Какова цель использования магнитного пускателя (ПМ)? Это электромеханическое устройство разработано для запуска и остановки асинхронных двигателей с пульта управления на расстоянии. Если рассматривать схему подключения магнитного пускателя 380В, то можно лучше понять его функциональность.
В повседневной жизнедеятельности человеку приходится сталкиваться с обслуживанием механизмов, имеющих привод от асинхронных двигателей небольшой мощности. Это могут быть маломощные компрессорные установки, метало или деревообрабатывающие станки для домашнего пользования, как правило, в схемах управления которых, используется магнитный пускатель серии ПМ12. Так как изделие этого типа имеет наиболее частое применение на практике, дальнейшее рассмотрение устройства и принципа действия пускателя будет рассматриваться на его примере.
Технические характеристики и маркировка
Несмотря на то, что принцип работы всех магнитных пускателей одинаков, отдельные виды этого устройства, имеют ряд технических различий. Для идентификации конструктивных особенностей и рабочих характеристик существует система условных обозначений данных изделий. Для примера можно взять конкретную маркировку ПМ.
ПМ12-025 2 4 1 УХЛ 2 Б
ПМ12 – серия изделия. Все изделия этой серии имеют одинаковую конструкцию корпуса и исполнительного устройства. Габариты корпуса могут отличаться в зависимости от величины токовой нагрузки. Чем мощнее пусковое устройство, тем больше его размеры.
ПМ12-025 _ _ _ УХЛ _ _ (первые три цифры), 025 – номинальная нагрузка на силовых контактах – до 25 Ампер. ПМ с такой токовой характеристикой классифицируется, как магнитный пускатель 2 величины. ПМ12 в зависимости от величины могут обеспечивать работу электрических двигателей, токовый диапазон которых находится в пределах от 10 до 250 Ампер.
Таблица соответствия маркировки рабочей токовой нагрузке ПМ
ПМ12 ___ 2 _ _ УХЛ _ _ (четвертая цифра), 2 пускатель нереверсивный, снабжен тепловым реле для защиты электродвигателя от длительных токовых перегрузок при обрыве одной фазы, а также в случае заклинивания привода или приводного механизма. Назначение пускателей и наличие тепловой защиты определяется следующей системой маркировки:
ПМ12 ___ _ 5 _ УХЛ _ _ (пятая цифра), 5 степень защиты IР20, открытого исполнения, без оболочки. Исключает попадание внутрь устройства посторонних механических предметов и случайное соприкосновение человека с действующими и токоведущими частями. Магнитный пускатель, выполненный с данной степенью защиты не защищен от попадания в него воды или другой жидкости, поэтому, как правило, размещаются в закрывающихся электрических щитах на дин рейках. Основная масса электрических приборов, которые находят наиболее широкое применение, обладает степенью защиты IP20.
ПМ12 ___ _ _ 1 УХЛ _ _ (шестая цифра) исполнение по количеству блок-контактов, 1 – 2 нормально открытых (разомкнутых) и 2 нормально закрытых (замкнутых).
Маркировка на магнитном пускателе ПМ12
ПМ12 ___ _ _ _ УХЛ 2 _ (УХЛ) исполнение электроаппаратуры для умеренно-холодного климата, УХЛ 2 – предназначения для работы в помещениях без отопления или под навесом.
ПМ12 ___ _ _ _ УХЛ _ Б (Б) характеристика исполнения по износостойкости. А – 320 тыс. циклов, Б – 100 тыс. циклов, В – 30 тыс. циклов.
Для удобства среднестатистического потребителя производитель зачастую в маркировке, установленной требованиями стандартизации, дополнительно указывает номинальные токовые характеристики пускателя, вид тока, а также рабочее напряжение магнитной катушки. Ниже выделенным текстом указана нагрузочная характеристика – 25А, напряжение – 380В и переменный ток – АС.
ПМ12-025 2 4 1-25А-380АС-УХЛ2-Б
Переменный ток обозначается символом AC, постоянный – DC. Втягивающие катушки пускателей ПМ12, в большинстве случаев рассчитаны для работы на переменном токе с напряжением 24В, 220В или 380В.
