Обслуживание и ремонт магнитных пускателей

Обслуживание и ремонт магнитных пускателей

Магнитные пускатели, как это следует из названия, задумывались как коммутационное устройство для пуска электродвигателей. Поэтому и количество силовых полюсов у этих аппаратов почти всегда равно трем – по числу фаз сети. Пускатели зачастую комплектуются тепловыми реле перегрузки и корпусом с кнопками «пуск» и «стоп».

Но пускатель получился очень удобной и функциональной вещью. Широкий спектр номинальных токов, малые габариты и возможность автономной установки вне всякого распредустройства или щита привели к тому, что магнитные пускатели стали широко применять в быту для включения в сеть различных мощных электроприемников, например, нагревательных котлов.

Как и любое другое электротехническое устройство, магнитный пускатель периодически тоже нуждается в ремонте и техническом обслуживании.

Как устроен магнитный пускатель?

В общем случае, это, как минимум, катушка из тонкого провода в лаковой изоляции, размещенная в одном пластиковом корпусе с контактами. Контакты, как это водится, делятся на подвижные, соединенные механически с подпружиненным сердечником катушки, и неподвижные, стационарно размещенные в верхней части корпуса.

При этом для пускателей, рассчитанных на ток от 20 ампер можно явно различить силовые пары контактов в количестве три пары, и пары контактов вспомогательных цепей управления, рассчитанных на слабые токи. Количество слаботочных контактов практически неограниченно, тем более, что для многих пускателей возможно приобрести дополнительные контактные приставки, позволяющие собирать на пускателях очень сложные схемы.

Контакты (в узком смысле). Совокупность контактных частей, движущихся друг относительно друга при включении или отключении цепи.

Подобная конструкция обеспечивает пускателю не особенно высокую степень защиты от внешних воздействий – на уровне IP00-IP30. При необходимости добиться большей степени защиты придется воспользоваться пускателями в дополнительном защитном кожухе, зачастую оборудованном собственными кнопками для пуска, останова и возврата теплового реле при наличии такового.

Рис. 1. Устройство магнитного пускателя ПМЛ:

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 проводников.

Контактная часть. Проводник, предназначенный для осуществления контакта с другим проводником.

Программа технического обслуживания магнитных пускателей проста и включает в себя следующие пункты:

1. Внешний осмотр на предмет повреждений и сколов корпуса, а также удаление загрязнений (причем не только с поверхности корпуса, но и с поверхности сердечника электромагнита). Сколы и повреждения корпуса возникают не только вследствие ударов и падений, но и по причине длительного воздействия вибраций, обусловленных работой изношенной сети переменного тока и браком в монтаже пускателя, а также его собственными дефектами.

Если повреждения корпуса привели к тому, что пускатель невозможно надежно закрепить, или его контакты не могут свободно замыкаться/размыкаться, то иного выхода, чем замена корпуса или пускателя, просто не остается.

Отдельное внимание следует уделить проверке наличия всех деталей и частей пускателя. Например, подвижная контактная пластина вместе со своей поджимающей пружинкой может запросто «потеряться» – потребуется новая.

2. Ревизия механической части. Проверке подвергается рабочая пружина, обеспечивающая разрыв контактов. Она должна быть достаточно жесткой, витки не должны сблизиться. Проверяется ход якоря пускателя относительно корпуса: необходимо, чтобы отсутствовали всякие заклинивания и затруднения при движении.

Проверка хода осуществляется замыканием контактов «от руки». При наличии механических заклиниваний можно прибегнуть к смазке или шлифовке трущихся частей.

3. Зачистка контактов – мера, от которой лучше воздержаться при проведении технического обслуживания исправных магнитных пускателей.

Высокопроводящий слой подвижных и неподвижных контактов относительно тонок, поэтому, если при каждом обслуживании тереть по нему надфилем, то пускатель очень скоро выйдет из строя. Напильничек потребуется лишь в том случае, если на контактах имеются явные следы нагара или оплавления. А наждачная бумага для зачистки контактов исключается категорически.

При замыкании все контакты пускателя должны прилегать друг другу плотно по всей поверхности, без смещений и наклонов, наличие которых говорит о необходимости регулировки механической части.

