Подключение пускателя магнитного. Магнитный пускатель: назначение, устройство, схемы подключения Устройство магнитной кнопки
Пускатель (МЭС 441-14-38) - комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузки.
Электромагнитный пускатель (магнитный пускатель) - пускатель, у которого сила, необходимая для замыкания главных контактов, обеспечивается электромагнитом.
Магнитный пускатель (МП) - самый распространенный электрический аппарат для пуска электрических двигателей. Его основные достоинства: дистанционное управление пусками, простота схем, защита от снижения напряжения и перегрузки, приемлемые массогабаритные параметры, которые можно назвать внешними свойствами, поскольку они в определенной мере влияют на качество всей системы.
Внешние свойства МП постоянно совершенствуются (к примеру, в России недавно была запатентована схема МП с защитой от обрыва фазы сети). Крупные производители, представляющие эту продукцию в России: ОАО «Кашинский завод электроаппаратуры», 000 «Уралэлектроконтактор», ОАО «Новосибирский завод низковольтной аппаратуры», ОАО «Чебоксарский электроаппаратный завод» (Россия), EKFelectrotechnica (Россия), SchneiderElectric (Франция), GeneralElectric (США), Moeller (Германия), АВВ (Германия), Siemens (Германия), Legrand (Франция), ChintGroupCo (Китай) и др..
Магнитные пускатели выбирают в зависимости от условий окружающей среды и схемы управления по:
Номинальному напряжению;
Номинальному току;
Току нагревательного элемента теплового реле;
Напряжению втягивающей катушки.
Uмп ≥ Uн уст; (1.1)
Iмп ≥ Iн уст, (1.2)
где Uмп, Iмп - соответственно номинальные значения напряжения (В) и тока (А) магнитного пускателя;
Uн уст, Iн уст - соответственно номинальные значения напряжения (В) и тока (А) электроустановки.
Тепловые реле проверяют на соответствие их номинального тока 1тр н, номинального тока нагревательного элемента Iнэ, верхнего Iуст max и нижнего Iуст min пределов регулирования тока уставки и выставленного тока уставки Iуст р номинальному току двигателя Iн дв:
Iтр н ≥ Iнэ ≥ Iн дв; (1.3)
Iуст max ≥ Iн дв ≥ Iуст min; (1.4)
Iуст р = Iн дв. (1.5)
Для электродвигателей с малым коэффициентом загрузки и рабочим током Iр дв в целях повышения надежности защиты используют соотношение:
Номинальный фазный ток электродвигателя Iн дв или по принятым в электрических машинах условным обозначениям – I1 ном ф определяют по формуле:
где Р2 ном - номинальная мощность электродвигателя, кВт;
U1л - номинальное линейное напряжение, В;
м - коэффициент полезного действия, о.е.;
cos ф - коэффициент мощности, о.е.
Наиболее общим и распространенным требованием, которое предъявляет потребитель при выборе МП, является величина коммутируемого тока, и по этому параметру МП указанных выше производителей можно разделить на несколько групп:
1) МП с токами (речь идет о предельных значениях токов) до 100 А, и сюда относятся МП серии ПМЛ на токи 10-80 А, серии ПМУ на токи 9-95 А;
2) МП с токами до 400 А, представителями которой являются МП серии ПМА на токи 40-160 А, серии ПМ12 на токи 10-250 А (Россия) и зарубежные магнитные пускатели ChintGroupCo серии NC1 и NC3 на токи 9-370 А;
3) МП с токами до 1000 А, представителями которой являются МП фирмы Moeller серии DIL на токи 20-855 А;
4) МП с токами выше 1000 А, к которым относятся МП GE Power Controls серии CL и CK на токи 25-1250 А и МП ЧЭАЗ-Benedikt на токи 10-1200 А.
Помимо прочего, для коммутации токов от 100 А до 1000 А российские производители предлагают контакторы серии КТ-6000, МК6 и вакуумные контакторы серии КВ1 и КТ12 для общепромышленного использования. В таблице 1.1 представлены показатели МП первой группы, как наиболее массовой.
Для приведенных на рисунке 1.1 МП, относящихся к 1, 2, 3 и 4 группам, соответствующие им показатели представлены в таблице 1.
Рис. 1.1.
Анализ характеристик (см. табл. 1.1) показывает, что все МП имеют практически совпадающие параметры (отличия несущественны). При этом, как правило, при выборе МП ориентируются на два основополагающих показателя: режим работы и мощность нагрузки. Однако при жестких ограничениях на размеры, предпочтение следует отдать МП № 7 и № 5, габариты которых почти в полтора раза меньше, чем у остальных, при прочих равных параметрах.
По мощности, потребляемой катушками при включении, наиболее экономичным является МП № 6, при этом экономия составляет от 13 до 30 %. По общему ресурсу работы предпочтение следует отдать МП № 1, 2, 3, 6. По ориентировочной стоимости лидируют МП № 1 и № 2, так как стоимость остальных МП существенно выше.
Необходимо отметить, что на практике, особенно при использовании МП в системах АСУ, предпочтение отдается импортным аппаратам, т.к. их вспомогательные контакты обеспечивают так называемый «сухой контакт», используемый в устройствах микропроцессорной техники.
Помимо этого, к несомненным преимуществам импортных МП следует отнести:
Исполнение МП с катушками постоянного тока (исключение составляет ОАО «ВНИИР», которое поставляет пускатели ПМ12 с катушками постоянного тока);
Номенклатура МП | |||||||
Мощность двигателя, кВт | |||||||
Мощность, потребляемая катушками при включении, ВА | |||||||
Мощность, потребляемая катушками при удержании, ВА | |||||||
Механическая износостойкость, частота включений в час | |||||||
Общий ресурс, млн. циклов | |||||||
Коммутационная износостойкость, частота включений в час | |||||||
Время срабатывания: замыкание, мс | |||||||
Время срабатывания: размыкание, мс | |||||||
Минимальная вкл. способность: напряжение В,/ток А | |||||||
Габариты, ВхШхЦ мм | |||||||
Масса, кг |
Очень широкий набор не только типовых аксессуаров для МП (вспомогательные контактные блоки, тепловые реле, ограничители перенапряжений), но и всевозможных приспособлений, значительно упрощающих монтаж и обслуживание аппаратов.
Учитывая тот факт, что бесперебойная работа электрического двигателя в значительной степени зависит от надежности МП, заслуживает отдельного рассмотрения такой важный показатель надежности, как коэффициент технической готовности. Этот показатель учитывает не только интенсивность отказов, но и время, требуемое для восстановления работоспособности МП, характеризуя вероятность того, что в нужный момент аппарат сработает, и система выполнит требуемые задачи. Для большинства МП, приведенных в таблице 1.1, производители не указывают в технических характеристиках изделия такие показатели, как среднее время наработки на отказ или частоту отказов. Однако накопленные статистические данные работы указанных выше серий МП позволяют получить следующие осредненные данные по коэффициенту готовности: для МП российского производства № 1, 3, 7 (табл. 1.1) коэффициент готовности равен 0,9905, для МП украинского производства № 2 - 0,9812, а для импортных МП № 4, 5, 6 - 0,9383. Таким образом, на объектах повышенной важности, где требуется высокая надежность, целесообразнее применять МП № 1,3,7.