Устройство и принцип действия
На сегодняшний день производителями налажено производство магнитных пускателей, которые находят применения во всех сферах промышленности, транспорте, повседневной деятельности человека. Они различаются по конструкции исполнения, сложности схемы управления, габаритным размерам, величине токовых нагрузок, степени защиты от воздействия внешней среды, но всех их объединяет то, что в основу их работы заложен один принцип.
Рисунок 1 Устройство магнитного пускателя серии ПМ12
Пластиковый корпус магнитного пускателя состоит из двух частей (2) и (3). В нижней части (3) располагается главный рабочий орган – магнитная система пускового устройства, состоящая из втягивающей катушки (6), якоря (4) и сердечника (7), набранных из Ш-образных пластин, изготовленных из электротехнической стали.
На средний керн неподвижного сердечника (7), который крепится к корпусу (3) пластиной (8), одевается втягивающая катушка (6) и возвращающая пружина (11). Для того чтобы смягчить динамическую нагрузку, между ней и железом сердечника устанавливается амортизатор (8).
В корпусе выполнены специальные направляющие пазы, по которым совершает возвратно-поступательные движения траверса (1). К траверсе жестко крепится подвижная часть магнитной системы (якорь) и мостик контактов пускателя (12)
На крайних кернах сердечника в специальных пазах крепится короткозамкнутый виток (5), обеспечивающий щадящий режим работы катушки.
При прохождении через витки катушки тока создается поле, под воздействием которого происходит втягивание в нее подвижной части магнитной системы исполнительного механизма. Перемещение якоря в сторону катушки увлекает за собой траверсу вместе с устройством замыкания-размыкания силовых, а также вспомогательных контактов пускателя. При обесточивании ПМ, возвратная пружина возвращает якорь на исходную позицию, что вызовет размыкание контактов.
В основании корпуса предусмотрен фиксатор, предназначенный для быстросъемного крепления пускателя к дин рейке.
Основные схемы подключения пускателей
На практике, используется три основных вида схем подключения пускателей: прямая, реверсивная и звезда-треугольник. Каждая из них в свою очередь может быть разделена на подвиды в зависимости от напряжения.
Нереверсивная схема
Эта методика применяется, если нет необходимости менять в процессе работы направление вращения двигателя. В базовом исполнении, для 220 вольтовых катушек подобные схемы будут иметь вид:
Та же схема, но для 380 вольтовых катушек:
В состав каждой из них входят следующие элементы:
- Автомат включения (QF),
- Магнитный пускатель (KM1),
- Блокирующие контакты (БК),
- Реле тепловой защиты (P),
- Двигатель асинхронного типа (M),
- Предохранительный элемент (ПР),
- Органы управления или кнопки (Пуск, Стоп).
После подключения питания через автоматический выключатель QF, нажимается кнопка Пуск, которая замыкает контакты и подает напряжение на КМ1 Он осуществляет ввод в работу двигателя. После этого, кнопку Пуск можно отпустить, так как сработает блокировка на контактах БК. Отключение питания в автоматическом режиме происходит при падении напряжения (размыкаются удерживающие контакты БК) или перегрузке (срабатывает тепловое реле или предохранитель). Также можно остановить подачу напряжения вручную, через кнопку Стоп.
Реверсивная схема
Когда есть необходимость менять направление вращения электродвигателя, используют реверс, который базируется на блоке пускателей. Схемы подключения устройств для 220 и 380 вольт будут иметь следующий вид:
Реверсивная схема схема №1
Реверсивная схема схема №2
Как можно видеть, здесь присутствуют те же элементы, что и в нереверсивных схемах, но добавлен еще один пускатель (КМ2) и кнопка для его запуска (Пуск2). Изменение направления вращения происходит за счет смены фаз. Но необходимо учесть ряд ключевых моментов, в частности предотвращение одновременного включения двух коммутаторов во избежание короткого замыкания. При подаче напряжения через автомат QF, включается пусковая кнопка на первый контактор (Пуск1, КМ1). В это же время происходит расщепление нормально замкнутых контактов БК1 перед реверсной кнопкой. Обратный ход включается аналогично, через Пуск 2, но перед этим необходимо отключить питание – Стоп (С).
