Устройство и принцип действия магнитного пускателя

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»).

Виды магнитных пускателей

Основным предназначением магнитных пускателей является дистанционное управление трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Они работают при переменном токе, напряжением 380 и 660 вольт, с частотой 50 Гц. В число основных операций входят пуск, остановка и реверсирование.

Дополнительно, магнитные пускатели в совокупности с тепловыми реле, защищают управляемые электродвигатели от возможных перегрузок с недопустимой продолжительностью. В некоторых конструкциях пускателей имеются ограничители перенапряжений, используемые в полупроводниковых системах управления.

В соответствии со схемой включения нагрузки могут быть реверсивными и нереверсивными. Классификация по размещению предполагает магнитные пускатели следующих типов:

• Открытого исполнения. Устанавливаются в закрытых шкафах, на панелях, и прочих местах, куда не может попасть пыль, влага и посторонние предметы.
• Защищенного исполнения. Монтируются внутри помещений с низким содержанием пыли в окружающей среде. Исключается попадание воды на оболочку устройства.
• Пылебрызгонепроницаемого исполнения. Устанавливаются внутри помещений и снаружи под навесами, защищающими от дождя и солнечных лучей.

Дополнительная классификация пускателей осуществляется по следующим признакам:

• Кнопочный пост на корпусе прибора. Нереверсивные пускатели оборудованы кнопками ПУСК и СТОП, а реверсивные устройства имеют кнопки ПУСК ВПЕРЕД, ПУСК НАЗАД и СТОП. На некоторых моделях в корпусе монтируется сигнальная лампа ВКЛЮЧЕНО.
• Дополнительные блокировочные и сигнальные контакты. Используются в разных комбинациях, в качестве замыкающих или размыкающих. Они могут быть встроенными или оборудоваться как отдельная приставка. Некоторые дополнительные контакты могут использоваться в качестве составной части общей схемы пускателя. Например, в реверсивных устройствах с их помощью осуществляется электрическая блокировка.
• Ток и напряжение втягивающей катушки.
• Наличие в схеме теплового реле. Его основной характеристикой является номинальный ток несрабатывания на средних установках. Регулировка тока несрабатывания выполняется в допустимых пределах + 15% от номинала.

Отдельные виды магнитных пускателей могут быть укомплектованы ограничителями перенапряжения и другими видами установочных изделий

Виды магнитных пускателей

Приборы, которые изготавливаются по российским стандартам, имеют семь групп, разделенных нагрузками. Нулевая группа – это пускатели, которые могут выдержать нагрузку в 6,3 ампера, седьмая группа – 160 ампер. У зарубежных аналогов другие критерии классификации.

Есть разделение по исполнению.

• Открытые. Их обычно устанавливают в закрытых шкафах или щитах, в которые не проникает пыль.
• Закрытые. Их можно устанавливать в помещениях, куда не попадает пыль.
• Пылебрызгонепроницаемые. Их можно устанавливать везде, и даже на улице. Главное требование – установка навеса, чтобы не попадали солнечные лучи и дождь.

И, конечно, существует классификация по типу электрического подключения: однофазный пускатель и трехфазный. Отличие между ними – схема магнитного пускателя в плане его подключения к потребителю.

А вот теперь о такой позиции, как обозначение магнитного пускателя. Не будем разбираться здесь ос всеми марками, давайте рассмотрим обозначение одной из них, а конкретнее ПМЛ. Итак, в маркировке прибора зашифрованы все его технические характеристики. Они обозначены на корпусе и имеют вот такое обозначение:

Что обозначает каждый знак «Х»? Понятно, что ПМЛ – это серия прибора.

1. Номинальный ток, который обозначается как диапазон: 1-10; 2-25 и так далее.
2. Исполнение и наличие теплового реле. Здесь семь степеней. К примеру, позиция номер 6 – это пускатель реверсивного действия с механической и электрической блокировкой, в котором тепловое реле установлено.
3. Степень защиты и наличие кнопок управления. Здесь 6 позиций. К примеру, вторая – это прибор с защитой IP54, в котором установлены и кнопка «Пуск», и кнопка «Стоп».
4. Разновидность и количество дополнительных контактов. О чем мы уже писали выше.
5. Сейсмостойкость. Это обозначение в маркировке может и отсутствовать.
6. Возможность установки на стандартные монтажные рейки.
7. Климатическое исполнение.
8. Разновидность размещения.
9. Коммутационная износостойкость.

