Закрыть

Автомат пускатель – Схемы подключения магнитного пускателя на 220 В и 380 В + особенности самостоятельного подключения

Содержание

Контакторы, магнитные пускатели, автоматические выключатели

Контакторы — электрические аппараты, предназначенные для включения и отключения силовых цепей (цепей питания электродвигателей и других мощных потребителей электроэнергии) с помощью электромагнитов. Конструктивно контакторы сходны с сильноточными реле, но отличаются наличием мощных контактов и дугогасительных устройств. Различают контакторы постоянного и переменного токов. Устройство контактора постоянного тока показано на рис. 2.27. Главные контакты 1 и 3 замыкаются под действием пружины 5 в случае перемещения якоря 6 с рычагом 4 к ярму 8 при появлении тока возбужд

ения в обмотке 9. Размыкание контактов происходит под воздействием пружины 7. Для увеличения силы притяжения якоря к ярму предусмотрен полюсный наконечник на сердечнике 8. Для интенсивного гашения дуги при размыкании контактов применяется дугогасительная камера с решеткой из медных пластин 2, улучшающих теплоотвод от дуги и, следовательно, условия дугогашения.

Помимо силовых контактов в контакторах предусматриваются дополнительные, вспомогательные, блокировочные контакты.
Работу контактора переменного тока поясним на примере рассмотрения рис. 2.28. При включении катушки 1 в цепь управления возникает магнитный поток в магнитопроводе, состоящем из шихтованных ярма 2 и якоря 3. На якоре расположен короткозамкнутый виток (для устранения вибрации магнитной системы). Контактная группа — главные контакты 5, 6, вспомогательные контакты 7— 9— приводится в действие якорем J, с которым она соединена валом 4. На рис. 2.28 изображен трехполюсный контактор для коммутации в трехфазной цепи. Здесь показана только одна дугогасительная камера 7/, чтобы было видно расположение силовых контактов {reklama}

5, б.

Электромагнитные контакторы переменного тока широко используют в магнитных пускателях — устройствах для дистанционного управления (включить — выключить) и автоматической защиты от перегрузок асинхронных электродвигателей.
Для автоматического размыкания цепей постоянного и переменного токов при нарушении нормального режима работы (при случайных коротких замыканиях в цепи, длительном превышении нагрузки выше номинальной или уменьшении напряжения ниже нормы), а также для включения и отключения тех же цепей при нормальных условиях служат автоматические выключатели (например, автоматы типов АП25, АП50, A3100) (рис. 2.29). Автоматы представляют собой сочетание теплового реле, контактора, дугогасительного устройства и механизма расцепления контактов.

На рис. 2.29 можно выделить основные элементы трехфазного автомата типа АП25 — дугогасительную камеру 7, контактную систему 2, электромагнитный расцепитель 5, кнопки ручного включения и отключения 4, возвратную пружину 5, катушку электромагнита 6, якорь электромагнита 7, механизм расцепления контактов 8, биметаллическую пластину теплового реле 9.
Основным узлом автомата является механизм расцепления контактов — система шарнирно связанных рычагов, который может приводиться в действие тепловым реле либо электромагнитом. Включение и выключение небольших автоматов производится вручную или дистанционно с помощью реле. Мощные автоматы требуют для включения и отключения больших усилий, которые производят мощные электромагниты, управляемые дистанционно.

Работу механизма расцепления автомата максимального тока можно пояснить кинематической схемой рис. 2.30, а. Если ток в цепи превысит заданное максимально допустимое значение, то электромагнит 3притянет якорь 2, преодолевая сопротивление пружины 7. Защелка 4 освободит рычаг 5, который под действием пружины 6 разорвет контакты 7.
Кинематическая схема механизма расщепления автомата минимального тока (рис. 2.30, б) показывает, что при некотором минимально допустимом значении тока / электромагнит 7 уже не может удержать якорь 2. Под действием силы F противодействующей пружины J якорь передвигается в направлении стрелки и контакты 4 автомата размыкаются.
В заключение отметим, что все необходимые данные о токах, напряжениях, мощностях, времени срабатывания и других параметрах электрических аппаратов можно найти в электротехнических справочниках.

pue8.ru

Пускатель ручной кнопочный VS контактор

Недавно мое внимание привлек пускатель ручной кнопочный серии ПРК32/ПРК80. В своих проектах я их еще не применял. Разберемся, в каких случаях можно применить данное электротехническое изделие и посмотрим, как это повлияет на общую стоимость защиты электродвигателя.

Вот эта картинка в каталоге ТДМ побудила написание данной статьи:

ПРК — цена

Для управления электродвигателями я чаще всего использую следующую схему управления:

Автоматический выключатель – пускатель (контактор + тепловое реле) – двигатель.

Пускатель устанавливается либо по месту управления, либо в силовом щите. В случае, если пускатель устанавливаем в щите, то для дистанционного управления нам понадобится еще кнопочный пост. Подробнее можно почитать в статье выбор электромагнитного пускателя, контактора.

Разберем достоинства пускателей ручных кнопочных ПРК32/ПРК80.

Внешний вид ПРК32/80

Пускатель ручной кнопочный представляет собой устройство для управления и  защиты электродвигателем. ПРК32/ПРК80 имеет защиту от токов короткого замыкания, перегрузки и выпадения фазы. Конструктивно ПРК – автоматический выключатель типа «D» + тепловое реле.

ПРК позволяют использовать такие дополнительные аксессуары как:

  • расцепитель минимального напряжения;
  • расцепитель независимый;
  • дополнительный контакт;
  • аварийный контакт;
  • защитная оболочка с кнопкой IP54.

Защитная оболочка ПРК

А теперь о недостатках.

Основным недостатком ПРК я бы назвал то, что это устройство для ручного управления. Для этого оно видимо и разрабатывалось конструкторами. В случае если вам требуется предусмотреть управление с нескольких мест, выполнить блокировку с другими устройствами, предусмотреть дистанционное управление, то пускатель ручной кнопочный вам не сможет заменить электромагнитный пускатель.

Проектные решения должны быть экономически обоснованы, поэтому посмотрим на стоимость электротехнических изделий, которые можно применить для защиты электродвигателей. В этой статье я не рассматриваю частотные преобразователи и другие специализированные устройства защиты и управления асинхронными двигателями.

Наименование изделия Цена, $
Автоматический выключатель 3Р, In=16А, тип «С» 3,4
Автоматический выключатель 3Р, In=16А, тип «D» 4,2
Контактор малогабаритный КМИ In=18А 8,64
Тепловое реле РТИ In=(12-18)А 6,38
Контактор малогабаритный КМИ в оболочке In=18А, IP54 28
Пост кнопочного управления IP54 с кнопками «ПУСК» и «СТОП» 5
Пускатель ручной кнопочный ПРК32 In=(13-18)А 19,16
Защитная оболочка с кнопкой «Стоп» IP54 13,44

Первое, что хотелось бы отметить, автоматические выключатели с характеристикой «С» дешевле и его проще купить, поэтому не стоит на все подряд электродвигатели устанавливать автоматы типа «D». Выбор типа электромагнитного расцепителя автоматического выключателя зависит от пусковых токов двигателя.

Для наглядности приведу пример. Пусть потребляемый ток двигателем In=10А. Мы выбираем автомат на 16А  тип «С», т.к. данный автомат выдержит пусковые токи 16*5/10=8In. В данном случае нет смысла ставить автоматический выключатель типа «D».

Рассмотрим две схемы управления электродвигателем с помощь ПРК и сравним их с аналогичными схемами, в которых применяют электромагнитные пускатели. Напомню, целью данной статьи является проверка насколько ПРК дешевле пускателя.

1 Управляющий элемент (пускатель, ПРК) устанавливается по месту, вне электрического щита.

В таком случае схема будет выглядеть так:

  • Автоматический выключатель – пускатель IP54 — двигатель.
  • Автоматический выключатель – ПРК32/80 + защитная оболочка — двигатель.