4. Если пускатель содержит в составе корпуса металлические детали, или находится в металлическом кожухе, то необходимо убедиться в отсутствии цепи между этими частями, подлежащими заземлению, и силовыми контактами. Для всех пускателей в целом необходимо проверить отсутствие замыканий между отдельными силовыми полюсами. На бытовом уровне для этих целей достаточно воспользоваться обычным мультиметром. На производстве используется мегомметр, а сопротивление изоляции нормируется – не менее 0,5 Мом.

5. Тщательному осмотру подвергается катушка пускателя. Трещины на каркасе, повреждения, нагар и оплавление изоляции – все это верные признаки существенных проблем. Катушку с такими признаками лучше заменить.

Конечно, обычно определить межвитковое короткое замыкание в катушке можно только в процессе эксплуатации по косвенным признакам, таким как повышенный гул при работе пускателя. Тем не менее, если систематически проверять активное сопротивление провода катушки, можно заметить существенное и резкое его уменьшение. Этот признак достаточно красноречиво говорит о неисправности катушки, которую теоретически можно перемотать, а на практике проще заменить.

6. Однако повышенный гул при работе пускателя может быть вызван и некоторыми другими причинами помимо дефектов самой катушки. Например, может возникнуть перекос при ее установке, возможен недостаточный уровень напряжения в сети, бывает подобрана слишком сильная возвратная пружина.

Все эти факторы приводят к тому, что якорь при замыкании недостаточно плотно прилегает к сердечнику. Следствием будет больший ток катушки из-за меньшего ее индуктивного сопротивления (отсюда и гул), а также подгорание силовых контактов.

Читайте также:  Как работает дроссель для люминесцентных ламп

Проверить плотность прилегания поверхностей магнитопроводов сердечника и якоря можно при помощи обыкновенного тонкого чистого листка бумаги, прокладываемого между этими деталями. Соприкасаться должно не менее 70 процентов поверхности – тогда контакт будет надежным.

7. При наличии теплового реле перегрузки должна проверяться его уставка. На промышленных предприятиях это делают с помощью специальных испытательных стендов. К сожалению, на бытовом уровне прогрузить и проверить реле практически невозможно. Для этого можно сдать реле в специальную лабораторию, или, в крайнем случае, испытать его при помощи известной нагрузки большего номинала.

Ремонт магнитного пускателя производится по результатам технического обслуживания и сводится, обычно, к замене деталей и узлов, не подлежащих восстановлению и регулировке. Таковыми запчастями могут быть: катушка, отдельные контакты и даже контактная группа в целом, детали корпуса, пружины, винты и зажимные пластины.

Обслуживание магнитного пускателя

Для коммутации электрических приборов низковольтной аппаратуры применяются устройства, которые получили название магнитный пускатель или контактор.

Назначение устройства

С помощью таких приборов осуществляют:

  • Включение или отключение электродвигателей механических приводов в промышленном оборудовании;
  • Управление системой наружного освещения населенных пунктов и подсветкой исторических и промышленных объектов;
  • При использовании электрического отопления производится подключение и отключение ТЭНов нагревательных приборов;
  • С их помощью производят коммутацию электродвигателей и других пусковых органов в цепях автоматики;
  • Также средства коммутации широко применяются в бытовой аппаратуре.

Такие приборы выпускаются на однофазный или трехфазный пускатель.

Выбор прибора

Как правило, выбор магнитного пускателя осуществляется на этапе проектирования оборудования. Иногда возникает вопрос, как выбрать магнитный пускатель в процессе ремонта.

Для этого руководствуются следующими правилами:

  • Прежде всего, рассматриваются технические характеристики и конструктивные особенности;
  • Подбирают прибор на соответствующее напряжение цепи питания. В большинстве случаев это напряжение 220/380 вольт. Реже коммутируемая сеть имеет напряжение 380/660 вольт;
  • При выборе аппарата рассматривают номинальный рабочий ток коммутируемого механизма. Они выпускаются на различные токи коммутации от 6,3А до 250А;
  • Затем обращают внимание на параметр механической износостойкости. Он показывает, сколько циклов срабатывания может выдержать прибор без ремонта;
  • Учитывают количество полюсов коммутации;
  • На какое напряжение рассчитаны катушки магнитных пускателей. Они выпускаются на питающее напряжение от 9 до 380 вольт;
  • Часто контакторы имеют вспомогательные или дополнительные контакты. Они используются в схемах автоматики и сигнализации;
  • Промышленность освоила выпуск специальных приборов, которые могут осуществлять реверсивное включение двигателей. Такие приборы в одном корпусе имеют два контактора;
  • Когда осуществляют выбор магнитного пускателя, обращают внимание на наличие теплового реле защиты.