Что касается установки магнитных пускателей в схему, то здесь достаточно большое количество вариантов. Это и самое простое управление электродвигателями, это и с удержанием кнопки контактов, это и реверс. У каждой схемы свои особенности, которые при подключении должен знать каждый электрик.

Реверсивная и нереверсивная схема подключения пускателя

Асинхронный двигатель – принцип работы и устройство

Для чего используются магнитные пускатели?

Магнитный пускатель предназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей. Он, как правило, состоит из конструктивно-объединенных теплового реле и контактора. Тем не менее в промышленности они выпускается и без теплового реле. Предназначены для работы в трёхфазной сети.

Схема устройства магнитного пускателя.

Пускатели 0-2 величины можно использовать и в бытовой (однофазной) сети для пуска электродвигателей небольшой мощности. По конструктивным особенностям они могут быть 3- и 4-полюсные, т.е. 3 или 4 главных контакта. Как правило, четвёртый контакт выполняет роль нормально открытого блок-контакта, с его помощью происходит блокировка цепи управлении.

Конструкция, а именно электромагнит и контактная группа, выполнена следующим образом. Электромагнит состоит из Ш-образного магнитопровода-сердечника, состоящего из двух частей-половинок, одна из которых жёстко установлена в корпусе пускателя, и также жёстко установленных и изолированных друг от друга и от корпуса главных, верхних и нижних контактов.

К верхней группе подходит питаюший трёхфазный кабель, идущий от рубильника или распределительного шкафа.

К нижним контактам подключается нагрузка (электродвигатель) обязательно через тепловое защитное реле. Здесь же на нижней части устанавливается катушка. Магнитные пускатели могут отличаться напряжением питания катушки 220-380 В. Разницы особой нет, но в плане дополнительной защиты катушки на 380 В лучше.

Реверсивная схема управления магнитным пускателем.

Вторая половинка магнитопровода подвижная и имеет контакты-перемычки, которыми перемыкаются нижние контакты. Они сконструированы подвижно, мягко, на пружинах для подрегулировки нажима на основные контакты.

В конструкции пускателей устанавливаются дополнительные (небольшие) блок-контакты, нормально открытые и нормально закрытые, которые синхронно работают с подвижной частью пускателя и необходимы для работы в цепи управления. Как правило, их может быть одна или две пары.

Магнитные пускатели выпускаются от 0-6 величины, для нагрузок от 5-140 А для нагрузки свыше 140 А используются контакторы.

Магнитные пускатели выпускаются разных моделей и модификаций, но принцип работы у всех одинаков. В советское время выпускались серии ПМА, ПМЕ, МПА, зарекомендовавшие себя положительно со всех сторон. Делались они из качественных материалов и по сей день прекрасно работают.

Схема подключения магнитного пускателя через кнопочный пост.

Если пускатель правильно подобран по нагрузке и время от времени ревизируется, то они прослужат еще долго. Как правило, на ревизию времени уходит немного. Необходимым элементом работы пускателя является кнопка ПУСК-СТОП, которая может устанавливаться в любом удобном месте исходя из специфики и технологии объекта назначения.

У обычного пускателя существуют две кнопки: ПУСК (зеленая или черная), СТОП (красная).

Также важным элементом пускателя является тепловое защитное реле, подбираемое точно под нужную нагрузку. Реле бывают двухфазные, ручного взвода после выключения и трёхфазные, самовозводящиеся. В процессе эксплуатации довольно часто обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, например из-за перегорания предохранителя.

К двигателю при этом подводятся только две фазы и ток в статоре резко возрастает, что приводит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до высокой температуры.

Тепловые реле пускателя от этих токов должны срабатывать и отключать двигатель.

Монтаж и подключение электромагнитного пускателя

Для обеспечения дальнейшей надежной работы магнитных пускателей, монтаж этих устройств рекомендуется выполнять на ровной поверхности, закрепленной жестко, в вертикальном положении. Установка пускателей с тепловыми реле должна производиться в условиях минимальной разности температур окружающего воздуха.