Автомат не учитываем, т.к. он присутствует в обеих схемах. Стоимость пускателя IP54 + тепловое реле 28+6,38=34,38$, ПРК32/80 + защитная оболочка — 19,16+13,44=32,6$

Вывод: применение ПРК32/80 и применение пускателя обойдется примерно одинаково. Разница в цене составит порядка 6%.

2 Управляющий элемент (пускатель, ПРК) устанавливается в электрическом щите.

Данная схема подойдет, если щит стоит в том же помещении, где нужно выполнить управление двигателем, я бы еще добавил для нечастных коммутаций и если управление двигателем будет удобно со щита.

  • Автоматический выключатель – пускатель IP20 – пост кнопочного управления IP54 — двигатель.
  • ПРК32/80 — двигатель.

В первом случае получим: 4,2+8,64+6,38+5=24,22$

ПРК32/80 стоит 19,16$

Разница в цене около 20% в пользу ПРК32/80.

Цитата из каталога (про ПРК):

Цена гораздо ниже, чем при покупке автоматического выключателя и теплового реле перегрузки в силу использования регулируемого теплового расцепителя в автоматических выключателях защиты двигателя.

Думаю, все это проделки маркетологов, которые сравнивали ПРК не с тем, чем следовало бы

Исходя из этого, можно сказать, что производители слегка приврали, т.к. выгода от применения ПРК в лучшем случае составит 20%, при этом в плане удобства управления, на мой взгляд, ПРК уступает электромагнитным пускателям (контакторам).

P.S. Я не в коем случае не против ПРК, я просто хочу быть объективным.  Возможно, в ближайшее время начну их применять в своих проектах.

Советую почитать:

220blog.ru

Контактор и магнитный пускатель в автоматике



Магнитный пускатель (контактор) — это устройство, предназначенное для коммутации силовых электрических цепей. Чаще всего применяется для запуска/останова электродвигателей, но так же может использоваться для управления освещением и другими силовыми нагрузками.

Чем отличается контактор от магнитного пускателя?

Многих читателей могло покоробить от данного нами определения, в котором мы (сознательно) смешали понятия «магнитный пускатель» и «контактор», потому что в данной статье мы постараемся сделать упор на практику, нежели на строгую теорию. А на практике эти два понятия обычно сливаются в одно. Немногие инженеры смогут дать вразумительный ответ, чем же они действительно отличаются. Ответы различных специалистов могут в чём-то сходиться, а в чём-то противоречить друг другу. Представляем Вашему вниманию нашу версию ответа на этот вопрос.

Контактор — это законченное устройство, не предполагающее установки дополнительных модулей. Магнитный пускатель может быть оборудован дополнительными устройствами, например тепловым реле и дополнительными контактными группами. Магнитный пускателем может называться бокс с двумя кнопками «Пуск» и «Стоп». Внутри может находится один или два связанных между собой контактора (или пускателя), реализующими взаимную блокировку и реверс.

Магнитный пускатель предназначен для управления трёхфазным двигателем, поэтому всегда имеет три контакта для коммутации силовых линий. Контактор же в общем случае может иметь другое количество силовых контактов.

Устройства на этих рисунках правильнее называть магнитными пускателями. Устройство под  цифрой один предполагает возможность установку дополнительных модулей, например теплового реле (рисунок 2). На третьем рисунке блок «пуск-стоп» для управления двигателем с защитой от перегрева и схемой автоподхвата. Это блочное устройство — тоже называют магнитным пускателем.

А вот устройства на следующих рисунках правильнее называть контакторами:

Они не предполагают установку на них дополнительных модулей. Устройство под цифрой 1 имеет 4 силовых контакта, второе устройство имеет два силовых контакта, а третье -три.

В заключение скажем: обо всех названных выше отличиях контактора и магнитного пускателя полезно знать для общего развития и помнить на всякий случай, однако придётся привыкнуть к тому, что на практике эти устройства никто обычно не разделяет.

Устройство и принцип работы магнитного пускателя

Устройство контактора чем-то похоже на электромагнитное реле — оно так же имеет катушку и группу контактов. Однако контакты магнитного пускателя  — разные. Силовые контакты предназначены для коммутации той нагрузки, которой управляет этот контактор, они всегда нормально открытые. Существуют еще дополнительные контакты, предназначенные для реализации управления пускателем (об этом речь пойдёт ниже). Дополнительные контакты могут быть нормально открытыми (NO) и нормально закрытыми (NC).

В общем случае устройство магнитного пускателя выглядит так:

Когда на катушку пускателя подаётся управляющее напряжение (обычно контакты катушки обозначаются А1 и А2), подвижная часть якоря притягивается к неподвижной и это приводит к замыканию силовых контактов. Дополнительные контакты (при наличии) механически связаны с силовыми, поэтому в момент срабатывания контактора они также меняют своё состояние: нормально открытые — замыкаются, а нормально закрытые, наоборот, размыкаются.

Схема подключения магнитного пускателя

Так выглядит простейшая схема подключения двигателя через пускатель. Силовые контакты магнитного пускателя KM1 подключены к клеммам электродвигателя. Перед контактором установлен автоматический выключатель QF1 для защиты от перегрузки. Катушка реле (А1-А2) запитана через нормально разомкнутую кнопку «Пуск» и нормально замкнутую кнопку «Стоп». При нажатии кнопки «Пуск» на катушку приходит напряжение, контактор срабатывает, запуская электродвигатель. Для остановки двигателя нужно нажать «Стоп» — цепь катушки разорвётся и контактор «расцепит» силовые линии.

Эта схема будет работать только если кнопки «пуск» и «стоп» — с фиксацией.

Вместо кнопок может быть контакт другого реле или дискретный выход контроллера:

Контактор можно включить и выключить с помощью ПЛК. Один дискретный выход контроллера заменит кнопки «пуск» и «стоп» — они будут реализованы логикой контроллера.

Схема «самоподхвата» магнитного пускателя

Как уже было сказано, предыдущая схема с двумя кнопками работает только если кнопки с фиксацией. В реальной жизни её не используют из-за её неудобства и небезопасности. Вместо неё используют схему с автоподхватом (самоподхватом).

На этой схеме используется дополнительный нормально открытый контакт пускателя. При нажатии на кнопку «пуск» и сработки магнитного пускателя дополнительный контакт КМ1.1 замыкается одновременно с силовыми контактами. Теперь кнопку «пуск» можно отпустить — её «подхватит» контакт КМ1.1.

Нажатие кнопки «стоп» разорвёт цепь катушки и вместе с этим разомкнётся доп. контакт КМ1.1.

Подключение двигателя через пускатель с тепловым реле

На рисунке изображён магнитный пускатель с установленным на него тепловым реле. При нагревании электродвигатель начинает потреблять больший ток — его и фиксирует тепловое реле. На корпусе теплового реле можно задать значение тока, превышение которого вызовет сработку реле и замыкание его контактов.

Нормально закрытый контакт теплового реле использует в цепи питания катушки пускателя и рвёт её при сработке теплового реле, обеспечивая аварийное отключение двигателя. Нормально открытый контакт теплового реле может быть использован в сигнальной цепи, например для того, чтобы зажечь лампу «авария» при отключении электродвигателя по перегреву.

Реверсивный пускатель

Реверсивный магнитный пускатель — устройство, с помощью которого можно запускать вращение двигателя в прямом и обратном направлениях. Это достигается за счёт смены чередования фаз на клеммах электродвигателя. Устройство состоит из двух взаимоблокирующихся контакторов. Один из контакторов коммутирует фазы в порядке А-В-С, а другой, например, А-С-В.

Взаимная блокировка нужна, чтобы нельзя было случайно одновременно включить оба контактора и устроить межфазное замыкание.

Схема реверсивного магнитного пускателя выглядит так:

Реверсивный пускатель может изменить чередование фаз на двигателе, коммутируя питающее двигатель напряжение через контактор КМ1 или КМ2. Обратите внимание, что порядок следования фаз на этих контакторов различается.

При нажатии Кнопки «Прямой пуск» двигатель запускается через контактор КМ1. При этом размыкается дополнительный контакт этого пускателя КМ1.2. Он блокирует запуск второго контактора КМ2, поэтому нажатие кнопки «Реверсивный пуск» ни к чему не приведёт. Для того чтобы запустить двигатель в обратном (реверсивном) направлении, нужно сначала остановить его кнопкой «Стоп».

При нажатии кнопки «Реверсивный пуск» срабатывает контактор КМ2, а его дополнительный контакт КМ2.2 блокирует контактор КМ1.

Автоподхват контакторов КМ1 и КМ2 осуществляется с помощью нормально открытых контактов КМ1.1 и КМ2.1 соответственно (см. раздел «Схема самоподхвата магнитного пускателя»).




lazysmart.ru

виды, принцип работы, характеристики, подключение :: SYL.ru

Электромагнитный пускатель 220 В позволяет осуществлять коммутацию в цепях переменного (и постоянного) тока. Обычно такие устройства используются при включении мощных потребителей – электродвигателей, нагревателей и т. д. Необходимость его оправдана в тех случаях, когда требуется часто включать и отключать нагрузку.

Применение магнитных пускателей

Чаще всего электромагнитные пускатели используется для запуска, остановки и реверса асинхронных электродвигателей. Но поскольку эти устройства очень неприхотливы, они могут использоваться для дистанционного управления освещением, в компрессорных установках, насосах, кран-балках, электрических печах, конвейерах, кондиционерах. Область применения магнитных пускателей очень широкая. Но в последнее время пускатели были вытеснены электромагнитными контакторами. Но, по сути, эти два прибора по конструкции и характеристикам мало чем отличаются. Даже схемы включения одинаковы.

Как работает пускатель?

Электромагнитный контактор работает по следующей схеме:

  1. На рабочую катушку электромагнитного пускателя подаётся напряжение.
  2. Вокруг этой катушки появляется магнитное поле.
  3. Сердечник из металла, который расположен рядом с катушкой, втягивается внутрь.
  4. К сердечнику произведено крепление силовых контактов.
  5. При втягивании сердечника замыкаются силовые контакты, на нагрузку поступает ток.

В самом простом случае магнитные пускатели управляются при помощи всего двух кнопок — «Пуск» и «Стоп». При необходимости можно осуществить реверс — делается это при помощи соединения двух магнитных пускателей с использованием специальной схемы.

Как устроен электромагнитный пускатель?

Всего имеется две основные части у этого устройства:

  1. Контактный блок.
  2. Непосредственно пускатель.

Контактный блок устанавливается поверх корпуса пускателя. Он предназначен для того, чтобы расширить функционал схемы управления. С помощью дополнительного блока можно:

  • Осуществить реверсивное движение электрического двигателя.
  • Запитать лампу, которая сигнализирует о работе мотора.
  • Включить дополнительное оборудование.
  • Но контактная приставка не всегда используется, в большинстве случаев достаточно одного пускателя.

Контактная приставка

Этот механизм включает в себя две пары нормально разомкнутых и столько же нормально замкнутых контактов. Сверху пускателя имеются полозья и зацепы, именно к ним и производится крепление приставки. В итоге эта система жёстко связана с силовыми контактами пускателя и работает одновременно с ними.

Нормально замкнутые контакты по умолчанию соединяют элементы цепи, а нормально разомкнутые разрывают. При включении магнитного пускателя, когда сердечник замыкает силовые элементы, нормально замкнутые контакты размыкаются, а нормально разомкнутые замыкаются.

Конструкция магнитного пускателя

В общем, можно выделить две части — верхнюю и нижнюю. Сверху располагается группа контактов, подвижная часть электромагнита, связанная с силовыми переключателями, а также дугогасительная камера. В нижней части расположены катушка и возвратная пружина, а также вторая половина электромагнита.

При помощи пружины верхняя часть возвращается в изначальное положение после того, как прекратится подача напряжения на катушку. При этом силовые контакты размыкаются. Электромагнит собран из пластин Ш-образной формы, изготовленных из технической трансформаторной стали. Катушка наматывается медным проводом, причём количество витков зависит от того, на какое напряжение она рассчитана.

Секторы с обозначениями

Параметры находятся на пускателе, всего имеется три сектора:

  1. В первом указываются, где можно применять магнитный пускатель, а также общая информация о нём. А именно: частота переменного тока, номинальное значение тока, условный тепловой ток. Например, обозначение АС-1 говорит о том, что при помощи таких механизмов можно коммутировать цепи питания тэнов, ламп накаливания, других слабоиндуктивных нагрузок.
  2. Во втором секторе указывается, какая максимальная мощность нагрузки может коммутировать с силовыми контактами.
  3. В третьем секторе обычно обозначается схема устройства: в неё включены силовые и вспомогательные контакты, катушка электромагнита. В том случае, если по всем контактам на схеме от катушки идет пунктирная линия, то это означает, что они работают синхронно.

Контактные группы пускателей

Силовые контакты обозначаются следующим образом:

  • 1L1, 3L2, 5L3 — это входящие, на них подается питание от сети переменного или постоянного тока.
  • 2Т1, 4Т2, 6Т3 — выходящие силовые контакты, которые соединяются с нагрузкой.

На самом же деле совершенно неважно, куда вы подключите источник питания, а куда нагрузку. Просто такая схема является общепринятой, ее и необходимо использовать.

Ведь если придется другому человеку проводить ремонт, он просто не сможет сразу разобраться в том, что было намудрено монтажником. Вспомогательная группа контактов 13НО–14НО предназначена для того, чтобы осуществить самоподхват. Другими словами, эту пару используют, чтобы во время включения электродвигателя не удерживать пусковую кнопку постоянно нажатой.

Кнопка остановки

Независимо от вида электромагнитного пускателя, используемого в конструкции, управление производится при помощи двух кнопок – «Пуск» и «Стоп». Может присутствовать включение реверса. Кнопка остановки отличается от других тем, что у нее красный окрас. Нормально замкнутые контакты механически соединены с кнопкой. Поэтому при работе устройств ток протекает через них беспрепятственно.

Если кнопку не нажимать, то металлическая планка под действием пружины замыкает два контакта. При необходимости остановки питания устройства нужно просто нажать на кнопку – контакты при этом разомкнутся. Но фиксации нет, как только вы отпустите кнопку, контакты вновь замкнутся.

Поэтому для управления работой электродвигателей используются специальные схемы включения электромагнитных пускателей 220В. На дин-рейку такие устройства устанавливаются без проблем, поэтому они могут использоваться даже в самых маленьких монтажных блоках.

Кнопка запуска

Она обычно имеет зеленый или черный цвет, механически соединяется с нормально разомкнутой группой контактов.

Как только нажимаете на кнопку запуска, происходит замыкание цепи и по контактам протекает электрический ток. Отличие от кнопки остановки только в том, что по умолчанию контакты находятся в разомкнутом состоянии. Пружина удерживает контактную группу в разомкнутом положении и позволяет после запуска вернуть кнопку в начальное положение. Именно такой принцип работы электромагнитных пускателей 220В, используемых в схемах управления большими нагрузками.

Классическая схема включения

При реализации такой схемы выполняются следующие действия:

  1. При нажатии на кнопку «Пуск» происходит замыкание контактов и подача напряжения на нагрузку.
  2. При нажатии на кнопку «Стоп» контакты пускателя размыкаются и прекращается подача напряжения.

В качестве нагрузки можно подключать ТЭНы, электродвигатели, иные приборы. Нормально открытый электромагнитный пускатель 220В можно использовать для включения абсолютно любой нагрузки.

К силовой части схемы относятся:

  • Контакты для подключения трех фаз – «А», «В», «С».
  • Автоматический выключатель. Он устанавливается между источником питания и входом электромагнитного пускателя 220В 25А. Дело в том, что 380В – это межфазное напряжение, а если проводить замер между нулем и любой из фаз, оно будет равно 220В.
  • Нагрузка – мощный потребитель электроэнергии (двигатель, нагревательный элемент).

Вся цепь управления подключается к нулю и фазе «А». Цепь состоит из таких компонентов:

  • Кнопки запуска и остановки.
  • Катушки.
  • Вспомогательного контакта (включается параллельно кнопке запуска).

Работа классической схемы

Как только включается автоматический выключатель, на верхних контактах пускателя появляется три фазы, вся схема переводится в режим ожидания. Фаза под литерой «А» проходит по цепи:

  • Через замкнутые контакты кнопки остановки.
  • На контакт кнопки запуска.
  • На вспомогательную группу контактов.

При этом схема полностью подготовлена к работе. Как только замыкаются контакты под воздействием кнопки запуска, на катушке появляется напряжение и ее сердечник втягивается. При этом сердечник тянет за собой группу контактов, замыкая их.

В нижней части магнитного пускателя находятся силовые контакты, на которых также появляется напряжение, которое далее идет к потребителю электроэнергии. После отпускания кнопки запуска силовые контакты будут замкнуты за счет реализации схемы с «подхватом». При этом фаза идет не через контакты кнопки запуска к электромагниту, а посредством вспомогательной группы.

Степень защиты

Лучше всего в работе показывают себя приборы со степенью защиты IP54. Их можно использовать во влажных и очень пыльных помещениях. Без проблем можно его установить на открытом месте. Но если монтаж производится внутри шкафа, то достаточно использовать устройства со степенью защиты IP20. Чем выше числовой индекс, тем в более жестких условиях может производиться эксплуатация прибора – это применимо к любому электрическому устройству. Обязательно нужно учитывать и такие факторы:

  • Наличие теплового реле, при помощи которого производится отключение нагрузки при превышении максимального тока потребления. Особенно актуально использование такого прибора при управлении электродвигателями.
  • Если имеется функция реверса, то в конструкции присутствует две катушки и шесть контактов. По сути, это пара пускателей, совмещенных в одном корпусе.
  • Обязательно нужно учитывать износостойкость прибора, особенно если очень часто включается и отключается нагрузка пускателем.

Не последнее место при эксплуатации любого устройства, в том числе и электромагнитного пускателя 220В, занимает человеческий фактор. Неквалифицированные работники способны сломать всю цепь управления, так как они не знают, как правильно работать на оборудовании. Если сработала тепловая защита, то включение производить сразу же нельзя. И нельзя заново запускать двигатель — сначала нужно проверить, не заклинил ли мотор, нет ли короткого замыкания в цепи питания.

www.syl.ru

Магнитный пускатель

Магнитный пускатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для частого включения — выключения мощной нагрузки постоянного и переменного тока.

Наиболее распространенное применение магнитных пускателей — управление асинхронными двигателями, при помощи пускателя осуществляется пуск, останов и реверс (изменение направления вращения) двигателей, а также при наличии теплового реле — защита от токовой перегрузки. Но помимо этого пускатели нашли широкое применение и в схемах дистанционного управления освещением, управлении электронагревательными приборами, насосами, компрессорами и т.д.

Магнитные пускатели классифицируются по:

степени защиты

  • открытого исполнения ( степень защиты IP00) — предназначены для установки в закрытых шкафах, а также других местах, защищенных от пыли, влаги, посторонних предметов.
  • защищенного исполнения (степень защиты IP40) — предназначены для установки внутри неотапливаемых помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли и исключено попадание влаги.
  • пылевлагозащищенного исполнения ( степень защиты IP54) — используются в условиях повышенного содержания пыли и влаги, например при наружней установке.

номинальному току нагрузки на силовые контакты

Номинальный ток нагрузки или величина пускателя — один из наиболее важных параметров магнитного пускателя. Он показывает максимально допустимый ток, который может протекать через контакты главной цепи пускателя. В основном используются пускатели первой величины (10А), второй величины (25А), третьей величины (40А), четвертой величины (63А). При указании этих величин считается, что напряжение составляет 380 В и пускатель работает в режиме AC-3. В зависимости от напряжения на контактах главной цепи и категории применения -AC-1,AC-3 или AC-4 допустимый ток будет отличаться.

категории применения

Для большинства пускателей используются три категории — AC-1, AC-3 и AC-4.

  • AC-1 — активная нагрузка или слабоиндуктивная, печи сопротивления.
  • AC-3 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором; пуск, отключение без предварительной остановки.
  • AC-4 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, торможение противотоком, повторно-кратковременные включения.

напряжению управляющей катушки

Наибольшее применение получили катушки на 220 и 380 В, хотя могут быть и на 24, 36, 42, 110 Вольт.

напряжению силовой цепи

Кроме того различают реверсивные и нереверсивные магнитные пускатели. Реверсивные пускатели представляют из себя два обычных пускателя с общими техническими характеристиками, объединенных общим основанием. Чтобы исключить возможность одновременного срабатывания двух пускателей, выполняется электрическая и механическая блокировка.

Конструктивно магнитный пускатель состоит из сдвоенного корпуса, верхней части, в которой находится подвижная часть магнитопровода (якорь) с прикрепленной траверсой с подпружиненными подвижными контактами и неподвижные контакты и нижней части, в которой находятся катушка управления, возвратная пружина и неподвижная часть магнитопровода (сердечник) с короткозамкнутыми витками, необходимыми для уменьшения вибраций.

Подвижная и неподвижная часть магнитопровода должны иметь гладкую, шлифованную поверхность без каких-либо загрязнений, иначе при работе пускатель будет издавать сильный гул.

При подаче напряжения в катушке управления возникает электромагнитное поле, под воздействием которого якорь притягивается к сердечнику, замыкаются главные и вспомогательные контакты. При снятии напряжения катушка обесточивается, якорь под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение, контакты размыкаются и цепь обесточивается.

Основная характеристика, на которую надо ориентироваться — это величина пускателя, которая подбирается в зависимости от тока нагрузки. Здесь надо учитывать, что ток, на который рассчитаны силовые контакты пускателя должен быть больше максимального тока нагрузки. Помимо величины пускателя подбираем рабочее напряжение катушки — оно должно быть таким же, как у цепей управления, степень защиты, наличие вспомогательных замыкающих или размыкающих контактов, наличие теплового реле, класс износостойкости.

Схема подключения нереверсивного пускателя

QF — автоматический выключатель

KM1 — магнитный пускатель

P — тепловое реле

M — двигатель

ПР — предохранитель

С-Стоп, Пуск — кнопки управления

При включении автомата QF и нажатии кнопки Пуск, питание с фазы B поступает на катушку управления пускателя. На другой вывод катушки питание приходит с фазы C через нормально замкнутый вспомогательный контакт теплового реле.

После того как нажали кнопку Пуск, замыкаются разомкнутые силовые контакты пускателя и питание через замкнутые силовые контакты теплового реле подается на электродвигатель. В случае перегрузки электродвигателя тепловое реле сработает и своим вспомогательным контактом разорвет цепь питания катушки пускателя.

Для того, чтобы при работе не нужно было все время удержать кнопку Пуск, ее шунтируют нормально разомкнутым контактом БК. При срабатывании пускателя контакт замыкается и ток на катушку потечет уже через него. Это так называемая схема самоподхвата.

Отключается двигатель нажатием кнопки Стоп — нормально замкнутый контакт Стоп размыкается и питание на катушку пускателя прекращается. При этом сердечник пускателя возвращается в исходное положение, силовые контакты размыкаются и двигатель обесточивается.

Тепловое реле в схеме применяется для защиты электродвигателя от токовых перегрузок ( например в случае заклинивания ротора), а также в случае обрыва одной из фаз. При срабатывнии теплового реле разомкнется нормально замкнутый контакт Р и цепь обесточится.

Схема подключения реверсивного пускателя

Принцип реверсивной схемы подключения аналогичен нереверсивной, кроме того что добавились еще один пускатель КМ2 и кнопка Пуск2.

Рассмотрим подробнее эту схему.

При включении автомата QF и нажатии кнопки Пуск1 напряжение подается на катушку КМ1, силовые контакты пускателя КМ1 замыкаются, двигатель включается. Также как и в случае нереверсивной схемы кнопка Пуск шунтируется нормально разомкнутым блок контактом КМ1. Блокировка пускателя КМ2 осущестляется нормально замкнутым контактом КМ1. При срабатывании пускателя КМ1 он размыкается.

Для реверса электродвигатель сначала отключается нажатием кнопки Стоп, которая размыкается и питание на катушку пускателя прекращается.

Для запуска двигателя в обратном направлении нажимаем кнопку Пуск2, напряжение подается на катушку КМ2, силовые контакты пускателя КМ2 замыкаются, двигатель включается. Шунтирование кнопки Пуск2 осуществляется блок контактом КМ2, а блокировка пускателя КМ1 — размыканием нормально замкнутого контакта КМ2.

Кроме электрической блокировки часто применяют также механическую блокировку, которая не дает срабатывать одному из контакторов, пока включен другой.

Узел механической блокировки

Схема подключения магнитного пускателя на 220 В аналогична схеме на 380 В.

electric-blogger.ru

Автоматические выключатели, электромагнитные реле, контакторы, магнитные пускатели; устройство, назначение и принцип действия.


 

Автоматический выключатель (автомат) служит для нечастых включений и отключений электрических цепей и защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий, а также недопустимого снижения напряжения. По сравнению с плавкими предохранителями автоматический выключатель обеспечивает более эффективную защиту, особенно в трёхфазных цепях, так как в случае, например, короткого замыкания производится отключение всех фаз сети. Предохранители в этом случае, как правило, отключают одну или две фазы, что создаёт неполнофазный режим, который также является аварийным.

Автоматический выключатель (рис. 1) состоит из следующих элементов: корпуса, дугогасительных камер, механизма управления, коммутирующего устройства, расцепителей.

 

 

Рис. 1. Автоматический выключатель, серия ВА 04-36 (устройство выключателя): 1- основание, 2- камера дугогасительная, 3, 4-пластины искрогасительные, 5-крышка, 6-пластины. 7-звено, 8-звено, 9-рукоятка, 10-рычаг опорный, 11-защелка, 12- рейка отключающая, 13- пластина термобиметаллическая, 14-расцепитель элетромагнитный, проводник гибкий, 16-токопровод, 17- контактодержатель, 18-контакты подвижные

Для включения автоматического выключателя, находящегося в расцепленном положении (положение «Отключено автоматически»), механизм должен быть взведен путем перемещения рукоятки 9 выключателя в направлении знака «О» до упора. При этом происходит зацепление рычага 10 с защелкой 11, а защелки – с отключающей рейкой 12. Последующее включение осуществляется перемещением рукоятки 9 в направление знака «1» до упора. Провал контактов и контактное сжатие при включении обеспечивается за счет смещения подвижных контактов 18 относительно контактодержателя 17.

Автоматическое отключение автомата происходит при повороте отключающей рейки 12 любым расцепителем независимо от положения рукоятки 9 выключателя. При этом рукоятка занимает промежуточное положение между знаками «О» и «1», указывая, что выключатель отключен автоматически. Дугогасительные камеры 2 установлены в каждом полюсе выключателя и представляют собой деионные решетки, состоящие из ряда стальных пластин 6.


Искрогасители, содержащие искрогасительные пластины 3 и 4, закреплены в крышке 5 выключателя перед отверстиями для выхода газов в каждом полюсе автоматического выключателя. Если в защищаемой цепи, хотя бы одного полюса ток достигает величины равной или превышающей значение уставки по току, срабатывает соответствующий расцепитель и выключатель отключает защищаемую цепь независимо от того, удерживается ли рукоятка во включенном положении или нет. Электромагнитный максимальный расцепитель тока 14 устанавливается в каждом полюсе выключателя. Расцепитель выполняет функцию мгновенной защиты от короткого замыкания.

Дугогасительные устройства необходимы в электрических аппаратах, коммутирующих большие токи, так как возникающая при разрыве тока электрическая дуга вызывает подгорание контактов. В автоматических выключателях применяются дугогасительные камеры с деионным гашением дуги. При деионном гашении дуги (рис. 2.) над контактами 1, помещенными внутри дугогасительной камеры 2, располагается решетка из стальных пластин 3. При размыкании контактов образовавшаяся между ними дуга потоком воздуха выдувается вверх, попадает в зону металлической решетки и быстро гасится.

 

 

Рис. 2. Устройство дугогасительной камеры автоматического выключателя: 1- контакты, 2- корпус дугогасительной камеры, 3 — пластины.

Схема и основные элементы автоматического выключателя представлены на рисунке 3.

 

 

Рис. 3. Устройство автоматического выключателя: 1 — максимальный расцепитель, минимальный расцепитель, независимый расцепитель, 4 — механическая связь с расцепителем, 5- рукоятка ручного включения, 6- электромагнитный привод, 7,8- рычаги механизма свободного расцепления, 9- отключающая пружина, 10- дугогасительная камера, 11- неподвижный контакт, 12- подвижный контакт, 13- защищаемая цепь, 14- гибкая связь, 15- контактный рычагу, 16- тепловой расцепитель, 17- добавочное сопротивление, 18- нагреватель.

Механизм управления предназначен для обеспечения ручного включения и выключения аппарата при помощи кнопок или рукоятки.

Коммутирующее устройство автоматического выключателя состоит из подвижных и неподвижных контактов (силовых и вспомогательных). Пара контактов (подвижный и неподвижный) образуют полюс автоматического выключателя, количество полюсов бывает от 1 до 4. Каждый полюс комплектуется отдельной дугогасительной камерой.

Механизм, который отключает автоматический выключатель при аварийных режимах, называется расцепителем. Различают следующие виды расцепителей:

— электромагнитный максимального тока (для защиты электроустановок от токов короткого замыкания),

— тепловой (для защиты от перегрузок),

— комбинированный, имеющий электромагнитный и тепловой элементы,

— минимального напряжения (для защиты от недопустимого снижения напряжения),

— независимый (для дистанционного управления автоматическим выключателем),

— специальный (для реализации сложных алгоритмов защиты).

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя представляет собой небольшую катушку с обмоткой из медного изолированного провода и сердечником. Обмотка включается в цепь последовательно с контактами, то есть по ней проходит ток нагрузки.

В случае возникновения короткого замыкания ток в цепи резко возрастает, в результате создаваемое катушкой магнитное поле вызывает перемещение сердечника (втягивание в катушку или выталкивание из неё). Сердечник при перемещении действует на отключающий механизм, который вызывает размыкание силовых контактов автоматического выключателя. Существуют автоматические выключатели с полупроводниковыми расцепителями, реагирующими на максимальный ток.

Тепловой расцепитель автоматического выкючателя представляет собой биметаллическую пластину, изготовленную из двух металлов с различными коэффициентами линейного расширения, жестко соединенных между собой. Пластина не является сплавом металлов, их соединение производится обычно прессованием. Биметаллическая пластина включается в электрическую цепь последовательно с нагрузкой и нагревается электрическим током.

В результате нагрева происходит изгибание пластины в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае возникновения перегрузки, то есть при небольшом (в несколько раз) увеличении тока в цепи по сравнению с номинальным, биметаллическая пластина, изгибаясь, вызывает отключение автоматического выключателя.

Время срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя зависит не только от величины тока, но и от температуры окружающей среды, поэтому в ряде конструкций предусмотрена температурная компенсация, которая обеспечивает корректировку времени срабатывания в соответствии с температурой воздуха.

Независимый расцепитель минимального напряжения по конструкции аналогичны электромагнитному и отличаются от него условиями срабатывания. В частности, независимый расцепитель обеспечивает отключение автомата при подаче напряжения на расцепитель независимо от наличия аварийных режимов.

Указанные расцепители являются дополнительными и могут отсутствовать в конструкции автоматического выключателя. Имеются также выключатели без каких-либо расцепителей, в этом случае они называются выключателями-разъединителями.

 

Реле́ — электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин.

