Содержание

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

Магнитные пускатели

10

Магнитные
пускатели

представляют собой специализированные
комплексные электрические аппараты

переменного тока, предназначенные для
дистанционного управления

трехфазными асинхронными
электродвигателями

с короткозамкнутыми роторами.

Основной
функциональной частью всех магнитных
пускателей является трехполюсный
электромагнитный контактор переменного
тока, все контакты которого мостикового
типа из серебросодержащего материала.

Как правило, в
магнитных пускателях помимо контактора
встроены электротепловые реле для
защиты электродвигателей от токовой
перегрузки и «потери фазы».

Выпускаемые
промышленностью магнитные
пускатели различаются

между собой по
назначению

‑ на нереверсивные
и реверсивные,
по наличию
или отсутствию электротепловых реле,
кнопок управления, степени защиты

от воздействия окружающей среды, уровню
коммутируемых токов, напряжению главных
цепей
.

Основными
техническими данными магнитных
пускателей являются:

‑ номинальный
ток силовых контактов;

‑ предельный
отключаемый силовыми контактами ток;

‑ номинальное
напряжение коммутируемой силовой цепи;

‑ номинальное
напряжение катушки электромагнита;

‑ механическая
и коммутационная износостойкость;

‑ допустимое
число включений в час;

‑ число
вспомогательных контактов и тип их
исполнения;

‑ собственное
время включения и выключения.

Магнитный пускатель
имеет следующие основные
узлы
:

‑ контактную
систему;

‑ дугогасительное
устройство;

‑ систему
вспомогательных контактов.

Контактная
система

служит для коммуникации силовых цепей
переменного тока, выполняется в
трехполюсном исполнении с силовыми
контактами на номинальные токи от 3 до
200 А.

Следует отметить,
что силовые контакты должны быть
рассчитаны на длительное проведение
номинального тока и на производство
большого числа включений и отключений
при большой частоте. Из-за более
благоприятных условий гашения
электрической дуги зазор между силовыми
контактами делается меньше, чем в
контакторах постоянного тока. Уменьшение
зазора позволяет снизить мощность
электромагнита, его габариты и массу.

Для удобства
эксплуатации подвижные
и неподвижные контакты выполняются
легко сменяемыми
.
Предварительное контактное нажатие на
силовые контакты составляет половину
его конечного значения. В качестве
материала силовых контактов применяется
металлокерамика.

Дугогасительное
устройство при токах больше 10 А выполняется
в виде дугогасительной решетки на каждый
разрыв.

Для привода
контакторов переменного тока широкое
распространение получили прямоходовые
системы электромагнитов с Ш и П- бразными
шихтованными магнитопроводами.
Особенности их работы связаны с питанием
катушек переменным током, что приводит
к появлению повышенного тока в катушке
при срабатывании, в несколько раз
превышающего ток при втянутом якоре.
По этой причине для аппаратов переменного
тока ограничивается число их включений
в час (обычно не более 600).

Катушка электромагнита
выполняется низкоомной с малым числом
витков. Основная часть сопротивления
катушки составляет ее индуктивное
сопротивление, зависящее от величины
зазора. В среднем можно считать, что
пусковой ток электромагнита равен
десятикратному току притянутого
состояния.

При уменьшении
зазора тяговая характеристика
электромагнита переменного тока
поднимается менее круто, чем в
электромагните постоянного тока, и
благодаря этому, ближе подходит к
противодействующей характеристике. В
результате напряжение отпускания близко
к напряжению срабатывания. Относительно
высокий коэффициент возврата Кв
= 0,6-0,7 позволяет использовать магнитный
пускатель для защиты электродвигателей
от снижения сетевого напряжения (нулевая
защита по напряжению).

Магнитные пускатели
обеспечивают надежную работу в диапазоне
колебаний напряжения сети 85-110 %
номинального значения.

При выборе типа и
габарита магнитного пускателя следует
иметь в виду, что номинальный
ток силовых контактов

пускателя для коммутации асинхронных
двигателей с короткозамкнутыми роторами
выбирается
из условия включения шестикратного
пускового тока двигателя
.

Вспомогательные
контакты мостикового типа применяется
для коммутации слаботочных цепей
управления и приводятся в действие тем
же электромагнитом, что и главные
контакты. В качестве материала для этих
контактов используют серебро или
биметалл, основой которого является
медь, покрытая тонкой пластиной из
серебра. Число вспомогательных контактов
может колебаться от двух до четырех и
иметь исполнение как замыкающихся, так
и размыкающихся. Они должны коммутировать
цепи электромагнитов переменного тока,
у которых пусковой ток во много раз
превышает номинальное значение.

Реверсивные
магнитные пускатели

имеют два контактора электрическим
соединением, обеспечивающим электрическую
блокировку через нормально разомкнутые
блок – контакты обоих контакторов, что
исключает возможность включения одного
контактора при включенном другого. Это
достигается тем, что при отключении
одного из магнитных пускателей его
силовые контакты размыкаются раньше,
чем замыкаются размыкающие блок контакты.

По заказу
реверсивные магнитные пускатели

выпускаются
также с механической блокировкой
,
служащей для предотвращения одновременного
включения обоих контакторов пускателя
при случайной подаче напряжения на обе
катушки не включенных контакторов.

Наиболее
распространенными типами магнитных
пускателей являются: ПМЕ-100;
ПМЕ-200
‑ применяются для электродвигателей
небольшой мощности с номинальными
токами 3; 10; 25 А при напряжении 380 и 500 В.
Напряжение на катушке электромагнита
от 24 до 500 В. Магнитная
система прямоходовая
.
Силовые
контакты мостикового типа
.
Число включений в час 1200. Время включения
пускателя 10-25 мс.

ПМЛ
‑ выпускают на токи от 10 до 200 А,
допустимая частота включений в час для
пускателей 1-5 габаритов составляет
3600, а для пускателей 6-7 габаритов ‑
2400, 1 ‑ 10 А; 2 ‑ 25 А; 3 – 40 А; 4 ‑ 63 А;
5 ‑ 80 А; 6 ‑ 125 А; 7 – 200 А.

ПМС
‑ выпускаются для управления
асинхронными двигателями серии 4 А и
имеет шесть типоразмеров на токи от 10
до 160 А. В качестве встраиваемых элементов
они могут иметь разделительный
трансформатор, кнопки управления,
амперметр, сигнальную лампу. Механическая
износостойкость лежит в пределах 10-16
млн. циклов. Частота включений в час
составляет 6000 для пускателей первого
габарита и 2400 для пускателей 5 и 6
габаритов, 3000 ‑ для второго габарита.
Имеет шесть габаритов: 1 – 10 А; 2 – 25 А; 3
– 40 А;4 – 63 А; 5 – 100 А; 6 – 160 А.

ПАЕ
‑ выпускаются для пуска электродвигателей
мощностью от 17 до 75 кВт при напряжении
380 и 500 В, на токи 40; 63; 110;160 А. Магнитопровод
имеет поворотную систему
.

