Магнитные пускатели

Магнитные пускатели. Виды и устройство. Работа и применение

Во время зарождения электротехники включение 3-фазных электродвигателей производилось с помощью обычных рубильников вручную. Рубильники не создавали безопасных условий, требовалось пульт управления соединять силовыми линиями. В течение дальнейшего прогресса развития процессов коммутации ученые изобрели такие устройства, как магнитные пускатели, которые не имели тех недостатков рубильника. Это коммутационное устройство обеспечивает подключение потребителя нагрузки дистанционно, дает возможность управления эксплуатацией оборудования.

Конструкция пускателя простая, так же, как и его принцип работы. Пускатель состоит из контактов двух видов: неподвижных и подвижных. При замыкании этих контактов электродвигатель запускается, а при разъединении контактов происходит остановка и выключение питания.

Разновидности

Магнитные пускатели предназначены в основном для управления работой 3-фазных электромоторов на дистанционном уровне. Основные операции, проводимые с помощью магнитных пускателей – это запуск, отключение или реверс.

Вспомогательной функцией пускателя вместе с тепловым реле является защита электродвигателя от излишних нагрузок. Имеются схемы пускателей с ограничителями напряжения на основе полупроводниковых элементов. По схемам подключения нагрузки бывают реверсивными и нереверсивными.

По типу расположения магнитные пускатели классифицируются:
  • Открытого типа . Располагают в защищенных шкафах, панелях, и других местах, не доступных для влаги, пыли и других вредных факторов.
  • Защищенного исполнения . Монтируются в помещениях с пониженным содержанием пыли в воздухе, исключающих доступ воды к устройству.
  • Влагонепроницаемого исполнения . Монтируются внутри зданий, снаружи под оборудованными навесами от воды и солнца.
Вспомогательная классификация:
  • Блок с кнопками на корпусе пускателя. Пускатели без реверса имеют две кнопки: Пуск и Стоп, устройства с реверсом оснащены тремя кнопками, две из них те же, что и в прошлом виде, добавлена кнопка Пуска назад. Некоторые исполнения устройств предусматривают лампу, сигнализирующую включение.
  • Устройства со вспомогательными контактами сигналов и блокировок. Применяются в различных сочетаниях, как замыкающие или разъединяющие. Контакты бывают встроенными, либо выполнены на отдельной подставке. Иногда вспомогательные контакты применяются в общем составе схемы пускателя. В устройствах с реверсом с помощью дополнительных контактов выполняется электрическая блокировка.
  • Значение напряжения и тока силовой обмотки.
  • Тепловое реле. Его свойство – это ток номинала, при котором реле не срабатывает на средних настройках. Это значение тока может регулироваться в некоторых пределах от номинального значения тока.

Некоторые магнитные пускатели комплектуются ограничителями напряжения и другими блокировками.

Конструктивные особенности

Все устройство пускателя делится на две половины: верхнюю и нижнюю. В верхней половине расположены двигающиеся контакты вместе с камерой гашения дуги. Там же расположена и подвижная часть магнита. Она действует на силовые контакты.

Катушка находится в нижней части вместе с возвратной пружиной. Свойством пружины возврата является возвращение верхней половины в исходное состояние после отключения питания на обмотке. Так осуществляется разъединение силовых контактов.

В устройство двух половин электромагнита включены пластины Ш-образной формы. Они изготовлены из электромагнитной стали. Для катушки используется медный провод с расчетным количеством витков, которые рассчитаны на эксплуатацию с напряжением питания определенных значений, начиная от 24 вольт и до 380 вольт. При поступлении напряжения в обмотке образуется магнитное поле. Две половины пытаются соединиться, образуется замкнутый контур. При отключении напряжения магнитное поле также исчезает, верхняя половина отходит на свое первоначальное место под действием пружины.

Принцип действия

Название устройства говорит о его способе работы. Он действует по принципу электромагнита, во время прохождения тока по катушке. После притягивания контактов электродвигатель запускается.

1 — Подвижные контакты
2 — Подвижный якорь
3 — Пружины
4 — Катушка
5 — Стационарный сердечник
6 — Подвижный сердечник
7 — Стационарные контакты

Общее устройство состоит из основной части и якоря, который двигается по направляющим. Проще сказать, что все магнитные пускатели выполнены в виде большой кнопки с клеммами силовых контактов, и неподвижных контактов.

Двигающаяся часть имеет мостик с контактами, который обеспечивает разрыв цепи в двух местах, для выключения напряжения. Также мостик служит для качественного соединения проводов во время подключения схемы в действие. Система проверяется вручную. Надавливают на якорь и чувствуют усилие пружин, которое при работе преодолевается электромагнитом. При отпускании якоря контакты возвращаются назад.

В работе подобное управление не требуется, оно нужно для контроля. Реально применяется дистанционная форма подключения электромагнитным полем, которое возникает в обмотке от электрического тока. Шихтованный магнитопровод обеспечивает хорошую проводимость тока.

