Подробно об электромагнитных пускателях

Подробно об электромагнитных пускателях

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.

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

Для чего применяются магнитные пускатели

Современное производство трудно представить без применения асинхронных трехфазных электродвигателей. Любое технологическое оборудование и станки, кран-балки и ленточные конвейеры, компрессорные и насосные станции не обходятся без главной силовой установки – электрического двигателя. Встречаем мы их и вне производственных стен: лифты, эскалаторы, системы кондиционирования и многое другое. Мощное электрооборудование нуждается в ручном или автоматическом управлении, которое зачастую бывает дистанционным. Это может быть:

  • элементарным пуском электродвигателя насоса или его остановом;
  • организацией реверсивной схемы включения двигателя лифта.

В любом случае для коммутации фаз трехфазной электросети и обмоток электродвигателя необходимы контакторы, рассчитанные на высокие нагрузки. Традиционно схемы подключения реализуются на магнитных пускателях, коммутирующих токи, начиная с единиц до нескольких сот ампер.

Как устроен и работает

По принципу действия магнитные пускатели мало чем отличаются от электромагнитных реле. Разница наблюдается лишь в конструктивных особенностях обусловленных назначением приборов. Электромагнитные пускатели рассчитаны на коммутацию больших токов, это оправдывает применение более мощных контактных групп, увеличение расстояния между подвижными и неподвижными контактами и наличие дугогасящих камер. Изготавливается магнитный пускатель в диэлектрическом корпусе и включает:

  • набранный из металлических пластин якорь (подвижной и неподвижной частей);
  • сопряженный с подвижной частью якоря блок контактов;
  • электромагнитную катушку;
  • возвратную пружину.

Электромагнитное поле катушки притягивает подвижную часть якоря, что приводит к замыканию силовых контактов, после снятия управляющего напряжения питания катушки цепь размыкается посредством возвратной пружины. Электромагнитная катушка обычно рассчитана на напряжение 220 В,50 Гц, это упрощает управление, и минимизирует затраты.

Трехфазные магнитные пускатели имеют четыре коммутируемых линии:

  • три мощных контактных группы для включения и отключения нагрузки;
  • одну маломощную для обеспечения удержания пускателя во включенном состоянии.

По своему назначению электромагнитные пускатели делятся на обычные и реверсивные. В конструкции реверсивных магнитных пускателей заложено два обычных (в спаренном корпусе) с взаимной блокировкой друг друга, исключающей их одновременное включение и обеспечивающей электрическую блокировку. Часть пускателей производится с использованием тепловых реле для принудительного отключения нагрузки при перегреве. Для расширения возможностей контакторов корпус имеет специальные крепления, куда можно присоединить блок контактов (контактную приставку), который будет управляться самим пускателем. Дополнительные контактные группы можно использовать в разных целях (индикации включения, управления другими цепями и т.д.).

Типовая схема управления магнитным пускателем

Основное назначение магнитного пускателя заключается в коммутации мощной нагрузки. Схем их подключения может быть достаточно много и каждая из них определена особенностями использования прибора. Простейшей из схем, реализованной в различном оборудовании, например станках будет использование всего двух кнопок:

  • нормально разомкнутой «Пуск» (обычно черного или зеленого цвета);
  • нормально замкнутой «Стоп» (всегда красная).

Обе кнопки включаются последовательно с катушкой пускателя между нейтралью и одной из фаз. При нажатии на кнопку «Пуск» цепь замыкается, и пускатель срабатывает, при этом контакты кнопки дублируется маломощной контактной группой самого пускателя (упоминалось выше) и происходит его дальнейшее удержание после отпускания кнопки. Посредством кнопки «Стоп» цепь разрывается – контактор выключается.

Смотрите также другие статьи :

По сути РКФ представляет собой электромагнитное реле, с микропроцессорным управлением. Процессор непрерывно контролирует параметры входного напряжения по всем трем фазам и отключает нагрузку, например, в случае пропадания фазы или возникновения асимметрии фазных токов и напряжений.

Защитные многофункциональные устройства включаются на входе после вводного автомата и счетчика электроэнергии, к их выходным клеммам подключаются автоматы отключения нагрузки. Функционально они различий практически не имеют, в основном это отличия конструктивные и по некоторым параметрам.

Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить

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

Назначение и устройство

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

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

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

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

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

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

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

Наиболее часто встречается второй вариант.

Принцип работы

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

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

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

Разновидности и типы

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

Об этом необходимо помнить при выборе магнитных пускателей.

Классификация зарубежных аналогов может отличаться от принятой в России.

Необходимо руководствоваться типом исполнения:

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

По типам пускатель электромагнитный можно подобрать по следующим параметрам:

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

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

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

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

Схема подключения на 220 в

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

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

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

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

Схема подключения на 380 в

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

В случае питания от трехфазной сети в силовую часть входит:

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

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

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

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

Подключение через кнопочный пост

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

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

Магнитный пускатель – для чего он нужен и как его подключать

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 магнитного пускателя – 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 магнитное поле, якорь, связанный механически с одной из контактных групп, и еще одна пара контактов.

Катушка индуктивности 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 электрическая цепь, 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 напряжение 220 Вольт 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 коммутационные устройства, 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.