ПМА
‑ могут быть нереверсивными и
реверсивными с электрической или
механической блокировками, с кнопками
управления и без них. Выпускаются на
токи от 25 до 160 А и напряжения 220; 380; 500;
660 В. Катушка электромагнита может
питаться как от постоянного тока, так
и от переменного тока. Напряжение на
катушке при
постоянном токе

‑ 24; 48; 110; 220 В, при
переменном токе

‑ 24; 42; 36; 110; 127; 220;380; 660 В.

Число включений
в час достигает 1200
.
Коммутационная износостойкость
составляет от 0,5 
106
до 2,5 
106
циклов в зависимости от условий работы.

В настоящее время
ПМЛ и ПМС заменили устаревшие серии
ПМЕ-200 и ПАБ в сочетании с трехфазными
тепловыми реле РТЛ.

Работа асинхронных
двигателей

в значительной степени зависит от
надежности защиты от перегрузок. В
процессе эксплуатации довольно частота
обрывается одна из фаз трехфазного
питающего напряжения, например из-за
перегорания предохранителя. К двигателю
при этом подводятся только две фазы и
ток в статорной обмотке резко возрастает,
что приводит к выходу его из строя из-за
нагрева обмотки до высокой температуры.
Для защиты от токовых перегрузок широко
распространены тепловые реле с
биметаллическими элементами.

Следует иметь в
виду, что из-за инерционности
теплового процесса тепловые реле
непригодны для защиты цепей от токов
короткого замыкания
.
Нагревательные элементы в данном случае
могут перегореть до срабатывания реле.

Тепловые реле
подобного типа строятся на преобразовании
тепловых воздействий в механические
перемещения и используются для приведения
в действие исполнительных элементов
за счет линейного удлинения.

Биметаллический
элемент

состоит из
двух пластин

с различными коэффициентами линейного
расширения КL
в месте прилегания друг к другу пластины
жестко скреплены за счет проката в
горячем состоянии или сваркой. Если
такой элемент закрепить неподвижно и
нагреть, то произойдет его изгиб в
сторону материала с меньшим КL
причем значение прогиба и усилия тем
больше, чем больше разность
.

Широкое распространение
в тепловых реле получили такие материалы
как инвар
(малое значение КL)
и хромоникелевая
сталь
(большое
значение КL).

Для получения
большего прогиба необходим элемент
большой длины и малой толщины. В то же
время при необходимости получения
большего усилия целесообразно иметь
широкий элемент с малой длиной и большой
толщиной.

Нагрев биметаллического
элемента может производиться за счет
тепла, выделяемого током нагрузки в
самой пластине или в специальном
нагревателе. Лучшие характеристики
получаются при комбинированном нагреве,
когда пластина нагревается и за счет
тепла, выделяемого специальным
нагревателем, обтекаемыми тем же током
нагрузки.

Температура
биметаллического элемента зависит от
температуры окружающей среды, с ростом
которой ток срабатывания реле уменьшается.
Номинальная температура окружающей
среды обычно принимается 400С.

Протекание тока,
превышающего номинальное значение,
приводит к дополнительному повышению
температуры и дополнительному старению
изоляции. Поэтому, чем
больше ток перегрузки, тем меньше должна
быть его длительность
.

Основной
характеристикой электротеплового реле
является зависимость времени срабатывания
от тока нагрузки
t
= f
( i
) ‑ времятоковая характеристика. Для
оценки эффективности защиты строятся
времятоковые характеристики защищаемого
объекта и биметаллического элемента
теплового реле. При правильном выборе
теплового элемента его времятоковая
характеристика должна проходить вблизи
и ниже характеристики защищаемого
аппарата. Тогда при предварительном
подогреве номинальным током тепловое
реле обеспечивает надежную защиту.

Номинальный ток
теплового реле выбирается равным току
защищаемого объекта. Время срабатывания
составляет при этом 20 минут.

Применение тепловых
реле целесообразно при длительности
включения электродвигателя, превышающей
30 минут.

времятоковая
характеристика теплового реле

1
— времятоковая характеристика
защищаемого аппарата;

2
— времятоковая характеристика теплового
реле

studfiles.net

Магнитный пускатель: принцип действия

Магнитный пускатель представляет собой электрический прибор, обеспечивающий дистанционное включение нагрузки, а также исключающий самопроизвольное включение оборудования после временного отсутствия в сети электрической энергии.

Составные части прибора

Прибор включает в себя электромагнитную систему, в состав которой входит неподвижная часть сердечника и обмотка катушки. Материалом сердечника служат пластины электротехнической стали, изолированные между собой. Якорь является подвижной частью сердечника и соединяется с траверсой из пластмассы, где расположены специальные мостики, имеющие подвижные контакты.

Плавное замыкание контактов с необходимым усилием их нажатия обеспечивают контактные пружины. К контактным пластинам припаиваются неподвижные контакты. Пластины снабжены винтовыми клеммами, к которым присоединяются провода внешней цепи. На боковых сторонах прибора расположены дополнительные контакты, выполняющие функцию блокировки.

В производстве очень часто используется магнитный пускатель, принцип действия которого состоит из нескольких электротехнических операций.

Принцип работы магнитного пускателя

Когда пускатель включается, по его катушке начинает проходить электрический ток, после чего происходит намагничивание сердечника, который притягивает к себе якорь, вызывающий замыкание главных контактов. После того, как пускатель отключен, осуществляется обесточивание катушки и возвратная пружина возвращает якорь в исходное положение, когда главные контакты становятся разомкнутыми.

В случае перебоев с электрической энергией, происходит размыкание всех контактов прибора, в том числе и вспомогательных. Когда напряжение вновь появляется в сети, пускатель не может включиться самостоятельно, а только после нажатия кнопки «Пуск». Те же самые процессы происходят при снижении напряжения в сети на 60% ниже, чем номинальное.

Таким образом, магнитный пускатель, принцип действия которого основан на замыкании и размыкании контактов, включает в свой состав несколько основных элементов. Это кнопочный пост, контактор и тепловое реле, объединяющие все узлы, которые были рассмотрены выше. В контакторе магнитного пускателя располагаются три основные системы контактов, позволяющие включать прибор в трехфазную сеть. Здесь же установлен блок контактов, насчитывающий от 1 до 5 единиц.

Для изменения направления вращения ротора в асинхронном двигателе используется реверсивный магнитный пускатель. Процесс изменения производится с помощью двух контакторов, включающихся по очереди. При одновременном включении контакторов может произойти короткое замыкание. Во избежание подобных ситуаций, в электромагнитном пускателе устанавливается специальная блокировка.

electric-220.ru

📌 Магнитный пускатель — это… 🎓 Что такое Магнитный пускатель?