Схема комбинации звезды и треугольника
Схемы «звезда» и «треугольник» являются наиболее распространенными при подключении двигателя к электрической линии. В первом случае он будет работать плавно, но не сможет развить полную мощность. Соединение треугольником, в свою очередь, не дает столь ровных оборотов, но позволяет развить полную мощность, вплоть до полуторакратной паспортной.
В двигателях большой мощности часто используют интересный ход: первоначальный плавный ввод организовывается по звезде, а после выхода на необходимые обороты, автоматически переходят на треугольник. Это позволяет в том числе значительно снизить потребляемые пусковые токи. Примерная схема включения пускателя и реле времени в таком режиме будет иметь следующий вид:
Специфические виды пускателей и схемы их работы
Помимо типичных задач, эти устройства, в силу своего функционала, могут использоваться и в более специфических условиях. Рассмотрим их кратко на примере тиристорного пускателя, взрывозащищенных коммутаторов типа ПВР-125р и ПВИ-250 В, подключения через контакторы терморегуляторов и организация АВР.
Тиристорные пускатели и схема их включения
Особенность данного типа пусковых реле состоит в том, что в них не используется метод прямого физического разрыва цепи. То есть, они являются бесконтактными и в принципе лишены ключевых недостатков привычных устройств (механического износа контактов, образования дуги и т.д.). Правильно включить электродвигатель можно на тиристорных устройствах ПТ, схема подключения которых выглядит следующим образом:
В цепи задействованы следующие элементы:
- L1, L2, L3 – фазные провода (полюса),
- ТА1, ТА 2 – трансформаторы тока,
- R1, R 2 – резисторы,
- VD1, VD 2 – транзисторы,
- VS1…VS6 – тиристоры,
- БУ – блок управления,
- SB1, SB2 – кнопки «Пуск» и «Стоп».
Пускатели типа ПВР-125р и ПВИ-250 В
Электродвигатели используются не только в более-менее привычных нам условиях: к примеру, на различных горнодобывающих предприятиях, шахтах и т.п., где сохраняется потенциальная взрывоопасная обстановка, запыленность и прочие негативные факторы. Следовательно, исполнение пусковых устройств должно предусматривать подобные ситуации. В таких условиях находят применение релейные модули ПВР-125р и ПВИ-250 В(БТ).
Пускатель типа ПВР является реверсивным модульным блоком, который монтируется во взрывозащищенном корпусе. Он используется для ввода в работу трехфазных электродвигателей различно горнодобывающей техники, работающей в выработке угольных шахт. К ПВР предъявляются особые требования в части противодействия метану и пыли.
Пускатель ПВР-125р
Пускатель ПВИ-250 В (БТ, Д) используется в таких же условиях, как и ПВР, но исходя из маркировки обладает еще и искрозащитой. Предназначен для включения и выключения двигателей шахтной техники. Через ПВИ-250 обеспечивается дополнительная защита от возможных коротких замыканий или перегрузок в сети.
Пускатель ПВИ-250 В
Подключение терморегуляторов посредством пусковых реле
Теплый пол или обогреватель инфракрасного типа дополнительно комплектуются терморегуляторами, для поддержки необходимого температурного фона. Использовать их можно не только в бытовых, но и в промышленных масштабах. Примерная схема подключения такой системы, когда терморегулятор цепи подключают не напрямую, а через контактор, выглядит следующим образом:
Формирование АВР на пускателях
Еще одним случаем, когда востребовано использование коммутаторов, является обустройство систем АВР (аварийного ввода резерва). Таким образом повышается надежность электроснабжения, поскольку существует как минимум два его источника. Правильно организовать узел ввода на АВР можно по такой схеме:
Здесь можно видеть два источника питания (1 и 2), автоматические выключатели на каждой из линий (АВ1, АВ2), пускатели и их контактные узлы (ПМ1 и ПМ2). На случай, если источники электроэнергии не являются полностью независимыми (например, одна из линий идет от условного соседа), в схеме предусмотрено реле контроля напряжения РКН, которое выбирает гарантированную линию ввода.
