высокий показатель относительной влажности, плюс они не боятся ультрафиолетового излучения. Установки могут использоваться в нишах, а также в панелях.

Пылебрызгонепроницаемого исполнения

Установки пылебрызгонепроницаемого исполнения должны устанавливаться под навесами. Оборудование не боится воздействия воды, а также пыли. Элементы защищены от воздействия ультрафиолета. Востребованными остаются модификации с напряжением 660 Вольт, которые могут работать в цепи с номинальным током 10 ампер.

Установки пылебрызгонепроницаемого исполнения

Модели поставляются с винтовыми креплениями, монтируются на рейку. Компания «Пускконтакт» предлагает устройства для трехфазных асинхронных электродвигателей. Параметры моделей из серии ПКЛ:

  • Установочные размеры 50 на 30 мм.
  • Мощность двигателя от 4 кВт.
  • Средняя масса 0.4 кг.
  • Номинальный ток более 10 ампер.
  • Напряжение изоляции до 700 Вольт.

Отдельная классификация

Магнитные пускатели различаются по типу предназначения. Есть модификации для слабых, средних и сильных индуктивных нагрузок. Отдельно выпускаются модели для асинхронных электродвигателей переменного тока.

Асинхронный электродвигатель

Интересно! Распространенными считаются модификации под реверсивную сеть.

Кнопочный пост на корпусе прибора

Кнопочные посты необходимы для дистанционного управления техникой, устройства отличаются по функциональности. При подборе оборудования учитываются эксплуатационные характеристики. Зачастую кнопочные посты применяются под электрические двигатели. Оператор может находиться удалённо от техники.

Кнопочные посты

В промышленности, установки устанавливаются на краны либо подвижные составы. Также разрешается управлять вентиляторами либо гидронасосами. На рабочем месте можно создать целый комплекс оборудования с одним пультом управления. Основная задача — вовремя включать и отключать электрооборудование. Учитывается класс привода и тип стартера.

Если посмотреть на рынок, кнопочные посты производятся с открытым, закрытым корпусом, поэтому учитывается защищенность. При подборе берется в расчет уровень напряжения. Если рассматривать высоковольтное оборудование, требуется кнопочный пост для работы в цепи постоянного тока. Большинство постов способны воздействовать на коммутатор.

Пример! Если подключить его к асинхронному двигателю, можно управлять оборотами. Тоже самое можно сказать про реверс. В данном случае опять же облегчается работа оператора. За станком он способен менять обороты мотора вперёд, назад, и выбирать необходимый режим.

Подключение двигателя может осуществляться напрямую либо через магнитный пускатель. Контроллер останавливается через кнопку. Распространенными считаются однокнопочные, двухкнопочные посты, на которых изображены обозначения «запуск», «стоп». Простые модификации такие, как токарный станок, делаются с одной кнопкой. В отдельную категорию выделены элементы для регулировки кран-балок. У них кнопки толкателя являются защищенными, отличаются по количеству контактов.

Контроллер

Из элементов используются встроенные пружины и набор специальных фиксаторов. Это необходимо для возвращения контакта в исходное положение. Магнитные пускатели к постам подключаются напрямую. Если рассматривать модели с открытыми корпусами, они считаются менее защищенными и не безопасны в использовании, у них ограниченная сфера применения.

Дополнительные блокировочные и сигнальные контакты

Существуют магнитные пускатели с замыкающими, разъединяющими группами. Плюс встречаются модификации со встроенными контактами, они поставляются с подставками. Если взглянуть на принципиальную схему, применяется электрическая блокировка.

Модификации со встроенными контактами

Ток и напряжение втягивающей катушки

Средний параметр тока у пускателей — 15 миллиампер, а сопротивление доходит до 15 Ом. Значительные изменения напряжения для катушки считаются критическими. Если рассматривать реостат, сопротивление доходит до 160 Ом. При оценке элементов, учитывается показатель остаточного тока, который зависит от частоты. Со стабилизатором напряжения данный параметр значительно ниже.

Если требуется рассчитать рабочий ток катушки, учитывается длина кабеля и напряжение. Постоянный ток связан с блоком управления. Катушки высокого рабочего тока восприимчивы к изменению индуктивности, а также сопротивления. Элементы поставляются с якорями, поэтому требуется проверка контакторов. На рынке встречаются модификации с изоляторами, которые защищают токоведущую часть.

Модификации с изоляторами

Когда двигатель запускается, номинальное напряжение возрастает. Катушки могут перегорать, если повышается пусковой ток. В разомкнутых контактах наблюдается небольшой зазор, но полное сопротивление происходит, когда магнитопровод опускается.

Наличие теплового реле в схеме

Реле называют устройством, восприимчивое к температуре либо тепловому потоку. В цепи встречаются механические, электрические модификации. Современными считаются оптические устройства, которые работают по принципу линейного расширения. Если разбирать элементы, узлы состоят из двух стержней. Встречаются модели с удлинителями и без них.

В отдельную категорию выделены биметаллические реле с высоким показателем преломления. Внутри устройства применяются подвижные контакты, есть пластина. Также в них используется электрическая цепь замкнутого типа. В качестве материала применяется не только сталь, медь, но и латунь. Пластины могут быть со спиралью либо без неё, многое зависит от уровня расширения.

Важно! При помощи специальных приборов выясняется амплитуда изменения. Когда контакты неподвижны, можно управлять цепью.