С учетом исключительно широкого распространения МП большое значение приобретает снижение мощности, потребляемой ими. В электромагнитном пускателе мощность расходуется в электромагните и тепловом реле. Потери в электромагните составляют примерно 60 %, в тепловых реле - 40 %. С целью снижения потерь в электромагните применяется холоднокатаная сталь Э-310. МП серии ПМЛ и ПМ12 обладают коммутационной способностью до 20* 106 операций и частотой включений до 1200 в час (табл. 1.1). Выбор МП осуществляется по номинальному напряжению сети, номинальному напряжению питания катушек и номинальному коммутируемому току электроприемника.
Допускается МП выбирать по «величине пускателя»: 1 величина - 10 А, 4,5 кВт; 2 величина - 25 А, 11 кВт, 3 величина - 40 А, 18 кВт; 4 величина - 63 А, 30 кВт; 5 величина - 100 А, 45 кВт; 6 величина - 160 А, 75 кВт; 7 величина - 250 А, 110 кВт.
Это термин характеризует допустимый ток МП через силовые контакты при напряжении 380 Вольт и в режиме работы пускателя АС-3.
Категории применения МП: АС-1 - нагрузка МП активная или мало индуктивная; АС-3 - режим прямого пуска двигателя с короткозамкнутым ротором, отключение вращающегося двигателя; АС-4 - пуск электродвигателя с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся двигателей, торможение противотоком.
На корпусах МП указываются все необходимые параметры. Это позволяет во время монтажа проверять соответствие монтируемого МП для конкретной схемы. У импортных МП указывается в качестве основного параметра не «величина пускателя», а мощность, на которую в различных условиях рассчитан МП. Чаще это оказывается удобней при выборе нужного МП.
Конструкция многих МП предусматривает возможность быстрого навесного монтажа на них: дополнительных нормально замкнутых или нормально разомкнутых контактов; реле задержек ON или OFF со временем задержки до 160 с; тепловых реле.
Электромагнитные пускатели серии ПМЛ предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжении до 660В переменного тока частотой 50 Гц, а в исполнении с трехполюсными тепловыми реле серии РТЛ - для защиты управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. МП могут комплектоваться ограничителями перенапряжений типа ОПН. При такой комплектации МП пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющим устройством или при тиристорном управлении. Номинальное переменное напряжение включающих катушек: 24, 36, 40, 48, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 500, 660В частоты 50 Гц и 110, 220, 380, 400, 415, 440В частоты 60 Гц. МП типа ПМЛ на токи 10...63 А имеют прямоходовую магнитную систему Ш-образного типа. Контактная система расположена перед магнитной. Подвижная часть электромагнита составляет одно целое с траверсой, в которой предусмотрены подвижные контакты и их пружины. Тепловые реле серии РТЛ подсоединяются непосредственно к корпусам пускателей.
Структура маркировки МП типа ПМЛ.
ПМЛ-Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8:
ПМЛ - серия электромагнитных пускателей;
X1 - величина пускателя по номинальному току;
1 - 10 (16) А; 2- 25 А; 3 - 40 А; 4 - 63 (80) А; 5 - 125 А; 6 - 160 А; 7 - 250 А.
X2 - исполнение МП по назначению и наличию теплового реле:
1- нереверсивный МП без теплового реле;
2- нереверсивный МП с тепловым реле;
5 - реверсивный МП без теплового реле с механической блокировкой для степени защиты IP00, IP20 и с электрической и механической блокировками для степени защиты IP40, IP54;
6 - реверсивный МП с тепловым реле с электрической и механической блокировками;
7 - МП со схемой звезда-треугольник степени защиты IP54 (МП для трехфазного асинхронного двигателя, в пусковом положении которого обмотки статора соединяются звездой, а в рабочем положении - треугольником).
X3 - исполнение МП по степени защиты и наличию кнопок управления и сигнальной лампы:
0 - IP00; 1 - IP54 без кнопок; 2 - IP54 с кнопками «Пуск» и «Стоп»;
3 - IP54 с кнопками «Пуск», «Стоп» и сигнальной лампой (изготавливается только на напряжения 127, 220 и 380 В, 50 Гц);
4 - IP40 без кнопок; 5 - IP40 с кнопками «Пуск» и «Стоп»; 6 - IP20.
X4 - число и вид контактов вспомогательной цепи:
0 - 1з (на ток 10 и 25 А), 1з + 1р (на ток 40 и 63 А), переменный
1 - 1р (на ток 10 и 25 А), переменный ток;
2 - 1з (на ток 10, 25, 40 и 63 А), переменный ток;
5 - 1з (на 10 и 25 А), постоянный ток;
6 - 1р (на ток 10 и 25 А), постоянный ток).
X5 - сейсмостойкое исполнение МП (С);
X6 - исполнение МП с креплением на стандартные рейки Р2-1 и
X7 - климатическое исполнение (О) и категория размещения (2, 4); X8 - исполнение по коммутационной износостойкости (А, Б, В). МП серии ПМЛ (рис. 1.2) состоят из неподвижной части (рис. 1.2, поз. 2), закрепленной в основании, и подвижной части (рис. 1.2, поз. 3) с контактами для коммутации силовой цепи. Управление работой МП осуществляется с помощью электромагнитной катушки
управления (рис. 1.2, поз. 4), расположенной на среднем стержне неподвижной части Ш-образного магнитопровода.
Под воздействием электромагнитного поля втягивающей катушки (рис. 1.2, поз. 4), возникающего при протекании через нее тока, происходит смыкание двух частей магнитопровода (рис. 1.2, поз. 3, 4) с преодолением сопротивления возвратной пружины (рис. 1.2, поз. 9), а также пружин подвижных контактов. При этом контакты смыкаются и происходит коммутация устройства.
Рис. 1.2.
1 - основание из термостойкой пластмассы; 2 - неподвижная часть магнитопровода; 3 - подвижная часть магнитопровода; 4 - электромагнитная катушка управления; 5 - контактные зажимы; 6 - металлическая платформа (для пускателей номиналом свыше 25 А); 7 - траверса с подвижными контактами; 8 - крепежный винт; 9 - возвратная пружина; 10 - алюминиевые кольца; 11 - неподвижный контакт; 12 - зажим с насечкой для фиксации проводника
На МП можно установить 2-контактную или 4-контактную приставку с различным набором размыкающих и замыкающих контактов. Контактные приставки (КП) механически соединяются с МП со стороны входных зажимов (сверху) и фиксируются над траверсой МП. Способ крепления обеспечивает жесткую и надежную связь между КП и МП.
Контактная приставка серии ПКЛ (рис. 1.3) предназначена для увеличения количества вспомогательных контактов в схемах управления электроприводами до 440 В постоянного тока и до 660 В перемен
ного тока частотой 50 и 60 Гц. КП устанавливаются на МП серий ПМЛ-1000.. .ПМЛ-4000 и на промежуточные реле серии РПЛ. Структура условного обозначения КП серии ПКЛ ПКЛ-Х1 Х2 Х3 Х4 4 Х5:
ПКЛ - условное обозначение серии;
Х1 - количество замыкающих контактов (0; 1; 2; 4);
Х2 - количество размыкающих контактов (0; 1; 2; 4);
Х3 - исполнение приставки по степени защиты;
Рис. 1.3
Х4 - климатическое исполнение О, ОМ по ГОСТ 15150-69;
Х5 - исполнение по коммутационной износостойкости в режиме нормальных коммутаций:
A - 3-106 циклов; Б - 1,6-106 циклов.
Реле промежуточные (РП) серии РПЛ (рис. 1.4) предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в стационарных установках, в основном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440 В постоянного тока и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Реле пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании втягивающей катушки ограничителем ОПН или при тиристорном управлении. При необходимости, на РП может быть установлена одна из приставок ПКЛ или ПВЛ. РП исполнения М допускают также установку одной или двух приставок боковых ПКБ. Номинальный ток контактов -16 А.
Структура условного обозначения РП серии РПЛ РПЛ-Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 4 Х6:
РПЛ - условное обозначение серии;
Х1 - исполнение реле по роду тока цепи управления:
1 - с управлением на переменном токе;
Х2 - количество замыкающих контактов;
Х3 - количество размыкающих контактов;
Х4 - исполнение приставки по степени защиты:
М - исполнение со степенью защиты IP20;
Отсутствие буквы означает приставку со степенью защиты IP00;
Рис. 1.4.
Х5 - климатическое исполнение О, ОМ по ГОСТ 15150-69;
Х6 - Исполнение по коммутационной износостойкости в режиме нормальных коммутаций: A - 3⋅10 6 циклов; Б - 1,6⋅10 6 циклов.
Приставка памяти ППЛ-04 превращает РП серии РПЛ в двустабильное. Она состоит из электромагнита и защелки, которая позволяет удерживать контактную систему реле во включенном положении после обесточивания обмотки реле. При подаче напряжения на обмотку приставки памяти происходит освобождение защелки, и РП возвращается в состояние, соответствующее начальному состоянию одностабильного РП.
Приставки выдержки времени пневматические серии ПВЛ (рис. 1.5) или просто «приставка» предназначены для создания выдержки времени при включении или отключении МП. Приставки могут устанавливаться только на реле РП серии РПЛ и на МП серии ПМЛ-1000...ПМЛ-4000.
Приставка устанавливается сверху МП, скользя по направляющим до упора, при этом защелка приставки своими выступами заходит за выступы на корпусе МП. Способ крепления обеспечивает жесткую и надежную связь между приставкой и МП.
Рис. 1.5.
Приставки серии ПВЛ выпускаются: с диапазоном выдержек времени от 0,1 до 15 с, от 0,1 до 30 с, от 10 до 100 с и от 10 до 180 с; со степенью защиты IP00 и IP20, в двух исполнениях по износостойкости: А - 3⋅10 6 циклов; Б - 1,6⋅10 6 циклов.
Для увеличения количества вспомогательных контактов цепи управления МП (при установленной приставке серии ПВЛ) применяется приставка бокового крепления серии ПКБ. Основные характеристики приставок серии ПВЛ приведены в таблице 1.2.
Реле серии РТЛ (далее «реле») предназначены для защиты трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором от токов перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих от асимметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз.
Реле могут крепиться непосредственно к МП серии ПМЛ или устанавливаться индивидуально на рейке или крепиться винтами к панели. Индивидуальная установка реле осуществляется с помощью клеммников типа КРЛ (до 100А).На токи до 93 А используются реле РТЛ-1000, 2000, 2000Д.
Габаритные и установочные размеры реле типа РТЛ-1000 и РТЛ-2000 приведены на рисунке 1.6.
Структура условного обозначения реле серии РТЛ.
РТЛ-Х1 ХХХ2 Х3 Х4 Х5 Х6 4:
РТЛ - буквенное обозначение серии реле;
Х1 - цифра, обозначающая номинальный ток реле:
1 - исполнение на токи до 25А; 2 - исполнение на токи до 93А;
ХХХ2 - цифры, обозначающие диапазон токов уставки (см. табл.1.3);
Х3 - исполнение реле с уменьшенными габаритными размерами:
Д - буква, обозначающая исполнение реле РТЛ-2000 для установки с магнитными пускателями ПМЛ-4160ДМ, ПМЛ-4560ДМ;
К - буква, обозначающая исполнение реле РТЛ-2000 для установки с магнитными пускателями ПМЛ-3000Д;
М - буква, обозначающая исполнение реле со степенью защиты контактных зажимов IP20 по ГОСТ 14255-69;
Х4 - способ возврата реле: 1 - ручной возврат; 2 - самовозврат;
Х5 - класс расцепления: В - класс расцепления 10, отсутствие буквы - класс расцепления 10А;
Х6 - климатическое исполнение О, ОМ по ГОСТ 15150-69;
Допускается эксплуатация реле при встройке в оболочку МП или комплектного устройства для исполнения УХЛ3.
Основные характеристики реле серии РТЛ приведены в таблице 1.3.
Рис. 1.6. а) РТЛ-1000 и в) РТЛ-2000 - для подсоединения к контактору; б) РТЛ-1000 и г) РТЛ-2000 - для индивидуальной установки с клеммником типа КРЛ-1и 2, соответственно
По аналогии с реле серии РТЛ реле электротепловые серий РТЛ-М и РТЛ-М2 (рис. 1.7) предназначены, в первую очередь, для защиты от перегрузки асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и используются совместно с контакторами ПМЛ и ПМЛ-Н в составе МП. Реле изготавливаются в двух габаритах, используемых с соответствующей группой контакторов. Корпус выполнен из термостойкой литьевой пластической массы и состоит из основания и крышки. Конструкция реле - «насыпная» и в основание при сборке закладывают заранее заготовленные функциональные узлы: термобиметаллические пластинчатые нагреватели с приваренными к ним жесткими выводами для подключения к контактору и выходным зажимам, рейку сброса, механизм управления с мостиковыми контактами цепей «вторичной» коммутации.
Номинальный ток пускателя, А | Пределы регулирования тока несрабатывания, А | Номинальное напряжение, В | Мощность потребляемая одним полюсом, Вт | Мощность электродвигателя, кВт при напряжении, В 50 Гц, 60 Гц |
|||||||
РТЛ2061ДМ04 | |||||||||||
РТЛ2063ДМ04 | |||||||||||
Рис. 1.7.