Релейные элементы (реле) находят широкое применение в схемах управления и автоматики, так как с их помощью можно управлять большими мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах; выполнять логические операции; создавать многофункциональные релейные устройства; осуществлять коммутацию электрических цепей; фиксировать отклонения контролируемого параметра от заданного уровня; выполнять функции запоминающего элемента и т. д.

Первое реле было изобретено американцем Дж. Генри в 1831 г. и базировалась на электромагнитном принципе действия, следует отметить что первое реле было не коммутационным, а первое коммутационное реле изобретено американцем С. Бризом Морзе в 1837 г. которое в последствии он использовал в телеграфном аппарате. Слово реле возникло от английского relay, что означало смену уставших почтовых лошадей на станциях или передачу эстафеты (relay) уставшим спортсменом.

 

Классификация реле

Реле классифицируются по различным признакам: по виду входных физических величин, на которые они реагируют; по функциям, которые они выполняют в системах управления; по конструкции и т. д. По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические реле и т.д. При этом следует отметить, что реле может реагировать не только на значение конкретной величины, но и на разность значений (дифференциальные реле), на изменение знака величины (поляризованные реле) или на скорость изменения входной величины.

Устройство реле

Реле обычно состоит из трех основных функциональных элементов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного.

Воспринимающий (первичный) элемент воспринимает контролируемую величину и преобразует её в другую физическую величину.

Промежуточный элемент сравнивает значение этой величины с заданным значением и при его превышении передает первичное воздействие на исполнительный элемент.

Исполнительный элемент осуществляет передачу воздействия от реле в управляемые цепи. Все эти элементы могут быть явно выраженными или объединёнными друг с другом.

Воспринимающий элемент в зависимости от назначения реле и рода физической величины, на которую он реагирует, может иметь различные исполнения, как по принципу действия, так и по устройству. Например, в реле максимального тока или реле напряжения воспринимающий элемент выполнен в виде электромагнита, в реле давления – в виде мембраны или сильфона, в реле уровня – в вице поплавка и т.д.

По устройству исполнительного элемента реле подразделяются на контактные и бесконтактные.

Контактные реле воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить или полное замыкание или полный механический разрыв выходной цепи.

Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путём резкого (скачкообразного) изменения параметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) или изменения уровня напряжения (тока).



Рекомендуемые страницы:

Читайте также:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

20. Контакторы и магнитные пускатели » СтудИзба

Глава 20

КОНТАКТОРЫ  И МАГНИТНЫЕ   ПУСКАТЕЛИ

§ 20.1. Назначение контакторов и магнитных пускателей

Наиболее   распространенным   потребителем   электриче­ской энергии является электродвигатель. Примерно 2/3 всей выра­батываемой в стране электроэнергии потребляется электродвига­телями. Основным коммутационным аппаратом, осуществляющим подключение электродвигателя  к  питающей  сети,  является  кон­тактор. Электромагнитный контактор представляет собой выклю­чатель, приводимый в действие с помощью электромагнита. По сути дела, это мощное электромагнитное реле, контактный узел которого способен замыкать и размыкать силовые цепи с токами в десятки и сотни ампер при напряжениях в сотни вольт. При та­ких электрических нагрузках необходимо принятие специальных мер по гашению дуги. Поэтому по сравнению с обычными элект­ромагнитными реле электромагнитные контакторы имеют дугогасительные устройства и более мощные электромагнит и контакт­ные узлы. Кроме силовых (мощных) контактов! имеются и блоки­ровочные контакты, используемые в цепях управления для целей автоматики.   Различают  контакторы   постоянного   и   переменного тока. Для автоматического пуска, остановки и реверса электродви­гателей применяют магнитные пускатели.  Они представляют со­бой   комплектные электрические  аппараты,   включающие  в  себя электромагнитные контакторы, кнопки управления, реле защиты и блокировки.

Контакторы и магнитные пускатели используются и для вклю­чения других мощных потребителей электроэнергии: осветительпых и нагревательных установок,  преобразовательного и техно­логического электрического оборудования.

К этой же группе электрических силовых аппаратов следует отнести автоматические выключатели, которые также предназна­чены для подключения к питающей сети мощных электропотре­бителей. Замыкание их контактов производится не с помощью электромагнита, а вручную. Автоматически они производят лишь выключение нагрузки, защищая ее от перегрузок по току. Если контакторы и магнитные пускатели способны работать при час­тых включениях и отключениях, то автоматические выключатели обычно применяют при включениях па продолжительное время. В типовые схемы электропривода обычно входят автоматический выключатель (питающий и силовые, и управляющие цепи) и маг­нитный пускатель (осуществляющий непосредственную коммута­цию для пуска, остановки и реверса электродвигателя).

§ 20.2. Устройство и особенности контакторов

Принцип действия контакторов такой же, как и у эле­ктромагнитных реле. Поэтому и устройство их во многом сходно. Главное отличие заключается в том, что контакты контакторов коммутируют большие токи. Поэтому они выполняются более мас­сивными, требуют больших усилий, между ними при разрыве воз­никает дуга, которую необходимо погасить.

Основными узлами контактора являются электромагнитный механизм, главный (силовой) контактный узел, дугогасительная система, блокировочный контактный узел.

Электромагнитный механизм осуществляет замыкание и раз­мыкание контактов. При подаче напряжения на втягивающую катушку электромагнита якорь притягивается к сердечнику, а ме­ханически связанные с ним подвижные контакты замыкают сило­вую цепь и выполняют необходимые переключения в цепи управ­ления.

Магнитные системы контакторов в зависимости от характера движения якоря и конструкции различают на поворотные и пря-моходовые. Магпитопровод контактора поворотного типа устроен аналогично клапанному реле. Для устранения залипапия якоря используют немагнитные прокладки. Для замыкания силовых кон­тактов требуются значительно большие усилия, чем развиваемые в реле. Поэтому электромагнитный механизм контактора выполня­ется более мощным и массивным. При срабатывании контактора происходит довольно значительный удар якоря о сердечник. Час­тично этот удар принимает на себя немагнитная прокладка; кро­ме того, магнитную систему амортизируют пружиной, которая так­же уменьшает вибрацию контактов.

Магнитопровод контактора   прямоходного  типа  имеет обычно Ш-образпую форму. В этом случае для устранения заливания яко­ря делают зазор между средними стержнями сердечника и якоря. Втягивающая катушка    обычно    обеспечивает    включение    и удержание якоря в притянутом положении. Но иногда использу­ют две катушки: мощную включающую и менее мощную удержи­вающую. В этом случае контактор во включенном состоянии по­требляет меньше электроэнергии, поскольку включающая катушка находится под током только короткое время. Размыкание контак­тов происходит за счет отключающей пружины при снятии напря­жения с катушки контактора. Втягивающая катушка должна обе­спечивать надежное срабатывание контактора при снижении на­пряжения до 0,85. По нагреву катушка должна выдерживать повышение напряжения до 1,05

В контакторах с поворотным якорем наибольшее распростра­нение получили линейные перекатывающиеся контакты (см. рис. 16.5). В примоходных контактах применяются мостиковые кон­тактные системы (см. рис. 16.4). Контактный мостик имеет не­большую массу и выполняется самоустанавливающимся, что сни­жает вибрацию контактов. Для предотвращения вибрации кон­тактная пружина создает предварительное нажатие, равное при­мерно половине конечной силы нажатия.

У контакторов для длительного режима работы на поверх­ность медных контактов обычно напаивается металлокерамическая или серебряная пластинка. Контакты иногда могут выпол­няться из меди, если образующаяся пленка окисла па рабочей поверхности контактов периодически снимается их самоочисткой. Дугогасительная система контакторов постоянного тока обыч­но выполняется в виде камеры с продольными щелями, куда дуга вытесняется с помощью магнитной силы. Дугогасительная систе­ма контакторов переменного тока обычно имеет вид камеры со стальными дугогасительными пластинами и двойным разрывом дуги в каждой фазе.