Монтаж и подключение

В сети представлены схемы подключения с катушкой на 220 вольт. Для этого используются кнопочные посты. Встречаются элементы на 1 и 2 контакта. Для подключения необходимо клемма заземления. При включении пускателя к сети не обойтись без дополнительного шнура, который фиксируется к вилке. Силовые контакты должны находиться в замкнутом состоянии. Посмотрев однофазную цепь, провод подается на ноль.

Включение пускателя

В случае чего фазу можно перекинуть. Пускатели считаются удобными, поскольку не требуется использовать дополнительные проводники. Специалисты рекомендуют брать рубильник, но это не обязательно. Чтобы наладить стабильную работу двигателя, используется схема с кнопками «пуск» и «стоп». Магнитный пускатель в данном случае позволит изменять режимы работы мотора.

Если рассматривать последовательное подключение, то во время эксплуатации придется удерживать кнопку «пуск». Когда налажено параллельное подключение, придется устанавливать вспомогательные контакты.

Рекомендации по уходу

Пускатель считается простым устройством, однако при эксплуатации могут наблюдаться различные неприятности. При работе с асинхронным двигателем из строя выходят отдельные детали. Таким образом, следует при монтаже выполнять определенные правила:

  • чистка пускателя;
  • проверка магнитной системы;
  • снятие кожуха;
  • проверка свободного хода;
  • оценка главных контактов;
  • проверка сопротивления;
  • затяжка крепления.

Выше рассмотрены устройства магнитного пускателя, а также его виды. Данный элемент требуется для работы двигателя, и незаменим в промышленной сфере. При подборе оборудования стоит ознакомиться с базовым принципом функционирования, знать классификацию и правила монтажа.

rusenergetics.ru

устройство, принцип действия и назначение

В последнее время магнитные пускатели все чаще используют в быту для дистанционного управления освещением, а также мощными потребителями электроэнергии: насосами, компрессорами либо даже системой кондиционирования. В следующих статьях мы обязательно расскажем Вам о том, как подсоединить данное устройство к сети, а сейчас рассмотрим такие вопросы, как устройство и принцип действия магнитного пускателя.

Составные части аппарата

Первым делом рассмотрим устройство магнитного пускателя. На самом деле конструкция не сложная и включает в себя подвижную и неподвижную часть. Чтобы информация была более понятной, рассмотрим конструкцию аппарата, опираясь на модель серии ПМЕ:

Конструкция аппарата ПМЕ

  1. Контактные пружины, которые обеспечивают плавное замыкание контактов при включении пускателя, а также создают необходимое усилие нажатия.
  2. Контактные мостики.
  3. Контактные пластины.
  4. Пластмассовая траверса.
  5. Якорь.
  6. Обмотка.
  7. Ш-образная часть сердечника (неподвижная)
  8. Дополнительные контакты.

Помимо этого устройство магнитного пускателя может включать в себя амортизаторы, назначение которых – смягчить удар во время пуска аппарата. В серии ПМ12 амортизаторы обозначены цифрой 8, но более понятно они показаны на второй картинке – конструкции магнитного пускателя ПАЕ-311 (обозначение «10»).

ПАЕ-311

Мы рассказали, из чего состоит магнитный пускатель, однако вряд ли это дало Вам что-либо понять, особенно если Ваш уровень знаний «чайник в электрике». Чтобы все стало на свои места, далее мы рассмотрим принцип работы аппарата.

Схема работы

Принцип действия магнитного пускателя не сложный – при включении питания кнопкой «Пуск», электрический ток проходит по катушке и намагничивает подвижный якорь. Как результат – якорь притягивается к неподвижной части и происходит замыкание главных контактов. Ток протекает по цепи и происходит включение электродвигателя. Если питание выключить, электрический ток пропадет с катушки и произойдет ее размагничивание. Этот процесс повлечет за собой задействование контактной пружины, которая вернет якорь в исходное положение. Главные контакты разомкнутся и цепь будет полностью обесточена.

Обращаем Ваше внимание на то, что мгновенное размыкание контактов произойдет не только, после намеренного отключения питания, но и если напряжение в сети упадет больше, чем на 60% от номинального значения.

Теперь Вы знаете, как работает магнитный пускатель. Как видно, схема работы устройства довольно простая. Наглядно увидеть принцип действия Вы можете на видео примерах ниже.

Наглядная работа аппарата

Подробное объяснение от специалиста

Область применения

Ну и последний из главных вопросов статьи – для чего нужен магнитный пускатель (на фото ниже предоставлен его внешний вид). Как мы уже сказали ранее, назначение этого аппарата – замыкание и размыкание цепи, которой характерные большие токи. Как правило, пускатели используют для дистанционного управления электродвигателями, работающими от напряжения 220 либо 380 Вольт. В домашних условиях применение данных аппаратов возможно для создания системы уличного освещения либо включения мощных потребителей электроэнергии.

Вот мы и рассмотрели устройство магнитного пускателя, его принцип действия и назначение. Надеемся, что информация была для Вас интересной и полезной. Если вдруг у Вас возникли какие-либо вопросы, задавайте их в комментариях либо специальной категории – «Вопрос электрику»!

Также читают:

samelectrik.ru

Магнитный пускатель: устройство, принцип работы, назначение

Магнитные пускатели и контакторы - это устройства, предназначенные для коммутации силовых цепей. Кстати, о названии и характеристиках пускателей и контакторов: столь значительных отличий между устройством магнитного пускателя и контактором вы не найдете. Просто в Советском Союзе существовали пускатели, которые держали ток от 10 А до 400 А, и контакторы, которые держали ток от 100 А до 4 800 А. После магнитные пускатели стали классифицировать как маломощные и малогабаритные контакторы. Далее мы расскажем подробнее об устройстве и принципе действия магнитного пускателя.

Для чего используют магнитные пускатели?

Смысл их применения бывает разный. К примеру, в станках в малярных цехах, насосных установках, перекачивающих топливо, и тому подобных помещениях располагать коммутирующую аппаратуру не рекомендуется. Опасность состоит в том, что каково бы ни было устройство и принцип работы магнитного пускателя, разрывая нагрузку, он создает искру и дуговые разряды, которые могут поджечь, подобно искре в зажигалке, легко воспламеняемые пары. Для этого все пускатели выносят в отдельное, практически герметично отгороженное помещение. Рабочее напряжение пускателей обычно ограничивают до 12 вольт, чтобы в кнопках, которые размещены в опасной зоне, не возникали искры. Также пускатели применяются в различных схемах защиты, взаимоблокировки, реверса и тому подобных. Ниже мы приведем примеры некоторых таких схем.

Устройство

Разбирать устройство магнитного пускателя будем на примере модели ПМЕ-211. Этот тип хоть и морально устарел, но часто встречается в оборудовании и станках еще советского производства. Устройство магнитного пускателя ПМЕ довольно простое и для освоения - в самый раз. Снимая защитную крышку, мы видим контактные группы.

Они состоят из контактов, которые, в свою очередь, делятся на подвижные (установлены в подвижную раму с якорем) и неподвижные (установлены на головке контактора). Обратим внимание, что все контакты на подвижной части подпружинены. Это делается для наилучшего касания между контактными площадками, то есть термостойким наплавлением на контакте. Сняв головку контактора, мы видим, что внизу на ней расположен якорь прямо напротив магнитопровода с катушкой. Между ними установлена отбрасывающая пружина, которая необходима в устройстве магнитного пускателя для того, чтобы привести его в нормальное состояние. Эта пружина достаточно сильная, чтобы резко привести пускатель в такое состояние и разорвать нагрузку для уменьшения времени воздействия возникающей дуги. Она достаточно слаба, чтобы перегружать катушку, а также помешать магнитопроводу замкнуться и плотно прилегать друг к другу. Из-за неправильно подобранной пружины пускатель работает довольно шумно. При ремонте и обслуживании эту особенность стоит учитывать. На катушке обычно нанесена информация о ней, рабочее напряжение, род тока, количество витков, частота.

Принцип действия

Устройство магнитного пускателя подразумевает работу по такому принципу: на катушку, которая установлена на магнитопроводе, подается питающее напряжение. Магнитопровод намагничивается, притягивая якорь, а тот, в свою очередь, тянет за собой раму, на которой закреплены контактные группы. Устройство и работа магнитного пускателя основаны на действии электромагнита. При втягивании якоря замыкаются контактные группы силовых контактов.

Вспомогательные контакты делятся на 2 типа:

  • нормально замкнутые, то есть те, которые при отсутствии напряжения на катушке размыкаются, отключая питание или же формируя отрицательный сигнал, смотря как и к чему подключено;
  • нормально разомкнутые, которые наоборот замыкаются, тем самым влияя на цепь управления или подавая положительный сигнал.

При снятии напряжения пускатель приходит в нормальное состояние, и контакты отбрасываются под действием возвратной пружины. Все контакты магнитного пускателя, установленные в диэлектрической раме, как правило, из термостойкого пластика, подпружинены для обеспечения наилучшего прилегания между подвижными и неподвижными контактами. Достаточно просто устроен магнитный пускатель, и принцип его работы основан на электромагните.

Как отличить нормально замкнутые от нормально разомкнутых контактов?

На пускателях ПМЕ они открыты и их видно. Но мы покажем на примере пускателя ПМЛ, как это сделать в случае, когда контакты закрыты.

Мультиметр устанавливается в режим прозвонки, а на пускатель не подается напряжение. Это его нормальное состояние. Затем поочередно прозваниваются контактные группы. Те, которые не звонятся, являются нормально разомкнутыми, а которые, наоборот, звонятся – нормально замкнутыми.

Обслуживание и ремонт

Устройство и принцип магнитного пускателя подразумевает регулярное обслуживание и ремонт. Стоит делать это планово, так как со временем на контактных площадках появляется нагар. В связи с этим магнитопровод может окисляться под действием сырой среды, а отслоившаяся ржавчина формирует абразивную пыль, которая, попадая в подвижные части, приводит к их чрезмерному износу.

Внешний осмотр

Он делается для того, чтобы обнаружить трещины, сколы, оплавленные места. Также со временем целостность оболочки, в которую был установлен пускатель, может нарушаться, а наличие излишней пыли или кристалловидные солевые наросты будут свидетельствовать об этом. Стоит понимать, что пускатель при включении и отключении немного подпрыгивает, а значит, элементы крепежа не должны быть потрескавшимися. В противном случае пускатель может просто отвалиться и включить нагрузку. Или же включить, к примеру, две фазы из трех, что непременно спалит двигатель.