В конструкцию реле заложен механизм ускорения срабатывания при резких перегрузках, что дает возможность практически исключить выход из строя защищаемого электродвигателя при внезапном заклинивании ротора или разрушении подшипников. Все исполнения реле имеют регулирование по току срабатывания, что дает возможность точно выставить уставку под конкретного потребителя (электропривод, технологическая установка и т.д.).
Серия РТЛ-М перекрывает диапазон токов 0,1-80 А и имеет 20 исполнений, несколько проще конструктивно, чем РТЛ-М2, так как не имеет переключателя «Ручной автоматический» (рис. 1.8) возврата в исходное состояние после срабатывания.
Рис. 1.8. : а) – РТЛ 1001- М–РТЛ 2063- М; б) – РТЛ 1001- М2– РТЛ 2065- М2
Серия РТЛ-М2 перекрывает диапазон токов 0,1-93 А и имеет 21 исполнение.
Преимущества реле РТЛ-М и РТЛ-М2:
Реле фиксируются с помощью специального выступа и жестких выводов силового присоединения непосредственно МП;
Серии выполнены в двух габаритах: габарит 1 стыкуется с МП серии ПМЛ на ток до 25 А, габарит 2 - для МП на ток от 40-95А;
Наличие двух групп свободных контактов: 95-96 - на размыкание, 97-98 - на замыкание;
Два режима возврата механизма реле в исходное состояние после остывания термобиметаллических нагревателей: ручной кнопкой «Reset», автоматический;
Наличие механизма ускорения на 40 % срабатывания при больших токах перегрузки или перекосе фаз с элементами термокомпенсации;
Возможность пломбирования реле после настройки под рабочие параметры защищаемого оборудования.
Тепловые реле перегрузки серии РТЛ. У торговой марки Telemecanique компании Schneider Electric разработаны для защиты цепей переменного тока и электродвигателей от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора и могут устанавливаться непосредственно под МП серии ПМУ (рис. 1.9).
Рис. 1.9.
Реле типа: РТЛ1У перекрывают диапазон токов 0,1-25 А и имеет 14 исполнений; РТЛ2У перекрывают диапазон токов 23-40 А и имеет 3 исполнения; РТЛ3У перекрывают диапазон токов 17-104 А и имеет 7 исполнений и РТЛ4У перекрывают диапазон токов 51-630 А и имеет 10 исполнений.
Среднее время срабатывания в зависимости от кратности тока уставки для реле серии РТЛ.У приведено на рисунке 1.10.
Преимущества реле серии РТЛ.У:
Реле имеют встроенную защиту от обрыва или пропадания фазы, заклинивания ротора в виде механической системы «коромысел»;
Реле имеют два режима: ручной (взвод реле по нажатию кнопки) и автоматический (самопроизвольный взвод реле после остывания биметаллических пластин);
В реле есть функция «Тестирование» (имитация срабатывания теплового реле без перегрузки);
Токовые уставки выставляются поворотом диска. Диск закрывается прозрачной крышкой, которая может быть опломбирована;
Реле РТЛ1У-РТЛ3У имеют подвижные контактные выводы, что позволяет легко подключать их к разным типоразмерам МП типа ПМУ09-95 без использования дополнительных инструментов;
Реле РТЛ4У крепится отдельно от контактора. Электрическое соединение осуществляется с помощью проводов.
Рис. 1.10. : 1 - симметричный трехфазный режим из холодного состояния; 2 - симметричный двухфазный режим из холодного состояния; 3 - симметричный трехфазный режим после длительного протекания тока, равного току уставки (горячее состояние); 4 - три фазы из горячего состояния (максимальная уставка); 5 - три фазы из горячего состояния (минимальная уставка)
Для изменения уставок реле серии РТЛ.У необходимо открыть прозрачную крышку (рис. 1.11, поз. 1) над диском регулировки установок. Установить ток уставки в амперах вращением диска (рис. 1.11, поз. 1).
Для изменения режима повторного взвода необходимо предварительно открыть прозрачную крышку и осуществить поворот синего переключателя «СБРОС» (рис. 1.11, поз. 4):
Поворот влево (рис. 1.12, а) - ручной повторный взвод;
Поворот вправо (рис. 1.12, б) - автоматический повторный взвод.
Переключатель «СБРОС» остается в положении автоматического
повторного взвода до принудительного возврата в положение ручного повторного взвода. При закрытии крышки переключатель блокируется. Ручной повторный взвод осуществляется нажатием на синюю кнопку «СБРОС».
Рис. 1.11.
Рис. 1.12.
Функция «Остановка» приводится в действие нажатием красной кнопки «СТОП» (рис. 1.11, поз. 5). Нажатие кнопки «СТОП» (рис. 1.13, а):
Изменяет состояние нормально открытого (НО) контакта;
Не изменяет состояние нормально закрытого (НЗ) контакта. Кнопка «СТОП» может блокироваться U-образной скобой
(рис. 1.13, б). При закрытии крышки устройство блокируется.
Рис. 1.13.
Рис. 1.14.
Функция «Тестирование» приводится в действие нажатием отверткой на красную кнопку «ТЕСТ» (рис. 1.11, поз. 6). Нажатие кнопки «ТЕСТ» (рис. 1.14, а) имитирует срабатывание реле при перегрузке и:
Изменяет положение НО и НЗ контактов;
Изменяет положение (рис. 1.14, б) индикатора срабатывания реле (рис. 1.11, поз. 7).
Тепловые реле перегрузки типа LRD и LR97 серии D торговой марки Telemecanique разработаны для защиты цепей переменного тока и электродвигателей (с номинальным током 0,1-150 А) от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора и могут устанавливаться непосредственно под МП типа LC1: LC - обозначение основного модуля контактора серии Tesys, 1 - нереверсивный контактор.
Реле класса 10А типа: LRD-01-35 (№° по каталогу) перекрывают диапазон токов 0,1-38 А и имеет 16 исполнений; LRD-3322-3365 перекрывают диапазон токов 17-104 А и имеет 8 исполнений; LRD-4365-4369 перекрывают диапазон токов 80-140 А и имеет 3 исполнения.
Комплект для монтажа (рис. 1.15, а, поз.1) предназначен для прямого присоединения НЗ контакта реле LRD (рис. 1.15, а, поз. 2) к МП типа LC1 (рис. 1.15, а, поз. 3).
Клеммный блок (рис. 1.15, б, поз. 1) предназначен для монтажа реле LRD (рис. 1.15, б, поз. 2) на 35 мм рейке или винтового присоединения к монтажной плате (рис. 1.15, б, поз. 3) с посадочным размером 110 мм. Конструкция реле позволяет устанавливать устройство для удаленного отключения или электрического возврата (рис. 1.15, б, поз. 4), а также устройство для удаленного включения или электрического возврата (рис. 1.15, б, поз. 5). Кроме того, на лицевую панель реле можно установить блокировку (рис. 1.15, б, поз. 6) кнопки «Стоп».