Блокировочные или вспомогательные контакты применяются для переключений в цепях управления и сигнализации, поэтому они имеют такое же конструктивное выполнение, как и контакты реле.

§ 20.3. Конструкции контакторов

Как правило, род тока в цепи управления, которая пи­тает катушку контактора, совпадает с родом тока главной цепи. Поэтому контакторы постоянного тока, предназначенные для включения двигателей постоянного тока, имеют электромагнитный механизм, питаемый постоянным током. Соответственно контак­торы переменного тока, предназначенные для включения двигате­лей (или другой нагрузки) переменного тока, имеют электромагнитный механизм, питаемый переменным током. Бывают и исклю­чения. Известны, например, случаи, когда катушки контакторов переменного тока получают питание от цепи постоянного тока.

Устройство контактора постоянного тока показано на рис. 20.1. Электромагнитный механизм поворотного типа состоит из сердеч­ника / с катушкой 2, якоря 3 и возвратной пружины 4. Сердеч­ник 1 имеет полюсный наконечник, необходимый для увеличения

Рис. 20.1. Контактор посто-                 Рис.   20.2.   Дугогасительная

янного тока                                  камера     с     электромагнит-

ным дутьем

магнитной проводимости рабочего зазора электромагнита. Немаг­нитная прокладка 5 служит для предотвращения залипания яко­ря. Силовой контактный узел состоит из неподвижного 6 и по­движного 7 контактов. Контакт 7 шарнирно закреплен на рычаге 8, связанном с якорем 8 и прижатом к нему нажимной пружиной 9.  Подвод тока к подвижному контакту 7 выполнен гибкой медной
лентой 10. Замыкание главных контактов 6 и 7 происходит с проскальзыванием и перекатыванием, что обеспечивает очистку кон­тактных поверхностей от окислов и нагара. При срабатывании электромагнитного механизма кроме главных контактов переклю­чаются вспомогательные контакты блокировочного контактного уз­ла 11. При размыкании главных контактов 6 и 7 между ними возникает электрическая дуга, ток которой поддерживается за счет ЭДС самоиндукции в обмотках отключаемого электродвига­теля. Для интенсивного гашения электрической дуги служит ду­гогасительная камера 12. Она имеет дугогасительную решетку в виде тонких металлических пластин, которые разрывают дугу на короткие участки. Пластины интенсивно отводят теплоту от дуги и гасят ее. Однако при большой частоте включения  контактора пластины   не  успевают остывать  и  эффективность дугогашения падает.

Для вытеснения дуги в сторону дугогасителыюй решетки мож­но использовать электромагнитную силу, так называемое магнит­ное дутье. На рис. 20.2 показана дугогасительная камера с уз­кой щелью и магнитным дутьем. Щелевая камера образована дву­мя стенками /, выполненными из изоляционного материала. Си­стема магнитного дутья состоит из катушки 2, включенной после­довательно с главными контактами и размещенной на сердечнике 3. Для подвода магнитного поля в зону образования дуги служат ферромагнитные щеки 4. В результате взаимодействия электриче­ского тока дуги с магнитным полем появляется сила F, которая растягивает дугу и вытесняет ее в щелевую камеру между стенками 1. За счет усиленного отвода теплоты стенками камеры дуга быстро гаснет.

При последовательном включении главных контактов и катуш­ки магнитного дутья направление силы F остается постоянным при любом направлении тока в силовой цепи, поскольку сила F пропорциональна квадрату тока (ведь магнитное поле создается этим же током). Поэтому магнитное дутье можно использовать и в контакторах переменного тока.

Контакторы переменного тока отличаются от контакторов по­стоянного тока, прежде всего тем, что они, как правило, выпол­няются трехполюсиыми. Основное назначение контакторов пере­менного тока — включение трехфазных асинхронных электродви­гателей. Поэтому они имеют три главных (силовых) контактных узла. Все три главных контактных узла работают от общего эле­ктромагнитного приводного механизма клапанного типа, который поворачивает вал с установленными на нем подвижными контак­тами. С этим же приводом связаны вспомогательные контакты. Главные контактные узлы имеют систему дугогашения с магнит­ным дутьем и дугогасителной щелевой камерой или дугогаси­телной решеткой. В контакторах быстрее всего изнашиваются главные контакты, поскольку они подвергаются интенсивной эро­зии (как говорится, контакты выгорают). Для увеличения общего срока службы контакторов предусматривается возможность сме­ны контактов.

Наиболее сложным и трудным этапом работы контактов является процесс их размыкания. Именно в этот момент контакты оп­лавляются, между ними возникает дуга. Для облегчения работы главных контактов при размыкании выпускаются контакторы пе­ременного тока с полупроводниковым блоком. В этих контакторах параллельно главным замыкающим контактам включают по два тиристора (управляемых полупроводниковых диода). Во включен­ном положении ток проходит через главные контакты, поскольку тиристоры находятся в закрытом состоянии и ток не проводят. При размыкании контактов схема управления на короткое время открывает тиристоры, которые шунтируют цепь главных контак­тов и разгружают их от тока, препятствуя возникновению элект­рической дуги. Такие комбинированные тиристорные контакторы выпускаются на токи в сотни ампер. Поскольку тиристоры рабо­тают в кратковременном режиме, они не перегреваются и не нуж­даются в радиаторах охлаждения.

Коммутационная износостойкость комбинированных контакто­ров составляет несколько миллионов циклов, в то время как глав­ные контакты обычных контакто­ров постоянного и переменного то­ка выдерживают обычно 150—200 тыс. включений.

Для управления электродвига­телями переменного тока неболь­шой мощности применяют прямоходовые контакторы с мостиковыми контактными узлами. Благодаря двукратному разрыву цепи и облег­ченным условиям гашения дуги пе­ременного тока в этих контакторах не требуются специальные дугогасительные камеры с магнитным дутьем, что существенно уменьшает их габаритные размеры.

Рис. 20.3.  Контактор переменного тока

Электромагнитный привод контактора переменного тока малой мощности (рис. 20.3) имеет Ш-образный сердечник 1 и якорь 2, собранные из пластин электротехнической стали. Часть полюсов сердечника охвачена короткозамкнутым витком, что предотвра­щает вибрацию якоря, вызванную снижением силы электромаг­нитного притяжения до нуля при прохождении переменного сину­соидального тока через нуль. Катушка 3 контактора охватывает сердечник и якорь, она и создает намагничивающую силу в маг­нитной системе контактора. На якоре 2 закреплены подвижные контакты 4 мостикового типа, что повышает надежность отклю­чения за счет двукратного размыкания. В пластмассовом корпусе установлены неподвижные контакты 5 и 6. Пружина 7 возвраща­ет контакты 4 в исходное положение. В трехфазном контакторе — три контактные пары, отделенные друг от друга пластмассовыми перемычками 8. Главные контакты имеют металлокерамические накладки и защищены крышкой. Вспомогательные контакты на рис. 20.3 не показаны.

§ 20.4. Магнитные пускатели

Магнитный пускатель — это комплектное устройство, предназначенное главным образом для пуска трехфазных асин­хронных двигателей. Основной составной частью магнитного пускателя является трехполюсный контактор переменного тока. Кро­ме того, контактор имеет кнопки управления и тепловые реле.

Схема включения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показана на рис. 20.4. Для пуска элект­родвигателя М нажимается кнопка SB1 («Пуск»). Через катушку контактора КМ проходит ток, электромагнит контактора срабатывает, и замыкаются все его контакты, которые на схеме обоз­начаются теми же буквами КМ. Силовые контакты КМ подклю-

Рис. 20.4. Схема включения трех-           Рис.   20.5.   Конструкция   неревер-

фазного     асинхронного     электро-       сивного магнитного пускателя

двигателя   с   магнитным   пускате­лем

чают на трехфазное напряжение обмотку электродвигателя М. Параллельно кнопке SB1 подсоединены блокировочные контак­ты КМ. Так как они замкнулись, то после отпускания кнопки SB1 катушка контактора получает питание по этим контактам. Сле­довательно, для включения электродвигателя не надо все время держать кнопку нажатой: достаточно ее один раз нажать и от­пустить. Для остановки электродвигателя служит кнопка SB2 («Стоп»), при нажатии которой разрывается цепь питания кон­тактора КМ. Для защиты электродвигателя от перегрева служат тепловые реле FP1 и FP2, чувствительные элементы которых включаются в две фазы электродвигателя, а размыкающие кон­такты, обозначенные теми же буквами, включены в цепь пита­ния катушки контактора КМ. Для защиты самой схемы управле­ния служат плавкие предохранители FV. На схеме показан также рубильник Р, который обычно замкнут. Его размыкают лишь в том случае, когда собираются проводить ремонтные работы. По­добная схема является типовой, она применяется во всех случаях, когда не требуются изменение направления вращения (реверс) электродвигателя и интенсивное (принудительное) торможение.

