Назначение и различие средств коммутации
Назначение коммутирующих устройств может быть разным, этим они и отличаются. Например, контакторы (рис.1) применяются во всех силовых цепях с постоянным или переменным током. Минимальный ток, подлежащий переключению, составляет 100 А, а максимальный показатель достигает 4800 А. Напряжение в главной силовой цепи может достигать 2000 В, поэтому в большинстве случаев контакторы соединяются не с отдельными устройствами, а с целыми группами потребителей.
Магнитный пускатель (рис. 2) в первую очередь предназначен для работы с переменным током, но может работать и с сетями постоянного тока. Их основная функция заключается в дистанционном пуске, остановке или реверсе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, а также предотвращение их непроизвольного пуска. Кроме того, они используются для реостатного пуска или регулировки оборотов электроустановок с фазным ротором. Магнитные пускатели используются достаточно ограниченно, в сетях с максимальным напряжением до 380 В.
При ответе на вопрос, чем отличается контактор от магнитного пускателя, следует учесть, что коммутация при помощи контактора охватывает практически все электрические цепи, в том числе и сложные схемы. Этим обусловлено широкое применение контакторов и их универсальность. Они идеально подходят для управления мощными двигателями, участками с большими нагрузками и частыми запусками, с напряжением в пределах 660 вольт.
В сложных схемах предпочтительнее использовать пускатель, особенно при наличии множества контрольных, защитных, управляющих и сигнальных цепей. В таких случаях невозможно обойтись лишь вспомогательными контактами, и решить проблему может только магнитный коммутационный прибор. С помощью защелок к пускателю можно подключить дополнительные группы контактов – до 8 единиц. В случае необходимости вместо контактов устанавливается реле времени механического типа. Подобные мероприятия позволяют избавиться от дополнительных реле и обойтись только контактными группами.
Нередко электромагнитные пускатели используются совместно с тепловыми реле, защищающими электродвигатели от перегрузок. Они закрепляются на коммутационной аппаратуре, повышая тем самым надежность всей схемы, за счет уменьшения кабельно-проводниковых соединений. Монтаж готовой системы существенно облегчается, а все элементы располагаются более компактно.
В отличие от пускателей, не во всех моделях контакторов предусмотрена установка дополнительных устройств. Поэтому такие приборы рекомендуется использовать в наиболее упрощенных схемах.
Принцип действия
Работает такое многоконтактное электромагнитное реле следующим образом:
- При помощи кнопки на управляющую катушку подается электрический ток с заданным напряжением;
- Проходящий по виткам катушки ток приводит к намагничиванию Ш-образного неподвижного сердечника основания;
- Намагниченный нижний неподвижный сердечник притягивает расположенный на подвижной траверсе магнитопровод, сжимая при этом упругую возвратную пружину;
- В результате притягивания сердечника траверсы к магнитопроводу основания происходит замыкание ее подпружиненными контактами неподвижных силовых;
- В результате попарного замыкания подвижными контактами траверсы неподвижных силовых контактов происходит включение нагрузки.
Отключение пускателя и, соответственно, подключенной к нему нагрузки происходит при прекращении подачи на управляющую катушку электрического тока: нижний сердечник размагничивается, перестает притягивать к себе верхний, вследствие чего траверса с контактами под действием разжимающейся упругой пружины разъединяет силовые контакты.
На заметку. В нормальных условиях исправный пускатель при включении и отключении издает одинаковые по продолжительности щелкающие звуки. Если устройство издает другие звуки, то возможны различные неисправности его внутренних компонентов.
Контакторы и магнитные пускатели
Введение
В начале данной статьи хотелось бы сразу определиться в чем заключается разница между контактором и магнитным пускателем, так как данный вопрос зачастую ставит в тупик даже самых опытных специалистов-электриков, при этом многие полагают, что разница между ними заключается в их конструкции, габаритных размерах или величине коммутируемого (номинального) тока, однако это не так. Поможет разобраться нам с этим вопросом ГОСТ 30011.4.1-96 в котором приведены следующие определения:
Контактор — это коммутационный аппарат с единственным положением покоя, оперируемый не вручную, способный включать, проводить и отключать токи в нормальных условиях цепи, в том числе при рабочих перегрузках.
Пускатель — это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузок.
Как следует из определений выше, контактор — это устройство предназначенное для коммутирования (включения/отключения) каких либо нагрузок, т.е. любых нагрузок, в то время как пускатели — это комплекс устройств предназначенный для управления конкретно электродвигателем, а так же обеспечивающий его защиту от перегрузок, при этом сами контакторы входят в состав пускателей:
Как видно на картинке выше в состав пускателя входят: контактор — для включения и отключения электродвигателя, тепловое реле — для защиты электродвигателя от перегрузок, кнопки — для управления контактором, все перечисленные устройства помещаются в общий корпус.
Так же согласно того же ГОСТ 30011.4.1-96 пускатели бывают следующих видов:
Пускатель прямого действия — Пускатель, одноступенчато подающий сетевое напряжение на выводы двигателя. Реверсивный пускатель — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений без обязательной остановки двигателя. Пускатель с двумя направлениями вращения — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений только во время остановки двигателя.
Таким образом пускатель прямого действия предназначен для запуска, остановки и защиты электродвигателя, в то время как реверсивный пускатель помимо всего вышеперечисленного позволяет менять направление вращения двигателя.
Как видно на картинке выше в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора переключение между ними меняет порядок чередования фаз что приводит к изменению направления вращения электродвигателя. (Подробнее об изменении направления вращения электродвигателя и схеме работы реверсивного пускателя смотрите здесь.)
Существуют так же так называемые модульные контакторы — это компактные контакторы предназначенные для установки на DIN рейку, в остальном их устройство и принцип работы такой же как и у обычных контакторов.
Теперь разобравшись с понятиями контактора и пускателя приступим к изучению принципа их работы.
Устройство и принцип работы контактора
Как видно на картинке выше электромагнитный контактор состоит из следующих основных элементов: магнитопровода состоящего, в свою очередь, из подвижной и неподвижной частей, электрической катушки, силовых контактов, предназначенных для включения и отключения нагрузки, в состав которых входят подвижные контакты, которые крепятся к подвижной части магнитопровода и неподвижные контакты, которые крепятся к верхней части корпуса контактора, блок-контактов предназначенных для использования в цепях управления, а так же пружины которая обеспечивает поддержание в разомкнутом состоянии состоянии силовых контактов.
Управление контактором осуществляется путем подачи напряжения на электрическую катушку, при прохождении через нее электрического тока создается электромагнитное поле протекающее через магнитопровод, при этом неподвижная часть магнитопровода совместно с электрической катушкой работают как электромагнит который, как видно на рис.2 выше, преодолевая сопротивление пружины, притягивает верхнюю подвижную часть магнитопровода с закрепленными на ней подвижными контактами, таким образом происходит замыкание силовых контактов, при снятии напряжения с катушки контактора электромагнитное поле исчезает переставая притягивать подвижную часть магнитопровода которая под воздействием пружины возвращается в исходное положение размыкая силовые контакты.
В состав большинства современных контакторов входит только один блок-контакт, однако некоторые схемы управления требуют большего их количества, в этом случае на магнитный пускатель устанавливается дополнительная приставка имеющая несколько блок-контактов:
Основные поломки контакторов и магнитных пускателей, и их причины
Выход из строя управляющей катушки
Причины:
- было подано напряжение, от электрической сети, не соответствующее рекомендациям. То есть, была установлена катушка под напряжение 220 вольт, а напряжение подсоединяемой сети, составляло 380 вольт;
- подача тока на катушку, у контактов которой, образовалась перемычка. Итог — короткое замыкание и сгоревшие контакты катушки;
- межвитковое замыкание, вследствие естественного старения изоляции на медной обмотке катушки;
- превышенные рабочие температуры.
Сгорание главных контактов
Причины:
- неправильный расчёт параметров нагрузки на пускатель.
- подключение устройства, с двумя силовыми и одним дополнительным контактом, к трёхфазной нагрузке. Дополнительный контакт не рассчитан на номинальную силу тока выше 10 А, вследствие чего, происходит сгорание более слабого звена;
- низкое напряжение на катушке, вследствие чего, возникает недостаток мощности вырабатываемой силы, необходимой для сцепления главных контактов. Причина такого недостатка, кроется в разной жесткости возвратных пружин, когда возникает дребезг и уменьшается постоянство и площадь сцепления контактов.
- в процессе длительного срока работы, по причине воздействия, создаваемого вибрацией, ослабевает крепление проводников с контактными выводами. Уменьшение площади смыкания контактов, влечет за собой местный перегрев, что выводит контакты из строя.
Виды пускателей по назначению
Теперь приведу пару примеров пускателей – реальных схем.
Пускатель звезда-треугольник
Эта схема пускателя собрана на трех контакторах второй величины и служит для подключения электродвигателя по схеме “звезда-треугольник”. Вверху слева подается три фазы, внизу – три фазы уходит на питания двигателя. Красные провода – питание катушек контакторов и проверка работы. Защита (мотор-автомат) не показана.
реверсивный пускатель с мотор-автоматом
Здесь – пускатель реверсивный, на двух взаимно блокированных контакторах. Мотор-автомат защиты двигателя – справа.
Как выбрать производителя комплектующих для АВР?
В данном случае все зависит от вашего кошелька. Есть возможность выполнить его в трех ценовых категориях:
- Бюджетный ценовой сегмент на китайских комплектующих.
- Средний ценовой сегмент на отечественных и корейских производителях.
- Высокий ценовый сегмент, выполненный на Европейских производителях.
Для себя я бы выбрал второй вариант, так как привык считать деньги, а качество КЭАЗ, или того же Hyundai никогда не подводило ни меня, ни моих клиентов.
Это интересно: Подключение зеркала с подсветкой и розеткой в ванной комнате — излагаем подробно
Техника безопасности
Электрический 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.
- Не токопроводящие части должны быть заземлены.
- Нельзя работать под напряжением.
- Соблюдать меры безопасности при отключении напряжения.
- Вывешивать запрещённые плакаты, при необходимости ставить ограждения.
- Применять дополнительные элементы защиты (диэлектрические перчатки, боты, ножницы, коврики, защитные очки).
- Во время монтажа, ремонта нужно пользоваться исправным инструментом.
Обслуживание пускателя
Как любое оборудование — это электротехническое устройство периодически требует проведения технического обслуживания. Минимальная программа обслуживания включает в себя:
- 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.
- Зачистка контактов. Если на контактах следы оплавления или нагара тогда нужно их зачистить надфилем.
- 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.
- 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.
- Контроль отсутствия замыкания. Если приспособление в корпусе имеет металлические детали нужно убедиться, что между ними отсутствует замыкание.
- 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.
Выбор контактора
При выборе контактора для управления электродвигателем руководствуются следующими требованиями:
- Рабочий ток и режим отключения.
- Тип электродвигателя (нагрузки) – это: сопротивление, электродвигатель с беличьей клеткой или с контактными кольцами.
- Условия, которые влияют на открытие или замыкание контактов – это: электродвигатель запущен в работу или остановлен, пуск электродвигателя или торможение противовключением и прочие операции.
При выборе контактора принимаются во внимание ограничения, не описанные в стандартных правилах пользования. Это температура окружающей среды, влажность, географическое месторасположение, высота над уровнем или приближенность к морю
Трудность в обслуживании также может играть решающую роль при выборе контактора, на это условие оказывает влияние долговечность устройства или его надежность.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Что такое магнитный пускатель?
Магнитные пускатели являются также коммутационными устройствами, которые являются фактически модифицированными контакторами, поддерживающими возможность коммутации мощных нагрузок переменного и постоянного тока. Эти устройства эффективно применяются для включений/отключений силовых электроцепей. Предлагаемые коммутационные системы владеют достаточно широкой областью применения. Основное их предназначение — это пуск, реверсирование током и остановка 3-фазного электрического асинхронного привода. Кроме этого, эти устройства успешно могут применяться в системах дистанционного управления различными электрифицированными объектами. Кроме основных рабочих элементов контакторы могут доукомплектовываться различными дополнительными узлами такими, как тепловые реле, вспомогательные контактные группы, автоматы для пуска электродвигателей и пр.
Что общего между контактором и пускателем?
Чтобы понять, в чем же отличия между этими двумя коммутационными системами сначала разберемся, в чем же они схожи между собой.
Общим между пускателем и контактором является то, что оба этих устройства применяются для коммутации электрических цепей, питающих электрооборудование. И контакторы и пускатели применяются для пуска/остановки электродвигателей переменного тока, а также для ввода или вывода ступеней сопротивления, если пуск/остановка выполняются по реостатному принципу.
И контактор, и пускатель владеет в своей конструкции дополнительными парами контактов, используемыми для цепей управления. Они могут быть нормально замкнутыми или нормально разомкнутыми парами контактов.
Габаритные размеры.
Контактор, в отличие от пускателя является довольно таки увесистым и крупногабаритным устройством. Например, 100-амперный контактор в сравнении с таким же пускателем в несколько раз тяжелее и имеет существенно большие размеры.
Конструкционные особенности
Если рассматривать конструкцию контактора, то сразу бросаются в глаза мощные силовые контакторы с дугогасительными камерами. Защитного кожуха, как такового, в контакторах нет, контактор монтируется на специальных щитах, расположенных в закрытых помещениях.
Что касается пускателя, то его силовые контакты всегда находятся под защитой пластикового корпуса. Больших камер дугогашения в пускателях нет, поэтому их не рекомендуют использовать в мощных электроцепях, где требуется частая коммутация.
Защищенность
Благодаря использованию пластикового корпуса в пускателе, а в некоторых случаях и металлического кожуха, эти устройства отличаются высокой степенью защищенности от воздействий внешних факторов. Поэтому такие пускатели можно устанавливать даже под открытым небом, что нельзя делать с контакторами.
Назначение устройств
Основным назначением пускателя является пуск и остановка 3-фазных электрических приводов, работающих на переменном токе. Кроме этого, эти устройства могут осуществлять коммутацию цепей для подачи питания на осветительные системы, обогревательное оборудование и прочее электрическое оборудование.
Что касается контактора, то он подходит для коммутации любых цепей постоянного и переменного тока.
Заключение
Исходя из выше сказанного, следует, что пускатель является своего рода одной из модификаций контактора и может применяться для определенных целей. Контакторы, конструкция которых модифицируется постоянно, могут применяться практически в любом случае для выполнения коммутации электрических цепей. Поэтому на современном потребительском рынке контакторы практически вытеснили пускатели и успешно выполняют их функции.
Характеристика приборов
Выпускаемые производителями магнитные пускатели отличаются друг от друга по назначению, отсутствию или наличию кнопок управления, тепловых реле, степени защиты и другим характеристикам.
Самыми популярными можно назвать следующие серии устройств:
- ПМЛ. Эта аббревиатура говорит о том, что устройство предназначено для двигателей с закороченным ротором и печей со слабой индуктивной нагрузкой.
- ПМА. Этот пускатель предназначен для асинхронных трёхфазовых электродвигателей переменного тока.
- ПМЕ. Реверсивное подключение асинхронных трёхфазовых электрических двигателей с короткозамкнутым двигателем осуществляется при помощи моделей этой серии.
- КМИ. Работает в тех же режимах что и ПМЛ, а также при подключении питания напрямую осуществляет пуск асинхронных двигателей.
По току нагрузки главных контактов электромагнитный пускатель бывает:
- Первой величины. Ток нагрузки 10 А и 16 А.
- Второй величины. С током нагрузки 25 А.
- Третьей величины — 40 А.
- Четвёртой величины — 63 А.
Напряжение цепей управления должно соответствовать рабочему напряжению катушки. Это может быть 24 В, 220 В, 380 В.
Количество контактов в схеме управления соизмеримо числу дополнительных контактов пускателя. Размыкающие и замыкающие контакты считаются отдельно.
Исходя из степени защиты устройство бывает:
- пылевлагозащищенного исполнения;
- защищённого исполнения;
- открытого исполнения.
Первые используются при наружной установке. Вторые устанавливаются в неотапливаемых помещениях с минимальным количеством пыли, с отсутствием предпосылок попадания влаги. Третьи устанавливаются в закрытых шкафах.
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:
- Класс, А — наивысшая коммутационная износостойкость;
- Класс Б — средняя коммутационная износостойкость;
- Класс В — низкая коммутационная износостойкость.
На корпусе модели производитель должен указать: величину пускателя, коммутируемые токи, рабочее напряжение, мощность нагрузки, соответствие ГОСТу или ТУ.
Действия при эксплуатации контакторов и магнитных пускателей
При подключении и эксплуатации данных видов приборов для обеспечения безопасности и исправности функционирования требуется соблюдение ряда правил:
- Перед тем, как устанавливать устройство, надо ликвидировать смазочный слой с рабочих поверхностей и провести проверку того, насколько корректно отрегулированы приборы. Также надо исследовать кондицию электрических соединений.
- Время от времени надо проверять кондицию контактной группы. Делать это нужно каждый раз после вырубания электротока в аварийном режиме, а также по прошествии 50 тысяч срабатываний.
- Очищая поверхность контактов, нужно заботиться о том, чтобы не деформировать их. Также проверяется позиция разрывных контактов по отношению друг к другу.
- У многополюсных контакторов тестируется параллельное замыкание для всех имеющихся полюсов.
- Проверять величину зазора промеж контактов. Замена проводится при уменьшении наполовину (при наличии накладок – на 80%).
Обе группы приборов имеют определенные ограничения в отношении условий эксплуатации и сферы применения. Для корректной работы цепи нужно подобрать устройство, релевантное актуальным условиям.
Тонкости подключения устройства на 220 В
Независимо от того, как решено подключить магнитный пускатель, в проекте обязательно присутствуют две цепи — силовая и сигнальная. Через первую подают напряжение, посредством второй управляют работой оборудования.
Особенности силовой цепи
Питание для МП подключают через контакты, обычно обозначаемые символами А1 и А2. На них попадает напряжение 220 В, если сама катушка рассчитана на такое напряжение.
Удобнее «фазу» подключать к А2, хотя принципиальной разницы в подключении нет. Источник питания подключают к контактам, находящимся ниже на корпусе.
Тип напряжения не имеет значения, главное, чтобы номинал не выходил за пределы 220 В.
Через магнитный пускатель, оснащенный катушкой 220 В, возможна подача напряжения от дизель- и ветрогератора, аккумулятора, других источников. Съем его происходит с клемм Т1, Т2, Т3
Минусом этого варианта подключения является тот момент, что для ее включения или отключения нужно совершать манипуляции с вилкой. Схему можно усовершенствовать путем установки перед МП автомата. С его помощью включают и отключают питание.
Изменение цепи управления
Эти изменения не касаются силовой цепи, модернизируется в этом случае лишь цепь управления. Вся схема в целом претерпевает незначительные изменения.
Когда клавиши находятся в одном кожухе, узел называется «кнопочным постом». Любая из них обладает парой входов и парой выходов. У клавиши «Пуск» клеммы нормально разомкнутые (НЗ), у прямо противоположной — нормально замкнутые (NC)
Клавиши встраивают последовательно перед МП. Первая — «Пуск», за ней идет «Стоп». Контактами магнитного пускателя манипулируют посредством управляющего импульса.
Источником его является нажатая пусковая кнопка, открывающая путь для подачи напряжения к управляющей катушке. «Пуск» не обязательно удерживать во включенном состоянии.
Оно поддерживается по принципу самозахвата. Заключается он в том, что параллельно кнопке «Пуск» подключаются добавочные самоблокирующиеся контакты. Они и снабжают напряжением катушку.
После их замыкания, катушка самоподпитывается. Разрыв этой цепи приводит к отключению МП.
Отключающая клавиша «Стоп» обычно красная. Стартовая кнопка может иметь не только надпись «Пуск», но и «Вперед», «Назад». Чаще всего она зеленого цвета, хотя может быть и черного.
Подсоединение к 3-фазной сети
Возможно подключение 3-фазного питания через катушку МП, функционирующей от 220 В. Обычно схему применяют с асинхронным двигателем. Сигнальная цепь при этом не изменяется.
Одну фазу и «ноль» подключают к соответствующим контактам. Проводник фазный прокладывают через стартовую и выключающую клавиши. На контакты NO13, NO14 ставят перемычку между замкнутым и разомкнутым контактами
Силовая цепь имеет отличия, но не очень существенные. Три фазы подают на входы, обозначенные на плане, как L1, L2, L3. Трехфазную нагрузку подключают к T1, T2, T3.
Ввод в схему теплового реле
В промежутке между магнитным пускателем и асинхронным электродвигателем последовательно подсоединяют тепловое реле. Выбор его осуществляют в зависимости от типа мотора.
Тепловое реле обезопасит электрический двигатель от неисправностей и аварийных ситуаций, которые могут возникнуть при пропадании одной из фаз
Подключают реле к выводу с магнитным пускателем. Ток в нем проходит к мотору последовательно, попутно нагревая реле. Верх реле оснащен придаточными контактами, объединенными с катушкой.
Нагреватели реле рассчитывают на предельную величину тока, протекающего через них. Делают это для того, чтобы, когда двигатель окажется в опасности из-за перегрева, реле смогло бы отключить пускатель.