Неправильная установка может привести к ложным срабатываниям. Поэтому следует избегать мест, подверженных вибрации, сильным толчкам и ударам. Например, электромагнитные устройства с номинальным током свыше 150 А во время включения создают заметные сотрясения и удары.

Тепловые реле могут подвергаться дополнительному нагреву от других источников тепла. Это оказывает отрицательное влияние на всю работу данных устройств. Поэтому их нельзя размещать рядом с аппаратурой теплового действия или в тех частях шкафов, которые более всего подвержены нагреву.

Когда с контактным зажимом пускателя соединяется один проводник, его конец загибается в кольцо или П-образно. Такой способ соединения предотвращает перекос пружинных шайб, установленных в зажиме. Если же к зажиму подключаются сразу два проводника с примерно одинаковым сечением, их концы должны иметь прямую форму и располагаться по обеим сторонам от зажимного винта.

До того, как подключать медные провода, их концы необходимо залудить. В многожильных проводах концы перед лужением предварительно скручиваются. Концы проводов из алюминия зачищаются мелким надфилем, после чего покрываются техническим вазелином или специальной пастой. Смазка контактов и подвижных частей устройства не допускается.

Перед пуском необходимо осмотреть магнитный пускатель снаружи и проверить исправность всех его частей. Все подвижные элементы должны свободно двигаться от руки. Сверить все электрические соединения со схемой.

Принцип работы

Принцип действия магнитного пускателя заложен уже в его названии. Он срабатывает как электромагнит, когда электрический ток проходит по обмотке катушки. После срабатывания силовых контактов, происходит запуск электродвигателя.

Общая конструкция устройства включает в себя основную часть, закрепленную стационарно и подвижный якорь, передвигающийся по направляющим. В самом упрощенном виде пускатель является единой кнопкой, корпус которой оборудован клеммами для подключения силовых цепей и стационарных контактов.

Подвижная часть оборудована контактным мостиком, обеспечивающим двойной разрыв силовой цепи, чтобы отключить питание нагрузки. Кроме того, эта деталь предназначена для надежного электрического соединения проводов входа и выхода, когда схема включается в работу. Проверить работу системы можно вручную. Для этого нужно надавить на якорь и ощутить усилие от сжатия пружин. Именно это усилие должно преодолеваться магнитным полем. Когда якорь отпускается, контакты отбрасываются пружинами в отключенное положение.

В процессе работы такое ручное управление не применяется, оно необходимо только для проверок. Фактически используется только дистанционная коммутация под действием электромагнитного поля. Само поле возникает в катушке под влиянием электротока, проходящего через ее витки. Прохождение тока значительно улучшается за счет шихтованного стального магнитопровода, разделенного на две части.

При отсутствии электрического тока, магнитное поле вокруг катушки тоже исчезает. Это приводит к отбрасыванию якоря вверх за счет энергии пружин. Когда ток вновь начинает проходить по обмотке, возникают магнитные силы, обеспечивающие движение якоря вниз.

Нижнее положение якоря оказывает влияние на работу всего устройства. В этом положении контакты должны надежно соединяться между собой. В случае ослабления возможно подгорание контактов, чрезмерный нагрев и последующее отгорание проводов.

Схемы подключения магнитного пускателя (контактора) и принцип действия

Схема подключения магнитного пускателя (малогабаритного контактора «КМ») не представляет сложности для опытных электриков, но для новичков может вызвать немало трудностей. Поэтому это статья для них.

Цель статьи максимально просто и наглядно показать сам принцип действия (работы) магнитного пускателя (далее МП) и малогабаритного контактора (далее КМ). Поехали.

МП и КМ являются коммутационными аппаратами, которые осуществляют управление и распределение рабочих токов по подключенным к ним цепям.

МП и КМ в основном используются для подключения и отключения асинхронных электродвигателей, а также их реверсивного переключения используя дистанционное управление. Они применяются для дистанционного управления группами освещения, нагревательными цепями и другими нагрузками.

Компрессоры, насосы и кондиционеры, тепловые печи, ленточные конвейера, цепи освещения вот где и не только можно встретить МП и КМ в системах их управления.

Чем отличаются магнитный пускатель и малогабаритный контактор, по принципу действия — ничем. По сути, это электромагнитные реле.

Найденное различие у контактора – мощность — определяется габаритами, а у пускателя величинами, а предельная мощность МП бывает больше чем у контактора.