        электрический аппарат низкого напряжения, предназначенный для дистанционного управления (пуска, остановки, изменения направления) и защиты асинхронных электродвигателей малой и средней мощности с короткозамкнутым ротором. Существуют М. п. нереверсивные и реверсивные; выпускаются также спец. М. п. для переключения обмоток многоскоростных электроприводов. М. п. состоят из Контактора, кнопочного поста и теплового реле. Контактор М. п., как правило, имеет 3 главные контактные системы (для включения в трёхфазную сеть) и от 1 до 5 блок-контактов. На рисунке представлена схема нереверсивного М. п. переменного тока. При нажатии кнопки «пуск» на обмотку контактора ОР подаётся напряжение, контактор срабатывает, замыкая главные контакты ГК и блок-контакты БК; БК шунтируют контакты нажатой кнопки, что позволяет отпустить её после запуска двигателя.

С нажатием кнопки «стоп» цепь питания ОР разрывается и ГК размыкаются. При резком возрастании силы потребляемого тока вследствие перегрузки или неисправности электродвигателя срабатывает тепловое реле ТР и размыкает контакты КТР, включенные в цепь питания ОР. Номинальный ток срабатывания ТР от 0,2 до 200 а. Реверсивные М. п. оборудованы двумя контакторами, сблокированными между собой механически и электрически, при этом во включенном положении может находиться лишь один из контакторов. При поочерёдном включении контакторов переключаются фазы питания и направление вращения электродвигателя изменяется. М. п. общего применения изготовляются на напряжения переменного тока 127, 220, 380 и 500 в; номинальный ток через силовые контакты от 6 до 400 а, номинальный ток блок-контактов 6—10 а. При нормальном режиме работы М. п. допускают 3—5 (иногда до 10) млн. циклов включение — выключение. М. п. могут работать с частотой 150—1200 вкл/ч, а М. п. малой мощности — с частотой до 3000 вкл/ч. Выпускаются М. п. в обыкновенном, защищенном и взрывобезопасном исполнении.

         Лит.: Бабиков М. А., Электрические аппараты, ч. 2, М., 1956; Чунихин А. А., Электрические аппараты, М., 1967

         В. К. Иванов.

        Схема нереверсивного магнитного пускателя: ГК — главные контакты; КТР — контакты теплового реле; ОР — обмотка контактора; ТР — тепловое реле; БК — блок-контакты; КП — кнопочный пульт; ЭД — электродвигатель.

dic.academic.ru

Магнитные пускатели назначение устройство принцип действия

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.

Устройство и принцип действия магнитного пускателя

Если рассматривать магнитный пускатель с чисто конструктивных позиций, то это прибор, в состав которого входят два вида контактов: стационарные и подвижные. При замыкании контактов производится запуск электродвигателя, при размыкании его остановка. Но должна быть определенная сила, которая бы толкала контакты друг к другу, тем более между ними установлены пружины, которые не дают контактам прижаться друг к другу. Такая сила есть, это сила магнитного поля. Итак, давайте подробнее рассмотрим, что собой представляет магнитный пускатель (устройство и принцип действия).

Устройство магнитного пускателя

Частично об устройстве этого прибора было сказано выше. Осталась лишь электромагнитная его часть. Правда, необходимо отметить, что сам прибор разделен на две части: подвижная и стационарная. Так вот в качестве подвижной части используется якорь, который перемещается корпусе пускателя по специальным полозьям. Если руками надавить на якорь, то он должен войти внутрь корпуса, при этом сомкнув контакты. Отпустив якорь, пружины разомкнут контакты и приведут сам якорь в первоначальное положение. Именно так производится проверка данного прибора.

Когда магнитный пускатель подключается к электрической цепи (схеме), то в нем появляется электродвижущая сила за счет появления внутри магнитного поля. Как это поле образуется, и за счет чего?

Внутри корпуса пускателя установлена катушка с намотанной на нее медной проволокой. Эта катушка подключена к питающей линии электрического тока. Именно в ней и образуется магнитное поле. Чтобы улучшить прохождение магнитного потока, в пускатель установлен магнитопровод, изготовленный из стали. Этот элемент состоит из двух частей: одна подвижная и является частью якоря, другая стационарная (она закреплена к нижней части пускателя). Устройство не самое простое, но и не очень сложное.

Как работает магнитный пускатель

Принцип работы магнитного пускателя достаточно прост. Если через катушку ток не проходит, то магнитного поля в ней нет. А, значит, пружины своею силой отталкивают подвижные контакты. Как только напряжение подается на катушку, внутри нее создаются магнитные потоки, притягивающие якорь к неподвижной части магнитопровода. При этом пружины сжимаются, а контакты соединяются. Кстати, два соединенные между собой части магнитопровода обладают минимальным магнитным сопротивлением.

Правда, это сопротивление может и возрасти, потому что в процессе эксплуатации детали магнитного пускателя изнашиваются и покрываются коррозийной пленкой. Особенно это относится к пружинам и магнитопроводу. Необходимо добавить, что существуют определенные требования к якорю конструкции. У него должны быть две лимитированные позиции:

  • Нижняя, когда якорь прижимает контакты друг к другу, в данном случае прижим должен быть плотным без минимальных зазоров. Если прижим будет неплотным, то это становится причиной подгорания контактов, а далее и подгоранию проводов соединения.
  • Верхнее, когда пружины восстанавливают свое первоначальное положение, то есть, это максимальный развод контактов друг от друга.

Что касается самих контактов, то они предназначены для долгосрочной эксплуатации. Поэтому изготавливают их из меди и покрывают сплавом, в состав которого входит серебро. Обязательно учитывается определенный запас прочности. К тому же большое значение уделяется форме элементов, она должна обеспечит максимальный контакт плоскостей.

Обычно в трехфазных сетях используются пускатели, в состав которых входят несколько разновидностей контактов: силовые (их три) и управляющие (дополнительные – их может быть несколько штук). Назначение последних – замыкать или размыкать сеть. При этом форма контакта – точка при сжатом положении. Поэтому у таких элементов неподвижная часть изготавливается в виде плоскости, а подвижная в виде сферы. Силовые считаются самыми ответственными, поэтому их плоскость контакта не точка, а линия. Поэтому их подвижная часть изготавливается или в форме призмы, или в форме цилиндра, а неподвижная или в форме цилиндра, или в форме плоскости.

Есть сегодня мнение, что в современных магнитных пускателях установлены особенные контакты, которые имеют продолжительный срок службы. То есть, можно реже их проверять и чистить. Не стоит верить слухам, обслуживание прибора должно строго проводится по ППР. Даже самые навороченные контакты подгорают. Конечно, существует для этого несколько причин:

  • условия, в которых прибор эксплуатируется;
  • нагрузка;
  • частота коммутаций.

Все эти причины по-разному влияют на пускатель, многое зависит от марки. Но в любом случае контакты необходимо чистить спиртом. Если нагар имеет большой слой, то можно воспользоваться инструментом, который обычно электрики делают своими руками. Это пластина из прочного металла, обычно из ножовочного. Такая пластина называется воронило.

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

  • Трехфазный генератор – принцип работы и его устройство

    В названии этого электротехнического устройства для электроустановок 0,4 кВ заложено сразу два принципиальных действия:

    1. срабатывание в качестве электромагнита от прохождения электрического тока по обмотке катушки;

    2. запуск в работу электродвигателя силовыми контактами.

