Питание на электродвигатели лучше подавать через магнитные пускатели (называются еще контакторы). Во-первых, они обеспечивают защиту от пусковых токов. Во-вторых, нормальная схема подключения магнитного пускателя содержат органы управления (кнопки) и защиты (тепловые реле, цепи самоподхвата, электрической блокировки и т.п.). С помощью этих устройств можно запустить двигатель в обратном направлении (реверс) нажатием соответствующей кнопки. Все это организуется при помощи схем, причем они не очень сложны и их вполне можно собрать самостоятельно.
Магнитные пускатели встраиваются в силовые сети для подачи и отключения питания. Работать могут с переменным или постоянным напряжением. Работа основана на явлении электромагнитной индукции, имеются рабочие (через них подается питание) и вспомогательные (сигнальные) контакты. Для удобства эксплуатации в схемы включения магнитных пускателей добавляют кнопки Стоп, Пуск, Вперед, Назад.
Магнитные пускатели могут быть двух видов:
- С нормально замкнутыми контактами. Питание на нагрузку подается постоянно, отключается только когда срабатывает пускатель.
- С нормально разомкнутыми контактами. Питание подается только в то время, когда пускатель работает.
Более широко применяется второй тип — с нормально разомкнутыми контактами. Ведь в основном, устройства должны работать небольшой промежуток времени, остальное время находится в покое. Потому далее рассмотрим принцип работы магнитного пускателя с нормально разомкнутыми контактами.
Состав и назначение частей
Основа магнитного пускателя — катушка индуктивности и магнитопровод. Магнитопровод разделен на две части. Обе они имеют вид буквы «Ш», установлены в зеркальном отражении. Нижняя часть неподвижная, ее средняя часть является сердечником катушки индуктивности. Параметры магнитного пускателя (максимальное напряжение, с которым он может работать) зависят от катушки индуктивности. Могут быть пускатели малых номиналов — на 12 В, 24 В, 110 В, а наиболее распространенные — на 220 В и на 380 В.
Верхняя часть магнитопровода — подвижная, на ней закреплены подвижные контакты. К ним подключается нагрузка. Неподвижные контакты закреплены на корпусе пускателя, на них подается питающее напряжение. В исходном состоянии контакты разомкнуты (за счет силы упругости пружины, которая удерживает верхнюю часть магнитопровода), питание на нагрузку не подается.
Принцип работы
В нормальном состоянии пружина приподнимает верхнюю часть магнитопровода, контакты разомкнуты. При подачи питания на магнитный пускатель, ток, протекающий через катушку индуктивности, генерирует электромагнитное поле. Сжимая пружину, оно притягивает подвижную часть магнитопровода, контакты замыкаются (на рисунке картинка справа). Через замкнутые контакты питание подается на нагрузку, она находится в работе.
При отключении питания магнитного пускателя электромагнитное поле пропадает, пружина выталкивает верхнюю часть магнитопровода вверх, контакты размыкаются, питание на нагрузку не подается.
Подавать через магнитный пускатель можно переменное или постоянное напряжение. Важна только его величина — оно не должно превышать указанный производителем номинал. Для переменного напряжения максимум — 600 В, для постоянного — 440 В.
Схема подключения пускателя с катушкой 220 В
В любой схеме подключения магнитного пускателя есть две цепи. Одна силовая, через которую подается питание. Вторая — сигнальная. При помощи этой цепи происходит управление работой устройства. Рассматривать их надо отдельно — проще понять логику.
В верхней части корпуса магнитного пускателя находятся контакты, к которым подключается питание для этого устройства. Обычное обозначение — A1 и A2. Если катушка на 220 В, сюда подается 220 В. Куда подключить «ноль» и «фазу» — без разницы. Но чаще «фазу» подают на А2, так как тут этот вывод обычно продублирован в нижней части корпуса и довольно часто подключать сюда удобнее.
Ниже на корпусе расположены несколько контактов, подписанных L1, L2, L3. Сюда подключается источник питания для нагрузки. Тип его не важен (постоянное или переменное), важно чтобы номинал не был выше чем 220 В. Таким образом через пускатель с катушкой на 220 В можно подавать напряжение от аккумулятора, ветрогенератора и т.д. Снимается оно с контактов T1, T2, T3.
Самая простая схема
Если к контактам A1 — A2 подключить сетевой шнур (цепь управления), подать на L1 и L3 напряжение 12 В с аккумулятора, а к выводам T1 и T3 — осветительные приборы (силовая цепь), получим схему освещения, работающую от 12 В. Это лишь один из вариантов использования магнитного пускателя.
Но чаще, все-таки эти устройства используют для подачи питания на элетромоторы. В этом случае к L1 и L3 подключается тоже 220 В (и снимаются с T1 и T3 все те же 220 В).