Пусковые магнитные устройства являются одними из важнейших элементов для правильного ввода в работу электрооборудования, в частности, двигателей синхронного типа, в том числе и в опасных условиях шахт (речь идет о контакторах ПВР и ПВИ). Подключение может быть организовано по прямой, реверсивной и комбинированной схеме (звезда-треугольник). Кроме того, пускатели находят широкое применение и в других областях, где нет необходимости использования двигателей, например, для организации подвода питания к домовым сетям или к системам обогрева по терморегуляторам, по прямому или резервному источнику (АВР).
Применение дин-реек для крепления
Зачастую подключение пускателя осуществляется посредством дин-рейки. В данном случае вместе с ней применяется устройство специального модульного типа. Дин-рейка являет собой металлический профиль, который используется для подключения модульного оборудования. Оборудование крепится в шкафах, специальных установочных коробках, а также на электрических щитах.
В промышленности используются дин-рейки различной ширины. Расстояния между их крепежными отверстиями также могут отличаться.
Цены пускателей
В нашей стране производится большое количество пускателей различных серий. Многие из них рассчитаны на питание 220В. Их цена варьируется в достаточно широком диапазоне. Она зависит от конструктивного исполнения устройства и его технических характеристик.
Наибольшее влияние на цену оказывает величина (мощность) ПМ. Для домашнего целесообразно приобрести пускатель с токовой нагрузкой 25 А, и степенью защиты IP54, обеспечивающей полную защиту от случайного прикосновения к действующим частям и попадания в него пыли, влаги и жидкости.
Заключение
Как было указано выше, наиболее широкое применение находят магнитные пускатели серии ПМ12 различных типов и видов. Это связано с их простотой в обслуживании, высокой надежностью. На усмотрение потребителя предлагаются изделия как открытого, так и закрытого исполнения, рассчитанные на широкий диапазон характеристик по току и напряжению. Конструкция ПМ12 может размещаться в оболочке, оснащенной кнопками управления, предусматривает крепление при помощи быстросъемных фиксаторов на рейки в щитах или на стенах помещения.
Что входит в состав магнитного пускателя?
Магнитный пускатель — это электромеханическое устройство, используемое для управления электрическими моторами, а также другими устройствами, требующими пуска и остановки. Состав магнитного пускателя может немного различаться в зависимости от его конструкции и назначения, но обычно он включает в себя следующие основные компоненты:
-
Электромагниты: Магнитные пускатели обычно имеют один или несколько электромагнитов. Электромагниты создают магнитное поле, которое приводит в движение механизмы пускателя.
-
Контакторы: Контакторы — это коммутационные устройства, которые управляют электрическим током, переключая его между различными контактами. Они могут иметь катушку, подключенную к электромагниту, и контакты, которые открываются или закрываются при активации магнита.
-
Тепловое реле: Некоторые магнитные пускатели могут быть оснащены тепловым реле, которое служит для защиты мотора от перегрева. Тепловое реле реагирует на уровень тока и температуры и может прекращать подачу питания мотору в случае определенных аварийных ситуаций.
-
Механизмы управления: Магнитные пускатели могут иметь кнопки, переключатели и другие элементы управления, которые позволяют оператору включать, выключать и контролировать работу моторов.
-
Защитные кожухи и корпуса: Для обеспечения безопасности и защиты от пыли и влаги магнитные пускатели могут быть оборудованы кожухами и корпусами.
-
Схемы управления: Комплексные магнитные пускатели могут включать в себя схемы управления, которые определяют последовательность действий при пуске и остановке мотора.
-
Сигнальные элементы: Некоторые магнитные пускатели могут быть оснащены сигнальными элементами, такими как индикаторы состояния или звуковые сигналы, для обозначения работы пускателя.
Состав и конфигурация магнитного пускателя могут различаться в зависимости от его спецификаций, но вышеуказанные компоненты представляют основные элементы, которые часто присутствуют в таких устройствах.