При самостоятельном подключении оборудования выбор пускателя производят по мощности двигателя.

Для этого существует рекомендация подбора. Согласно которой Iном принимается как мощность электромотора, умноженная на два.

Исходя из полученного значения, выбор мотора производят таким образом, чтобы номинальный рабочий ток трехфазного двигателя был меньше тока магнитного пускателя.

То есть расчетные данные должны быть меньше значений подобранного контактора. По умолчанию при расчете принимается, что контактор способен выдерживать пусковые токи, они многократно превышают рабочие токи.

Так, для подключения двигателя мощностью 3,7 Квт рабочий ток составит 3,7*2=7,4 А. Для подключения асинхронного двигателя такой мощности, достаточно выбрать магнитный пускатель с рабочим током 10 А.

Для точного подбора устройства существуют математические формулы. Которые позволяют точно рассчитать параметры контактора.

Эта формула справедлива для выбора устройства на 3-х фазное напряжение. Коэффициенты η принимают значение 0,87, и cosφ= 0,88.

Рассчитывают пусковой ток по формуле:

Iпуск.=k*Iном., где к-коэффициент кратности тока. Он имеет значение 7-8, в зависимости от мощности двигателя.

Для окончательного выбора необходимо вычислить ударный ток короткого замыкания в момент пуска. Его определяют по формуле:

После проведенных расчетов необходимо выбрать магнитный пускатель из модельного ряда, выбираем как для двигателя, так и для другой аппаратуры. После того как осуществили выбор магнитного пускателя по току в таблице модельного ряда, пускатель монтируют на дин рейку и собирают схему.

Далее подключают к исполнительным механизмам (электродвигатель и т. п.). Схема собрана и готова к работе.

Симптомы неисправности устройства

Как и все механизмы в процессе работы происходит отказ оборудования. Неисправности характеризуются следующими симптомами:

  • При включении слышно сильное гудение пускателя. Что может привести к выходу катушки контактора из строя. Нормально работающее устройство издает еле слышное гудение;
  • Включение главных контактов происходит не равномерно. И как следствие контакты подгорают, а при потере фазы может отказать и электродвигатель;
  • В реверсивных устройствах отсутствует реверс;
  • Якорь прилипает к сердечнику;
  • Отсутствует самоблокировка.

Ремонт прибора

Для того чтобы произвести ремонт магнитного пускателя, необходимо не только знать симптомы, но и методы ремонта. При неравномерном включении контактов производят затяжку хомутика контактов.

При необходимости зачищают контакты от окислов и налипшего металла. При сильном гудении производят регулировку магнитных пускателей. Затягивают винты, крепящие якорь и сердечник. Проверяют состояние короткозамкнутого витка.

Его повреждение характеризуется звоном и дребезгом магнитного пускателя, когда он работает. Проверяют прилегание обеих половин сердечника. В случае неполного прилегания (менее 70%) производят ремонт магнитного пускателя для восстановления поверхности прилегания.

Для этого зажимают копировальную бумагу между сердечниками. Если поверхность недостаточна, производят притирку сердечников. Таким образом, устраняется гудение магнитного пускателя, а наличие зазора объясняет, почему гудит контактор.

Восстановление реверса осуществляют подгонкой механических тяг. Причиной залипания якоря и сердечника может быть недостаточность или отсутствие диэлектрической прокладки.

Проверяют толщину или наличие прокладки, а также воздушный зазор.

Если отсутствует самоблокировка, производят регулировку блок — контактов. Когда этого сделать невозможно, контакты меняют.

Читайте также:  Как рассчитать освещенность помещения

Для того чтобы убедиться в исправности устройства необходимо знать как проверить работоспособность магнитного пускателя.

Проверка работоспособности и обслуживание

Для этого необходимо произвести внешний осмотр прибора. Обращают внимание на состояние катушки. Она не должна иметь видимых потемнений и повреждений.