Контактные группы

Вскрывая защитную крышку, мы можем увидеть контактные группы. В зависимости от назначения и устройства магнитного пускателя они могут быть разного размера и с напайками из разного металла. Незначительный нагар убирается ветошью или надфилем. Применять шкурку здесь нельзя, так как сложно уследить за углом наклона, плоскость не будет выдержана. Из-за этого контакт будет неплотным, а значит, контактные площадки будут нагреваться. Наплавления и раковины убирают с помощью напильника, а затем посредством мелкого надфиля.

Якорь, магнитопровод и катушка

Якорь и магнитопровод не должны иметь следов ржавчины, а пластины, из которых они собраны, должны быть надежно заклепаны. Катушка, в свою очередь, должна быть сухой и не иметь следов нагара (в случае использования в качестве внешней изоляции бумаги) или оплавлений, если она залита пластиком. При обнаружении подобных признаков лучше ее заменить.

Крепление подвижных частей, пазы

Пазы не должны иметь трещин, сколов и пыли. В противном случае это может стать причиной закусывания и медленного отброса подвижных контактов от неподвижных. Элементы, устанавливаемые в пазы, должны слегка люфтить и свободно перемещаться вдоль паза. Также стоит отметить, что якорь, как и магнитопровод, не установлен жестко. Это сделано с той целью, чтобы магнитопровод мог с легкостью примагнитить якорь плотно и надежно. Незначительное покачивание якоря в своем пазу - это нормально. Если покачивания нет, это значит, что там скопилось много пыли или крепление деформировано. Это непременно следует устранить в целях бесперебойного выполнения прибором функционального назначения.

Устройства магнитных пускателей по принципу действия, выполняемого в цепи

Обычно такая схема применяется в том случае, когда критична потеря напряжения в том или ином оборудовании. К примеру, бытовой однофазный насос с пусковой обмоткой. Если вдруг пропадет питание и через несколько секунд появится снова, то двигатель попросту сгорит. Для подобных защит и существует следующая схема.

Схема защиты от самовключения работает следующим образом: напряжение на катушку пускателя проходит через нормально замкнутый контакт кнопки «стоп», которая на схеме обозначена как КнС, на нормально разомкнутый контакт кнопки “пуск”. Между кнопками “стоп” и “пуск” выводится провод, который идет к нормально разомкнутому вспомогательному контакту на пускателе. С другой стороны контакта подводится 2 провода: выход после кнопки “пуск” и провод питания на катушку. При нажатии кнопки “пуск” питание поступает в обход нормально разомкнутого контакта на катушку, вследствие чего контакт замыкается. Когда мы отпускаем кнопку “пуск”, пускатель обеспечивает питанием сам себя через вспомогательный контакт. При нажатии кнопки “стоп” катушка теряет питание, из-за чего контакт размыкается.

Схема взаимоблокировки

Обычно эта схема применяется с двумя пускателями в паре для включения реверса двигателя или, к примеру, для ограничения работы одной функции, пока включена другая.

Питание на цепь управления подается на нормально замкнутый контакт кнопки “стоп” (КнС). Затем происходит разветвление на нормально разомкнутые контакты КнП “право” и КнП “лево”. Причем питание приходит на нормально разомкнутый контакт КнП “право” через нормально замкнутый контакт КнП “лево”. И наоборот. Сделано это во избежание одновременного включения обоих пускателей, как защита от случайных нажатий. Если пускатели включатся одновременно, то так как реверс работает из-за смены двух проводов, местами произойдет короткое замыкание, которое нанесет существенный вред контактным группам.

Затем провод, который подходит к нормально разомкнутому контакту КнП “право”, идет на вспомогательный нормально разомкнутый контакт пускателя. Затем с другой стороны этого пускателя подводится выход с КнП “право” и устанавливается перемычка, ведущая на контакт катушки. Второй контакт катушки пропускается через нормально замкнутый вспомогательный контакт второго пускателя. Делается это для перестраховки, чтобы исключить возможность одновременного включения пускателей. Питание второго пускателя устроено аналогичным образом. Прежде чем прийти на нормально разомкнутый контакт КнП “лево”, он пропущен через нормально замкнутый контакт КнП “право”. Затем похожим образом он подключается ко второму пускателю. С одной стороны нормально разомкнутой контактной группы подводится провод, идущий до КнП “лево”, а с противоположной стороны - который идет после КнП “лево”. Устанавливается перемычка, ведущая на контакт катушки. Второй контакт катушки пропущен через нормально замкнутый контакт первого пускателя.

В заключение можем сказать, что методов использования пускателей великое множество. Мы привели самые широко распространенные, которые используются на производствах, а также могут быть полезны в быту. В любом случае, как бы вы ни использовали устройство контактора, магнитного пускателя, перед покупкой следует рассчитать ток, который будет проходить через его силовые контакты, установить рабочее напряжение катушки, род тока. Также стоит предусмотреть пыле- и влагозащиту пускателя от вредных факторов окружающей среды. Обязательно необходимо осматривать пускатели планово и внепланово, когда оборудование, которое он питает, пришло в негодность. Иногда именно пускатель является причиной поломки оборудования.

