Схема подключения магнитного пускателя

Магнитный пускатель – это чаще всего трехфазный аппарат для частой коммутации и прямого пуска электродвигателей и других нагрузок. Подвижная контактная группа спроектирована так чтобы обеспечивать двойной разрыв. Управляется магнитный пускатель катушкой с магнитным сердечником, что дает высокую скорость срабатывания. Магнитный привод пускателя управляется дистанционно от кнопок управления или систем автоматического управления процессами (релейных или электронных). В этой статье разберем схему магнитного пускателя, которая даст принципиальное понимание принципов его работы.

Что такое величина пускателя

Величина пускателя – это маркировка обозначающая номинальный ток силовой контактной группы. Номинальный ток зависит еще и от режима работы пускателя. Обычно все маркировки рабочих токов приводятся для режима AC-3. Коротко о режимах:

АС-1 – нагрузка неиндуктивная или малоиндуктивная – это самый «легкий» режим работы, это включение нагревательных элементов, систем освещения и т. д.

АС-2 – нагрузка индуктивная, возможен пуск и работа двигателей, но с контактными кольцами и внешним возбуждением – довольно редко встречается на практике.

АС-3 – индуктивная нагрузка и прямой пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором – тяжелый и основной режим работы электромагнитных пускателей.

АС-4 – самый тяжелый режим с частыми пусками, реверсным торможением и повторно-кратковременными включениями, нужно брать пускатели на одну, а то и две ступени выше реального номинального тока.

Итак, номинальный ток и величина пускателя

• 0 – величина 6,3А – для релейных и сигнальных схем;
• 1 –величина 10 А;
• 2 – величина 25 А;
• 3 – величина 40 А;
• 4 – величина 63 А;
• 5 – величина 80-100А;
• 6 – величина – 160 А.

Чем пускатель отличается от контактора

Пускатель — это контактор с тепловым реле, а часто и в отдельном корпусе (оболочке), но не обязательно. Часто контакторами называют коммутационные аппараты на токи больше 160А — это чаще всего справедливо поскольку для тепловой и максимально токовой защиты таких нагрузок используют автоматы, которые устанавливают перед контактором. А тепловые реле на большие токи — это редкость. Так называемый «голый» пускатель = контактор.

Принцип работы магнитных контакторов (пускателей)  см. рисунок ниже. В основе лежит электромагнит с подвижной частью сердечника и пружиной. Когда питание катушки отключено пружина отталкивает части магнитопровода. Силовые контакты при этом разомкнуты. При включении электромагнита части сердечника смыкаются и контакты замыкаются.

Кроме силовых контактов у контакторов и магнитных пускателей есть вспомогательные контакты: блокирующие, сигнальные и прочие. И, если силовые контакты чаще всего нормально разомкнутые, то вспомогательные бывают и нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми. Но об этом дальше в схеме подключения пускателя.

Прямая и реверсивная схема подключения магнитного пускателя

Разберем две схемы: обычная схема прямого пуска, и реверсивная где можно запускать двигатель в разных направлениях.

На всякий случай напомним, что такое нормально открытые (разомкнутые) НО, и нормально закрытые (замкнутые) контакты НЗ.

НО – нормально открытые – остаются разомкнутыми пока к ним не приложить усилие (нажать кнопку или включить электромагнитный привод), после прекращения воздействия воздействия.

НЗ – нормально закрытие – размыкаются от нажатия или срабатывания привода и возвращаются в закрытое состояние после прекращения воздействия.

Ниже представлена простая схема подключения пускателя с управлением от кнопок Пуск и Стоп.

Обратите внимание что контакты Пуск (НО), а контакты Стоп (НЗ). Разберем как работает эта схема пускателя.

КМ 1 – это силовые контакты, которые коммутируют электродвигатель (М), пока катушка пускателя КМ отключена они разомкнуты и двигатель не работает.

КМ 1 БК – вспомогательный (блок-контакт) крайне важен для правильной работы схемы, он механически связана с магнитным приводом и подключен параллельно к пусковой кнопке. То есть ток к катушке КМ может течь или через контакт пусковой кнопки или через блок-контакт, или через оба одновременно. Минимальным условием работы магнитного привода КМ является замыкание хотя бы одного из них.