Контактная группа не должна иметь перекосов, а замыкание контактов происходит одновременно.
Измеряют напряжение срабатывания и отключения устройства. Прибор должен срабатывать при постепенном поднятии напряжение от 0 до 0,85Uном. А отключаться при понижении напряжения до 0,45Uном.

Для того чтобы коммутирующее устройство работало продолжительное время необходимо во время эксплуатации проводить обслуживание устройства.

Для этого проверяют состояние соединений. Очищают прибор от пыли. Контролируют состояние коммутирующих контактов. Производят ревизию металлических деталей устройства.

Особое внимание обращают на состояние пружины. Она должна быть довольно жесткой. Витки распределены равномерно по всей длине. Якорь не должен заедать и перекашиваться.

При наличии механических неисправностей, производят смазывание или шлифуют детали. Если устройство оборудовано тепловым реле, работоспособность его проверяют на специальном стенде в лабораторных условиях.

В домашних условиях эту проверку осуществить невозможно. При обнаружении неисправности производят ремонт или замену устройства на исправное.

Наладка электромагнитных пускателей и контакторов

Магнитные пускатели и контакторы проверяют и налаживают по следующей программе: внешний осмотр, регулировка магнитной системы; регулировка контактной системы, проверка сопротивления изоляции токоведущих частей.

При внешнем осмотре контакторов и магнитных пускателей в первую очередь обращают внимание на состояние главных и блокировочных контактов, магнитной системы, проверяют наличие всех деталей контактора: немагнитной прокладки у контактора постоянного тока, крепежных болтов, гаек, шайб, короткозамкнутого витка у контакторов переменного тока, дугогасительных камер.

Легкость хода контактора проверяют путем замыкания его от руки. Ход магнитной системы должен быть плавным, без толчков и заеданий.

При протекании тока по катушке контактор переменного тока должен издавать лишь слабый шум. Сильное гудение контактора может указывать на неправильное крепление якоря или сердечника, повреждение короткозамкнутого витка, охватывающего сердечник, или на неплотное прилегание якоря к сердечнику электромагнита. Для устранения чрезмерного гудения подтягивают винты, крепящие якорь и сердечник.

Плотность прилегания якоря к сердечнику проверяют следующим образом. Подкладывают между якорем и сердечником листок бумаги и замыкают контактор от руки. Площадь соприкосновения должна составлять не менее 70% сечения магнитопровода, при меньшей площади соприкосновения дефект устраняют правильной установкой сердечника и якоря. При образовании общего зазора шабруют поверхность вдоль слоев листовой стали магнитной системы.

По мере работы контактора постоянного тока может происходить истирание немагнитной прокладки, что уменьшает зазор и способствует прилипанию якоря к сердечнику, поэтому при значительном износе прокладку заменяют на новую.

Контактная система является наиболее ответственной частью контакторов магнитных пускателей, поэтому на ее состояние должно быть обращено особое внимание. В замкнутом состоянии контакты должны касаться друг друга нижними частями, образуя линейный контакт по всей ширине контакта без просветов. Наличие на контактной поверхности наплывов или застывших кусочков металла увеличивает контактное сопротивление (а следовательно, и потери в контактах) более чем в 10 раз. Поэтому при обнаружении наплывов необходимо удалить их напильником. Зачистка наждачной бумагой и смазка контактной поверхности не допускается.

Кроме того, в особо ответственных контакторах и магнитных пускателях определяют начальную и конечную силы нажатия главных контактов. Начальное нажатие — сила, создаваемая контактной пружиной в момент соприкосновения контактов. Она характеризует упругость пружины. Конечная сила нажатия характеризует давление на контакты при полностью включенном контакторе и неизношенных контактах. Начальную и конечную силы нажатия определяют с помощью динамометра.

Сопротивление изоляции токоведущих частей контакторов и магнитных пускателей проверяют мегомметром на 500 или 1000 В. Значение сопротивления изоляции катушки не должно быть ниже 0,5 МОм.

Кроме указанных выше работ в программу наладки могут быть включены следующие:

а) проверка отсутствия короткозамкнутых витков в катушке,

б) проверка контакторов многократными включениями и отключениями,

в) настройка тепловых реле магнитных пускателей.

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?

Читайте также:  Как пользоваться клеммами wago

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