Для нормальной работы электродвигателей используются различные электронно-механические приборы, успешно выполняющие защитные и управляющие функции. Среди них широкое распространение получила схема подключения магнитного пускателя, конструктивно состоящая из электронных и механических устройств, системы блокировок и прочих элементов. Использование специальных кнопок делает возможным пуск агрегата в заданном направлении. Конструкция пускателя отличается простотой и надежностью эксплуатации.
Назначение магнитных пусковых устройств
Первоочередной функцией магнитных пускателей, используемых в электрических сетях, является своевременное включение и последующее выключение питающего напряжения в соответствии с рабочими режимами агрегата. Это полностью касается и моделей ПМЕ.
Рассматриваемые устройства выпускаются в двух вариантах:
- В приборе установлены нормально замкнутые контакты. В данном варианте питание к нагрузке подается постоянно, а отключение происходит лишь после срабатывания прибора.
- В пусковых устройствах задействованы нормально разомкнутые контакты. Такой вариант предусматривает подачу напряжения исключительно в процессе функционирования прибора.
В большинстве случаев используется именно второй вариант, поскольку пускатель непосредственно работает в течение очень короткого времени, а в основном он находится в стадии ожидания. Общее управление осуществляется различными типами контактов. Рабочие служат для подачи питающего напряжения, а вспомогательные выполняют сигнальные функции. Включение контактов производится кнопками ПУСК, СТОП, ВПЕРЕД и НАЗАД.
Нередко магнитному пускателю присваивают название контактора. Такая постановка вопроса не совсем правильная, хотя назначение обоих приборов практически одно и то же. Оба аппарата предназначены для использования в силовых электрических цепях, а разница между ними определяется степенью защиты. Основная функция контактора заключается в его работе с электросетями, где присутствуют очень высокие токи, поэтому данные приборы оборудуются мощными камерами гашения дуги. Соответственно они отличаются большими размерами и весом.
Магнитные пускатели рассчитываются на небольшие величины токов до 10 ампер, которые используются при эксплуатации всех типов электрооборудования.
Конструкция и работа пускателей
Конструктивно электромагнитный прибор содержит в себе две главные детали магнитопровод пускателя с катушкой индуктивности. При дальнейшем рассмотрении видно, что магнитопровод разделяется на две составные части, изготовленные в виде буквы Ш. Обе детали устанавливаются и закрепляются зеркально, напротив друг друга. Магнитопровод снизу фиксируется в неподвижном положении, а средняя часть представляет собой сердечник, находящийся внутри катушки индуктивности.
Общим параметрам катушки полностью соответствуют технические характеристики пусковых устройств. Они могут рассчитываться и применяться с малыми токами 12, 24 и 110 вольт, а для большинства подобных устройств применяется схема подключения магнитного пускателя на 220 В или 380 В.
Подвижной является деталь магнитопровода, установленная сверху. На ней закрепляются подвижные контакты, через которые выполняется подключение непосредственно к двигателю. Подача питающего напряжения осуществляется в направлении неподвижных контактов, закрепленных на самом корпусе прибора. Первоначальное положение контактов будет разомкнутым, зафиксированным с помощью пружины. На данном этапе питание не будет поступать к нагрузке.
Когда к магнитному пусковому устройству, в том числе ПМЕ-211, подается питание, внутри катушки индуктивности начинается движение электрического тока. Под его воздействием происходит генерация электромагнитного поля. Сила поля сжимает пружину и начинает притягивать движущийся элемент магнитопровода. В результате такого воздействия, контакты замыкаются, и через них питание подключается и поступает к нагрузке, после чего она начинает работать.
После того как питание окажется отключенным, действие электромагнитного поля прекращается, и верхняя деталь под влиянием пружинной силы совершает переход в первоначальную позицию. Контакты отключаются, и ток к нагрузке перестает поступать. По такому же принципу функционирует обычная схема подключения для магнитного пускателя.
Электрическая цепь разрывается кнопкой со специальными контактами, выполняющими размыкание. Их совместное действие осуществляется через кнопочный пост, оборудованный двумя контактными управляющими парами нормально открытыми и нормально закрытыми. Универсальность действия кнопочного управления позволяет мгновенно переводить агрегат в нужное состояние, в том числе и на реверсивный ход.
Варианты подключения пусковых устройств на 220 и 380 вольт
Как подключить магнитный пускатель к сети на 220 вольт (рис. 1). Работа пускателя будет происходить следующим образом. Поступление тока на катушку КМ 1 наблюдается через тепловое реле и клеммы, объединенные в общую кнопочную цепь SB 2 и SB 1. Они соответствуют действиям ПУСК и СТОП, выполняя включающую и выключающую функцию.
С нажатием кнопки ПУСК, начинается движение электротока внутри катушки. Одновременно с этим, сердечник пускателя воздействует на якорь и притягивает его к себе. В конечном итоге, подвижные контакты замыкаются, и сетевое напряжение на 220В идет к нагрузке. После возврата кнопка ПУСК она становится отпущенной, а цепь продолжает оставаться замкнутой за счет того, что параллельно с ней установлен блок-контакт КМ 1, оборудованный замкнутыми контактами.
Нажатием кнопки СТОП начинается короткий период отсутствия напряжения, а позиция подвижных контактов принимает свой первоначальный вид. По такому же принципу осуществляется действие теплового реле Р, разрывающего нулевой провод N, подведенный к катушке.