fb.ru

20. Контакторы и магнитные пускатели » СтудИзба

Глава 20

КОНТАКТОРЫ  И МАГНИТНЫЕ   ПУСКАТЕЛИ

§ 20.1. Назначение контакторов и магнитных пускателей

Наиболее   распространенным   потребителем   электриче­ской энергии является электродвигатель. Примерно 2/3 всей выра­батываемой в стране электроэнергии потребляется электродвига­телями. Основным коммутационным аппаратом, осуществляющим подключение электродвигателя  к  питающей  сети,  является  кон­тактор. Электромагнитный контактор представляет собой выклю­чатель, приводимый в действие с помощью электромагнита. По сути дела, это мощное электромагнитное реле, контактный узел которого способен замыкать и размыкать силовые цепи с токами в десятки и сотни ампер при напряжениях в сотни вольт. При та­ких электрических нагрузках необходимо принятие специальных мер по гашению дуги. Поэтому по сравнению с обычными элект­ромагнитными реле электромагнитные контакторы имеют дугогасительные устройства и более мощные электромагнит и контакт­ные узлы. Кроме силовых (мощных) контактов! имеются и блоки­ровочные контакты, используемые в цепях управления для целей автоматики.   Различают  контакторы   постоянного   и   переменного тока. Для автоматического пуска, остановки и реверса электродви­гателей применяют магнитные пускатели.  Они представляют со­бой   комплектные электрические  аппараты,   включающие  в  себя электромагнитные контакторы, кнопки управления, реле защиты и блокировки.

Контакторы и магнитные пускатели используются и для вклю­чения других мощных потребителей электроэнергии: осветительпых и нагревательных установок,  преобразовательного и техно­логического электрического оборудования.

К этой же группе электрических силовых аппаратов следует отнести автоматические выключатели, которые также предназна­чены для подключения к питающей сети мощных электропотре­бителей. Замыкание их контактов производится не с помощью электромагнита, а вручную. Автоматически они производят лишь выключение нагрузки, защищая ее от перегрузок по току. Если контакторы и магнитные пускатели способны работать при час­тых включениях и отключениях, то автоматические выключатели обычно применяют при включениях па продолжительное время. В типовые схемы электропривода обычно входят автоматический выключатель (питающий и силовые, и управляющие цепи) и маг­нитный пускатель (осуществляющий непосредственную коммута­цию для пуска, остановки и реверса электродвигателя).

§ 20.2. Устройство и особенности контакторов

Принцип действия контакторов такой же, как и у эле­ктромагнитных реле. Поэтому и устройство их во многом сходно. Главное отличие заключается в том, что контакты контакторов коммутируют большие токи. Поэтому они выполняются более мас­сивными, требуют больших усилий, между ними при разрыве воз­никает дуга, которую необходимо погасить.

Основными узлами контактора являются электромагнитный механизм, главный (силовой) контактный узел, дугогасительная система, блокировочный контактный узел.

Электромагнитный механизм осуществляет замыкание и раз­мыкание контактов. При подаче напряжения на втягивающую катушку электромагнита якорь притягивается к сердечнику, а ме­ханически связанные с ним подвижные контакты замыкают сило­вую цепь и выполняют необходимые переключения в цепи управ­ления.

Магнитные системы контакторов в зависимости от характера движения якоря и конструкции различают на поворотные и пря-моходовые. Магпитопровод контактора поворотного типа устроен аналогично клапанному реле. Для устранения залипапия якоря используют немагнитные прокладки. Для замыкания силовых кон­тактов требуются значительно большие усилия, чем развиваемые в реле. Поэтому электромагнитный механизм контактора выполня­ется более мощным и массивным. При срабатывании контактора происходит довольно значительный удар якоря о сердечник. Час­тично этот удар принимает на себя немагнитная прокладка; кро­ме того, магнитную систему амортизируют пружиной, которая так­же уменьшает вибрацию контактов.

Магнитопровод контактора   прямоходного  типа  имеет обычно Ш-образпую форму. В этом случае для устранения заливания яко­ря делают зазор между средними стержнями сердечника и якоря. Втягивающая катушка    обычно    обеспечивает    включение    и удержание якоря в притянутом положении. Но иногда использу­ют две катушки: мощную включающую и менее мощную удержи­вающую. В этом случае контактор во включенном состоянии по­требляет меньше электроэнергии, поскольку включающая катушка находится под током только короткое время. Размыкание контак­тов происходит за счет отключающей пружины при снятии напря­жения с катушки контактора. Втягивающая катушка должна обе­спечивать надежное срабатывание контактора при снижении на­пряжения до 0,85. По нагреву катушка должна выдерживать повышение напряжения до 1,05

В контакторах с поворотным якорем наибольшее распростра­нение получили линейные перекатывающиеся контакты (см. рис. 16.5). В примоходных контактах применяются мостиковые кон­тактные системы (см. рис. 16.4). Контактный мостик имеет не­большую массу и выполняется самоустанавливающимся, что сни­жает вибрацию контактов. Для предотвращения вибрации кон­тактная пружина создает предварительное нажатие, равное при­мерно половине конечной силы нажатия.

У контакторов для длительного режима работы на поверх­ность медных контактов обычно напаивается металлокерамическая или серебряная пластинка. Контакты иногда могут выпол­няться из меди, если образующаяся пленка окисла па рабочей поверхности контактов периодически снимается их самоочисткой. Дугогасительная система контакторов постоянного тока обыч­но выполняется в виде камеры с продольными щелями, куда дуга вытесняется с помощью магнитной силы. Дугогасительная систе­ма контакторов переменного тока обычно имеет вид камеры со стальными дугогасительными пластинами и двойным разрывом дуги в каждой фазе.

Блокировочные или вспомогательные контакты применяются для переключений в цепях управления и сигнализации, поэтому они имеют такое же конструктивное выполнение, как и контакты реле.

§ 20.3. Конструкции контакторов

Как правило, род тока в цепи управления, которая пи­тает катушку контактора, совпадает с родом тока главной цепи. Поэтому контакторы постоянного тока, предназначенные для включения двигателей постоянного тока, имеют электромагнитный механизм, питаемый постоянным током. Соответственно контак­торы переменного тока, предназначенные для включения двигате­лей (или другой нагрузки) переменного тока, имеют электромагнитный механизм, питаемый переменным током. Бывают и исклю­чения. Известны, например, случаи, когда катушки контакторов переменного тока получают питание от цепи постоянного тока.

Устройство контактора постоянного тока показано на рис. 20.1. Электромагнитный механизм поворотного типа состоит из сердеч­ника / с катушкой 2, якоря 3 и возвратной пружины 4. Сердеч­ник 1 имеет полюсный наконечник, необходимый для увеличения

Рис. 20.1. Контактор посто-                 Рис.   20.2.   Дугогасительная

янного тока                                  камера     с     электромагнит-

ным дутьем

магнитной проводимости рабочего зазора электромагнита. Немаг­нитная прокладка 5 служит для предотвращения залипания яко­ря. Силовой контактный узел состоит из неподвижного 6 и по­движного 7 контактов. Контакт 7 шарнирно закреплен на рычаге 8, связанном с якорем 8 и прижатом к нему нажимной пружиной 9.  Подвод тока к подвижному контакту 7 выполнен гибкой медной
лентой 10. Замыкание главных контактов 6 и 7 происходит с проскальзыванием и перекатыванием, что обеспечивает очистку кон­тактных поверхностей от окислов и нагара. При срабатывании электромагнитного механизма кроме главных контактов переклю­чаются вспомогательные контакты блокировочного контактного уз­ла 11. При размыкании главных контактов 6 и 7 между ними возникает электрическая дуга, ток которой поддерживается за счет ЭДС самоиндукции в обмотках отключаемого электродвига­теля. Для интенсивного гашения электрической дуги служит ду­гогасительная камера 12. Она имеет дугогасительную решетку в виде тонких металлических пластин, которые разрывают дугу на короткие участки. Пластины интенсивно отводят теплоту от дуги и гасят ее. Однако при большой частоте включения  контактора пластины   не  успевают остывать  и  эффективность дугогашения падает.

Для вытеснения дуги в сторону дугогасителыюй решетки мож­но использовать электромагнитную силу, так называемое магнит­ное дутье. На рис. 20.2 показана дугогасительная камера с уз­кой щелью и магнитным дутьем. Щелевая камера образована дву­мя стенками /, выполненными из изоляционного материала. Си­стема магнитного дутья состоит из катушки 2, включенной после­довательно с главными контактами и размещенной на сердечнике 3. Для подвода магнитного поля в зону образования дуги служат ферромагнитные щеки 4. В результате взаимодействия электриче­ского тока дуги с магнитным полем появляется сила F, которая растягивает дугу и вытесняет ее в щелевую камеру между стенками 1. За счет усиленного отвода теплоты стенками камеры дуга быстро гаснет.

При последовательном включении главных контактов и катуш­ки магнитного дутья направление силы F остается постоянным при любом направлении тока в силовой цепи, поскольку сила F пропорциональна квадрату тока (ведь магнитное поле создается этим же током). Поэтому магнитное дутье можно использовать и в контакторах переменного тока.

Контакторы переменного тока отличаются от контакторов по­стоянного тока, прежде всего тем, что они, как правило, выпол­няются трехполюсиыми. Основное назначение контакторов пере­менного тока — включение трехфазных асинхронных электродви­гателей. Поэтому они имеют три главных (силовых) контактных узла. Все три главных контактных узла работают от общего эле­ктромагнитного приводного механизма клапанного типа, который поворачивает вал с установленными на нем подвижными контак­тами. С этим же приводом связаны вспомогательные контакты. Главные контактные узлы имеют систему дугогашения с магнит­ным дутьем и дугогасителной щелевой камерой или дугогаси­телной решеткой. В контакторах быстрее всего изнашиваются главные контакты, поскольку они подвергаются интенсивной эро­зии (как говорится, контакты выгорают). Для увеличения общего срока службы контакторов предусматривается возможность сме­ны контактов.

Наиболее сложным и трудным этапом работы контактов является процесс их размыкания. Именно в этот момент контакты оп­лавляются, между ними возникает дуга. Для облегчения работы главных контактов при размыкании выпускаются контакторы пе­ременного тока с полупроводниковым блоком. В этих контакторах параллельно главным замыкающим контактам включают по два тиристора (управляемых полупроводниковых диода). Во включен­ном положении ток проходит через главные контакты, поскольку тиристоры находятся в закрытом состоянии и ток не проводят. При размыкании контактов схема управления на короткое время открывает тиристоры, которые шунтируют цепь главных контак­тов и разгружают их от тока, препятствуя возникновению элект­рической дуги. Такие комбинированные тиристорные контакторы выпускаются на токи в сотни ампер. Поскольку тиристоры рабо­тают в кратковременном режиме, они не перегреваются и не нуж­даются в радиаторах охлаждения.

Коммутационная износостойкость комбинированных контакто­ров составляет несколько миллионов циклов, в то время как глав­ные контакты обычных контакто­ров постоянного и переменного то­ка выдерживают обычно 150—200 тыс. включений.

Для управления электродвига­телями переменного тока неболь­шой мощности применяют прямоходовые контакторы с мостиковыми контактными узлами. Благодаря двукратному разрыву цепи и облег­ченным условиям гашения дуги пе­ременного тока в этих контакторах не требуются специальные дугогасительные камеры с магнитным дутьем, что существенно уменьшает их габаритные размеры.

Рис. 20.3.  Контактор переменного тока

Электромагнитный привод контактора переменного тока малой мощности (рис. 20.3) имеет Ш-образный сердечник 1 и якорь 2, собранные из пластин электротехнической стали. Часть полюсов сердечника охвачена короткозамкнутым витком, что предотвра­щает вибрацию якоря, вызванную снижением силы электромаг­нитного притяжения до нуля при прохождении переменного сину­соидального тока через нуль. Катушка 3 контактора охватывает сердечник и якорь, она и создает намагничивающую силу в маг­нитной системе контактора. На якоре 2 закреплены подвижные контакты 4 мостикового типа, что повышает надежность отклю­чения за счет двукратного размыкания. В пластмассовом корпусе установлены неподвижные контакты 5 и 6. Пружина 7 возвраща­ет контакты 4 в исходное положение. В трехфазном контакторе — три контактные пары, отделенные друг от друга пластмассовыми перемычками 8. Главные контакты имеют металлокерамические накладки и защищены крышкой. Вспомогательные контакты на рис. 20.3 не показаны.

§ 20.4. Магнитные пускатели

Магнитный пускатель — это комплектное устройство, предназначенное главным образом для пуска трехфазных асин­хронных двигателей. Основной составной частью магнитного пускателя является трехполюсный контактор переменного тока. Кро­ме того, контактор имеет кнопки управления и тепловые реле.

Схема включения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показана на рис. 20.4. Для пуска элект­родвигателя М нажимается кнопка SB1 («Пуск»). Через катушку контактора КМ проходит ток, электромагнит контактора срабатывает, и замыкаются все его контакты, которые на схеме обоз­начаются теми же буквами КМ. Силовые контакты КМ подклю-

Рис. 20.4. Схема включения трех-           Рис.   20.5.   Конструкция   неревер-

фазного     асинхронного     электро-       сивного магнитного пускателя

двигателя   с   магнитным   пускате­лем

чают на трехфазное напряжение обмотку электродвигателя М. Параллельно кнопке SB1 подсоединены блокировочные контак­ты КМ. Так как они замкнулись, то после отпускания кнопки SB1 катушка контактора получает питание по этим контактам. Сле­довательно, для включения электродвигателя не надо все время держать кнопку нажатой: достаточно ее один раз нажать и от­пустить. Для остановки электродвигателя служит кнопка SB2 («Стоп»), при нажатии которой разрывается цепь питания кон­тактора КМ. Для защиты электродвигателя от перегрева служат тепловые реле FP1 и FP2, чувствительные элементы которых включаются в две фазы электродвигателя, а размыкающие кон­такты, обозначенные теми же буквами, включены в цепь пита­ния катушки контактора КМ. Для защиты самой схемы управле­ния служат плавкие предохранители FV. На схеме показан также рубильник Р, который обычно замкнут. Его размыкают лишь в том случае, когда собираются проводить ремонтные работы. По­добная схема является типовой, она применяется во всех случаях, когда не требуются изменение направления вращения (реверс) электродвигателя и интенсивное (принудительное) торможение.

На рис. 20.5 показана конструкция нереверсивного магнитно­го  пускателя, который  смонтирован в ящике с открывающейся крышкой. Электромагнитный механизм 1 контактора при сраба­тывании перемещает три подвижных контакта 2, размещенных в дугогасительных камерах. Одновременно переключаются блокиро­вочные контакты 3. Последовательно с двумя главными контакт­ными узлами включены тепловые реле 4.

Кнопки «Пуск» и «Стоп» обычно находятся вне ящика пуска­теля, они размещены на пульте управления под рукой у рабочего. Кнопка «Стоп» имеет красный цвет. Реверсивная схема включе-

Рис. 20.6. Схема  включения трехфазного асинхронного элек­тродвигателя с реверсивным магнитным пускателем

ония трехфазного асинхронного двигателя показана на рис. 20.6. Для того чтобы реверсировать (изменить направление вращения) трехфазный асинхронный двигатель, необходимо изменить поря­док чередования фаз на обмотке статора. Например, если для прямого вращения фазы подключались в последовательности ABC, то для обратного вращения необходима последовательность АСВ. Поэтому в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора: KB для вращения вперед и КН для вращения назад. Кроме того, реверсивный магнитный пускатель имеет три кнопки управления и тепловые реле. В ряде случаев в комплект магнит­ного пускателя входят пакетный переключатель и плавкие предохранители. Схема (рис. 20.6) работает следующим об­разом.