    Конструктивно любой магнитный пускатель состоит из стационарно закрепленной части и подвижного якоря, перемещающегося по полозьям. Он выделен на картинке синим цветом.

    Как работает электромагнитная система

    Очень упрощенно пускатель можно представить как одну кнопку, на корпусе которой расположены клеммы с подключенными силовыми цепями и стационарными контактами. На подвижной части смонтирован контактный мостик. Его назначение:

    1. обеспечение двойного разрыва силовой цепи для отключения питания электродвигателя;

    2. надежное электрическое соединение приходящего и отходящего проводов при включении схемы в работу.

    При ручном надавливании на якорь хорошо ощущается усилие сжатия встроенных пружин, которое необходимо преодолеть магнитным силам. При отпускании якоря эти пружины отбрасывают контакты в отключенное положение.

    Такой способ ручного управления пускателем при работе схемы не используется, его применяют при проверках. В процессе эксплуатации пускатели управляются только дистанционно за счет действия электромагнитных полей.

    С этой целью внутри корпуса размещена обмотка катушки с намотанными на нее витками. Она подключается к источнику напряжения. При пропускании тока через витки вокруг катушки создается магнитный поток. Для улучшения его прохождения создан шихтованный стальной магнитопровод, разрезанный на две части:

    стационарно закрепленную в корпусе устройства нижнюю половину;

    подвижную, входящую в состав якоря.

    В обесточенном состоянии обмотки магнитного поля вокруг катушки нет, якорь отбрасывается энергией пружин от стационарной части вверх. Под действием магнитных сил, возникающих после прохождения электрического тока по обмотке, якорь двигается вниз.

    Притянутая к неподвижной части магнитопровода его подвижная половинка создает в комплексе единую конструкцию, обладающую минимальным магнитным сопротивлением. На его величину при эксплуатации влияют:

    нарушения наладочных регулировок;

    коррозия стальных частей магнитопровода и его крепления;

    техническое состояние пружин, их усталость;

    дефекты короткозамкнутого витка магнитопровода.

    Перемещение якоря внутри корпуса лимитируется двумя пограничными значениями. В нижнем притянутом положении должен быть создан надежный ужим контактной системы. Его ослабления ведут к подгоранию контактов, повышению величины переходного электрического сопротивления, излишнему нагреву и последующему отгоранию проводов.

    Возрастание магнитного сопротивления магнитопровода по любой причине проявляется увеличением шума из-за появления вибраций, которые приводят к ослаблению ужима контактной системы и в итоге к отказам в работе магнитного пускателя.

    Как работает система силовых контактов

    Конструктивно силовые контакты созданы для надежной и длительной эксплуатации. Для этого они:

    выполнены из сплавов технического серебра, нанесенных специальными методами на медные перемычки;

    созданы с запасом прочности;

    изготовлены в форме, обеспечивающей максимальный электрический контакт при включении и хорошо выдерживающие электрическую дугу, возникающую при разрыве нагрузки.

    В трехфазных схемах используются магнитные пускатели с тремя силовыми и несколькими дополнительными контактами, повторяющими положение якоря и используемыми в цепях управления двигателем. Все они рисуются на схемах в положении, соответствующем отсутствию тока в катушке и разжатому состоянию пружин.

    Управляющие контакты при срабатывании пускателя замыкают (называют «замыкающими») или, наоборот, размыкают цепь. Они в притянутом положении создают площадку в виде точки. Для этого стационарную часть изготавливают плоскостью или сферой (в ответственных узлах), а подвижную — сферой.

    Силовые контакты более ответственны, должны выдерживать повышенные нагрузки. Их изготавливают для создания контактной линии, состоящей из множества точек. С этой целью стационарная часть выполняется плоскостью или цилиндром, а подвижная — только цилиндром.

    Магнитные пускатели, выпускаемые отечественными производителями, классифицируют по возможностям работы с нагрузками разных мощностей на 7 групп и обозначают по возрастающему значению от нулевой величины с током коммутации до 6,3 ампера включительно и до шестой — (160 А).

    Выпускаемые зарубежными производителями пускатели классифицируются по другим критериям.

    Электрики, занимающиеся обслуживанием магнитных пускателей и осуществляющие надзор за их работой, обязаны контролировать качество прилегания контактных площадок и их чистоту. Существующее мнение, что “у современных пускателей контакты сделаны надежно и их можно не осматривать” не совсем правильное.

    Чистота контактов зависит от многих факторов, включая:

    условия окружающей среды.

    Все они проявляются по-разному на каждом конкретном устройстве. Поэтому за ними необходимо периодически наблюдать и при первых признаках загрязнения отмывать спиртом. Когда же его нет для выполнения подобных работ, то пользуются обыкновенным школьным ластиком, который, отчищая металл, оставляет на внешней поверхности свои крошки, обладающие диэлектрическими свойствами.

    Их удаляют протиркой поверхностей тонкими высушенными деревянными палочками из не смолистых сортов деревьев. Лучше всего для этих целей подходят:

    Твердые породы древесины при протирке контактов дополнительно полируют обрабатываемые поверхности.

    Незначительные выгорания контактных поверхностей убирают самодельными «воронилами». Так на языке электриков называют плоские отрезки прочных металлических пластин (обычно их изготавливают из сломанных ножовочных полотен по металлу), поверхность которых слегка обработана самым мелким наждаком.

    Такой инструмент позволяет снимать очень тонкий слой прогоревшего металла и привести контакты в рабочее состояние, сохранить их первоначальную форму. Пользоваться мелкой наждачной бумагой и надфилями для подобных целей нельзя. Можно быстро нарушить сформированную контактную линию. “Наждачка” к тому же засоряет обрабатываемую поверхность абразивными крошками.

    Схемы включения электродвигателей магнитными пускателями

    Самое простое управление

    Такое подключение двигателя можно выполнить по нижеприведенной картинке.

    Трехфазное питание ≈380 через силовые контакты К1-с подводится на электродвигатель, температура обмоток которого контролируется тепловым реле kt. Система управления питается от любой фазы и нуля. Вполне допустимо заменить рабочий ноль контуром заземления.

    В целях повышения электробезопасности применяют разделительный или понижающий трансформатор ТР1. Его вторичную обмотку заземлять нельзя.

    Простейший предохранитель FU защищает схему управления от возможных коротких замыканий. При нажатии оператором на кнопку «Пуск» в цепи управления создается цепь для протекания тока через обмотку пускателя К1, который одновременно замыкает свои силовые контакты К1-с. Сколько времени рабочий жмет на кнопку, столько двигатель и работает. Для удобства человека такие кнопки монтируют курковым механизмом.

    Работающий электродвигатель при нажатой кнопке может быть выключен:

    снятием питания на распределительном силовом щите;

    нажатием кнопки «Стоп»;

    работой теплового реле kt при перегреве двигателя;

    Подобные схемы применяют там, где по условиям технологии требуется держать руки постоянно на оборудовании и не отвлекаться от производственного процесса. Примером может служить работа с прессом.