Подсоединение пускового механизма к электросети на 380 вольт (рис. 2), в общем то аналогично предыдущему варианту. Здесь будет лишь другая форма подаваемого напряжения, поступающего в катушку. Для его подачи используются две фазы L1 и L2, а для первого варианта 220 В это были фаза L3 и ноль. Соединение фазы L1 с катушкой осуществляется напрямую, а со второй фазой L2 через имеющиеся кнопки, а также через коммутацию теплового реле. Все задействованные кнопки соединяются с использованием последовательной схемы.
Данная схема подключения магнитного пускателя на 380 В работает следующим образом. После того как выполнено нажатие кнопки ПУСК и включилась кнопка теплового реле, напряжение в фазе L2 подходит к катушке пускателя. Начинается втягивание сердечника и замыкание контактной группы, предусматривающей работу с определенным агрегатом. Вследствие этого, в цепи начинает двигаться ток 380В.
Использование тепловых реле вместе с магнитными пускателями
Возможность сработки теплового реле (1) предусмотрена на случай создания аварийной ситуации. Контакт цепи (4) разрывается с последующим отсоединением катушки и возвратом сердечника в первоначальное состояние специальными возвратными пружинами. После такого отключения контактов, на аварийно-опасном участке снимается опасное напряжение.
Подключение магнитного пускателя совместно с тепловым реле обеспечивает надежную защиту электрических агрегатов от возможных перегрузок. Эти приборы служат эффективным дополнением к автоматам, биметаллические пластинки которых не всегда могут защитить во время аварии. Хотя, принцип работы теплового реле такой же, как и у теплового элемента автоматического защитного выключателя. Однако, тепловое реле не производит самостоятельного отключения, а лишь подает установленный сигнал на выполнение этой операции. Его необходимо точно и грамотно распознать, и вовремя применить на практике.
Тепловое реле, оборудованное силовыми контактами, может быть напрямую подключено к магнитному пусковому устройству, без использования проводников. Тем не менее, продукция разных производителей может не совпадать, не подходить и не взаимодействовать между собой.
Каждое тепловое реле оборудуется двумя группами контактов, независимых друг от друга нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми. Для разрыва цепи используется замкнутый контакт, действующий через кнопку СТОП. Все рабочие контакты присутствуют в схеме, предназначенной для управления. Они подключаются непосредственно возле катушки, но могут размещаться и в прочих удобных местах.
Процесс срабатывания теплового реле внешне совершенно незаметен. Возврат в первоначальное состояние осуществляется посредством небольшой кнопки, расположенной на панели. Перекидывать контакты нужно не сразу, а лишь после того как реле остынет, в противном случае не произойдет их надежной фиксации. Перед самым первым использованием кнопку рекомендуется нажать, во избежание неосторожных переключений при транспортировке.
Как подключается кнопочный пост
Кнопочный пост играет ведущую роль в процессе выполнения управляющих функций в отношении магнитного пускателя. В связи с этим, его конструкцию и принцип работы следует рассмотреть более подробно. Представленная схема включает в себя дополнительные кнопки. Нажимая на них, можно поочередно осуществлять включение и остановку двигателя.
Схема подключения кнопки СТОП в управляющую цепочку выполняется в последовательном варианте, а для кнопки ПУСК предусмотрено параллельное подключение. Вся конструкция состоит из двухкнопочного поста с функциями пуска и отключения. Он включает две пары контактных групп, состоящих из нормально замкнутых и нормально разомкнутых контактов.
Напряжение на кнопки подается через клеммы, установленные внутри силовых контактов магнитного пускателя. Вначале ток поступает на кнопку СТОП, затем продолжает путь по нормально замкнутому контакту и двигается по перемычке к кнопке ПУСК. Когда кнопка включения ПУСК оказывается нажатой, это приводит к замыканию нормально замкнутого контакта. Таким образом, напряжение доходит до нужного места, что вызывает срабатывание катушки и втягивание сердечника под влиянием электромагнитного поля. После этого в действие вступают силовые и вспомогательные контакты, обведенные на представленной схеме пунктиром.
Использование вспомогательного блок-контакта позволяет выполнить шунтирование контакта пусковой кнопки, чтобы при ее отпускании прибор оставался во включенном состоянии. Магнитный пускатель может быть отключен через кнопку СТОП, при этом с управляющей катушки убирается напряжение, и пружины возвращают контакты в первоначальное положение.
Схема подключения: рабочая или нет
После выполнения всех соединений рекомендуется проверить, как будет функционировать собранная схема подключения пускателя. Данная процедура выполняется без подключения нагрузки, то есть силовые клеммы, расположенные снизу, остаются свободными. Таким образом, оборудование будет в безопасности в случае возникновения каких-либо проблем.
С помощью автоматического выключателя к объекту испытаний подается напряжение. До запуска, на все время монтажа, электрическая сеть полностью обесточивается. После того как вновь подано напряжение, пускатель не должен включаться самостоятельно. При правильном подсоединении он соблюдает свое исходное положение.
Далее нажимается пусковая кнопка, а затем должно произойти включение прибора. Если же такого не произошло, следует проверить, в каком положении находятся контакты у кнопки СТОП, которые должны быть в замкнутом состоянии. Кроме того, нужно проверить тепловое реле. Диагностирование предполагаемой неисправности выполняется однополюсным указателем напряжения, определяющего наличие или отсутствие фазы на участке между кнопками СТОП и ПУСК.
Если при отпущенной кнопке ПУСК магнитное действие не наблюдается, контакты не фиксируются, а отпадают, следовательно, все дело в их неправильном подключении. Они подключаются параллельно с кнопкой запуска и фиксируются во включенном состоянии после нажатия на подвижный элемент магнитопровода.
Проверка теплового реле происходит следующим образом. После включения пускателя от контактов реле аккуратно отсоединяется какой-либо проводник. В этом случае контакты не держатся и отпадают.