Простейшая схема подключения магнитного пускателя — без кнопок
Недостаток этой схемы очевиден: чтобы выключить и включить питание, придется манипулировать вилкой — вынимать/вставлять ее в розетку. Улучшить ситуацию можно, если перед пускателем установить автомат и включать/выключать подачу питания на цепь правления с его помощью. Второй вариант — в цепь управления добавить кнопки — Пуск и Стоп.
Схема с кнопками «Пуск» и «Стоп»
При подключении через кнопки изменяется только цепь управления. Силовая остается без изменения. Вся схема подключения магнитного пускателя изменяется незначительно.
Кнопки могут быть в отдельном корпусе, могут в одном. Во втором варианте устройство называется «кнопочный пост». Каждая кнопка имеет два входа и два выхода. Кнопка «пуск» имеет нормально разомкнутые контакты (питание подается когда она нажата), «стоп» — нормально замкнутые (при нажатии цепь обрывается).
Схема подключения магнитного пускателя с кнопками «пуск» и «стоп»
Встраиваются кнопки перед магнитным пускателем последовательно. Сначала — «пуск», затем — «стоп». Очевидно, что при такой схеме подключения магнитного пускателя, работать нагрузка будет только пока удерживается кнопка «пуск». Как только ее отпустят, питание пропадет. Собственно, в данном варианте кнопка «стоп» лишняя. Это не тот режим, который требуется в большинстве случаев. Необходимо, чтобы после отпускании пусковой кнопки питание продолжало поступать до тех пор, пока цепь не будет разорвана нажатием кнопки «стоп».
Схема подключения магнитного пускателя с цепью самоподхвата — после замыкания контакта шунтирующего кнопку «Пуск», катушка становиться на самоподпитку
Данный алгоритм работы реализуется с помощью вспомогательных контактов пускателя NO13 и NO14. Они подключаются параллельно с пусковой кнопкой. В этом случае все работает как надо: после отпускания кнопки «пуск» питание идет через вспомогательные контакты. Останавливают работу нагрузки нажав «стоп, схема возвращается в рабочее состояние.
Подключение к трехфазной сети через контактор с катушкой на 220 В
Через стандартный магнитный пускатель, работающий от 220 В, можно подключить трехфазное питание. Такая схема подключения магнитного пускателя используется с асинхронными двигателями. В цепи управления отличий нет. К контактам A1 и A2 подключается одна из фаз и «ноль». Фазный провод идет через кнопки «пуск» и «стоп», также ставится перемычка на NO13 и NO14.
В силовой цепи отличия незначительные. Все три фазы подаются на L1, L2, L3, к выходам T1, T2, T3 подключается трехфазная нагрузка. В случае с мотором в схему часто добавляют тепловое реле (P), которое не допустит перегрев двигателя. Тепловое реле ставят перед электродвигателем. Оно контролирует температуру двух фаз (ставят на самые нагруженные фазы, третья), размыкая цепь питания при достижении критических температур. Эта схема подключения магнитного пускателя используется часто, опробована много раз. Порядок сборки смотрите в следующем видео.
Схема подключения двигателя с реверсным ходом
Для работы некоторых устройств необходимо вращение двигателя в обе стороны. Смена направления вращения происходит при переброске фаз (надо поменять местами две произвольные фазы). В цепи управления также необходим кнопочный пост (или отдельные кнопки) «стоп», «вперед», «назад».
Схема подключения магнитного пускателя для реверса двигателя собирается на двух одинаковых устройствах. Желательно найти такие, на которых присутствует пара нормальнозамкнутых контактов. Устройства подключаются параллельно — для обратного вращения двигателя, на одном из пускателей фазы меняются местами. Выходы обоих подаются на нагрузку.
Сигнальные цепи несколько сложнее. Кнопка «стоп» — общая. Поле нее стоит кнопка «вперед», которая подключается к одному из пускателей, «назад» — ко второму. Каждая из кнопок должна иметь цепи шунтирования («самоподхвата») — чтобы не было необходимости все время работы держать нажатой одну из кнопок (устанавливаются перемычки на NO13 и NO14 на каждом из пускателей).
Чтобы избежать возможности подачи питания через обе кнопки, реализуется электрическая блокировка. Для этого после кнопки «вперед» питание подается на нормально замкнутые контакты второго контактора. Аналогично подключается второй контактор — через нормально замкнутые контакты первого.
Если в магнитном пускателе нет нормально замкнутых контактов, их можно добавить, установив приставку. Приставки, при установке, соединяются с основным блоком и их контакты работают одновременно с другими. То есть, пока питание подается через кнопку «вперед», разомкнувшийся нормально замкнутый контакт не даст включить обратный ход. Чтобы поменять направление, нажимают кнопку «стоп», после чего можно включать реверс, нажав «назад». Обратное переключение происходит аналогично — через «стоп».