    Схема с удержанием кнопки контактом пускателя

    Добавление в рассмотренную схему всего одного замыкающего контакта пускателя К1-у позволяет ставить кнопку «Пуск» на блокировку этим дополнением и избавляет от ее постоянного нажатия. В остальном схема полностью повторяет предыдущий алгоритм.

    Многие привода станков требуют при работе изменять направление вращения ротора двигателя. Делается это сменой фаз чередования силовой цепи — переключением мест подключения двух любых обмоток на отключенном двигателе. На нижеприведенной картинке меняются местами обмотки фаз «В» и «С». Фаза «А» не меняется.

    В схему включены уже два магнитных пускателя №1 и №2. Двигатель может вращаться только от одного из них по часовой стрелке или в обратном направлении. Для этого в цепочку управления каждой обмотки К1 и К2 введен размыкающий контакт управления пускателя противоположного вращения. Он блокирует одновременное подключение обоих пускателей.

    Для смены направления вращения двигателя оператору необходимо:

    нажать кнопку «Стоп». Образованный ей разрыв размыкает цепь управления и прерывает прохождение тока через работающий пускатель. При этом пружины откидывают якорь, а силовые контакты отключают напряжение питание с электродвигателя;

    дождаться остановки вращения ротора и нажать кнопку «Пуск» очередного пускателя. Ток потечет через его катушку, кнопка встанет на удержание замыкающим контактом, а цепь обмотки пускателя обратного вращения разорвется размыкающим контактом.

    Конструктивные особенности различных моделей

    Если раньше магнитные пускатели снабжались силовыми контактами и одним—двумя их повторителями положения на замыкание или размыкание, то современным моделям придают дополнительные конструктивные элементы, за счет которых они обладают бо́льшим количеством возможностей.

    Например, комплектные изделия ведущих производителей позволяют выполнять различные функции управления трехфазными электродвигателями, включая реверсирование за счет встраивания в пускатель дополнительного оборудования. Потребителю остается только подключить к приобретенному модулю электродвигатель и провода питания, а сама схема уже смонтирована и налажена под определенные нагрузки.

    Перспективным техническим решением считается схема, позволяющая:

    раскручивать ротор двигателя до номинальной скорости за счет подключения его обмоток по схеме «звезда»;

    включать под нагрузку при переключении на «треугольник».

    Корпуса магнитных пускателей могут быть открытыми либо защищены от проникновения пыли и/или влаги специальной оболочкой с уплотнениями.

    Отдельные современные модели небольших мощностей крепятся на DIN-рейку .

    У мощных магнитных пускателей может быть установлена система гашения дуги, возникающая при отключении тока силовыми контактами.

    Электрик Инфо – электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

    Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

    Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Источники: http://fazaa.ru/proizvodstvo/magnitnye-puskateli-ustrojstvo-i-naznachenie.html, http://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/datchyk/magnitnyj-puskatel-ustrojstvo-i-princip-dejstviya.html, http://electrik.info/main/school/987-ustroystvo-i-principy-raboty-magnitnogo-puskatelya.html

  • electricremont.ru

    Магнитные пускатели: применение и характеристики


    Современные электротехнические приспособления, такие как магнитный пускатель и контактор, представляют собой коммутационные устройства, которые служат для дистанционного включения и выключения стационарных электрических установок.


    Понятия «пускатель» и «контактор» на самом деле подразумевают собой одно и то же устройство. Условно считается, что первый представляет собой полностью законченный комбинированный аппарат, оборудованный контактором, тепловым реле и дополнительной контактной группой, а второй — непосредственно блок с определенным количеством силовых контактов.


    Области применения магнитных пускателей


    Наличие контактов в магнитном пускателе позволяет управлять любым типом нагрузки в электросети. Применяются такие устройства преимущественно в трехфазных сетях, но образцы 0-2 величины используются также в бытовых сетях, где напряжение составляет 220 В. Они позволяют осуществлять запуск маломощных двигателей.


    Контакторы и аксессуары CHINT: chint-electric.ru/kontaktory


    Конструкция магнитного пускателя


    Магнитные пускатели конструктивно могут быть трех- и четырехполюсными. Соответственно у них 3 и 4 основных контакта. Четвертый контакт выступает в качестве нормально-открытого блок-контакта, блокирующего цепи управления.


     


    Внутри корпуса пускателя размещена электромагнитная система, включающая в себя неподвижную Ш-образную часть сердечника и обмотку, намотанную на катушку. Сердечник набран из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. Подвижная часть сердечника (якорь) соединена с пластмассовой траверсой, на которой смонтированы контактные мостики с подвижными контактами. Плавность замыкания контактов и необходимое усилие нажатия обеспечиваются контактными пружинами. Неподвижные контакты припаяны к контактным пластинам, снабженным винтовыми зажимами для присоединения проводов внешней цепи. Кроме главных контактов, пускатели имеют дополнительные контакты, расположенные на боковых поверхностях аппарата. Главные контакты закрыты крышкой, защищающей их от загрязнения, случайных прикосновений и междуфазных замыканий.


    Принцип действия пускателя заключается в следующем: при включении пускателя по катушке проходит электрический ток, сердечник намагничивается и притягивает якорь, при этом главные контакты замыкаются, по главной цепи протекает ток. При отключении пускателя катушка обесточивается, под действием возвратной пружины якорь возвращается в исходное положение, главные контакты размыкаются.


    С помощью магнитного пускателя можно осуществлять контроль над любой нагрузкой, поскольку этот аппарат способен создавать коммутации с большой частотой. Здесь нужно учесть только одно ограничение, а именно нагрузку, или номинальный ток, который могут поддерживать силовые контакты. За счет контакторов можно запускать и прекращать работу электродвигателей, а также реверсировать их рабочие движения.


    Защитные функции магнитного пускателя


    Современные магнитные пускатели обеспечивают защиту электродвигателя от ряда таких неприятностей:


    • пропадания фаз

    • длительных перегрузок

    • уменьшения показателей пусковых токов.


    Стоит отметить, что защиту от длительной перегрузки позволяет осуществить тепловое реле.


    В трехфазном двигателе согласно наблюдениям при наличии симметричной нагрузки и отсутствии одной из питающих фаз мгновенно возникают неисправности, которые выводят его из строя. Если по определенной схеме установить всего два магнитных пускателя, то можно обеспечить защиту от возникновения неполнофазного режима.


    При запуске электрического трехфазного двигателя входной пусковой ток может в несколько раз превышать его номинально допустимое значение для выполнения нормальной работы. Если подобная ситуация будет возникать довольно часто, то могут возникать различные неприятные последствия, например, перегрев обмотки, и, как результат, сложная поломка. Таких ситуаций можно полностью избежать при помощи магнитного пускателя, поэтому в пользе этих незаменимых устройств можно ничуть не сомневаться.


    Контакторы и аксессуары CHINT: chint-electric.ru/kontaktory

    chint-electric.ru

    Электромагнитный пускатель: типы, устройство, характеристики

    Электромагнитный пускатель (магнитный пускатель) – автоматическое устройство коммутации обмоток, как правило, асинхронного двигателя. Пускозащитное реле холодильника допустимо отнести к указанному классу устройств.