Когда в цепи отсутствует электрический ток, то вокруг обмотки магнитное поле исчезает, что приводит к отходу якоря в первоначальное положение. При подаче напряжения происходит обратный процесс. Рабочее включенное положение якоря влияет на функционирование устройства. В таком положении должно быть качественное соединение контактов. При малейшем ослаблении пружин контакты начинают подгорать, нагреваться, происходит отгорание концов проводов.

Установка и подключение

Для возможности качественной эксплуатации пускателей, их установку проводят на ровной неподвижной поверхности, вертикально. Устройства с тепловым реле нужно ставить так, чтобы не было разницы температуры с внешней средой.

Монтаж с нарушением приводит к ложным срабатываниям. Поэтому нельзя устанавливать магнитные пускатели в местах с вибрацией, ударами. Устройства с током номинала более 150 ампер при запуске сильно вибрируют и сотрясаются.

Корпус теплового реле может нагреться от других устройств. Это отрицательно действует на правильность работы пускателя. Поэтому не рекомендуется размещать пускатели рядом с горячим оборудованием.

Читайте также:  Замер сопротивления мультиметром

При соединении провода с контактом пускателя, его конец загибают в виде кольца. Это не дает возникнуть перекосу пружинных шайб в зажиме. При подключении двух проводов с одним сечением, их располагают по двум противоположным сторонам от винта.

Перед монтажом концы проводов лудят. В многожильных проводах перед тем, как проводить лужение, концы скручивают. Концы алюминиевых проводов чистят надфилем, покрываются специальной пастой. Подвижные контакты и части пускателя смазывать запрещается. Перед запуском магнитные пускатели осматривают снаружи и контролируют исправность частей. От руки двигающиеся части должны легко перемещаться. Схема соединения сверяется.

Техническое обслуживание

Для качественного ухода за пускателем нужно знать возможные признаки поломок устройства. Обычно это высокая температура корпуса, сильное гудение.

Высокая температура устройства чаще всего связана с замыканием обмотки между витками. При осмотре катушки не должно быть трещин, нагара, повреждений, оплавления. В таких случаях необходима замена катушки. Чрезмерный нагрев происходит из-за увеличения напряжения питания выше номинала, при перегрузке, плохое качество контактов, их сильном износе. Сильное гудение пускателя может возникнуть по нескольким причинам. Чаще всего нужно проверить плотность прилегания якоря. Неплотность может возникнуть из-за загрязнения поверхности. Еще одной причиной может стать недостаточное напряжение сети, снижение его более 15 процентов, а также заедание подвижных элементов.

Для предотвращения таких поломок нужен постоянный уход. В общем, магнитные пускатели не нуждаются в дорогостоящих работах. Нельзя допускать внутрь грязи, влаги и пыли. Необходимо регулярно контролировать плотность прилегания и качество контактов. Составляют перечень работ по техническому уходу и ремонту электромонтерами-ремонтниками.

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.
Читайте также:  Тепловое реле трн

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.

Магнитные пускатели

Устройства, которые предназначены (основное их назначение) для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для управления асинхронными электродвигателями с напряжением питания до 600 В. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Кроме того, в них довольно часто встраивается тепловое реле для защиты электрических машин от перегрузки по току в длительном режиме.

Магнитные пускатели могут выпускаться в различных исполнениях:

  • Реверсивные;
  • Не реверсивные;
  • Защищенного типа – устанавливаются в помещениях, где в окружающей среде не содержится большого количества пыли;
  • Пыленепроницаемые – устанавливаются в местах, где они не будут подвергаться прямому воздействию на них солнца, дождя, снега (при наружном размещении располагаются под навесом);
  • Открытого типа – предназначены для установки в местах, защищенных от попаданий посторонних предметов а также пыли (шкафы электрические и прочее оборудование)

Устройство магнитного пускателя

Устройство магнитного пускателя довольно простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, пластмассового корпуса, механических индикаторов включения, а также основных и вспомогательных блок – контактов.

Принцип работы магнитного пускателя

Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:

При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.

Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.

Схемы включения магнитных пускателей

Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:

Принцип работы данной схемы довольно прост: при замыкании автоматического выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного пускателя. Предохранитель PU обеспечивает защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт тепловых реле Р замкнут. Итак, для запуска асинхронника нажимаем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного пускателя КМ начинает протекать ток, сердечник втягивается, тем самым замыкая силовые контакты КМ, а также блок контакт БК. Блок контакт БК нужен для того, чтоб замкнуть цепь управления, поскольку кнопка после того как ее отпустят, вернется в исходное положение. Для остановки этой электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления.

Читайте также:  Штепсельная розетка что это такое

При длительном токе перегрузке сработает тепловой датчик Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приведет к остановке машины.

При схеме включения приведенной выше следует учесть напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а двигателя (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему употреблять нельзя, а можно применить с нейтральным проводником, а если в обмотки двигателя соединены треугольником (220 В), то данная система вполне жизнеспособна.