С помощью гибких проводников LAD-7305 (рис. 1.15, в, поз. 1) для реле типа LRD (рис. 1.15, в, поз. 2) и LA7-D305 (рис. 1.15, в, поз. 3) для реле LRD-3 (рис. 1.15, в, поз. 4) можно осуществлять удаленное управление функцией «Возврат».
Переходное устройство для механизма блокировки двери (рис. 1.15, г, поз. 1) позволяет осуществлять удаленное управление реле типа LRD (рис. 1.15, г, поз. 2) и LRD-3 (рис. 1.15, г, поз. 3) с помощью рукоятки с пружинным возвратом для кнопки «Стоп» (рис. 1.15, г, поз. 4) и / или для кнопки «Возврат» (рис. 1.15, г, поз. 5).
Рис. 1.15.
Среднее время срабатывания в зависимости от кратности тока уставки для трехполюсного теплового реле перегрузки серии D типа LRD приведено на рисунке 1.16.
Рис. 1.16.
1 - симметричная нагрузка, 3 фазы, из холодного состояния;
2 - симметричная нагрузка, 2 фазы, из холодного состояния;
3 - симметричная нагрузка, 3 фазы, при длительном протекании установленного тока (из горячего состояния)
Электронное реле перегрузки по току LR97 D (рис. 1.17) разработано для наиболее полного обеспечения защиты электродвигателей и дополняет ряд существующих реле типа LRD.
Применение данных электронных реле рекомендуется для обеспечения защиты электродвигателей, работающих в механизмах с повышенным моментом нагрузки, а также устройств, обладающих большой инерцией или имеющих высокую вероятность заклинивания в установившемся режиме работы:
Конвейеры, дробилки и смесители;
Вентиляторы, насосы и компрессоры;
Центрифуги и сушилки;
Прессы, подъемники, обрабатывающие станки (распилочные, строгальные, протяжные, лентошлифовальные).
Электронное реле может использоваться для обеспечения защиты электродвигателей при затянутом пуске или частых включениях.
Реле LR97 D имеет две защитные функции с предустановленными параметрами: 0,5 с при блокировке ротора электродвигателей и 3 с при пропадании фазы.
Реле LR97 D может быть использовано для обеспечения защиты механической части промышленной установки. Для реализации этой функции устанавливается минимальное значение на диске O-TIME (рис. 1.17, поз. 7), что обеспечивает отключение в течение 0,3 с.
Рис. 1.17. : 1 – кнопка возврата RESET; 2 – кнопка TEST/STOP; 3 – индикатор состояния готовности / работы; 4 – индикатор срабатывания реле; 5 – установка тока LOAD; 6 – установка времени пуска D-TIME; 7 – установка задержки срабатывания O-TIME; 8 – ручная/автоматическая установка повторного взвода; 9 – установка режима: 1-фазный / 3-фазный
Функции контроля и защиты, которое обеспечивает реле LR97 D, наиболее полно соответствуют следующим применениям:
Контроль работы электродвигателей, имеющих значительное пусковое время, с высокой вероятностью тяжелого пуска: электродвигатели с повышенным моментом нагрузки, имеющие значительную инерцию;
Контроль работы электродвигателей в установившемся режиме работы, функция обнаружения повышенного момента нагрузки: (электродвигатели с высокой вероятностью «заедания» или блокировки движущихся частей, электродвигатели с возрастающим моментом);
Контроль механических отказов и повреждений;
Быстрое обнаружение перегрузки по сравнению с устройствами тепловой защиты на основе функции I2t;
Защита электродвигателей при специальных применениях: (затянутый пуск; частые пуски: от 30 до 50 в час); электродвигатели с переменным характером нагрузки при работе в установившемся режиме, когда тепловое реле перегрузки не может быть использовано в силу своих характеристик (инерция «тепловой памяти»).
Реле LR97 D имеет два настроечных диапазона времени:
D-TIME (рис. 1.17, поз. 6): время пуска;
O-TIME: время несрабатывания (максимально допустимое время отклонений при работе в установившемся режиме).
Функция D-TIME используется только при пуске электродвигателя. В момент пуска функция обнаружения перегрузки не задействована, что позволяет запустить электродвигатель без срабатывания реле защиты, даже при значительных перегрузках. При работе в установившемся режиме, когда вследствие перегрузки или пропадания фазы ток превысит заданное значение, реле сработает по истечении времени, введенного с помощью диска O-TIME.
Светодиодный индикатор красного цвета (рис. 1.17, поз. 3) сигнализирует о произошедшем отключении.
Для настройки реле достаточно выполнить 5 простых действий:
Установить максимальные значения на всех трех дисках настройки (LOAD, D-TIME и O-TIME);
Установить на диске D-TIME значение времени, соответствующее времени пуска электродвигателя;
Когда электродвигатель перейдет в режим постоянной нагрузки, установить значение тока поворотом диска LOAD (рис. 1.17, поз. 5) против часовой стрелки до тех пор, пока красный светодиодный индикатор не начнет мигать;
Медленно повернуть диск LOAD по часовой стрелке до тех пор, пока светодиодный индикатор не перестанет мигать;
Установить пороговое время срабатывания реле, используя диск
Для быстрой диагностики состояний предусмотрены два светодиодных индикатора (зеленый и красный), показывающие состояние реле и режимы работы (табл. 1.4).
Электрическая схема включения реле LR97 D, подключенного к контактору KM1 при управлении электродвигателем, приведена на рисунке 1.18.
Рис. 1.18.
Таблица 1.4
Диаграммы работы реле для трех режимов работы электродвигателя: пуска, механического заклинивания ротора и перегрузки, приведены на рисунке 1.19. В момент пуска функция обнаружения перегрузки не задействована, а время пуска, установленное на диске времени D-TIME, больше времени, при котором пусковой ток электродвигателя больше тока уставки (рис. 1.19). Как следствие, реле защиты не срабатывает. Если в процессе работы электродвигателя происходит заклинивание ротора, то по истечению времени, равном 0,5 сек с момента достижением тока в статорных обмотках двигателя значения, равного трехкратному току уставки - происходит срабатывание реле (рис. 1.19).
Рис. 1.19. Диаграмма работы реле LR97 D при пуске и механическом заклинивании ротора, кратковременной и длительной перегрузки
В случае возникновения переменной нагрузки, при которой ток в статорных обмотках электродвигателя в процессе своего изменения не превышает трехкратного тока уставки, а сама длительность изменения тока меньше времени несрабатывания реле O-TIME (рис. 1.19), режим работы реле остается неизменным (защита не срабатывает). Если же время действия переменной нагрузки больше или равно времени несрабатывания реле O-TIME (рис. 1.19), реле защиты срабатывает.