На рис. 20.5 показана конструкция нереверсивного магнитно­го  пускателя, который  смонтирован в ящике с открывающейся крышкой. Электромагнитный механизм 1 контактора при сраба­тывании перемещает три подвижных контакта 2, размещенных в дугогасительных камерах. Одновременно переключаются блокиро­вочные контакты 3. Последовательно с двумя главными контакт­ными узлами включены тепловые реле 4.

Кнопки «Пуск» и «Стоп» обычно находятся вне ящика пуска­теля, они размещены на пульте управления под рукой у рабочего. Кнопка «Стоп» имеет красный цвет. Реверсивная схема включе-

Рис. 20.6. Схема  включения трехфазного асинхронного элек­тродвигателя с реверсивным магнитным пускателем

ония трехфазного асинхронного двигателя показана на рис. 20.6. Для того чтобы реверсировать (изменить направление вращения) трехфазный асинхронный двигатель, необходимо изменить поря­док чередования фаз на обмотке статора. Например, если для прямого вращения фазы подключались в последовательности ABC, то для обратного вращения необходима последовательность АСВ. Поэтому в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора: KB для вращения вперед и КН для вращения назад. Кроме того, реверсивный магнитный пускатель имеет три кнопки управления и тепловые реле. В ряде случаев в комплект магнит­ного пускателя входят пакетный переключатель и плавкие предохранители. Схема (рис. 20.6) работает следующим об­разом.

Для включения электродвигателя М в прямом направлении не­обходимо нажать кнопку SB1 («Вперед»). При этом срабатывает контактор KB и своими силовыми контактами подключает к трех­фазной  сети обмотки электродвигателя. Одновременно  блокировочные контакты KB разрывают цепь питания катушки контакто­ра КН, чем исключается возможность одновременного включения обоих контакторов. Для включения электродвигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку SB2 («Назад»). В этом случае срабатывает контактор КН и своими силовыми контактами подключает к трехфазной сети обмотки электродвигателя. После­довательность соединения фаз теперь иная, чем при срабатывании контактора KB: две фазы из трех поменялись местами. При сра­батывании контактора КН его блокировочные контакты разрыва­ют цепь питания катушки контактора КВ. Нетрудно видеть, что при одновременном включении контакторов KB и КН произошло бы короткое замыкание двух линейных проводов трехфазной сети друг на друга. Для того чтобы исключить такую аварию, и нуж­ны блокировочные размыкающиеся контакты контакторов KB и КН. Следовательно, если подряд нажать обе кнопки (SB1 и SB2), то включится только тот контактор, кнопка которого была нажа­та раньше (пусть даже на мгновение).

Для реверса электродвигателя надо предварительно нажать кнопку SB3 («Стоп»). В этом случае блокировочные контакты подготавливают цепь управления для нового включения. Для на­дежной работы необходимо, чтобы силовые контакты контактора разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание блокировочных контактов в цепи другого контактора. Это достигается соответст­вующей регулировкой положения блокировочных контактов по хо­ду якоря электромагнитного механизма контактора. Для блоки­ровки кнопок SB1 и SB2 используются замыкающиеся блокиро­вочные контакты соответствующего контактора, подключенные па­раллельно кнопке.

Необходимо исключить одновременное срабатывание обоих контакторов, для чего используют двойную или даже тройную блокировку. Для этой цели в схеме рис. 20.6 применяют двухцепные кнопки SB1 и SB2. Например, кнопка SB1 при нажатии за­мыкает свои контакты в цепи контактора KB и разрывает свои контакты в цепи контактора КН. Аналогично работает двухцепная  кнопка SB2. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препят­ствующим одновременному срабатыванию электромагнитов кон­такторов. Контакты тепловых реле FP1 и FP2, включенные в две фазы обмотки электродвигателя, отключают цепь питания катушек обоих контакторов при длительном протекании большого тока, чтобы не допустить перегрева обмоток. Для защиты схемы уп­равления служат плавкие предохранители FV.

Магнитные пускатели и контакторы выбирают по номинально­му току электродвигателя с учетом условий эксплуатации. В про­мышленности применяются магнитные пускатели серий ПМЕ и ПМЛ с прямоходовыми контакторами и серии ПАЕ с подвижной системой поворотного типа.

§ 20.5. Автоматические выключатели

Автоматический выключатель предназначен для вклю­чения и отключения электрических цепей и электрооборудования, а также для защиты от больших токов, возникающих при корот­ких замыканиях и перегрузках. В отличие от магнитного пускате­ля автоматический выключатель не может использоваться для автоматических систем, использующих электрические управляющие сигналы. Он также не обеспечивает ре­верса электродвигателя. Автоматический выключатель часто используют для про­должительного включения нереверсируемых электродвигателей. Может он также использоваться вместо рубильника в схе­мах с магнитным пускателем (см. рис. 20.4 и 20.6).

Устройство автоматического воздуш­ного выключателя (автомата) показано на рис. 20.7. С помощью рукоятки / про­изводится включение и отключение ав­томата. В состоянии, показанном на ри­сунке, автомат отключен, и подвижный контакт 2 не замкнут с неподвижным контактом 3. Для включения автомата следует взвести пружину 6, при этом ру­коятка / перемещается вниз и повора­чивает деталь 4, которая своим нижним концом входит в зацепление с зубом удерживающего рычага 5.

Рис.20.7.     Автоматический выключатель

Теперь авто­мат готов к включению. Для его вклю­чения    рукоятку  1  перемещают    вверх.

Пружина 6 займет такое положение, что шарнирно соединенные рычаги 7 и 8 перемещаются вверх по отношению к тому положе­нию, когда они находятся на одной прямой. Автомат включится: цепь тока создается через контакты 2 и 3, разделители 9 и 10.

Автоматическое отключение автомата происходит при сраба­тывании разделителей. При длительных токовых перегрузках сра­батывает тепловой биметаллический расцепитесь 10, свободный конец, которого перемещается вниз, поворачивая рычаг 5 по часо­вой стрелке. Зуб рычага расцепляется с деталью 4, которая пово­рачивается, а рычаги 7 и 8 проходят мертвое положение. Усилие пружины 6 направлено вниз, под его действием размыкаются кон­такты 2 и 3. Отключение при максимально допустимом токе про­исходит под действием электромагнитной силы , выводящей зуб рычага 5 из зацепления с деталью 4. Если произошло автомати­ческое отключение нагрузки, то рукоятка 1 остается в верхнем положении. Ручное отключение автомата происходит при перемещении ру­коятки 1 вниз. Возникающая при размыкании контактов 2 и 3 электрическая дуга гасится с помощью дугогасительной решет­ки 11.

Автоматы могут снабжаться расцепителями минимального на­пряжения, отключающими автомат при напряжении в сети ниже допустимого значения. Для дистанционного управления автомати­ческим выключателем могут использоваться специальные их кон­струкции, дополненные электромагнитным  приводом рукоятки 1.

Выпускаемые промышленностью автоматические выключатели типов АК, АП, АЕ имеют от 1 до 3 пар силовых контактов. Они предназначены для цепей с напряжением от 110 до 500 В при то­ках в десятки ампер. Время автоматического отключения состав­ляет 0,02—0,04 с.

studizba.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о