    Необходимость применения

    К 60-му году XX века 40% электроэнергии в стране потреблялось асинхронным двигателями. Класс устройств рассчитан так, в период эксплуатации требуется регулировка. Это сопротивления в цепях короткозамкнутого ротора (реостаты), пусковые обмотки однофазных моторов, реверс и прочее. В результате использование принципа индукции, открытого Араго и Фуко, оказывается затруднительным без средств автоматизации.

    Неудивительно, что объем производства электромагнитных пускателей велик. За удачно подобранный материал следует поблагодарить Ермолаева Н.Н. и группу людей, задумавших выпустить серию Библиотека электромонтёра. Качественное изложение материала оценивайте по достоинству.

    Краткая классификация и маркировка

    Ввиду существующего разнообразия возможно приводить множество критерием для деления на группы, укажем лишь общие:

    1. По функциональности: реверсивные и нереверсивные.
    2. Номинальное напряжение внутренних агрегатов.
    3. По мощности подключаемой нагрузки.
    4. По корпусному исполнению: открытые и закрытые.
    5. По числу полюсов, контактов, дополнительных узлов блок-контактов.

    Маркировка электромагнитных пускателей типична:

    1. Фирменный знак либо наименование производителя.
    2. Тип.
    3. Рабочий вольтаж защищаемого оборудования.
    4. Потребляемый ток защищаемого оборудования.
    5. Категория применения.
    6. Электрические параметры внутренней цепи управления (реле).
    7. Защита корпуса по IP, за исключением полного отсутствия (IP00). Масса для устройств, весящих более 10 кг. Допускается пункт указывать в документации и не наносить на корпус.
    8. Дата производства.
    9. ГОСТ или ТУ, в соответствии с которыми изготовлен электромагнитный пускатель. Допускается пункт не указывать на корпусе, а поместить в документацию.

    Отдельно маркируется электромагнитная катушка реле пускателя. Здесь дублируются сведения о токе, напряжении, частоте питания, чтобы облегчить ремонт оборудования и частичную замену. Диаметр провода, марка и число витков необходимы намотчику для полной и правильной реконструкции индуктивности. Если катушка слишком мала, маркировка включает лишь электрические параметры. Прочее опытный намотчик способен определить самостоятельно.

    Устройство

    Электромагнитный пускатель призван соответствовать двигателю, в паре с которым работает. Составными частями оборудования считаются контактор и пусковое реле. Иногда в состав добавляется тепловая защита на основе биметаллических пластин. Контактор становится исполнительной частью и представляет электромагнитное реле. Различают открытое (бескорпусное) и закрытое (корпусное) исполнения пускателя. Отдельные изделия по условиям применения заключаются во взрывобезопасные оболочки.

    Неподвижная часть образована обмоткой. Подвижный якорь из ферромагнитного сплава служит непосредственно для замыкания контактов. С первого взгляда конструкция кажется ущербной, но вспомним, что сэр Джозеф Генри в 1831 году поднимал почти тонну с электромагнитом, питавшегося от вольтова столба. Выходит, скорость подобной конструкции трудновообразима. Упомянутый учёный 1837 годом обсуждал новинку с Витстоном, и мало что изменилось:

    1. Якорь бывает прямоходовым (Генри).
    2. Якорь — поворотный (Витстон, Шиллинг, Ампер).

    Подвижные контакты снабжаются пружинным механизмом, ускоряющим срабатывание, связь их с якорем не всегда жёсткая. В дополнение конструкция содержит замок-защёлку. Реле бывают нормально замкнутыми, нормально разомкнутыми. Пускали чаще относятся к последнему семейству электромеханических устройств.

    Часть магнитных пускателей управляется дистанционно, будучи автоматизированными, иные содержат элементы управления на корпусе. Часто управляющие сигналы передаются через промежуточные реле. Итак, контактор считается исполнительным устройством, в обязательном порядке включаемым в состав рассматриваемого оборудования.

    Тепловое реле порой отсутствует. Его назначение в отключении нагрузки, если потребляемый ток слишком велик. Биметаллическая пластина влияет на общее пропускание устройством носителей заряда. Контактором обычно не управляет, демонстрируя собственную цепь, включённую последовательно. В этом заложен глубокий смысл: двигатель включается часто, а защита срабатывает редко. Поэтому требования к размыкателям цепи различаются. Если биметаллическое реле заискрит, это случается редко и большой роли не играет.

    Чувствительная пластина одним концом иногда приварена к токонесущей части цепи, образуя вечное соединение. Материалы для пускателей берутся унифицированные:

    • Железно-никелевый сплав (от 36 о 40% содержания никеля) имеет низкий коэффициент температурного расширения.
    • Второй элемент сплав либо чистый металл: латунь, медь, сталь и пр.

    Биметалл либо служит цепью работы двигателя непосредственно, либо подогревается специальной спиралью, куда ответвляется часть тока. Главное, чтобы правильно оказались рассчитаны тепловые режимы. В обоих случаях используется закон Джоуля-Ленца, описывающий нагрев проводников под действием протекающего электрического тока. Сопротивлением служит либо биметаллическая пластина непосредственно (прямой подогрев), либо металл спиралевидного нагревателя (косвенный нагрев). При достижении температурой некоего порога происходит щелчком срабатывание защиты. Биметаллическая пластина изгибается и рвёт контакт.

    Встречаются реле, где нагрев смешанный — используются одновременно оба способа контроля температуры. Контакт защиты иногда усилен пружиной для подавления искрения и горения дуги. Тепловое реле обычно контролирует только две фазы из трёх в цепях с напряжением 380 В. Пусковое реле порой содержит лишь две пары контактов.

    Реверс

    Из сказанного выше следует, что далеко не каждый электромагнитный пускатель обеспечивает реверс. Изменение направления вращения вала осуществляется добавлением дополнительного контактора в устройство. Фактически производится коммутация фаз для изменения направления вращения магнитного поля внутри статора. Специальная механическая блокировка исключает одновременное включение контакторов, что немедленно привело бы в сетях 380 В к линейному (межфазному) короткому замыканию. Не разрешается на пульте одновременно нажимать кнопки «вперёд» и «назад».

    Реверсионный пускатель

    Иногда блокировка выполняется электрически: один контактор запитывается через дополнительные, нормально замкнутые контакты второго.

    Технические характеристики

    1. Износоустойчивость в первую очередь определяется механической стойкостью контактов. Если посмотреть характеристики любого электромагнитного реле, легко заметить, что срок эксплуатации даётся двух типов. Действительно, второй характеристикой служит электрическая износоустойчивость характеризует успешность противостояния устройства горящей дуге.
    2. Коммутационная способность определяет, какой максимальный ток способен выключить или включить реле, чтобы не нарушились заявленные характеристики по износоустойчивости. Пример: большинство людей способно поднять на бицепс 8 кг 10 раз. Превышение над восемью килограммами станет выходом за пределы коммутационной способности, если 10 повторений выполнить не удаётся.
    3. Чёткость срабатывания показывает, насколько плавно движутся контакты. Если ход замирает в конкретной точке, образовавшаяся дуга сварит группу, прибор мгновенно придёт в негодность. Плавность хода прямо влияет на электрическую износоустойчивость и косвенно на механическую, определяя и коммутационную способность. Указанная характеристика считается базовой, определяющей прочие параметры электромагнитного пускателя.
    4. Потребляемая мощность расходуется на переключение и работу теплового реле.
    5. Параметры тепловой защиты оберегают обмотки двигателя от эксплуатации в напряжённых температурных режимах. Эта мера призвана продлить жизнь оборудования и не допустить выхода из строя от перегрева.

    Износоустойчивость

    Частота включений и отключений достигает сотен и тысяч операций в час (максимальная скорость признаётся важной характеристикой). Срок эксплуатации иногда заменяется числом срабатываний. Износоустойчивость важна, починка или замена деталей в процессе эксплуатации практически невозможны. Обычно она составляет единицы миллионов циклов. Но электрическая износоустойчивость на порядок (предположим, в 5 раз) ниже механической.

    Хорошим считается электромагнитный пускатель, выдерживающий 10 млн. срабатываний. Цифра выбирается наименьшей из двух приведённых в характеристиках. При необходимости уточняется возможность замены электрических контактов. Большинство современных (на 2016 год) изделий удовлетворяют требованию. Сказанное свидетельствует, что важнее в пускателе погасить дугу, нежели улучшить механическую часть, которая редко служит причиной выхода изделия из строя.

    Для ориентации на срок действия изделия литература (Ермолаев Н.Н. Магнитные пускатели переменного тока) приводит расчёт:

    «Устройство с 10 млн. рабочих циклов продержится 5 лет в указанных условиях:

    • Две полные рабочие смены – 16 часов в день;
    • 300 переключений в час: средний режим напряжённости».

    На рынке продаются устройства с лимитом в 2 млн., следовательно, возможно оценить ориентировочно по приведённому расчёту, подходит ли выбор имеющимся условиям. На долговечность механической части влияют:

    1. Якорь магнитной системы изнашивается, пакет распушается, разрываются заклёпки, рвутся короткозамкнутые витки.
    2. Трущиеся поверхности подвергаются повышенному риску.

    На электрическую износостойкость влияют условия горения дуги. Как указано выше, эта значительно уступает механической, часто предусматривается возможность замены контактов. Электрическая износоустойчивость зависит от напряжения в сети и типа нагрузки, что влияет на условия возникновения дуги. Асинхронные двигатели потребляют крайне большой ток при пуске. Дуга растёт с увеличением мощности. Исследования показали, что износ контактов пропорционален квадрату величины электрического тока, потому режим включения считается самым напряжённым.

    В итоге разница ущерба при пуске до 3-4 раз превышает урон при останове двигателя. Губительным считается режим подпрыгивания, когда контактор совершает ряд затухающих по амплитуде скачков в результате удара. Ситуация осложняется, когда выше масса подвижной части, больше скорость движения и меньше сила прижатия.

    Дуга при отключении двигателя гаснет в момент перехода напряжения через нуль. Обычно это наступает быстро, при частоте сети 50 Гц подобная ситуация возникает 100 раз в секунду. Останов мало влияет в конечном итоге на результат мероприятий по защите реле и не требует отдельных и специальных мер. Хорошей электрической прочность обладают контакты из серебра:

    1. Контакты из серебра хорошо держат сравнительно малый переменный ток.
    2. Металлокерамические контакты (композиция оксидов и серебра) прекрасно работает с высокими токами.

    Коммутационная способность

    По требованиям нормативных актов пускатель обязан выдерживать токи, указанные в таблице 6 ГОСТ 12434-83. Согласно категории пускателя отношение коммутируемого максимального тока к рабочему различается, типично составляет не менее 6. В общем случае термин трактуется, к примеру, как способность переключить ток, в 7 раз превышающий рабочий, 50 раз подряд и неизменно остаться в работоспособном состоянии. Напряжение предполагается номинальным, а косинус угла сдвига фаз (см. Реактивная мощность) равным 0,3.

    На коммутационную способность прямо влияет конструкция дугогасительной камеры и любые меры, предпринятые в описанном направлении. Частичное влияние оказывает форма контактов. Коммутационная способность тесно связана с электрической износоустойчивостью, от характера движения контактов зависит долговечность изделия и максимальный коммутируемый ток.

    Чёткость срабатывания

    На графике, представленном ниже, показаны характеристики движения якоря магнитного пускателя с двумя пружинами: контактной и возвратной. Противодействие показано на графике 1. Это усилие, возникающее в конкретной координате движения контактной группы. Совпадает с усилием возврата прямоходного якоря. Пружины нужны, чтобы по возможности быстро разорвать контакт, обеспечивая быстрое и качественное гашение дуги за счёт повышения сопротивления зазора, снижения плотности разницы потенциалов и увеличения длины горения. Предполагается, что реле электромагнитного пускателя в нормальном состоянии разомкнуто.

    Характеристики движения якоря

    Прочие линии показывают тяговое усилие электромагнита при прямом (2, 3) и обратном (4, 5) ходе якоря. Хорошо видно, что линии 3 и 4 пересекают график противодействующего усилия. При прямом ходе на замыкание контактов, в некоторых точках силы электромагнита с трудом хватит на преодоление натяжения пружин. Якорь продолжит двигаться в том числе за счёт инерции. На практике это означает наличие рывка, изменения скорости, что отрицательно влияет на чёткость срабатывания и на механическую и электрическую износоустойчивости изделия. Кривая прямого хода обязана во всех точках оставаться выше линии противодействия. Пусть это не обеспечит постоянной скорости, но поспособствует скорейшему переключению, снижая силу горения дуги.

    На обратном пути усилие электромагнита предвидится ниже линии противодействия. Ток из катушки должен исчезнуть любым путём раньше, нежели начнётся обратный ход под действием пружин. В противном случае контактная группа застрянет на возвратном ходе. Это не продлится долго по человеческим меркам – доли секунды – но сварочный аппарат быстро создаёт шов. Получается, дуга за это время обожжёт контактную группу, уменьшая электрическую износоустойчивость и приводя реле электромагнитного пускателя в негодность. Обмотка конструируется, чтобы ток успевал ослабнуть, а кривая возврата в каждой точке оказывалась ниже линии противодействия.

    Итак, чёткость срабатывания выше у магнитного пускателя с характеристиками 2 и 5. Производители стандартов высчитали, что с учётом допусков на напряжение питания (ГОСТ 13109), составляющих 10% в обе стороны, магнитные пускатели должны чётко срабатывать:

    1. На прямой ход при напряжении не выше 80-85% от номинала.
    2. На обратный ход при напряжении не более 40-50% от номинала.