Возврат реле в исходное состояние осуществляется тремя способами: 1- ручным, при помощи кнопки «Возврат» (рис. 1.17); 2 - автоматическим, реализуется с помощью кнопки повторного взвода (рис. 17) через фиксированное время, равное 120 с, за исключением
случаев, когда срабатывание защиты обусловлено пуском ротора (неправильно выбрана уставка времени на диске D-TIME), произошло заклинивание ротора и в случае срабатывания при обрыве фазы; 3 - электрическим, обеспечивается кратковременным отключением подачи питания не менее 0,1 с.
Диаграммы работы реле для случая: пропадания фазы при пуске, обрыва фазы в установившемся режиме работы электродвигателя и перегрузки приведены на рисунке 1.20. Из приведенных диаграмм видно, что при пропадании фазы или ее обрыве реле защиты срабатывает по истечении времени, равном 3 с (предустановленный параметр). В случае перегрузки диаграммы работы реле совпадают с аналогичными приведенными для соответствующих режимов на рис. 1.19.
Рис. 1.20. Диаграмма работы реле LR97 D при пропадании фазы при пуске и установившейся работе электродвигателя, кратковременной и длительной перегрузки
Диаграмма работы реле для случая защиты электродвигателя от механических перегрузок (ударов) со стороны ротора приведена на рисунке 1.21. Как отмечалось выше, для реализации реле защитной функции от механических ударов необходимо на диске O-TIME выбрать уставку, соответствующую минимальному значению, что обеспечит отключение в течение 0,3 с (рис. 1.21).
Рис. 1.21. Диаграмма работы реле LR97 D при механических перегрузках со стороны ротора электродвигателя
Суть схемы подключения любого МП сводится к управлению питанием его катушки. Известно, что срабатывание и отключение МП (втягивание и возврат силовых контактов) происходит замыканием и размыканием цепи питания катушки.
Схема подключения магнитного пускателя с катушкой управления на напряжение 220 В приведена на рисунке 1.22.
Рис. 1.22.
Питание на катушку магнитного пускателя KM1 поступает через контакты последовательно включенных в ее цепь кнопки «Пуск» - SB2, «Стоп» SB1 и теплового реле P. При нажатии на кнопку «Пуск» ее контакты замыкаются и питание на катушку поступает далее через замкнутые контакты кнопки «Стоп». Сердечник МП притягивает якорь, замыкая силовые подвижные контакты, и на нагрузку подается напряжение.
При отпускании кнопки «Пуск» цепь катушки не разрывается, так как параллельно SB2 включен блок-контакт KM1 с замкнутыми контактами (якорь магнитного пускателя втянут) - фазное напряжение L3 на катушку будет поступать через них.
Нажатием кнопки «Стоп» цепь питания катушки разрывается, происходит возврат группы подвижных контактов в исходное состояние и нагрузка, таким образом, оказывается обесточенной. То же самое происходит при токовой перегрузке электродвигателя, на нагревательных элементах теплового реле Р выделяется дополнительная тепловая энергия, которая приводит к срабатыванию размыкающего контакта теплового реле, прерывая, в данном случае ноль N, питающий катушку KM1 магнитного пускателя.
Схема подключения магнитного пускателя с катушкой на 380 В приведена на рисунке 1.23.
Различия этих двух схем подключения МП состоят лишь в питающем напряжении катушки. В первом случае, при подключении МП с рабочим напряжением катушки 220 В, для ее питания были использованы ноль и фаза L3, во втором - две питающие фазы L2 и L3.
Рис. 1.23.
Реверсивная схема подключения электродвигателя к питающей сети с помощью МП приведена на рисунке 1.24. Подключение трехфазного электродвигателя по реверсивной схеме бывает востребовано в случаях, когда в процессе его эксплуатации необходимо оперативно изменять направление вращения вала. В отличие от обычной схемы подключения, данная схема содержит два магнитных пускателя, две кнопки «Пуск» и одну «Стоп».
Изменение направления вращения вала электродвигателя происходит за счет изменения фазировки (порядка подключения фаз) в его электропитании и задается нажатием кнопки «Пуск1» или «Пуск2».
Силовые контакты магнитных пускателей KM1 и KM2 соединены таким образом, что при срабатывании одного из них очередность фаз в питании будет отличаться от фазировки при срабатывании другого.
Работает схема следующим образом: нажатием кнопки «Пуск1» (SB1) замыкается цепь питания катушки KM1, происходит втягивание и замыкание силовых контактов KM1 (на схеме выделены пунктиром) и питание с очередностью фаз L1, L2, L3 поступает на клеммы электродвигателя. Во избежание ошибочного включения кнопки «Пуск2», в цепь катушки KM1 последовательно включен нормально закрытый блок-контакт второго магнитного пускателя KM2.
Рис. 1.24.
Остановка двигателя производится нажатием кнопки «Стоп» (SB3) - ее контакты «разрывают» питающую фазу катушки L3. Прерывание питания катушки KM1 приводит к возврату подвижных силовых контактов этого МП в исходное положение, таким образом, электродвигатель оказывается отключенным.
Нажатием кнопки «Пуск2» (SB2) по аналогии замыкается цепь питания катушки KM2, происходит втягивание и замыкание силовых контактовКМ2 (на схеме выделены синим цветом) и питание, теперь
уже с очередностью фаз L3, L2, L1, поступает на клеммы электродвигателя. Таким образом, вращаться вал электродвигателя теперь будет в противоположном направлении.
Блокировка магнитного пускателя KM1, в случае ошибочного включения кнопки «Пуск1», здесь также осуществляется последовательным включением в цепь питания катушки нормально закрытого блок-контакта другого МП. В данном случае в цепь KM2 последовательно включен нормально закрытый блок-контакт KM1.
Электрическая принципиальная схема нереверсивного МП с реле, со встроенными в оболочку кнопками управления и сигнальными лампами приведена на рисунке 1.25.
Подачей коммутационным аппаратом из распределительного щита (автоматическим выключателем, рубильником) напряжения на клеммы трехполюсного автоматического выключателя QF (светится красная сигнальная лампа HL1) осуществляется подготовка к работе схемы.
Рис. 1.25.
После включения автоматического выключателя (светится зеленая сигнальная лампа HL2) напряжение подается на его клеммы и на главные замыкающие контакты магнитного пускателя КМ. Катушка магнитного пускателя КМ подключается к сети через контакты теплового реле и кнопок управления «Пуск» (SB2) и «Стоп»(SB1). При нажатии кнопки «Пуск» напряжение на катушку магнитного пускателя КМ подается через замкнутые контакты кнопки «Стоп» и замкнутые контакты теплового реле КК. Электрический ток проходит по катушке КМ, создает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику, и тем самым замыкает главные и вспомогательные контакты магнитного пускателя КМ, шунтирующие замыкающие контакты кнопки «Пуск», которую после этого можно отпустить. Напряжение подается на обмотки электродвигателя М, и осуществляется его пуск, о чем сигнализирует лампа HL3.
Для отключения электродвигателя нажимается кнопка «Стоп». Катушка теряет питание, после чего якорь под действием возвратных пружин отходит от сердечника, и контакты размыкаются.