Некоторые электроприборы, например, электродвигатели, запитываются от трехфазной сети. Для их включения необходимо одновременно подключать все три фазы. Иногда необходимо менять направление вращения ротора, либо необходимо коммутировать нагрузку с большим током. Во всех этих случаях используют Чтобы прибор хорошо работал, необходимо правильно подключить магнитный пускатель, или контактор.
Прежде чем подключать пускатель, необходимо разобраться в его устройстве . Сам по себе электромагнитный пускатель (МП) представляет собой реле, но способен переключать гораздо больший ток. Такая способность обусловлена большими контактами, а также скоростью срабатывания. Для этого у прибора стоят более мощные электромагниты.
Электрический магнит представляет собой катушку, в которой содержится достаточное количество витков изолированного провода, чтобы по ней мог проходить ток напряжением от 24 до 660 вольт. Катушка находится на сердечнике, что позволяет увеличить магнитный поток. Такая мощность нужна, чтобы преодолевать силу пружины и увеличивать скорость замыкания контактов.
Пружина же ставится для быстрого размыкания контактов. Чем быстрее происходит размыкание, тем меньше будет электрическая дуга. Электродуга вредна тем, что в ней создается очень высокая температура, а это пагубно сказывается на самих контактах. Более мощные устройства - контакторы - снабжены еще и дугогасительной камерой, что позволяет разрывать цепь с еще большим током (на мощных контакторах до 1000 А, у МП - от 6,3А до 250 А).
Хотя катушка управления пускателя питается от переменного тока, через контакты можно пропускать любой род тока. В отличие от контакторов и реле, в МП есть две группы контактов:
- силовые;
- блокировочные.
С помощью силовых контактов происходит подключение нагрузки, а блокировочные служат для защиты от неправильного или опасного подключения. В зависимости от конструкции может быть три или четыре пары силовых контактов. Причем каждая пара имеет в своем составе подвижные и неподвижные контакты. Последние через металлические пластины соединяются с клеммами, расположенными на корпусе. К ним подключаются провода. Блокировочные контакты могут быть:
- нормально замкнутые;
- нормально разомкнутые.
Через те и другие подпитывается катушка управления. При необходимости может добавляться еще комплект контактов. Все они используются для управления или индикации, ток через них проходит малый, поэтому к ним особых требований не предъявляется.
Подключение по обычной схеме
Корпус имеет отверстия под крепление. В последнее время стали появляться корпуса под DIN-рейку. Это профиль, используемый в электротехнике. Может иметь одну из следующих форм:
- Ω-типа;
- G-формы;
- C-вида.
Такой МП может устанавливаться в щитках. Способ крепления очень удобен, позволяет быстро снимать и ставить устройство, избавляя монтажника от долгой монотонной работы.
После установки переходят к подключению. Схема подключения магнитного пускателя может быть двух видов:
- обычная;
- реверсивная.
При обычной схеме подключения используется один пускатель с тремя или четырьмя парами силовых контактов. На входные клеммы подключают три фазы сети, от выходных клемм провода идут к нагрузке. Если двигатель после запуска вращается в противоположную сторону, то меняют местами любые две фазы на входе или выходе пускателя.
Схема подключения управляющей цепи пускателя немного сложнее. При выборе пускателя необходимо учитывать, какая катушка в нем используется. Выбор катушек по напряжению велик - чтобы не усложнять схему, лучше сразу взять на 220 В или 380 В. Выпускаются втягивающие катушки и на постоянный ток. Когда говорят, что этот магнитный пускатель 220 В, подразумевают, что используемая катушка рассчитана на 220 В.
В этом случае схема будет выглядеть следующим образом: фаза, предохранитель, кнопка «стоп», кнопка «пуск» (эти кнопки могут быть на самом пускателе или на удаленном пульте управления), параллельно с кнопкой «пуск» включаются нормально разомкнутые блокировочные контакты пускателя, катушка управления, нулевой провод.
При нажатии на пусковую кнопку, по катушке проходит ток, создавая в ней электромагнитные силы, которые притягивают и замыкают силовые и нормально разомкнутые блокировочные контакты. Это происходит очень быстро, и кнопка «пуск» еще находится в сжатом состоянии. В это время блокировочные контакты создают свою схему, которая обходит кнопку. Когда кнопку отпускают, пускатель остается включенным благодаря уже замкнутым блокировочным контактам.
Если используется тепловое реле, в нем также есть блокировочные контакты, они являются нормально замкнутыми. Нормальным является состояние при неработающем устройстве. Если срабатывает тепловое реле, находящиеся внутри него контакты размыкаются. Поэтому их ставят в разрыв цепи между катушкой и нулевым проводом. То же самое наблюдается в схеме подключения магнитного пускателя 380 В. Единственное отличие состоит в том, что катушка подключается не между фазой и нулем, а между двух фаз.
Само слово реверс означает «обратный, противоположный». Применительно к двигателю оно подразумевает включение его в обратном направлении. Чтобы изменить вращение ротора двигателя в противоположную сторону, необходимо поменять фазировку. Проще всего это сделать с помощью второго магнитного пускателя. Производятся готовые реверсивные пускатели. Они отличаются тем, что в одном корпусе находятся два контактора и уже предусмотрена электрическая и (или) механическая блокировка.
Блокировка необходима, чтобы предотвратить одновременное включение обоих пускателей, иначе это вызовет межфазное замыкание. Если реверсного пускателя нет, можно использовать два обычных. К клеммам силовых контактов подводится трехфазное напряжение таким образом, что на выходе пускателей две одноименные фазы меняются местами. Важно помнить, что при включении одного из пускателей на выходе другого также будет напряжение.
Реверсные МП применяются и тогда, когда необходимо уменьшить пусковой ток. Во время запуска двигатель подключается по схеме «звезда», а после того как наберет обороты, переключается на «треугольник».
Методы защиты
Магнитные пускатели служат не только для подключения и отключения нагрузки, но и для защиты двигателей. Для трехфазных двигателей переменного тока опасны две вещи:
- Короткое замыкание (неважно, на корпус, между обмотками или межвитковое).
- Перекос фаз или пропажа одной или двух из них.
Тепловое реле помогает бороться с первым явлением. Основным его элементом является биметаллическая пластинка. В холодном состоянии она имеет одну форму, в нагретом - другую. Через нее пропускают рабочий ток, идущий на электродвигатель, который ее греет. Чем сильнее ток, тем больше она нагревается. Для того чтобы пластина не меняла свою форму раньше времени, ее деформируют.
Через изоляционный материал к ней прикрепляют подвижный нормально замкнутый контакт, который входит в схему управления катушкой МП. При превышении тока пластина меняет свою форму и размыкает контакт, что ведет к срабатыванию МП и остановке двигателя. Всего таких реле ставят по два на МП, по одному на фазу. Третья фаза в любом случае будет связана с этими двумя.
Безопасность напряжения
Что касается напряжения, здесь дела обстоят сложнее. Можно, конечно, на каждую фазу поставить по реле напряжения, но это усложнит схему, что, в свою очередь, приведет к удорожанию конструкции. Частично эта проблема решается самой катушкой . Если это катушка на 220 В, то питание она берет с одной из фаз. Когда напряжение на этой фазе пропадает, катушка обесточивается, и МП отключается.
Еще лучше, если катушка на 380 В - тогда защищены две фазы, но при исчезновении напряжения на третьей, защита не сработает. Можно поставить дополнительное реле, запитав его от незащищенной фазы, а его нормально разомкнутые контакты включить в цепь управления катушкой МП. Тогда при потере напряжения на этой фазе реле отключится, и цепь питания катушки МП будет разорвана.
У такого решения есть существенный недостаток. Чтобы МП включился, необходимо чтобы это реле уже было запущено, а этого не произойдет, пока МП не включится, потому что реле запитывается от фазы, идущей после МП. Подключить реле к кнопке «пуск» нельзя, произойдет межфазное короткое замыкание. В этом случае можно использовать сдвоенную кнопку «пуск», взяв напряжение с одноименной фазы перед МП. Тогда после включения МП реле будет работать в штатном режиме.
Есть другой, более оригинальный, способ. Как известно, на временной шкале напряжение между тремя фазами в любой промежуток времени равно нулю. Если ко всем фазам подключить одним концом конденсатор емкостью 20 мкФ, а другие концы соединить между собой, то получится «звезда», в центре которой будет 0.
Подключают реле, рассчитанное на напряжение 220 В между центром «звезды» и нулевым проводом . Когда напряжение есть во всех фазах, реле отключено. Когда в одной или двух фазах напряжение пропадает, в центре «звезды» появляется напряжение, в этом случае реле срабатывает. Его нормально замкнутые контакты размыкаются (а они включены в схему управления катушкой МП), прерывая цепь в катушке МП.
Это очень чувствительная схема, которая реагирует даже на перепады напряжения. Чтобы снизить чувствительность, необходимо понизить емкость конденсаторов. Напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В. Даже при выходе из строя любого конденсатора схема сработает, т. к. будет нарушена симметрия.
Пускатель, схема “звезда-треугольник”
Сразу отсылаю читателя к статьям, которые предшествуют этой – , и . Очень рекомендую ознакомиться, перед дальнейшим чтением.
Скажу также, что на языке электриков “контактор” и “пускатель” очень переплетены, и я в статье буду говорить и так, и эдак.
Повторюсь, чтобы освежить в памяти. Магнитный пускатель – устройство, которое обязательно содержит контактор (как главный коммутационный элемент), а также может содержать:
- мотор-автомат либо (как устройство рабочего или аварийного отключения),
- (как устройство аварийного отключения при перегрузке и обрыве фазы),
- кнопки “Пуск”, “Стоп”, различные переключатели режимов схемы,
- схема управления (может содержать те же кнопки, а может – контроллер),
- индикация работы и аварии.
Различные схемы подключения магнитных пускателей и их отличия рассмотрим ниже.
Типовая схема подключения двигателя через магнитный пускатель
Этой схеме подключения трехфазного двигателя надо уделить самое пристальное внимание. Она наиболее распространена во всем промышленном оборудовании, выпускавшемся примерно до 2000-х годов. А в новых китайских станках и другом простом оборудовании на 2-3 двигателя используется и по сей день.
Электрик, который её не знает – как хирург, не умеющий отличить артерию от вены; как юрист, не знающий 1-ю статью Конституции РФ; так танцор, не отличающий вальс от тектоника.
Три фазы на двигатель идут в этой схеме не через автомат, а через пускатель. А включение/выключение пускателя осуществляется кнопками “Пуск ” и “Стоп ” , которые могут быть вынесены на пульт управления через 3 провода любой длины.
Пример такой схемы – в статье про , см. последнюю в статье схему, пускатель КМ0.
5. Схема подключения двигателя через пускатель с кнопками пуск стоп
Здесь питание цепи управления поступает с фазы L1 (провод 1 ) через нормально замкнутую (НЗ) кнопку “Стоп” (провод 2 ).
Часто в таких схемах пускатель не включается из-за того, что у этой кнопки “подгорают” контакты.
На схеме не показан защитный автомат цепи управления, он ставится последовательно с кнопкой “Стоп”, номинал – несколько ампер.
Если теперь нажать на кнопку “Пуск”, то цепь питания катушки электромагнитного пускателя КМ замкнется (провод 3 ), его контакты замкнутся, и три фазы поступят на двигатель. Но в таких схемах кроме трёх “силовых” контактов у пускателя есть ещё один дополнительный контакт. Его называют “блокировочным” или “контактом самоподхвата”.
Не путать с блокировкой в реверсивных схемах, см. ниже.
Контакты “Самоподхвата” физически расположены на одном креплении с силовыми контактами контактора, и работают одновременно.
Когда электромагнитный пускатель включается нажатием кнопки SB1 “Пуск”, замыкается и контакт самоподхвата. А если он замкнулся, то даже если кнопка “Пуск” будет отжата, цепь питания катушки пускателя всё равно останется замкнутой. И двигатель продолжит работать, пока не будет нажата кнопка “Стоп”.
Часто в таких схемах бывает, что пускатель не становится на “самоподхват”. Дело в том самом четвертом контакте.
Схема подключения пускателя с тепловым реле
В схеме выше я упустил из виду тепловую защиту ради простоты схемы. На практике обязательно применяют (по крайней мере, это было принято до 2000 г. у нас и до 1990 г. у “них”)
6. Схема подключения пускателя с кнопками и тепловым реле
Как только ток двигателя возрастает выше установленного (из-за перегрузки, пропадания фазы) – контакты теплового реле RT1 размыкаются, и цепь питания катушки электромагнитного пускателя рвётся.
Таким образом, тепловое реле выполняет роль кнопки “Стоп”, и стоит в той же цепи, последовательно. Где его поставить – не особо важно, можно на участке схемы L1 – 1, если это удобно в монтаже.
Однако, тепловое реле не спасает от КЗ на корпус и между фазами. Поэтому в таких схемах обязательно ставят защитный автомат, как показано на схеме 7:
7. Схема подключения пускателя с кнопками автоматом и тепловым реле. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Внимание! Цепь управления (цепь, через которую питается катушка пускателя КМ) должна обязательно быть защищена автоматом с током не более 10А. Данный защитный автомат на схеме не показан. Спасибо внимательным читателям!)
Ток защитного автомата двигателя QF не надо подбирать так тщательно, как в схеме 3, поскольку с тепловой перегрузкой справится РТЛ. Достаточно, чтобы он .
Пример. Двигатель 1,5кВт, ток по каждой фазе 3А, ток теплового реле – 3,5 А. Провода питания двигателя можно взять 1,5 мм2. Ток они держат до 16А. И автомат вроде можно поставить на 16А? Однако, не надо действовать топорно. Лучше поставить что-то среднее – 6 или 10А.
Схема подключения магнитного пускателя от контроллера
Последние 10 лет в новой промышленной автоматике широко применяются контроллеры. Катушки пускателей также включаются с выходов контроллера. И в данном случае для защиты от КЗ и теплового перегрева используется схема подключения двигателя номер 8:
8. Схема подключения пускателя с управлением от контроллера. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
На схеме QF – это мотор-автомат, или автомат защиты двигателя, как в схеме 4. Только изобразил я его по современному. В данном схема подключения пускателя “спрятана” в пунктире. Там находится контроллер, который всем управляет, и включает двигатель согласно программе, заложенной в нём.
При перегрузке двигателя мотор-автомат его отключает, и размыкает свой дополнительный (четвертый, сигнальный) контакт. Это необходимо только для того, чтобы “проинформировать” контроллер о аварии. Часто этот контакт просто-напросто входит в , и останавливает весь станок.
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя
Фактически это два магнитных пускателя, объединенные электрически и механически, дальше подробнее.
Реверсивное управление электродвигателем
Реверсивный пускатель нужен тогда, когда необходимо, чтобы двигатель вращался поочередно в обоих направлениях.
Правое вращение (применяется чаще всего) – когда двигатель крутится по часовой стрелке, если смотреть ему “в зад”. Левое вращение – против часовой.
Смена направления вращения реализуется общеизвестным способом – меняются местами любые две фазы. Посмотрите на схему реверсивного включения двигателя ниже:
9. Схема подключения реверсивного магнитного пускателя на 220В с управлением от кнопок. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Когда включен пускатель КМ1, это будет “правое” вращение. Когда включается КМ2 – первая и третья фазы меняются местами, движок будет крутиться “влево”. Включение пускателей КМ1 и КМ2 реализуется разными кнопками “Пуск вперед ” и “Пуск назад “, выключение – одной, общей кнопкой “Стоп ” , как и в схемах без реверса.
Обратите пристальное внимание на треугольник между силовыми контактами КМ1 и КМ2. Он означает “защиту от дурака”. Может произойти так, что по какой-то причине включатся оба пускателя сразу. Произойдёт короткое замыкание между фазами L1 и L3. Можно сказать, “Ну и что, у нас ведь есть мотор-автомат QF, он нас спасёт!” А если не спасёт? А пока он будет спасать, выгорят контакты пускателей!
Поэтому реверсивный пускатель должен иметь механическую защиту от одновременного включения двух его половин. А если он состоит из двух отдельных пускателей, между ними ставится специальный механический блокиратор.
Теперь посмотрите на контакты КМ2.4 и КМ1.4, стоящие в цепях питания катушек пускателей. Это – электрическая защита от того же дурака . Например, если включен КМ1, его НЗ контакт КМ1.4 разомкнут, и если наш дурак будет со всей своей дури жать на обе кнопки “Пуск” сразу, ничего не получится – двигатель будет слушаться той кнопки, которая нажата раньше.
Механическая и электрическая защиты в схеме подключения реверсивного пускателя должны быть всегда, они дополняют друг друга. Не ставить одну либо другую – моветон среди электриков .
Для реализации электрической блокировки одновременного включения и самоподхвата на каждый пускатель надо, кроме силовых, ещё один НЗ (блокировка) и НО (самоподхват). Но поскольку пятого контакта, как правило, в пускателях нет, приходится ставить доп. контакт. Например, для пускателя типа ПМЛ используют приставку ПКИ. А если, как в схеме 8, используется контроллер, самоподхват не нужен, и достаточно одного НЗ контакта на каждое направление вращения.
Реверсивное управление гидравликой
А вот пример реверсивного управления клапанами, из статьи про гидравлический пресс:
Электрическая схема управления гидравликой
Для осуществления дистанционного включения оборудования используется магнитный пускатель или магнитный контактор. Как подключить магнитный пускатель по простой схеме и как подключить реверсивный пускатель мы и рассмотрим в этой статье.
Отличие между магнитным пускателем и магнитным контактором в том, какую мощность нагрузки могут коммутировать эти устройства.
Магнитный пускатель может быть «1», «2», «3», «4» или «5» величины. Например пускатель второй величины ПМЕ-211 выглядит так:
Названия пускателей расшифровываются следующим образом:
- Первый знак П — Пускатель;
- Второй знак М — Магнитный;
- Третий знак Е, Л, У, А… — это тип или серия пускателя;
- Четвертый цифровой знак — величина пускателя;
- Пятый и последующие цифровые знаки — характеристики и разновидности пускателя.
Некоторые характеристики магнитных пускателей можно посмотреть в таблице
Отличия магнитного контактора от пускателя весьма условны. Контактор выполняет ту же роль, что и пускатель. Контактор производит аналогичные подключения, как и пускатель, только электропотребители имеют большую мощность, соответственно и размеры у контактора значительно больше, и контакты у контактора значительно мощней.Магнитный контактор имеет немного другой внешний вид:
Габариты контакторов зависят от его мощности. Контакты коммутирующего прибора необходимо разделять на силовые и управляющие. Пускатели и контакторы необходимо применять когда простые устройства коммутации не могут управлять большими токами. За счёт этого магнитный пускатель может размещаться в силовых шкафах рядом с силовым устройством, которые он подключает, а все его управляющие элементы в виде кнопок и кнопочных постов на включение могут размещаться в рабочих зонах пользователя.
На схеме пускатель и контактор обозначаются таким схематичным знаком:
где A1-A2 катушка электромагнита пускателя;
L1-T1 L2-T2 L3-T3 силовые контакты, к которым подключается силовое трехфазное напряжение (L1-L2-L3) и нагрузка (T1-T2-T3), в нашем случае электродвигатель;
13-14 контакты, блокирующие пусковую кнопку управления двигателем.
Данные устройства могут иметь катушки электромагнитов на напряжения 12 В, 24 В, 36 В, 127 В, 220 В, 380 В. Когда требуется повышенный уровень безопасности, есть возможность использовать электромагнитный пускатель с катушкой на 12 или 24 В, а напряжение цепи нагрузки может иметь 220 или 380 В.
Важно знать, что подключенные пускатели для подключения трехфазного двигателя способны обеспечить дополнительную безопасность при случайной потере напряжения в сетях. Это связано с тем, что при исчезновении тока в сети, напряжение на катушке пускателя пропадает и силовые контакты размыкаются. А когда напряжение возобновится, то в электрооборудовании будет отсутствовать напряжения до тех пор, покуда кнопку «Пуск» не активируют. Для подключения магнитного пускателя имеется несколько схем.
Стандартная схема коммутации магнитных пускателей
Это схема подключения пускателя требуется для того, чтобы произвести запуск двигателя через пускатель с помощью кнопки «Пуск» и обесточивания этого двигателя кнопкой «Стоп». Это проще понимается, если разделить схему на две части: силовую и цепь управления.
Силовую часть схемы следует запитать трёхфазным напряжением 380 В, имеющим фазы «A», «B», «C». Силовая часть состоит из трёхполюсного автоматического выключателя, силовых контактов магнитного пускателя «1L1-2T1», «3L2-4T2», «5L3-6L3», а также асинхронного трехфазного электродвигателя «M».
К управляющей цепи подаётся питание 220 вольт от фазы «A» и к нейтрали. К схеме управляющей цепи относится кнопка «Стоп» «SB1», «Пуск» «SB2», катушка «KM1» и вспомогательный контакт «13HO-14HO», что подключён параллельно контактам кнопки «Пуску». Когда автомат фаз «A», «B», «C», включается, ток проходит к контактам пускателя и остаётся на них. Питающая цепь управления (фаза «А») проходит через кнопку «Стоп» к 3 контакту кнопки «Пуск», и параллельно на вспомогательный контакт пускателя 13HO и остаётся там на контактах.
Если активируется кнопка «Пуск», к катушке приходит напряжение — фаза «А» с пускателя «KM1». Электромагнит пускателя срабатывает, контакты «1L1-2T1», «3L2-4T2», «5L3-6L3» замыкаются, после чего напряжение 380 вольт подается на двигатель по данной схеме подключения и начинает свою работу электродвигатель. При отпускании кнопки «Пуск» ток питания катушки пускателя течет через контакты 13HO-14HO, электромагнит не отпускает силовые контакты пускателя, двигатель продолжает работать. При нажатии кнопки «Стоп» цепь питания катушки пускателя обесточивается, электромагнит отпускает силовые контакты, напряжение на двигатель не подается, двигатель останавливается.
Как подключить трехфазный двигатель можно дополнительно посмотреть на видео:
Схема коммутации магнитных пускателей через кнопочный пост
Схема для подключения магнитного пускателя к электродвигателю через кнопочный пост, включает в себя непосредственно сам пост с кнопками «Пуск» и «Стоп», а также две пары замкнутых и разомкнутых контактов. Также сюда относится пускатель с катушкой 220 В.
Питание для кнопок берётся с силовых контактовых клемм пускателя, а напряжение доходит к кнопке «Стоп». После этого по перемычке оно проходит сквозь нормально замкнутый контакт на кнопку «Пуск». Когда активирована кнопка «Пуск», нормально разомкнутый контакт будет замкнут. Отключение происходит путём нажатия на кнопку «Стоп», тем самым размыкая ток от катушки и после действия возвратной пружины, пускатель отключится и устройство обесточится. После выполнения вышеуказанных действий электродвигатель будет отключён и готов к последующего пуска с кнопочного поста. В принципе работа схемы аналогична предыдущей схемы. Только в данной схеме нагрузка однофазная.
Реверсивная схема коммутации магнитных пускателей
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя применяется тогда, когда требуется обеспечение вращение электродвигателя в обоих направлениях. К примеру, реверсивный пускатель устанавливается на лифт, грузоподъемный кран, сверлильный станок и прочие приборы требующие прямой и обратный ход.
Реверсивный пускатель состоит из двух обыкновенных пускателей собранных по специальной схеме. Выглядит он так:
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя отличается от других схем тем, что имеет два совершенно одинаковых пускателя, которые работают попеременно. При подключении первого пускателя двигатель вращается в одну сторону, при подключении второго пускателя, двигатель вращается в противоположную сторону. Если вы внимательно посмотрите на схему, то заметите, что при переменном подключении пускателей, две фазы меняются местами. Это и заставляет трехфазный двигатель вращаться в разные стороны.