“Пуск” – это нормально открытый контакт кнопки, он включает привод;

С – это  нормально закрытый контакт кнопки Стоп – её нажатие разрывает цепь питания магнитного привода и отключает электродвигатель.

Р – нормально закрытый контакт теплового реле, если нагрузка превысит номинал тепловое реле сработает и разомкнет цепь управления.

Логика работы схемы магнитного пускателя такова:

1.  Если исходное состояние как на рисунке, то нажатие кнопки Пуск замыкает цепь привода катушки КМ1. Пускатель срабатывает. При этом замыкаются силовые контакты КМ1 и контакт КМ1 БК – это значит, что, если отпустить кнопку Пуск, двигатель продолжит работать. Ведь выполняется условие чтобы хотя бы один из контактов КМ1 БК или “Пуск” был замкнут.
2. Если нажать кнопку Стоп, а она включена последовательно в цепь с пусковой кнопкой и блок-контактом, то цепь разомкнется. Схема контактора перейдет в исходное состояние. Потому, что при снятии напряжения с катушки КМ1 размыкаются и силовые контакты, и блок-контакт КМ1 БК. Если кнопку отпустить, то её контакты замкнутся, но питание катушки КМ не восстановится, поскольку разомкнуты КН 1БК и “Пуск”.
3. Если в процессе работы двигатель перегреется и сработает тепловое реле, привод отключится. Контакт теплового реле Р тоже включен последовательно и разрывает цепь управления. Нажатие пусковой кнопки ни чему не приведет пока тепловое реле не остынет и не вернет контакты Р в замкнутое состояние.

Логика последовательного соединения контактов кнопки Стоп и теплового реле Р в том, что электрическому току никак не пройти мимо них и схема пускателя разомкнется при срабатывании хотя бы одного из них.

В схемотехнике это называется логическое И – когда условием работы схемы является одновременное замкнутое состояние И кнопки Стоп, И контакта теплового реле.

Тогда как параллельное соединение кнопки Пуск и блок-контакта является логическим ИЛИ.

Достаточным условием срабатывания схемы пускателя является замыкание ИЛИ одного, ИЛИ второго контакта.

Мы разобрали самую простую схему, она может быть дополнена сигнальными контактами, например, горит лампочка на щите, когда контактор включен, и прочими функциональными улучшениями.

Реверсивная схема подключения сложнее. Здесь для управления одним электродвигателем нужно два магнитных пускателя. Один для работы «вперед» другой «назад».

Дело в том, что для изменения направления вращения нужно сменить чередование фаз и для переключения и нужны два пускателя.

ВАЖНО! Нельзя допускать одновременного срабатывания двух пускателей. При встречном включении получится межфазное короткое замыкание, что почти наверняка приведет к разрушению пускателей. Конечно сработает автомат защиты или предохранители, но контактная группа пускателей успеет прийти в негодность. Поэтому кроме схемной блокировки одновременного включения, которую мы разберем ниже, важно купить пускатели, сразу собранные под работу в реверсивной схеме, и оборудованные механической блокировкой.

На этой схеме пускатели промаркированы КМ1 и КМ2. В отличии от предыдущей схемы подключения магнитного пускателя здесь задействовано по два блок-контакта от каждого пускателя. На схеме обозначены БК.

Если работу нормально-открытого блок-контакта мы уже разобрали, здесь он так же подключен параллельно к пусковой кнопке, то с нормально-закрытыми контактами все сложнее.

Нормально закрытый блок-контакт пускателя КМ1 подключен к цепи управления пускателя КМ2, и наоборот в цепи управления КМ1 есть «засланный казачок» в виде НЗ блок-контакта пускателя К2.

Это нужно для взаимной блокировки и невозможности одновременного срабатывания двух пускателей. Если включен КМ1, то его блок-контакт разомкнут и не даст сработать цепи управления пускателя КМ2.

То есть, если одновременно нажать пусковые кнопки «Вперед» и «Назад», то ничего не произойдет, или включится одно из направлений, если его контакты сработают на долю секунды раньше.

Контакты кнопки «Стоп» и теплового реле тоже включены последовательно, и выключают питание в любом случае, независимо от того в какую сторону крутится электродвигатель.

Схемы подключения магнитных пускателей каждого направления подключены параллельно, и взаимно блокированы, чтобы не дать им сработать одновременно.

Как подобрать тепловое реле по мощности двигателя

Мы не будем подробно разбирать принцип работы и устройство теплового реле для защиты двигателя. Напомним только, что они изготавливаются в виде приставки к схеме пускателя. И защищают двигатель от перегрузки. Внутри реле через каждую фазу идет биметаллическая пластина. От роста температуры пластина изгибается от чего реле срабатывает, нормально замкнутые контакты размыкают цепь схемы управления. Реле сработает даже если перегружена будет только одна фаза из трех.

С однофазными двигателями все предельно просто и номинальный ток указан на табличке (шильдике) двигателя, см. фото левая часть.

И нужно просто взять тепловое реле в диапазон работы которого укладывается этот номинал. Допускается использование трехфазного теплового реле для защиты однофазного двигателя. Каждый полюс теплового реле оснащен полноценной биметаллической пластиной и сработает в штатном режиме.

С трехфазными двигателями все немного сложнее. У них возможны разные режимы работы в зависимости от схемы соединения обмоток – звезда или треугольник. На табличке указаны две цифры нормального тока, см. рисунок выше. Для того чтобы подобрать тепловое реле нужно знать по какой схеме будет работать электродвигатель.

Надеемся материал этой статьи был для вас полезен. До следующих публикаций.

Как самостоятельно подключить тепловое реле — обзор схем

У каждого мастера на все руки имеется пара задумок соорудить какой-либо станок, точильный, токарный или подъемник. Сегодня поговорим о важном элементе электропривода — тепловом реле, которое еще называют токовым или теплушкой. Данное устройство реагирует на величину тока через него проходящее и в случае превышения установленного значения производит переключение контактов, отключая привод или сигнализируя о внештатной ситуации.

 В одной из наших статей мы уже рассматривали типы теплушек и принцип их работы, а также по каким параметрам происходит выбор теплового реле. В этой статье мы рассмотрим, как производится установка и подключение теплового реле своими руками. Инструкция будет предоставлена со схемами, фото и видео примерами, чтобы вам были понятны все нюансы монтажа.

• Что важно знать?
• Особенности монтажа

Что важно знать?

Чтобы не повторятся, и не нагромождать лишний текст, кратко изложу смысл. Токовое реле является обязательным атрибутом системы управления электроприводом. Данное устройство реагирует на ток, который проходит через него на двигатель. Оно не защищает электродвигатель от короткого замыкания, а только оберегает от работы с повышенным током, возникающим при перегрузке или нештатной работе механизма (например, клин, заедание, затирание и прочие непредвиденные моменты).

При выборе теплового реле руководствуются паспортными данными электродвигателя, которые можно взять с таблички на его корпусе, как на фото ниже:

Как видно на бирке, номинальный ток электродвигателя 13. 6 / 7.8 Ампера, для напряжений 220 и 380 Вольт. Согласно правилам эксплуатации, тепловое реле необходимо выбирать на 10-20 % больше номинального параметра. От правильного выбора данного критерия зависит способность теплушки вовремя сработать и не допустить порчу электропривода. При расчете тока установки для приведенного на бирке номинала на 7.8 А, у нас получился результат 9.4 Ампера для токовой уставки аппарата.

При выборе в каталоге продукции нужно учесть, что данный номинал не был крайним на шкале регулировки уставки, поэтому желательно подобрать значение ближе к центру регулируемых параметров.К примеру, как на реле РТИ-1314:

Особенности монтажа

Как правило, установку теплового реле производят совместно с магнитным пускателем, который и осуществляет коммутацию и запуск электропривода. Однако существуют также и приборы с возможностью установки как отдельное устройство рядом на монтажной панели или DIN рейке, такие как ТРН и РТТ. Все зависит от наличия нужного номинала в ближайшем магазине, складе или в гараже в «стратегических запасах».

Наличие у теплового реле ТРН только двух входящих подключений не должно вас пугать, поскольку фазы три. Неподключенный провод фазы уходит с пускателя на двигатель, минуя реле. Ток в электродвигателе меняется пропорционально во всех трех фазах, поэтому контролировать достаточно любые две из них. Собранная конструкция, пускатель с теплушкой ТРН будет выгладить так: Или так с РТТ:

Реле снабжены двумя группами контактов нормально замкнутой и нормально открытой группой, которые подписаны на корпусе 96-95, 97-98. На картинке ниже структурная схема обозначения по ГОСТу:Давайте разберемся каким образом собрать схему управления которая бы отключала двигатель от сети при возникновении аварийной ситуации перегрузки или обрыва фазы. Из нашей статьи про подключение двигателя через магнитный пускатель, вы уже узнали некоторые нюансы. Если еще не успели ознакомится то просто перейдите по ссылке.

Рассмотрим схему из статьи в которой трехфазный двигатель вращается в одну сторону и управление включением осуществляется с одного места двумя кнопками СТОП И ПУСК.

Автомат включен и на верхние клеммы пускателя поступает напряжение. После нажатия на кнопку ПУСК, катушка пускателя А1 и А2 оказывается подключена к сети L2 и L3. В данной схеме используется пускатель с катушкой на 380 вольт, вариант подключения с однофазной катушкой 220 вольт ищите в нашей отдельной статье (ссылка выше).

Катушка включает пускатель и замыкаются дополнительные контакты No(13) и No(14), теперь можно отпустить ПУСК, контактор останется включенным. Данная схема называется «пуск с самоподхватом». Теперь для того чтобы отключить двигатель от сети необходимо обесточить катушку. Проследив по схеме путь тока, видим что это может произойти при нажатии СТОП или размыкании контактов теплового реле (выделен красным прямоугольником).

То есть, при возникновении внештатной ситуации, когда теплушка сработает, она разорвет цепь схемы и снимет пускатель с самоподхвата, обесточив двигатель от сети. При срабатывании данного устройства контроля тока, перед повторным запуском необходимо осмотреть механизм, для выяснения причины возникновения отключения, и не включать до ее устранения.  Часто причиной срабатывания является высокая внешняя температура окружающего воздуха, данный момент необходимо учитывать при эксплуатации механизмов и их настройке.

Сфера применения в домашнем хозяйстве тепловых реле не ограничивается только самодельными станками и прочими механизмами. Правильно было бы использовать их в системе контроля тока насоса системы отопления. Специфика работы циркуляционного насоса в том, что на лопастях и улитке образуется известковый налет, который может стать причиной заклинивания мотора и выхода его из строя. Используя приведенные схемы подключения, можно собрать блок контроля и защиты насоса. Достаточно установить в цепи питания нужный номинал теплушки и подключить контакты.

Кроме того будет интересна схема подключения теплового реле через трансформаторы тока, для мощных двигателей, таких как насос системы водополива для дачных поселков или фермерских хозяйств. При установке трансформаторов в цепи питания, учитывается коэффициент трансформации, к примеру 60/5 это при токе через первичную обмотку в 60 ампер, на вторичной обмотке он будет равен 5А. Применение такой схемы позволяет сэкономить на комплектующих, при этом не потеряв в эксплуатационных характеристиках.

Как видно, красным цветом выделены трансформаторы тока, который подключены к реле контроля и амперметру для визуальной наглядности происходящих процессов. Трансформаторы подключены схемой звезда, с одной общей точкой. Такая схема не представляет из себя больших трудностей в реализации, поэтому вы можете самостоятельно ее собрать и подключить к сети.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается процесс подключения теплового реле к магнитному пускателю для защиты электродвигателя:

Вот и все, что вы должны знать о подключении теплового реле своими руками. Как вы видите, монтаж не представляет особой сложности, главное правильно составить схему подсоединения всех элементов в цепи!

Будет интересно прочитать:

• В чем отличия между контактором и магнитным пускателем
• Что такое релейная защита
• Как собрать трехфазный щит

Реле перегрузки — базовое управление двигателем

Перейти к содержанию

Пускатели и контакторы двигателей

Нажмите кнопку воспроизведения в следующем аудиоплеере, чтобы слушать, пока вы читаете этот раздел.

Ан состоит из двух основных частей:

1. Нагревательный элемент, подсоединенный к двигателю линией питания. Весь ток, потребляемый двигателем, должен проходить через нагревательный элемент.
2. Комплект последовательно соединенных либо с линиями питания двигателя (ручные пускатели), либо с катушкой магнитного пускателя (магнитные пускатели). Типы реле, которые чаще всего встречаются, представляют собой биметаллическую полосу и сборку с плавильным тиглем.