Схема с нейтральным проводником:

Единственное отличие этих схем включения, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска вместо кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.

Посмотреть как подключить не реверсивное магнитное пусковое устройство вы можете здесь:

Реверсивная схема включения показана ниже:

Эта схема более сложная, чем при подключении не реверсивного устройства. Давайте рассмотрим принцип ее работы. При нажатии кнопки «Вперед» происходят все описанные выше действия, но как вы видите из схемы, перед кнопкой вперед появился нормально замкнутый контакт КМ2. Это нужно для выполнения электрической блокировки одновременного включения двух устройств (избежание короткого замыкания). При нажатии кнопки «Назад» во время работы электропривода ничего не произойдет, так как контакт КМ1 перед кнопкой «Назад» будет разомкнут. Для произведения реверса машины необходимо нажать кнопку «Стоп» и только после отключения одного устройства можно будет включить второе.

И видео подключения реверсивного магнитного пускового устройства:

Советы по монтажу магнитных пускателей

При монтаже магнитных пусковых устройств с тепловыми реле необходимо устанавливать с минимальной разностью температур окружающей среды между электродвигателем и магнитным пусковым устройством.

Нежелательна установка магнитных устройств в местах подверженных сильным ударам или вибрациям, а также рядом с мощными электромагнитными аппаратами, токи которых превышают 150 А, так как они при срабатывании создают довольно большие удары и толчки.

Для нормальной работы теплового реле температура окружающей среды не должна превышать 40 0 С. Также не рекомендуется установка рядом с нагревательными элементами (реостаты) и не устанавливать их в наиболее нагреваемых частях шкафа, например вверху шкафа.

Сравнение магнитного и гибридного пускателя:

Магнитные пускатели

Магнитные пускатели представляют собой электрические устройства, используемые для управления различными силовыми нагрузками (водонагревателями, электродвигателями, индукционными печами, вентиляторами и т.д.) Принцип их действия базируется на размыкании и замыкании цепи при снятии или подаче напряжения на электромагнитную катушку. Стоит заметить, что магнитные пускатели практически аналогичны контакторам, однако их отличительной особенностью является обязательное наличие теплового реле.

Классификация магнитных пускателей

Магнитные пускатели прежде всего различают по назначению – они бывают обычные и реверсивные.

Степенью защиты от воздействий внешнего характера определяется следующая их классификация:

  • степень защиты IP00 (открытое исполнение) – размещаются в сухих отапливаемых помещениях на панелях, в закрытых шкафах или других местах, защищенных от попадания влаги, пыли, посторонних предметов;
  • IP20 (открытые) – предназначены для размещения в шкафах управления, исключающих попадание нежелательных предметов, а также пыли и влаги, в закрытых помещениях;
  • IP40 (в оболочке) – могут размещаться в неотапливаемых объектах, характеризующихся низким содержанием пыли, и отсутствием вероятности попадания влаги на устройство;
  • IP54 (в оболочке) – используются во внутренних и наружных установках, не подвергающихся воздействию осадков, солнечных лучей.

Магнитные пускатели подразделяются также на группы в зависимости от наличия или отсутствия следующих компонентов:

  • кнопок управления;
  • магнитного реле;
  • дополнительных блокировочных контактов.

Рабочий ток устройства делит пускатели на устройства следующей величины:

  • нулевая – рабочий ток 6,3 А;
  • первая – 10-16 А;
  • вторая – 25 А;
  • третья – 40 А;
  • четвертая – 63 А;
  • пятая – 100 А;
  • шестая – 160 А.

К пускателям предъявляются повышенные требования устойчивости в отношении износа. Выпускаются следующие три класса коммутационной износостойкости:

  • А класс – высшая категория;
  • Б – средняя;
  • В – низкая.

Магнитные пускатели также различаются по напряжению катушки, которое должно соответствовать значению данной величины в цепях управления. Стандартный ряд таких напряжений: 12, 24, 110, 220, 380 В.

По категориям применения, пускатели делятся на:

  • АС-1 – активная либо малоиндуктивная нагрузка;
  • АС-3 – пуск и остановка двигателей с короткозамкнутым ротором производится без торможения противотоком;
  • АС-4 – режим пуска и остановки электродвигателя с к.з. ротором осуществляется с торможением противотоком.

Использование дополнительных устройств

Магнитные пускатели могут различаться также в зависимости от использования в них следующих дополнительных устройств:

  • тепловые реле РТЛ, РТТ, РТЛУ – защищают электродвигатели от перекоса фаз и токов перегрузки;
  • промежуточные реле РПЛУ, РПЛ – располагаются на монтажной панели и представляют собой дополнительное устройство управления;
  • контактные основания (дополнительные) ПКЛ, ПКЛУ – размещаются на корпусе с целью увеличения вспомогательных контактов;
  • ограничители по напряжению – защищают электронику от внезапных скачков напряжения;
  • приставки времени – задерживают выключение после подачи сигнала управления.