При токовой перегрузке электродвигателя на нагревательных элементах теплового реле КК выделяется дополнительная тепловая энергия, которая приводит к срабатыванию размыкающего контакта теплового реле КК, и цепь катушки КМ размыкается.
Электрическая принципиальная схема реверсивного МП с реле, со встроенными в оболочку кнопками управления и сигнальными лампами приведена на рисунке 1.26.
Рис. 1.26. Электрическая принципиальная схема реверсивного МП с реле, со встроенными в оболочку кнопками управления и сигнальными лампами
При нажатии кнопки «Вперед» (SB2) напряжение 380 В на катушку магнитного пускателя КМ1 подается через замкнутые контакты кнопки «Стоп» (SB1) и замкнутые контакты теплового реле КК. Электрический ток управления проходит по катушке КМ1, создает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику, и тем самым замыкает главные и вспомогательные контакты магнитного пускателя КМ1, шунтирующие замыкающие контакты кнопки «Вперед». Напряжение подается на обмотки электродвигателя М, и осуществляется его пуск, о чем сигнализирует лампа HL3. Для отключения электродвигателя нажимается кнопка «Стоп».
Изменение направления вращения ротора электродвигателя осуществляется при нажатии кнопки «Назад» SВ3). При этом электрический ток управления проходит по катушке КМ2, замыкаются главные и вспомогательные контакты магнитного пускателя КМ2, шунтирующие замыкающие контакты кнопки SB3. Напряжение подается на обмотки электродвигателя М (светится лампа HL4), но при этом меняется направление вращения магнитного поля (напряжение фазы «А» подается на клемму - «3», а напряжение фазы «С» - на клемму «1» электродвигателя), то есть изменяется порядок чередования фаз.
Во избежание ошибочного включения кнопки «Назад», в цепь катушки KM1 последовательно включен нормально закрытый блок- контакт второго магнитного пускателя KM2.
Наличие механической блокировки в конструкции реверсивного МП предотвращает возникновение короткого замыкания между фазами при одновременном замыкании главных замыкающих контактов магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Благодаря этому появление напряжения на катушке второго контактора не приводит к его срабатыванию. Кроме того, после включения магнитного пускателя КМ1 размыкающим контактом КМ1 разрывается цепь катушки магнитного пускателя КМ2, и при нажатии кнопки SB3 не произойдет никаких аварийных режимов. Аналогичная электрическая блокировка есть в цепи катушки КМ1 (размыкающий контакт КМ2).
Следует отметить, что электрическая блокировка может быть выполнена путем использования размыкающих контактов кнопок «Вперед» и «Назад», которые включают вместо размыкающих контактов КМ1 и КМ2, например, при отсутствии размыкающих контактов в конструкции МП. Тогда при нажатии кнопки SB2 разрывается цепь питания катушки КМ2 и при нажатии на кнопку SB3 катушка КМ2 останется обесточенной.
Высокий коэффициент возврата электромагнитов контакторов переменного тока позволяет защищать от понижения напряжения сети (электромагнит отпускает при U = (0,6-0,7)^ином). При восстановлении напряжения сети до номинального значения самопроизвольное включение МП не происходит, т.к. замыкающие блок-контакты КМ1 и КМ2 и замыкающие контакты кнопок «Вперед» и «Назад» - разомкнуты.
В схеме предусмотрено зануление - корпус электродвигателя соединен с нейтралью N. В случае пробоя изоляции электродвигателя или питающего кабеля на корпус, в схеме возникнет режим короткого замыкания (через цепь «фаза - корпус - нуль» будет протекать ток короткого замыкания), что приведет к срабатыванию электромагнитного расцепителя автоматического выключателя QF. Автоматический выключатель обесточит схему.
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:
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
Подключения магнитного пускателя и малогабаритных его вариантов, для опытных электриков не представляет никакой сложности, но для новичков может оказаться задачей над которой пройдется задуматься.
Магнитный пускатель является коммутационным устройством для дистанционного управления нагрузкой большой мощности.
На практике, зачастую, основным применением контакторов и магнитных пускателей есть запуск и остановка асинхронных электродвигателей, их управления и реверс оборотов двигателя.
Но свое использование такие устройства находят в работе и с другими нагрузками, например компрессорами, насосами, устройствами обогрева и освещения.
При особых требованиях безопасности (повышенная влажность в помещении) возможно использования пускателя с катушкой на 24 (12) вольт. А напряжение питания электрооборудования при этом может быть большим, например 380вольт и большим током.
Кроме непосредственной задачи, коммутации и управления нагрузкой с большим током, еще одной немаловажной особенностью есть возможность автоматического "отключения" оборудования при "пропадание" электричества.
Наглядный пример. При работе какого то станка, например распиловочного, пропало напряжение в сети. Двигатель остановился. Рабочий полез к рабочей части станка, и тут напряжение опять появилось. Если бы станок управлялся просто рубильником, двигатель сразу бы включился, в результате — травма. При управлении электродвигателем станка с помощью магнитного пускателя, станок не включится, пока не будет нажата кнопка "Пуск"
.
Схемы подключения магнитного пускателя
Стандартная схема. Применяется в случаях когда нужно осуществлять обычный пуск электродвигателя. Кнопку «Пуск» нажали – двигатель включился, кнопку «Стоп» нажали – двигатель отключился. Вместо двигателя может быть любая нагрузка подключенная к контактам, например мощный обогреватель.
В данной схеме силовая часть питается от трехфазного переменного напряжения 380В с фазами «А» «В» «С». В случаях однофазного напряжения, задействуются лишь две клеммы.
В силовую часть входит: трех полюсный автоматический выключатель QF1, три пары силовых контактов магнитного пускателя 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3 и трехфазный асинхронный электродвигатель М.
Цепь управления получает питание от фазы «А».
В схему цепи управления входят кнопка SB1 «Стоп», кнопка SB2 «Пуск», катушка магнитного пускателя КМ1 и его вспомогательный контакт 13НО-14НО, подключенный параллельно кнопке «Пуск».
При включении автомата QF1 фазы «А», «В», «С» поступают на верхние контакты магнитного пускателя 1L1, 3L2, 5L3 и там дежурят. Фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку «Стоп» приходит на "3" контакт кнопки «Пуск», вспомогательный контакт пускателя 13НО и так же остается дежурить на этих двух контактах.
Обратите внимание
. В зависимости от номинала напряжения самой катушки и используемого напряжения питающей сети, будет разная схема подключения катушки.
Например если катушка магнитного пускателя на 220 вольт - один ее вывод подключается к нейтрале, а другой, через кнопки, к одной из фаз.
Если номинал катушки на 380 вольт - один вывод к одной из фаз, а второй, через цепь кнопок к другой фазе.
Существуют также катушки на 12, 24, 36, 42, 110 вольт, поэтому, прежде чем подать напряжение на катушку, вы должны точно знать ее номинальное рабочее напряжение.