Биметаллическая полоса состоит из двух разнородных металлов с разными коэффициентами нагрева. При нагревании они расширяются с разной скоростью, что заставляет их изгибаться или деформироваться при заданной температуре. Это изгибающее действие может открыть или закрыть набор файлов .

При использовании в устройстве перегрузки биметаллическая полоса механически связана с набором нормально замкнутых электрических контактов. Когда происходит перегрузка, изгибающее действие размыкает набор нормально замкнутых контактов, прерывая подачу тока в цепь.

Биметаллический контакт в нормально замкнутом положении

Здесь нормально замкнутые контакты пропускают через себя ток, а источник тепла начинает деформировать металл.

Биметаллическая пластина в разомкнутом положении

Источник тепла вызвал расширение металла серого цвета (деталь внизу) быстрее, чем металл синего цвета (деталь вверху), и таким образом разомкнул группу нормально замкнутых контактов, тем самым прерывая подачу тока к двигателю.

Замкнутые контакты припоя

Плавильный котел состоит из нагревательного элемента, узла припоя, храпового колеса и набора нормально замкнутых контактов.

Храповое колесо натягивает пружину. Если колесу позволить вращаться, то пружина поднимется и разомкнет набор нормально замкнутых контактов. Колесо удерживается на месте припоем внутри узла припоя. Различные уровни содержания олова и цинка в припое изменяют температуру плавления, что позволяет использовать его при различных номинальных токах и настройках температуры окружающей среды.

Если ток перегрузки ощущается нагревательными элементами в течение слишком долгого времени, то сплав становится жидким, позволяя пружине разомкнуть нормально замкнутые контакты. Это приводит к размыканию линейных контактов и прерыванию подачи тока к двигателю.

Открытые контакты припоя

Как биметаллическая пластина, так и плавильный припой используют тепловую энергию для размыкания своих элементов. Таким образом, перед сбросом контактов требуется период охлаждения. Как только реле остынет, биметаллическая полоска вернется в свое нормальное положение, или расплавленный припой затвердеет, и храповое колесо можно будет сбросить, чтобы снова замкнуть контакты линии.

Некоторые современные системы управления двигателями включают в себя приложения для мониторинга трансформаторов тока в режиме реального времени, которые используют встроенный компьютер для защиты двигателя от перегрузок. Эти системы могут быть связаны с сетевыми ПЛК и другим оборудованием безопасности.

License

Basic Motor Control от Aaron Lee и Chad Flinn распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License, если не указано иное.

Поделиться этой книгой

Поделиться в Твиттере

Ручные цепи — базовое управление двигателем

Цепи

Ручная цепь — это цепь, которую останавливает и запускает человек. Эти схемы могут иметь автоматические функции (такие как защита от перегрузки), но их главная особенность заключается в том, что они требуют некоторого ввода от человека-оператора.

Самая основная схема ручного управления — стоп-старт. Твердое понимание этой схемы необходимо, потому что многие функции трехпроводной схемы масштабируются вверх до более сложных схем.

Чертеж базовой трехпроводной схемы

Компоненты в приведенной выше схеме состоят из стопора без фиксации; a , кнопка пуска с мгновенным контактом; и . Эти компоненты могут быть размещены в одном отсеке или кнопки могут быть установлены отдельно от пускателя двигателя. Сам пускатель двигателя подключается тремя нормально замкнутыми контактами.

Уникальным компонентом схемы, фактически устройством, которое позволяет схеме обеспечивать , является нормально разомкнутый контакт мгновенного действия, соединенный с кнопкой пуска. Нормально замкнутая кнопка остановки не препятствует протеканию тока.

Когда питание включено, а двигатель не работает, ток не может проходить ни через нормально разомкнутую кнопку пуска, ни через нормально разомкнутый контакт, поэтому двигатель не запускается.

Когда оператор подходит и нажимает кнопку пуска, ток может проходить через элемент, когда кнопка нажата. Это замыкает цепь и возбуждает катушку стартера двигателя, втягивая . Тройка закроется, как и нормально открытая параллельно с кнопкой пуск.

Нормально замкнутые контакты, включенные последовательно с катушкой, управляются тепловым действием реле перегрузки, а не движением якоря, поэтому они остаются замкнутыми до тех пор, пока не произойдет замыкание.