Для включения электродвигателя М в прямом направлении не­обходимо нажать кнопку SB1 («Вперед»). При этом срабатывает контактор KB и своими силовыми контактами подключает к трех­фазной  сети обмотки электродвигателя. Одновременно  блокировочные контакты KB разрывают цепь питания катушки контакто­ра КН, чем исключается возможность одновременного включения обоих контакторов. Для включения электродвигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку SB2 («Назад»). В этом случае срабатывает контактор КН и своими силовыми контактами подключает к трехфазной сети обмотки электродвигателя. После­довательность соединения фаз теперь иная, чем при срабатывании контактора KB: две фазы из трех поменялись местами. При сра­батывании контактора КН его блокировочные контакты разрыва­ют цепь питания катушки контактора КВ. Нетрудно видеть, что при одновременном включении контакторов KB и КН произошло бы короткое замыкание двух линейных проводов трехфазной сети друг на друга. Для того чтобы исключить такую аварию, и нуж­ны блокировочные размыкающиеся контакты контакторов KB и КН. Следовательно, если подряд нажать обе кнопки (SB1 и SB2), то включится только тот контактор, кнопка которого была нажа­та раньше (пусть даже на мгновение).

Для реверса электродвигателя надо предварительно нажать кнопку SB3 («Стоп»). В этом случае блокировочные контакты подготавливают цепь управления для нового включения. Для на­дежной работы необходимо, чтобы силовые контакты контактора разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание блокировочных контактов в цепи другого контактора. Это достигается соответст­вующей регулировкой положения блокировочных контактов по хо­ду якоря электромагнитного механизма контактора. Для блоки­ровки кнопок SB1 и SB2 используются замыкающиеся блокиро­вочные контакты соответствующего контактора, подключенные па­раллельно кнопке.

Необходимо исключить одновременное срабатывание обоих контакторов, для чего используют двойную или даже тройную блокировку. Для этой цели в схеме рис. 20.6 применяют двухцепные кнопки SB1 и SB2. Например, кнопка SB1 при нажатии за­мыкает свои контакты в цепи контактора KB и разрывает свои контакты в цепи контактора КН. Аналогично работает двухцепная  кнопка SB2. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препят­ствующим одновременному срабатыванию электромагнитов кон­такторов. Контакты тепловых реле FP1 и FP2, включенные в две фазы обмотки электродвигателя, отключают цепь питания катушек обоих контакторов при длительном протекании большого тока, чтобы не допустить перегрева обмоток. Для защиты схемы уп­равления служат плавкие предохранители FV.

Магнитные пускатели и контакторы выбирают по номинально­му току электродвигателя с учетом условий эксплуатации. В про­мышленности применяются магнитные пускатели серий ПМЕ и ПМЛ с прямоходовыми контакторами и серии ПАЕ с подвижной системой поворотного типа.

§ 20.5. Автоматические выключатели

Автоматический выключатель предназначен для вклю­чения и отключения электрических цепей и электрооборудования, а также для защиты от больших токов, возникающих при корот­ких замыканиях и перегрузках. В отличие от магнитного пускате­ля автоматический выключатель не может использоваться для автоматических систем, использующих электрические управляющие сигналы. Он также не обеспечивает ре­верса электродвигателя. Автоматический выключатель часто используют для про­должительного включения нереверсируемых электродвигателей. Может он также использоваться вместо рубильника в схе­мах с магнитным пускателем (см. рис. 20.4 и 20.6).

Устройство автоматического воздуш­ного выключателя (автомата) показано на рис. 20.7. С помощью рукоятки / про­изводится включение и отключение ав­томата. В состоянии, показанном на ри­сунке, автомат отключен, и подвижный контакт 2 не замкнут с неподвижным контактом 3. Для включения автомата следует взвести пружину 6, при этом ру­коятка / перемещается вниз и повора­чивает деталь 4, которая своим нижним концом входит в зацепление с зубом удерживающего рычага 5.

Рис.20.7.     Автоматический выключатель

Теперь авто­мат готов к включению. Для его вклю­чения    рукоятку  1  перемещают    вверх.

Пружина 6 займет такое положение, что шарнирно соединенные рычаги 7 и 8 перемещаются вверх по отношению к тому положе­нию, когда они находятся на одной прямой. Автомат включится: цепь тока создается через контакты 2 и 3, разделители 9 и 10.

Автоматическое отключение автомата происходит при сраба­тывании разделителей. При длительных токовых перегрузках сра­батывает тепловой биметаллический расцепитесь 10, свободный конец, которого перемещается вниз, поворачивая рычаг 5 по часо­вой стрелке. Зуб рычага расцепляется с деталью 4, которая пово­рачивается, а рычаги 7 и 8 проходят мертвое положение. Усилие пружины 6 направлено вниз, под его действием размыкаются кон­такты 2 и 3. Отключение при максимально допустимом токе про­исходит под действием электромагнитной силы , выводящей зуб рычага 5 из зацепления с деталью 4. Если произошло автомати­ческое отключение нагрузки, то рукоятка 1 остается в верхнем положении. Ручное отключение автомата происходит при перемещении ру­коятки 1 вниз. Возникающая при размыкании контактов 2 и 3 электрическая дуга гасится с помощью дугогасительной решет­ки 11.

Автоматы могут снабжаться расцепителями минимального на­пряжения, отключающими автомат при напряжении в сети ниже допустимого значения. Для дистанционного управления автомати­ческим выключателем могут использоваться специальные их кон­струкции, дополненные электромагнитным  приводом рукоятки 1.

Выпускаемые промышленностью автоматические выключатели типов АК, АП, АЕ имеют от 1 до 3 пар силовых контактов. Они предназначены для цепей с напряжением от 110 до 500 В при то­ках в десятки ампер. Время автоматического отключения состав­ляет 0,02—0,04 с.

studizba.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о