К имеющемуся в предыдущих схемах пускателю добавлены второй пускатель «КМ2» и дополнительные цепи управления вторым пускателем. Цепи управления состоят из кнопки «SB3», магнитного пускателя «КМ2», а также изменённой силовой частью подачи питания к электродвигателю. Кнопки при подключении реверсивного магнитного пускателя имеют названия «Вправо» «Влево», но могут иметь и другие названия, такие, как «Вверх», «Вниз». Чтобы защитить силовые цепи от короткого замыкания, до катушек добавлены два нормально замкнутых контакта «КМ1.2» и «КМ2.2», что взяты от дополнительных контактов на магнитных пускателях КМ1 и КМ2. Они не дают возможности включиться обоим пускателям одновременно. На выше приведенной схеме цепи управления и силовые цепи одного пускателя имеют один цвет, а другого пускателя — другой цвет, что облегчает понимание, как работает схема. Когда включается автоматический выключатель «QF1», фазы «A», «B», «C» идут к верхним силовым контактам пускателей «КМ1» и «КМ2», после чего ожидают там включения. Фаза «А» питает управляющие цепи от защитного автомата, проходит через «SF1» — контакты тепловой защиты и кнопку «Стоп» «SB1», переходит на контакты кнопок «SB2» и «SB3» и остается в ожидании нажатия на одну из этих кнопок. После нажатия пусковой кнопки ток движется через вспомогательный пусковой контакт «КМ1.2» или «КМ2.2» на катушку пускателей «КМ1» или «КМ2». После этого один из реверсивных пускателей сработает. Двигатель начинает вращаться. Что бы запустить двигатель в обратную сторону, надо нажать кнопку стоп (пускатель разомкнет силовые контакты), двигатель обесточится, дождаться остановки двигателя и после этого нажать другую пусковую кнопку. На схеме показано, что подключен пускатель «КМ2». При этом его дополнительные контакты «КМ2.2» разомкнули цепь питания катушки «КМ1», что не даст случайного подключения пускателя «КМ1».
Устройства, которые предназначены (основное их назначение) для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для управления асинхронными электродвигателями с напряжением питания до 600 В. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Кроме того, в них довольно часто встраивается тепловое реле для защиты электрических машин от перегрузки по току в длительном режиме.
Магнитные пускатели могут выпускаться в различных исполнениях:
- Реверсивные;
- Не реверсивные;
- Защищенного типа – устанавливаются в помещениях, где в окружающей среде не содержится большого количества пыли;
- Пыленепроницаемые – устанавливаются в местах, где они не будут подвергаться прямому воздействию на них солнца, дождя, снега (при наружном размещении располагаются под навесом);
- Открытого типа – предназначены для установки в местах, защищенных от попаданий посторонних предметов а также пыли (шкафы электрические и прочее оборудование)
Устройство магнитного пускателя
Устройство магнитного пускателя довольно простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, пластмассового корпуса, механических индикаторов включения, а также основных и вспомогательных блок – контактов.
Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:
При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.
Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.
Схемы включения магнитных пускателей
Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:
Принцип работы данной схемы довольно прост: при замыкании автоматического выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного пускателя. Предохранитель PU обеспечивает защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт тепловых реле Р замкнут. Итак, для запуска асинхронника нажимаем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного пускателя КМ начинает протекать ток, сердечник втягивается, тем самым замыкая силовые контакты КМ, а также блок контакт БК. Блок контакт БК нужен для того, чтоб замкнуть цепь управления, поскольку кнопка после того как ее отпустят, вернется в исходное положение. Для остановки этой электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления.
При длительном токе перегрузке сработает тепловой датчик Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приведет к остановке машины.
При схеме включения приведенной выше следует учесть напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а двигателя (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему употреблять нельзя, а можно применить с нейтральным проводником, а если в обмотки двигателя соединены треугольником (220 В), то данная система вполне жизнеспособна.
Схема с нейтральным проводником:
Единственное отличие этих схем включения, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска вместо кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.
Посмотреть как подключить не реверсивное магнитное пусковое устройство вы можете здесь:
Реверсивная схема включения показана ниже:
Эта схема более сложная, чем при подключении не реверсивного устройства. Давайте рассмотрим принцип ее работы. При нажатии кнопки «Вперед» происходят все описанные выше действия, но как вы видите из схемы, перед кнопкой вперед появился нормально замкнутый контакт КМ2. Это нужно для выполнения электрической блокировки одновременного включения двух устройств (избежание короткого замыкания). При нажатии кнопки «Назад» во время работы электропривода ничего не произойдет, так как контакт КМ1 перед кнопкой «Назад» будет разомкнут. Для произведения реверса машины необходимо нажать кнопку «Стоп» и только после отключения одного устройства можно будет включить второе.
И видео подключения реверсивного магнитного пускового устройства:
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:
