Для чего используют магнитный пускатель
Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения
При производстве электротехнических работ на высоковольтных линиях, при подключении мощных потребителей электрической энергии и промышленного оборудования электромонтажник неизбежно сталкивается с таким устройством, как контактор. У профессионала нет сомнений для чего нужен контактор и какие функции он выполняет, но человеку далекому от электротехники или только начинающему познавать электрическую специальность рано или поздно приходится столкнутся с этим понятием. Контактор – прибор очень удобный, но, чтобы понять для чего он нужен придется немного разобраться.
Что такое контактор и для чего он нужен
В электрических сетях постоянно приходится включать или выключать различные нагрузки или управлять их работой. Как мы знаем, в быту для этих целей существуют механические выключатели и рубильники. Но у таких устройств есть весьма ограниченный ресурс износостойкости, а для больших электрических систем, управление с помощью механических рубильников является неудобным и неэффективным способом. Именно поэтому был создан такой прибор, который имеет огромный ресурс работы, позволяет производить циклы включения и выключения до нескольких тысяч раз в час, а самое главное дает возможность управлять нагрузкой дистанционно. Простыми словами это выключатель.
Контактор – это электромагнитное устройство, предназначенное для частых включений и выключений электрических цепей дистанционным способом.
Электромагнитные контакторы применяются во всех сферах нашей жизни. Они включают уличное освещение, управляют отключением высоковольтных линий электропередачи, линий транспортных систем (трамвайных, троллейбусных, железнодорожных), широко применяются в строительстве и промышленности для запуска мощных силовых установок, двигателей, машин и другого оборудования.
Более того, такие коммутационные устройства применяются и в жилых домах для различных целей, таких, например, как включение электрообогревательных приборов или водонагревателей, для управления вентиляционными установками, водопроводными или канализационными насосами. Прогресс не стоит на месте и на данный момент системы умного дома под управлением контакторов или групп таких приборов уже постепенно входят в жизнь обычных людей.
Огромную роль эти устройства играют в электробезопасности и, как следствие, предотвращении пожаров от возгорания электрооборудования или силовых линий.
Данные приборы имеют ряд преимуществ перед различными модульными приспособлениями:
Устройство и принцип работы
Контактор – это двухпозиционный электромагнитный прибор, управление которым производится с помощью вспомогательной цепи электрического тока проходящего через катушки контактора. Во время прохождения электрического тока к сердечнику притягивается якорь, и группа контактов замыкается. В нормальном состоянии контакты в таком устройстве всегда разомкнуты – это важное правило для электробезопасности и удобства использования.
Если говорить простыми словами контактор – это выключатель при подаче напряжения на который его контакты замыкаются, и нагрузка включается, а при отсутствии напряжения на контакторе – он размыкает электрическую цепь.
Конструктивно этот электромагнитный выключатель состоит из системы блок-контактов, дугогасительной, контактной и электромагнитной систем.
Для тех, кто знаком с электрическими схемами и принципами работы выключателей данные схемы будут понятны. На катушку А1 – А2 подается вспомогательное напряжение, при этом для создания механического усилия и замыкания контактов втягивается соленоид и включает те контакты, которые необходимо. В зависимости от типа контактора и его конструкции он может включать как одну группу контактов, так и несколько одновременно или в определенной последовательности. Для того чтобы безопасно и быстро размыкать контактор в его конструкции присутствует пружина, посредством которой контакты, при отсутствии напряжения, мгновенно размыкаются.
Несмотря на то, что с виду этот прибор кажется очень сложным, а во многих случаях (при управлении силовыми линиями до 600В и токами до 1600А) большим по размерам в его конструкции все достаточно просто:
Управление контактором производится с помощью вспомогательной цепи, напряжение которой должно быть ниже величины напряжения рабочего тока и может соответствовать 24, 42, 110, 220 или 380 В.
Основные виды и типы контакторов
Для выполнения различных условий работы, задач и управления разными видами электрических систем и оборудования существуют контакторы с разнообразным функционалом.
По типу электрического тока коммутирующие устройства бывают:
Трехполюсные приборы применяются в трехфазных электрических сетях переменного тока для управления мощными электродвигателями и прочими устройствами. В промышленности производят и используют многополюсные контакторы, но такие механизмы используются крайне редко и выполняют специфические задачи.
По наличию дополнительных систем:
Наличие дугогасительной системы, о которой было сказано выше, не является обязательным конструктивом для сетей 220 В, но обязательно применяется в устройствах и в сетях с высоким напряжением (380 В, 600 В). Такая система гасит электрическую дугу, неизменно возникающую при высоком напряжении, при помощи поперечного электромагнитного поля в специальных камерах.
По типу управления контактором:
По типу монтажа применяют бескорпусные и корпусные контакторы. Первые – монтируются в электрических щитах или внутри электроустановок и не защищены от попадания влаги и пыли, а вторые могут монтироваться в любом месте и очень часто имеют хорошую влаго-, пылезащиту.
Характеристики контакторов
Для выбора правильного устройства для своих нужд, необходимо знать, какие характеристики бывают у такого типа приборов и чем они отличаются. Как правило, электромагнитные контакторы имеют следующие важные характеристики:
В чём разница между контактором и магнитным пускателем
Очень часто контакторы путают с магнитными пускателями и это обоснованно, так как по сути это одно и то же. Данные типы устройств конструктивно выполнены практически идентично. Отличие же этих устройств в назначении: если контактор это моноблочный прибор, является выключателем и в основном служит для коммутации цепей, то электромагнитное реле (пускатель) в том числе выполняет защитную функцию, например, экстренно размыкая цепь при перегреве, и имеет в своем составе несколько контакторов, защитные устройства и управляющие элементы.
Существует такой вид коммутирующего устройства, как промежуточное реле – это прибор небольшой мощности, который служит для коммутации в слаботочных цепях и может выдержать намного больше циклов размыкания, чем контактор.
Схемы подключения контактора
Контакторы выпускаются многими производителями электротехнической продукции и имеют разные типы и исполнение. При подключении такого устройства важно строго руководствоваться рекомендациями завода-изготовителя и нормативной электротехнической документацией. В инструкции и на самом корпусе прибора в обязательном порядке будет располагаться схема подключения данного механизма и его главные характеристики. Разобраться в этой электрической схеме профессиональному электрику не составит никакого труда, а вот неспециалисту придется немного постараться.
Обратите внимание! Для работоспособности схемы используется нормально открытый контакт контактора для реализации самоподхвата расположенный параллельно пусковой кнопке.
Независимо от того каким-образом подключается контактор в системе обязательно используется два вида сети: силовая и сигнальная. Сигнальная линия запускает сам контактор, а он в свою очередь замыкает силовую линию.
При подключении к мощным асинхронным двигателям важно подключать последовательно с контактором тепловое реле, для защиты двигателя от перегрева и автомат для защиты от короткого замыкания.
Разобраться в назначении, конструкции и принципах работы данного сложного устройства оказалось совсем не сложно. Важно помнить, что правильно подключённый прибор – залог долгой и безопасной службы контактора. При подключении необходимо работать только при отключенном электропитании, помнить о мерах электробезопасности и общих правилах охраны труда, и строго их выполнять. А если что-то в работе или подключении этого прибора вам все же осталось непонятно, то лучшим вариантом будет обратиться к профессиональным электрикам для подключения данного устройства.
Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы
Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить
Что такое твердотельное реле и для чего оно нужно?
Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы
Что такое сетевой фильтр, для чего он нужен и где применяется
Основные виды и принцип работы реле времени
Подробно об электромагнитных пускателях
Обычно мы видим это устройство в виде аккуратной коробки с двумя кнопками: «пуск» и «стоп». Если снять верхнюю крышку, внутри обнаружится коммутатор довольно сложной конструкции, который может выполнять несколько задач (как по очереди, так и одновременно).
Это электромагнитный пускатель. Возникает вопрос: а зачем создавать сложные электротехнические устройства, если нужно всего лишь замкнуть два (или больше) контакта? Есть кнопки с фиксацией, рычажные включатели, защитные автоматы, рубильники. Рассмотрим типовое применение магнитного пускателя: включение мощной электроустановки (например, асинхронный электродвигатель).
Устройство и принцип работы устройства
Главное отличие пускателя от любого другого коммутационного устройства — подключенное к нему электропитание одновременно является и управляющим. Как это работает?
Рассмотрим общий принцип действия магнитного пускателя с помощью иллюстрации:
Виды контакторов
По оснащению средствами защиты: практически все модели включают в себя блок термореле, который размыкает цепь дополнительных контактов в случае перегрузки по току. В этом смысле принцип работы магнитного пускателя не отличается от защитного автомата. После аварийного отключения, и остывания защитной группы (цепь питания обмотки электромагнита восстанавливается), замыкание силовых контактов не происходит. Предполагается, что оператор устранит причину возникновения аварийной ситуации, и произведет повторный пуск электроустановки.
По способу замыкания контактов, имеются следующие виды магнитных пускателей:
Большинство пускателей выглядят так:
Силовые контакты (три фазы), в одной плоскости расположены дополнительные, для питания обмотки.
Для удобства монтажа, дополнительные контакты вынесены на отдельную площадку, ниже и сбоку.
Схемы подключения
Для чего нужен магнитный пускатель? Преимущественно для организации безопасного подключения (и управления) асинхронных трехфазных двигателей. Поэтому рассмотрим варианты работы схемы при различных условиях. На всех иллюстрациях присутствует защитное реле, обозначенное литерой «P». Биметаллические пластины, приводящие в действие аварийный размыкатель (установленный в цепи управления), располагаются на силовых линиях контактной группы. Они могут размещаться на одном или нескольких фазных проводниках. При перегреве (он возникает при превышении нагрузки или банальном коротком замыкании), управляющая линия разрывается, питание на катушку «KM» не подается. Соответственно, силовые контактные группы «KM» размыкаются.
Классическая схема прямого включения трехфазного электродвигателя
Схема управления использует питание от напряжения между двумя соседними фазными линиями. При нажатии кнопки «Пуск», с помощью основного ее контакта замыкается цепь катушки «KM». При этом все контактные группы, включая дополнительные контакты в цепи управления, соединяются под управлением электромагнита катушки. Разомкнуть цепь можно двумя способами: при срабатывании аварийного реле, или нажав на кнопку «Стоп». В этом случае магнитный пускатель возвращается в исходное положение «все выключено» (или в случае с двумя категориями контактов, нормально замкнутые группы будут подключены).
Этот же вариант подключения, только управляющая цепь соединяется с фазой и нейтралью. С точки зрения работы пускателя, разницы нет. Так же точно срабатывают кнопки, и защитное термореле.
Реверсивное подключение трехфазного электродвигателя
Как правило, для этого применяются два электромагнитных пускателя, в которых выхода фазных контактов комбинированы со сдвигом. Устройства скомбинированы в один коммутатор, поэтому его можно рассматривать как единый элемент.
В зависимости от того, какая контактная группа подключена к электродвигателю, его ротор крутится в одну либо другую сторону. Такой вариант незаменим при использовании на конвейерах, станках, и прочих электроустановках, в которых предусмотрено 2 направления вращения (движения).
Как работает эта схема на практике? Смотрим иллюстрацию:
Единая схема управления с двумя группами кнопок пуска: «Вперед» и «Назад». Каждая из них включает соответствующую катушку электромагнита. Почему схема общая? Кнопка «Стоп» по условиям безопасности должна быть единой. Иначе при возникновении аварийной ситуации, оператор потеряет драгоценные секунды в поисках необходимой кнопки (для «Вперед» или для «Назад»).
Проверка работоспособности магнитного пускателя и его ремонт
Проверяется устройство путем подачи питания на управляющие (дополнительные, или блок контакты). Если происходит смыкание рабочей группы, выполняется прозвонка ее контактов с помощью мультиметра. Затем провоцируется короткое замыкание, для проверки защитного реле.
Любой коммутационный прибор состоит из схожих по конструкции элементов. Поэтому ремонт магнитного пускателя выполняется по общему принципу: поиск неисправного узла, восстановление или замена.
Механические части (мостик, прижимная либо возвратная пружина) меняются, контакты можно зачистить. Катушка управления перематывается, или производится восстановление сгоревшего витка с помощью пайки.
Видео по теме
Магнитный пускатель назначение устройство принцип работы
Принцип работы магнитного пускателя
Основное назначение магнитного пускателя, замыкать (включать) или размыкать (выключать) электропитание электроустановки. Большая мощность электроустановки, является причиной больших пусковых токов. Большие токи не позволяют использовать простые механические коммутационные устройства (выключатели, рубильники) их заменяют магнитные пускатели.
Общий принцип работы магнитного пускателя не сложен. Есть электрическая цепь, которую нужно замкнуть или разомкнуть. В пускателе есть две группы контактов: одни контакты подвижные, вторые не подвижные. Подвижные контакты пускателя замыкаются при движении якоря к сердечнику. Сердечник запитывается отдельной цепью, а активация якоря происходит при помощи кнопки включения, установленной в цепи пускателя. Нажимаем кнопку «Пуск», якорь втягивается, питание подается на электроустановку. Нажимам кнопку «Стоп», питание с сердечника якоря снимается, оно размыкается и электроустановка обесточена.
Сразу стоит заметить, что сам по себе пускатель (контактор) не является функционально независимым устройством, например, как УЗО. Контактор, должен входить в схему, составными частями которой будут: сам контактор, спаренные кнопки управления (кнопка «Старт» и кнопка «Стоп»). Кроме этого, для защиты электродвигателя от перегрузок по току, в цепь пускателя устанавливается тепловое реле.
Принцип действия
Устройство магнитного пускателя подразумевает работу по такому принципу: на катушку, которая установлена на магнитопроводе, подается питающее напряжение. Магнитопровод намагничивается, притягивая якорь, а тот, в свою очередь, тянет за собой раму, на которой закреплены контактные группы. Устройство и работа магнитного пускателя основаны на действии электромагнита. При втягивании якоря замыкаются контактные группы силовых контактов.
Вспомогательные контакты делятся на 2 типа:
При снятии напряжения пускатель приходит в нормальное состояние, и контакты отбрасываются под действием возвратной пружины. Все контакты магнитного пускателя, установленные в диэлектрической раме, как правило, из термостойкого пластика, подпружинены для обеспечения наилучшего прилегания между подвижными и неподвижными контактами. Достаточно просто устроен магнитный пускатель, и принцип его работы основан на электромагните.
Схема включения магнитного пускателя
Давайте посмотрим на схему подключения магнитного пускателя с катушкой на 220 вольт с тепловым реле в схеме.
Искрение главных контактов гасится специальными дугогосителями расположенными в крышке кожухе, а контакты входа и выхода разделяются изоляционной траверсой.
Магнитный пускатель: устройство, применение и электрические схемы
В этой статье мы рассмотрим магнитный пускатель, который позволяет нам управлять двигателями различных исполнительных механизмов, его устройство и принцип работы.
Сфера применения пускателей достаточно широка. Их применяют там, где нужно включить, отключить двигатель и защитить его от перегрузки. Это и сельское хозяйство, и промышленность, и вспомогательное обеспечение инфраструктурных объектов, и частные дома. Самым распространенным применением пускателей является: включение или отключение вентиляции, запуск различных насосов, открытие или закрытие дверей и ворот, управление малыми конвейерами.
Структура магнитного пускателя
Прежде чем рассматривать устройство магнитного пускателя, необходимо дать ему определение. Пускатель в соответствии с МЭС 441-14-38 – это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя с защитой от перегрузок.
Всеми этими свойствами в полной мере обладают магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima.
Корпус магнитного пускателя обеспечивает защиту IP65. Для этого используются сальники, которые поставляются в комплекте с пускателем, на разъёме корпуса и в кнопках имеется специальный уплотнитель, не позволяющий влаге и пыли проникать внутрь прибора.
Корпуса пускателей КМЭ IP65 на токи до 32 А выполнены из пластика, на токи от 40 до 95 А – из железа.
Тепловое реле установлено непосредственно на контактор.
Как работает пускатель
Нажатие зеленой кнопки «Пуск» замыкает контактную группу и включает электромагнитный контактор. Происходит это почти мгновенно. После этого кнопка может быть отпущена. Дальше работу электромагнитного контактора обеспечивает встроенный нормально открытый контакт. Через него происходит «самоподхват» цепи питания катушки управления контактором. Также в его цепи питания задействовано тепловое реле своими дополнительными клеммами. В рабочем состоянии ток проходит через силовой контакт магнитного контактора, далее через тепловое реле перегрузки и поступает на нагрузку через кабель. При нажатии на кнопку «Стоп» толкатель нажимает на кнопку «остановка» теплового реле, которая прерывает питание.
Таким образом, исполнительным механизмом пускателей для включения и отключения нагрузки служит контактор. Тепловое реле играет роль защиты двигателя от перегрузок и неполнофазных режимов работ. Основным элементом, обеспечивающим защиту от перегрузки, в нем является биметалическая пластина. Эта пластина, как видно из названия, состоит из двух металлов с разным тепловым расширением, и при нагревании такая пластина изгибается в сторону металла с меньшим тепловым расширением. На этом эффекте и основана защита. Биметаллическая пластина находится рядом с проводником, по которому протекает рабочий ток, и, нагреваясь от него, изгибается. При определенном изгибе биметалическая пластина размыкает контакты теплового реле, а поскольку катушка магнитного пускателя запитана через эти контакты, то при их размыкании происходит отключение контактора. Тепловое реле имеет 2 контакта: нормально закрытый – он используется при подключении катушки – и нормально открытый. Этот контакт используется как сигнальный контакт для подачи сигнала о срабатывании теплового реле по схемам перегрузок.
В тепловом реле есть 2 режима работы – автоматический, когда после остывания тепловое реле включает контактор без участия человека, и ручной, когда оператор должен устранить причину срабатывания и вручную включить реле.
Тепловое реле срабатывает при повышении тока на любой из фаз свыше нормы. На этом и основана защита от неполнофазных режимов работы двигателя, ведь когда пропадает одна из фаз для работы двигателя, необходимо пропорционально увеличить ток на оставшихся фазах. Поскольку ток на оставшихся двух фазах будет увеличен, то происходит срабатывание теплового реле по перегрузке.
Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima имеют в номенклатуре исполнения и с опцией индикации включения. Такая индикация осуществляется световым индикатором, который расположен на передней панели магнитного пускателя. Индикатор зажигается при подаче напряжения на катушку управления и гаснет при его снятии. Такая опция удобна, когда исполнительный механизм находится не в прямой видимости и слышимости от самого пускателя.
Область применения
Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima могут быть применены везде, где необходимо управление и защита двигателя. Это и местная вентиляция, и открытие и закрытие ворот, различные электрические помпы от полива воды до включения погружного насоса, компрессоры.
Поскольку вся внутренняя схема управления магнитным аппаратом собрана, то это значительно экономит время для его подключения. Пользователю остаётся только подвести силовой кабель.
Электрические схемы
Магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima производятся с управляющим напряжением 400 В и 230 В переменного тока 50 Гц. Электрические схемы этих магнитных пускателей разные.
Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 400 В
Электрическая схема пускателя КМЭ 9А-32А с катушками управления 230 В
Если пускатель с управляющим напряжением 400 В может быть интегрирован в трехпроводную систему питания двигателя, то для инсталляции магнитного пускателя с управляющим напряжением 230 В необходима четырехпроводная система с нейтралью, при этом нейтральный провод при выключении контактора не разрывается.
Как видно из электрической схемы на тепловом реле остается не задействован один нормальнооткрытый дополнительный контакт. На схематическом изображении он обозначен 97-98. Этот контакт может быть использован для дистанционного подачи сигнала об аварийном отключении устройства, которым управляет пускатель.
Схемы передачи электричества магнитными пускателями собраны для ручного управления пускателем, но это не отменяет возможности и дистанционного управления пускателями КМЭ в корпусе IP65 EKF PROxima.
Для организации универсального – дистанционного и ручного управления подключением двух кнопок импульсного действия необходимо:
Таким образом, магнитные пускатели КМЭ в корпусе IP65 9-95А EKF PROxima могут применяться как для ручного, так и для дистанционного пуска устройств, имеют функцию защиты двигателя по перегрузке, обратную связь по аварийной остановке магнитного пускателя и могут применяться в автоматизированных системах управления процессами.
Складская номенклатура пускателей КМЭ в корпусе IP65 EKF PROxima начинается с номинальных токов 9 А и заканчивается токами на 93 А. В 2020 году компания EKF открыла сборочный участок, и теперь доступны для заказа пускатели на номинальные токи от 0,4 до 7 А. Эти пускатели имеют в своём составе тепловые реле на малые токи и контакторы на 9 А. Срок изготовления пускателей КМЭ в оболочке на малые токи составляет около недели. И это значит, что заказчик, например, из Владивостока может получить свой заказ через 2–2,5 недели после его оформления.
Отечественные модели популярных пускателей
В классификации пускателей наиболее популярны пускатели: ПМА, ПМЕ, ПМ 12. О них и как выбрать магнитный пускатель в следующих статьях.