Как работает магнитный пускатель

Магнитный пускатель

Пускатель электромагнитный устанавливают в щиток для того, чтобы управлять асинхронными двигателями на расстоянии. Помимо этого, назначение прибора состоит в защите электродвигателя от продолжительных перегрузок. Для правильного подключения в трех,- или однофазную сеть необходимым условием является наличие представления об устройстве и принципе действия магнитного пускателя.

Схема работы

Принцип действия магнитного пускателя не сложный – при включении питания кнопкой «Пуск», электрический ток проходит по катушке и намагничивает подвижный якорь. Как результат – якорь притягивается к неподвижной части и происходит замыкание главных контактов. Ток протекает по цепи и происходит включение электродвигателя. Если питание выключить, электрический ток пропадет с катушки и произойдет ее размагничивание. Этот процесс повлечет за собой задействование контактной пружины, которая вернет якорь в исходное положение. Главные контакты разомкнутся и цепь будет полностью обесточена.

Обращаем Ваше внимание на то, что мгновенное размыкание контактов произойдет не только, после намеренного отключения питания, но и если напряжение в сети упадет больше, чем на 60% от номинального значения.

Теперь Вы знаете, как работает магнитный пускатель. Как видно, схема работы устройства довольно простая. Наглядно увидеть принцип действия Вы можете на видео примерах ниже.

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.

Монтаж и подключение

В сети представлены схемы подключения с катушкой на 220 вольт. Для этого используются кнопочные посты. Встречаются элементы на 1 и 2 контакта. Для подключения необходимо клемма заземления. При включении пускателя к сети не обойтись без дополнительного шнура, который фиксируется к вилке. Силовые контакты должны находиться в замкнутом состоянии. Посмотрев однофазную цепь, провод подается на ноль.

Включение пускателя

В случае чего фазу можно перекинуть. Пускатели считаются удобными, поскольку не требуется использовать дополнительные проводники. Специалисты рекомендуют брать рубильник, но это не обязательно. Чтобы наладить стабильную работу двигателя, используется схема с кнопками «пуск» и «стоп». Магнитный пускатель в данном случае позволит изменять режимы работы мотора.

Если рассматривать последовательное подключение, то во время эксплуатации придется удерживать кнопку «пуск». Когда налажено параллельное подключение, придется устанавливать вспомогательные контакты.

Блок контактов или приставка контактная.

Внутри блока контактов (приставки контактной) встроена подвижная контактная система, которая жестко связывается с контактной системой магнитного пускателя и стает с ним как бы одним целым. Крепится приставка в верхней части пускателя, где для этого предусмотрены специальные полозья с зацепами.

Контактная система приставки состоит из двух пар нормально замкнутых и двух пар нормально разомкнутых контактов.

Чтобы идти дальше давайте сразу разберемся: что есть нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты. На рисунке ниже схематично показана кнопка с парой контактов под номерами 1-2 и 3-4, которые закреплены на вертикальной оси. В правой части рисунка показано графическое изображение этих контактов, используемое на электрических принципиальных схемах.

Нормально разомкнутый (NO) контакт в нерабочем состоянии всегда разомкнут, то есть, не замкнут. На рисунке он обозначен парой 1–2, и чтобы через него прошел ток контакт необходимо замкнуть.

Нормально замкнутый (NC) контакт в нерабочем состоянии всегда замкнут и через него может проходить ток. На рисунке такой контакт обозначен парой 3–4, и чтобы прекратить прохождение тока через него, надо контакт разомкнуть.

Теперь, если нажать кнопку, то нормально разомкнутый контакт 1-2 замкнется, а нормально замкнутый 3-4 разомкнется. О чем показывает рисунок ниже.

Вернемся к блоку контактов.
В исходном состоянии, когда магнитный пускатель обесточен, нормально разомкнутые контакты 53NO–54NO и 83NO–84NO разомкнуты, а нормально замкнутые 61NC–62NC и 71NC–72NC замкнуты. Об этом говорит шильдик с номерами клемм контактов, расположенный на боковой стенке блока контактов, а стрелка показывает направление движения контактной группы.

Теперь, если на катушку пускателя подать напряжение питания, то сердечник потянет за собой контакты блока контактов и нормально разомкнутые замкнутся, а нормально замкнутые разомкнутся.

Фиксируется блок контактов на пускателе специальной защелкой. А чтобы блок снять, достаточно приподнять защелку и выдвигать блок в сторону защелки.

Схема включения магнитного пускателя

Давайте посмотрим на схему подключения магнитного пускателя с катушкой на 220 вольт с тепловым реле в схеме.

• Фазный провод подключен к одному контакту кнопки «Пуск» (4);
• Кнопка «Стоп» (5) закрыта, и фаза без препятствий проходит через неё;
• Нулевой рабочий провод (N) проходит через тепловое реле (2) и подходит ко второму контакту магнитной катушки (6);
• Жмем «Пуск» кнопку (4);
• Тем самым, подаём фазный провод (L) на катушку (6);
• Напряжение подается на сердечник, и электрический магнит пускателя, срабатывая, замыкает главные контакты пускателя (3);
• Электропитание (электрический ток), попадает на двигатель.
• Кнопка «Пуск» после нажатия отжимается, но блок контактов пускателя (7) остаются замкнутыми.
• При нажатии кнопки «Стоп», цепь фаза-катушка-электродвигатель размыкается, и двигатель останавливается.

Искрение главных контактов гасится специальными дугогосителями расположенными в крышке кожухе, а контакты входа и выхода разделяются изоляционной траверсой.

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»).

Советы по монтажу магнитных пускателей

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

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

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

Сравнение магнитного и гибридного пускателя: