Электромагнитный пускатель принцип работы

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)

Электромагнитный пускатель принцип работы

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.

Принцип работы магнитного пускателя

Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:

Электромагнитный пускатель принцип работы

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.

Электромагнитный пускатель принцип работы

Схемы включения магнитных пускателей

Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:

Электромагнитный пускатель принцип работы

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:

Электромагнитный пускатель принцип работы

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:

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:

Модель с тепловым реле устанавливается тогда, когда электродвигатель по своим режимам может испытывать перегрузки.

Реверсивный электромагнитный пускатель используется для регулирования реверсивного электродвигателя. Такой прибор содержит шесть силовых контактов, две электромагнитные катушки, механическую блокировку.

По износостойкости приборы выпускают 3-х классов:

  1. Класс, А — наивысшая коммутационная износостойкость;
  2. Класс Б — средняя коммутационная износостойкость;
  3. Класс В — низкая коммутационная износостойкость.

На корпусе модели производитель должен указать: величину пускателя, коммутируемые токи, рабочее напряжение, мощность нагрузки, соответствие ГОСТу или ТУ.

Устройство и принцип работы

Небольшим током в катушке образуется магнитное поле, которое притягивает сердечник с подвижными контактами. Это приводит к замыканию силовой цепи и двигатель запускается .

Устройство электромагнитного пускателя 220 В, на примере серий ПМЕ и ПМЛ, состоит из таких элементов:

  1. Корпус прибора, разделённый на два блока.
  2. В нижнем блоке находятся: катушка пускателя, рассчитанная для работы с напряжением 220 В, пружина, неподвижный сердечник. На катушке размещаются клеммы подключения управления. Корпус нижнего блока изготавливается из пластика. Неподвижный сердечник изготавливается из стали. Его короткозамкнутые кольца увеличивают магнитный поток. Ударные воздействия на нижний блок смягчает силиконовая подкладка.
  3. Нижняя часть блока состоит из неподвижных контактов и подвижного магнитного якоря. К якорю жёстко крепятся подпружиненные контактные пластины.

Включение устройства осуществляется кнопкой «Пуск». С её помощью подаётся напряжение на катушку. Одновременно замыкаются силовой контактный мостик и дополнительный контакт, через который подаётся напряжение на катушку.

Выключение прибора производится кнопкой «Стоп». Она разрывает цепи управляющей катушки. Под воздействием пружин подвижный магнитный якорь возвращается в первоначальное состояние, магнитное поле исчезает.

Для того чтобы избежать перегрузок прибора при длительной работе, в фазные цепи нагрузки последовательно включается тепловое реле, предназначенное способствовать отключению пускателя при перегреве.

Монтаж приспособления

Электромагнитный пускатель принцип работыМонтаж устройства лучше выполнять на твёрдой жёстко закреплённой поверхности в вертикальном положении. Неправильный монтаж зачастую приводит к ложным включениям, выключениям прибора. Ровная поверхность для монтажа не так подвержена сильным толчкам, вибрациям и ударам.

Конец одного проводника загибается в кольцо при соединении с контактным зажимом прибора. Если крепятся два проводника с одинаковым сечением, то концы крепятся по прямой с двух сторон от зажимного винта.

Если подключается медный провод, то концы нужно залудить. Перед подключением проводов из алюминия концы необходимо зачистить надфилем. Никакая смазка устройства не допускается.

Перед работой проверяется исправность подвижных элементов устройства, правильность соединения электрической схемы.

Если дополнительно устанавливается тепловое реле, то нельзя монтировать устройство рядом с тепловыми объектами, чтобы не подвергать его нежелательной нагрузке.

Обслуживание пускателя

Как любое оборудование — это электротехническое устройство периодически требует проведения технического обслуживания. Минимальная программа обслуживания включает в себя:

  1. Внешний осмотр. Повреждения, сколы могут возникнуть вследствие длительного использования прибора. Поэтому необходимо проверять внешний вид пускателя на предмет повреждения, наличия всех частей и деталей. Нужно удалять загрязнения на корпусе, с поверхности сердечника.
  2. Зачистка контактов. Если на контактах следы оплавления или нагара тогда нужно их зачистить надфилем.
  3. Проверка механической части. Осуществляется ревизия пружины, она должна быть жёсткой, витки находится на расстоянии друг от друга. Проверяется отсутствие заклиниваний хода якоря, при обнаружении которого смазываются или шлифуются трущиеся части.
  4. Проверка катушки. Если на корпусе трещины, оплавилась изоляция или нагар на контактах, катушку нужно заменить. Гул в процессе работы устройства говорит о межвитковом коротком замыкании. Со временем уменьшается активное сопротивление катушки. Во всех этих случаях её лучше перемотать или заменить.
  5. Контроль отсутствия замыкания. Если приспособление в корпусе имеет металлические детали нужно убедиться, что между ними отсутствует замыкание.
  6. Проверка теплового реле. Если на пускатель магнитный 220 В установлено тепловое реле, необходимо проверять уставки регулировки этого реле. В домашних условиях это сделать проблематично, для этого нужны специальные испытательные стенды.
Читайте также:  Виды деревообрабатывающих станков их назначение

Выбор электромагнитного пускателя

В процессе ремонта, проектирования схем управления, замены нерабочего или устаревшего прибора, у потребителей возникает необходимость купить пускатель электромагнитный 220 В. При выборе нужно обращать внимание на наиболее важные показатели:

  • номинальное напряжение;
  • номинальный ток основных контактов;
  • коммутационную износостойкость;
  • механическую износостойкость;
  • количество полюсов;
  • номинальное напряжение катушки;
  • характеристику и количество вспомогательных контактов;
  • наличие реверса;
  • наличие защиты.

Одну из лидирующих позиций в производстве продукции электротехнического назначения занимает французская компания Legrand. Компания отличается широким ассортиментом пускателей, выгодными ценами, налаженным сервисом, европейским качеством.

Электромагнитный пускатель принцип работыШведско-швейцарская компания АВВ известный на рынке электрооборудования производитель. Продукция отличается инновационными решениями и надёжностью.

Высоким качеством обладает продукция французской компании Schneider Electric. В России компания представлена пятью заводами, которые выпускают высококачественное электрооборудование.

Техника безопасности

Электромагнитный пускатель принцип работыЭлектрический ток не имеет ни цвета, ни запаха. Его нельзя увидеть или услышать, но его присутствие ощущается при прикосновении или с помощью специальных приборов. Прикосновение для человека может иметь негативные последствия, поэтому необходимо соблюдать технику безопасности при обслуживании пускателя.

  1. Не токопроводящие части должны быть заземлены.
  2. Нельзя работать под напряжением.
  3. Соблюдать меры безопасности при отключении напряжения.
  4. Вывешивать запрещённые плакаты, при необходимости ставить ограждения.
  5. Применять дополнительные элементы защиты (диэлектрические перчатки, боты, ножницы, коврики, защитные очки).
  6. Во время монтажа, ремонта нужно пользоваться исправным инструментом.

В названии этого электротехнического устройства для электроустановок 0,4 кВ заложено сразу два принципиальных действия:

1. срабатывание в качестве электромагнита от прохождения электрического тока по обмотке катушки;

2. запуск в работу электродвигателя силовыми контактами.

Конструктивно любой магнитный пускатель состоит из стационарно закрепленной части и подвижного якоря, перемещающегося по полозьям. Он выделен на картинке синим цветом.

Электромагнитный пускатель принцип работы

Как работает электромагнитная система

Очень упрощенно пускатель можно представить как одну кнопку, на корпусе которой расположены клеммы с подключенными силовыми цепями и стационарными контактами. На подвижной части смонтирован контактный мостик. Его назначение:

1. обеспечение двойного разрыва силовой цепи для отключения питания электродвигателя;

2. надежное электрическое соединение приходящего и отходящего проводов при включении схемы в работу.

При ручном надавливании на якорь хорошо ощущается усилие сжатия встроенных пружин, которое необходимо преодолеть магнитным силам. При отпускании якоря эти пружины отбрасывают контакты в отключенное положение.

Такой способ ручного управления пускателем при работе схемы не используется, его применяют при проверках. В процессе эксплуатации пускатели управляются только дистанционно за счет действия электромагнитных полей.

С этой целью внутри корпуса размещена обмотка катушки с намотанными на нее витками. Она подключается к источнику напряжения. При пропускании тока через витки вокруг катушки создается магнитный поток. Для улучшения его прохождения создан шихтованный стальной магнитопровод, разрезанный на две части:

стационарно закрепленную в корпусе устройства нижнюю половину;

подвижную, входящую в состав якоря.

В обесточенном состоянии обмотки магнитного поля вокруг катушки нет, якорь отбрасывается энергией пружин от стационарной части вверх. Под действием магнитных сил, возникающих после прохождения электрического тока по обмотке, якорь двигается вниз.

Притянутая к неподвижной части магнитопровода его подвижная половинка создает в комплексе единую конструкцию, обладающую минимальным магнитным сопротивлением. На его величину при эксплуатации влияют:

нарушения наладочных регулировок;

коррозия стальных частей магнитопровода и его крепления;

техническое состояние пружин, их усталость;

дефекты короткозамкнутого витка магнитопровода.

Перемещение якоря внутри корпуса лимитируется двумя пограничными значениями. В нижнем притянутом положении должен быть создан надежный ужим контактной системы. Его ослабления ведут к подгоранию контактов, повышению величины переходного электрического сопротивления, излишнему нагреву и последующему отгоранию проводов.

Возрастание магнитного сопротивления магнитопровода по любой причине проявляется увеличением шума из-за появления вибраций, которые приводят к ослаблению ужима контактной системы и в итоге к отказам в работе магнитного пускателя.

Как работает система силовых контактов

Конструктивно силовые контакты созданы для надежной и длительной эксплуатации. Для этого они:

выполнены из сплавов технического серебра, нанесенных специальными методами на медные перемычки;

созданы с запасом прочности;

изготовлены в форме, обеспечивающей максимальный электрический контакт при включении и хорошо выдерживающие электрическую дугу, возникающую при разрыве нагрузки.

В трехфазных схемах используются магнитные пускатели с тремя силовыми и несколькими дополнительными контактами, повторяющими положение якоря и используемыми в цепях управления двигателем. Все они рисуются на схемах в положении, соответствующем отсутствию тока в катушке и разжатому состоянию пружин.

Управляющие контакты при срабатывании пускателя замыкают (называют «замыкающими») или, наоборот, размыкают цепь. Они в притянутом положении создают площадку в виде точки. Для этого стационарную часть изготавливают плоскостью или сферой (в ответственных узлах), а подвижную — сферой.

Силовые контакты более ответственны, должны выдерживать повышенные нагрузки. Их изготавливают для создания контактной линии, состоящей из множества точек. С этой целью стационарная часть выполняется плоскостью или цилиндром, а подвижная — только цилиндром.

Электромагнитный пускатель принцип работы

Магнитные пускатели, выпускаемые отечественными производителями, классифицируют по возможностям работы с нагрузками разных мощностей на 7 групп и обозначают по возрастающему значению от нулевой величины с током коммутации до 6,3 ампера включительно и до шестой — (160 А).

Читайте также:  Полярность при сварке инвертором куда прищепку

Выпускаемые зарубежными производителями пускатели классифицируются по другим критериям.

Электрики, занимающиеся обслуживанием магнитных пускателей и осуществляющие надзор за их работой, обязаны контролировать качество прилегания контактных площадок и их чистоту. Существующее мнение, что “у современных пускателей контакты сделаны надежно и их можно не осматривать” не совсем правильное.

Чистота контактов зависит от многих факторов, включая:

условия окружающей среды.

Все они проявляются по-разному на каждом конкретном устройстве. Поэтому за ними необходимо периодически наблюдать и при первых признаках загрязнения отмывать спиртом. Когда же его нет для выполнения подобных работ, то пользуются обыкновенным школьным ластиком, который, отчищая металл, оставляет на внешней поверхности свои крошки, обладающие диэлектрическими свойствами.

Их удаляют протиркой поверхностей тонкими высушенными деревянными палочками из не смолистых сортов деревьев. Лучше всего для этих целей подходят:

Твердые породы древесины при протирке контактов дополнительно полируют обрабатываемые поверхности.

Незначительные выгорания контактных поверхностей убирают самодельными «воронилами». Так на языке электриков называют плоские отрезки прочных металлических пластин (обычно их изготавливают из сломанных ножовочных полотен по металлу), поверхность которых слегка обработана самым мелким наждаком.