При нажатии на кнопку «Пуск» фаза «А» попадает на катушку пускателя КМ1, пускатель срабатывает и все его контакты замыкаются. Напряжение появляется на нижних силовых контактах 2Т1, 4Т2, 6Т3 и уже от них поступает на электродвигатель. Двигатель начинает вращаться.
Вы можете отпустить кнопку «Пуск» и двигатель не отключится, так как с использованием вспомогательного контакта пускателя 13НО-14НО, подключенного параллельно кнопке «Пуск», реализован самоподхват.
Получается так, что после отпускания кнопки «Пуск» фаза продолжает поступать на катушку магнитного пускателя, но уже через свою пару 13НО-14НО.
В случае если не будет самоподхвата, будет необходимо все время держать нажатой кнопку «Пуск» чтобы работал электродвигатель или другая нагрузка.
Для отключения электродвигателя или другой нагрузки достаточно нажать кнопку «Стоп»: цепь разорвется и управляющее напряжение перестанет поступать на катушку пускателя, возвратная пружина вернет сердечник с силовыми контактами в исходное положение, силовые контакты разомкнутся и отключат электродвигатель от напряжения сети.
Как выглядит монтажная (практическая) схема подключения магнитного пускателя?
Чтобы не тянуть лишний провод на кнопку «Пуск», можно поставить перемычку между выводом катушки и одним из ближайших вспомогательных контактов, в данном случае это «А2» и «14НО». А уже с противоположного вспомогательного контакта провод тянется непосредственно на "3" контакт кнопки «Пуск».
Как подключить магнитный пускатель в однофазной сети
Схема подключения электродвигателя с тепловым реле и защитным автоматом
Как выбрать автоматический выключатель (автомат) для защиты схемы?
Прежде всего выбираем сколько "полюсов", в трехфазной схеме питания естественно нужен будет трехполюсный автомат, а в сети 220 вольт как правило, двохполюсный автомат, хотя будет достаточно и однополюсного.
Следующим важным параметром будет ток сработки.
Например если электродвигатель на 1,5 кВт. то его максимальный рабочий ток — 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять). Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А.
Но у двигателя, мы знаем, пусковой ток намного больше рабочего, а значит обычный (бытовой) автомат с током в 3А будет срабатывать сразу при пуске такого двигателя.
Характеристику теплового расцепителя нужно выбирать D, чтобы при пуске автомат не срабатывал.
Или же, если такой автомат не просто найти, можно по подбирать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока электродвигателя.
Можно и удаться в практический эксперимент и с помощью измерительных клещей замерить пусковой и рабочий ток конкретного двигателя.
Например для двигателя на 4кВт, можно ставить автомат на 10А.
Для защиты от перегрузки двигателя, когда ток возрастает выше установленного (например пропадания фазы) — контакты теплового реле RT1 размыкаются, и цепь питания катушки электромагнитного пускателя разрывается.
В данном случае, тепловое реле выполняет роль кнопки «Стоп», и стоит в той же цепи, последовательно. Где его поставить — не особо важно, можно на участке схемы L1 — 1, если это удобно в монтаже.
С использованием теплового расцепителя, отпадает надобность так тщательно подбирать ток вводного автомата, так как с тепловой защитой вполне должно справится тепловое реле двигателя.
Подключение электродвигателя через реверсивный пускатель
Данная необходимость возникает, тогда когда нужно чтобы движок вращался поочередно в обоих направлениях.
Смена направления вращения реализуется простим способом, меняются местами любые две фазы.
Чтобы понять, как подключить магнитный пускатель, следует разобраться в принципе его работы. Он прост и полностью идентичен тому, по которому работает любое реле.
Главная задача - это дистанционное подключение мощной нагрузки, которое может производиться как в ручном режиме, так и в ходе алгоритмической работы промышленной автоматизированной установки.
Основными составляющими магнитного пускателя являются индуктивная катушка, создающая якорь, связанный механически с одной из контактных групп, и еще одна пара контактов.
Включается в цепь управления, состоящую из последовательно включенных кнопок «Стоп» с нормально замкнутыми контактами и «Пуск» с нормально разомкнутыми. Параллельно кнопке «Пуск» включается еще одна контактная пара, которая замыкается одновременно с подключением нагрузки.
Магнитный пускатель работает следующим образом: при нажатии «Пуска» замыкается ток проходит через замкнутые контакты этой кнопки и кнопки «Стоп» (ведь они нормально замкнутые), что означает - пока не нажмут на эту кнопку, цепь не разомкнется. При прохождении электрического тока по катушке в ней возникает магнитное поле, притягивающее якорь, который, в свою очередь, соединяет контакты - всего их четыре пары. Три из них основные и предназначены для включения трехфазной полезной нагрузки, например мощного электродвигателя. Четвертая пара включена параллельно пусковой кнопке, которую после этого можно отпускать, и ток в цепи будет проходить через эти контакты.
Для того чтобы отключить нагрузку, достаточно разомкнуть цепь соленоида. Для этого и предназначена кнопка «Стоп», контактная группа которой в обычном положении замкнута, а размыкается при нажатии. Теперь все происходит в обратном порядке: цепь прерывается, магнитное поле катушки исчезает, происходит размыкание всех контактов - как силовых, так и удерживающего. Кнопку «Стоп» можно отпускать - ток больше по управляющей цепи не пойдет, ведь контакты кнопки «Пуск» в ненажатом положении разомкнуты. Все, магнитный пускатель выключен.
Как правило, катушка магнитного пускателя рассчитана на переменного тока с частотой 50-60 Герц. Приборы, в схеме которых используются магнитные катушки или трансформаторы, рассчитанные исключительно на частоту 60 Герц, у нас лучше не использовать - они могут выйти из строя, зато отечественный или европейский магнитный пускатель можно использовать в Америке без ограничений.
Типичная ошибка при монтаже - включение управляющей цепи не между нейтралью и фазой, а между фазами. В этом случае на катушку попадает 380 Вольт вместо 220, и она сгорает.
При всей простоте устройства конструкция магнитного пускателя постоянно совершенствуется. Конструкторские бюро, создающие новые стремятся снизить шум при срабатывании и уменьшить образовывающуюся в момент соединения или разъединения контактов электрическую дугу. Особенно это касается высоковольтных пускателей, рассчитанных на работу с напряжением в тысячу вольт. Так, совместное швейцарско-шведское предприятие Asea Brown Boveri Ltd производит коммутационную аппаратуру для электрических схем с конца девятнадцатого века, ею накоплен огромный опыт в производстве этого оборудования. Магнитный пускатель ABB - то же, что «Роллс-Ройс» среди автомобилей.
Предназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей. Он, как правило, состоит из конструктивно-объединенных и контактора. Тем не менее в промышленности они выпускается и без теплового реле. Предназначены для работы в трёхфазной сети.
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.
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.
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.