    Параметры тепловой защиты

    Конструкция и общие принципы действия секции тепловой защиты проиллюстрированы на рисунке. В основе лежит биметаллическая пластина, показана подогревающая нихромовая спираль. Пружинный механизм способен отсутствовать, если ток проходит непосредственно по чувствительной части. Активным, как правило, выбирается единсвтенный металл, расширяющийся при нагреве. Кнопка возврата далеко не всегда включена в конструкцию: пускозащитные реле холодильников не требуют постоянного слежения (очевидный факт).

    Номинальный ток пускателя не является порогом срабатывания биметаллического охранного механизма. В собственных видео А. Земсков тщательно обсуждает свойства автоматов защиты электрической сети квартиры. Принцип их действия аналогичен магнитным пускателям, составные части идентичны. Из таблиц видно, что известен ряд классов автоматов, у каждого характеристики специфичны, но присутствует общая черта (Алексей специально акцентировал её анимированными красными стрелками):

    • Превышение тока на 13% вызывает срабатывание тепловой защиты более, нежели через час появления опасной ситуации.
    • Превышение тока на 45% вызывает срабатывание тепловой защиты менее, чем за час с момента возникновения опасной ситуации.

    Ссылка на видео приведена не зря. А. Земсков прямо говорит, что автоматы серий D и, в меньшей степени, K не годятся для дома. Алексей обронил фразу о мощных асинхронных двигателях. Таким образом, бытовые автоматы защиты серий D и в меньшей степени K возможно считать магнитными пускателями. Собственно, в первом приближении это они и есть, но лишённые пульта управления, возможности реверса и прочих качеств. Впрочем, выше оговорено, что комплектация изделий различается, но магнитный пускатель сохраняет собственную суть.

    Тепловые реле (см. выше) срабатывают за счёт изгибания биметаллической пластины от излишнего нагрева. Процесс подчиняется закону Джоуля-Ленца и протекает с постепенным накоплением тепла. Конструкция инженерами рассчитывается так, чтобы выполнились условия срабатывания. Как указано выше, методов подогрева три, приводят к одинаковому результату – изгибанию биметаллической пластины. Инженер просто выбирает схему, больше уместную в конкретной ситуации.

    В основу защитных качеств положено недопущение работы обмоток двигателя в опасных режимах. Не каждым осознается важность утверждения. Простое повышение температуры вызывает ударное старение изоляции жил, что снижает срок эксплуатации оборудования. Вторым критичным моментом становятся температурные деформации обмоток. В результате силы трения вызывают механическое разрушение проволоки, порчу изоляции. Для ферромагнитных сплавов положительного в постоянном расширении и сжатии нет, накапливается усталость.

    Таблица из книги Ермолаева Н.Н., возможно, чуть устарела, но вполне показывает очевидность указанных доводов, осознанную 50 лет назад. Данные приведены из условия, что электродвигатель эксплуатируется не менее 10000 часов. Уже тогда знали, что время достижения опасного состояния разнится от тока, конструкции двигателя и дополнительных факторов. Так промышленные пускатели отличаются от бытовых автоматов защиты, обсуждаемых А. Земсковым: процентные превышения над рабочим значением для схожего времени срабатывания различаются в зависимости от типа защищаемого оборудования. По причине такой критичности классов автоматов порядка 7, тогда пускозащитное реле двигателя холодильника, как правило, работает с одним-двумя типами компрессора.

    Для оценки адекватности защиты строят графики перегрузочной характеристики двигателя. Линия тепловой защиты в идеале совпадает с этой простенькой кривой. Этим обеспечиваются одновременно сохранность оборудования и максимально напряжённый режим работы. Не возникнет необходимость в ремонте, вдобавок– промышленник способен гонять станки хоть в три смены. Главное – не выйти за защитную кривую.

    Построение графика

    Поскольку идеал недостижим, действительный график реле должен лежать ниже характеристической линии двигателя. Выше неё находятся потенциально опасные режимы, приводящие к последствиям, указанным выше. Повышенный ток наблюдается при заклинивании вала, что признаётся потенциально опасной ситуацией. Пускатели не занимаются регулированием скорости, стоят прочие электрические схемы, выполняющие контроль. Поэтому априорно потребляемый ток не постоянный и иногда превышает номинал. Главное, чтобы по продолжительности событие не превышало интервал, ограниченный графиком.

    Потребляемая мощность

    Реле при работе потребляет мощность. Во-первых, постоянно греется тепловое реле вне зависимости от факта, стоит ли нихромовая спираль или ток проходит по биметаллической пластине. Специалистами подсчитано, что при постоянных темпах роста промышленного потребления на долю пускателей выпадают миллионы кВт-часов энергии. Разумеется, России это пока не грозит, но в развитых странах при существующих требованиях экономии пускатели начнут постоянно совершенствоваться.

    Задача озвучивается следующим образом. Неплохо бы пускатель заключить в изолирующую внешнюю оболочку, экономя энергию и делая нихромовую спираль тоньше (но длиннее), потреблять меньше энергии. Но оказывается, рассчитать сопротивления теплопередаче корпуса не под силу современной науке. Результат работы становится непредсказуем. А когда биметаллическая пластина находится в заведомо оговорённых условиях цеха (где и охраняемый двигатель), срабатывание в нужный момент гарантировано.

    Получается, нихромовая спираль греет рабочих, помещение, иногда улицу. Это не положительный результат. Но расчёт тепловых режимов для корпуса затруднителен. Возможно, в будущем ситуацию исправят микропроцессорным управлением. Как результат, ныне оболочка пускателя выглядит значительно более объёмной, нежели требуют размеры устройства. Это плата за предсказуемость теплового режима реле и ведёт к дополнительным неудобствам и тратам.

    Доходит до того, что пускатель требуют размещать в помещении с ограниченными климатическими условиями, чтобы температура внутри оказывалась стабилизированной (к примеру, 35 градусов Цельсия). Сказанное выше касается теплового реле, но основную часть энергии потребляет электромагнитное (до 60%):

    1. Выделение тепла на омическом сопротивлении катушки.
    2. Потери на короткозамкнутых витках, назначением которых является смягчение вибрации системы контактов при переключении (за счёт наведённой индукции).
    3. Потери в якоре подобные тем, которыми страдают сердечники трансформаторов. Это вихревые токи и перемагничивание.

    Последняя сложность частично устраняется изготовлением якоря из электротехнической стали, но шихтовать его не всегда выглядит лучшей затеей. Изоляционный лак способен не выдержать ударной нагрузки и расколоться. Вдобавок контакты собираются сложными пакетами, механическую прочность непросто обеспечить. Для примера: пускатель трёхфазной сети с мощностью нагрузки до 28 кВт потребляет 80 Вт. Легко сосчитать, что в процентном отношении это составит 0,3%. Учитывая, что годовое потребление страны (РФ) измеряется миллиардами кВт-часов, цифры получаются в пределах миллионов. В переводе на денежное выражение выходит жилая многоэтажка ежегодно. Подобная сумма стоит усилий и дум, как увеличить КПД магнитного пускателя.

    Что касается шихтования, экономически целесообразно применять его для небольших реле со сравнительно слабым электромагнитным полем катушки, когда удар несильный либо амортизирован.

    vashtehnik.ru

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о