Такой инструмент позволяет снимать очень тонкий слой прогоревшего металла и привести контакты в рабочее состояние, сохранить их первоначальную форму. Пользоваться мелкой наждачной бумагой и надфилями для подобных целей нельзя. Можно быстро нарушить сформированную контактную линию. “Наждачка” к тому же засоряет обрабатываемую поверхность абразивными крошками.

Схемы включения электродвигателей магнитными пускателями

Самое простое управление

Такое подключение двигателя можно выполнить по нижеприведенной картинке.

Электромагнитный пускатель принцип работы

Трехфазное питание ≈380 через силовые контакты К1-с подводится на электродвигатель, температура обмоток которого контролируется тепловым реле kt. Система управления питается от любой фазы и нуля. Вполне допустимо заменить рабочий ноль контуром заземления.

В целях повышения электробезопасности применяют разделительный или понижающий трансформатор ТР1. Его вторичную обмотку заземлять нельзя.

Простейший предохранитель FU защищает схему управления от возможных коротких замыканий. При нажатии оператором на кнопку «Пуск» в цепи управления создается цепь для протекания тока через обмотку пускателя К1, который одновременно замыкает свои силовые контакты К1-с. Сколько времени рабочий жмет на кнопку, столько двигатель и работает. Для удобства человека такие кнопки монтируют курковым механизмом.

Работающий электродвигатель при нажатой кнопке может быть выключен:

снятием питания на распределительном силовом щите;

нажатием кнопки «Стоп»;

работой теплового реле kt при перегреве двигателя;

Подобные схемы применяют там, где по условиям технологии требуется держать руки постоянно на оборудовании и не отвлекаться от производственного процесса. Примером может служить работа с прессом.

Схема с удержанием кнопки контактом пускателя

Добавление в рассмотренную схему всего одного замыкающего контакта пускателя К1-у позволяет ставить кнопку «Пуск» на блокировку этим дополнением и избавляет от ее постоянного нажатия. В остальном схема полностью повторяет предыдущий алгоритм.

Электромагнитный пускатель принцип работы

Схема с реверсом

Многие привода станков требуют при работе изменять направление вращения ротора двигателя. Делается это сменой фаз чередования силовой цепи — переключением мест подключения двух любых обмоток на отключенном двигателе. На нижеприведенной картинке меняются местами обмотки фаз «В» и «С». Фаза «А» не меняется.

Электромагнитный пускатель принцип работы

В схему включены уже два магнитных пускателя №1 и №2. Двигатель может вращаться только от одного из них по часовой стрелке или в обратном направлении. Для этого в цепочку управления каждой обмотки К1 и К2 введен размыкающий контакт управления пускателя противоположного вращения. Он блокирует одновременное подключение обоих пускателей.

Для смены направления вращения двигателя оператору необходимо:

нажать кнопку «Стоп». Образованный ей разрыв размыкает цепь управления и прерывает прохождение тока через работающий пускатель. При этом пружины откидывают якорь, а силовые контакты отключают напряжение питание с электродвигателя;

дождаться остановки вращения ротора и нажать кнопку «Пуск» очередного пускателя. Ток потечет через его катушку, кнопка встанет на удержание замыкающим контактом, а цепь обмотки пускателя обратного вращения разорвется размыкающим контактом.

Конструктивные особенности различных моделей

Если раньше магнитные пускатели снабжались силовыми контактами и одним—двумя их повторителями положения на замыкание или размыкание, то современным моделям придают дополнительные конструктивные элементы, за счет которых они обладают бо́льшим количеством возможностей.

Например, комплектные изделия ведущих производителей позволяют выполнять различные функции управления трехфазными электродвигателями, включая реверсирование за счет встраивания в пускатель дополнительного оборудования. Потребителю остается только подключить к приобретенному модулю электродвигатель и провода питания, а сама схема уже смонтирована и налажена под определенные нагрузки.

Перспективным техническим решением считается схема, позволяющая:

раскручивать ротор двигателя до номинальной скорости за счет подключения его обмоток по схеме «звезда»;

включать под нагрузку при переключении на «треугольник».

Корпуса магнитных пускателей могут быть открытыми либо защищены от проникновения пыли и/или влаги специальной оболочкой с уплотнениями.

Отдельные современные модели небольших мощностей крепятся на DIN-рейку.

У мощных магнитных пускателей может быть установлена система гашения дуги, возникающая при отключении тока силовыми контактами.

«>