Магнитные пускатели и тепловые реле. Схема подключения трехфазного двигателя через пускатель Как подключить тепловое реле к контактору

Магнитный пускатель это, по сути, мощное реле специального назначения. Оно сконструировано для коммутации в электрических цепях с обмотками асинхронных двигателей. Это устройство не требует особых знаний для того, чтобы самостоятельно подключить его и пользоваться им. Тепловое реле это ещё одна специальная конструкция электромеханического устройства. Оно в паре с магнитным пускателем выполняет коммутации в электрических цепях, которые содержат обмотки асинхронных двигателей.

Особенности монтажа

Но при этом тепловое реле срабатывает в отличие от магнитного пускателя не по воле человека, а от перегрузки по току асинхронного двигателя. Его также можно без особых проблем задействовать своими руками в схеме управления асинхронным движком. В связи с этим не будет лишним напомнить умельцам о том, что любые работы по присоединению электрических цепей к сети должны начинаться с гарантированного отключения напряжения в месте подключения с последующим контролем этого индикаторной отвёрткой или тестером.

Чтобы правильно выполнить подключение магнитного пускателя с тепловым реле надо вначале определить величину напряжения, на которое они рассчитаны. Его значение указывается как в техническом паспорте, так и на шильдике, расположенном на корпусе устройства.
Если указано напряжение 220 В устройство необходимо подключать к фазному напряжению, то есть к фазному и нулевому проводам. Если указано напряжение 380 В для подключения используется линейное напряжение, то есть к фазным проводам двух любых фаз.
Если напряжение не будет соответствовать паспортным данным устройства, возможна, либо его порча от перегрева, либо неправильная работа по причине недостаточно сильного магнитного поля в катушке управления.

Особенностью работы магнитного пускателя является его контакт, который, замыкаясь, шунтирует кнопку включения его управляющей катушки. Это позволяет выполнять коммутацию электрических цепей кратковременным нажатием кнопки «пуск», что удобно и легко для пользователя. При подключении пускателя надо будет присоединять нормально разомкнутый контакт и нормально замкнутый контакт. Их вид в самом устройстве и на электрической схеме показан на изображении. Они используются для управления катушкой пускателя и располагаются в управляющем блоке пускателя. Он называется «кнопочный пост». В нём установлены две кнопки. Каждая из них приводит в действие: одна нормально замкнутый контакт и одна нормально разомкнутый контакт. Кнопки окрашены обычно в чёрный цвет (используется для пуска или реверса), и в красный цвет (используется для остановки двигателя отключением катушки пускателя).

Схема с фазным напряжением (220 В)

Напряжение для питания цепи управления катушки КМ1 магнитного пускателя поступает от фазы L3 и нейтрали N. Контакты кнопок для управления работой катушки соединяются последовательно. Это даёт возможность контакту SB2 приводимому в действие кнопкой «пуск» замкнуть электрическую цепь. Катушка приведёт в действие контакты КМ1 и они замкнут цепи с обмотками двигателя. На обмотках двигателя появится напряжение, и его вал начнёт вращение. Остановка двигателя возможна либо при срабатывании теплового реле, либо при нажатии на кнопку «стоп», которая разомкнёт цепь катушки КМ1.

Контакт Р теплового реле размыкается из-за нагрева специального элемента, расположенного в нём. При увеличении тока усиливается и нагрев этого элемента. Тепловое реле пропускает через каждую пару своих клемм ток одной из фаз движка. При этом с каждой парой клемм связан соответствующий нагревающийся элемент. При достижении заданной температуры, которая соответствует заданной электрической мощности, от механического воздействия нагретого элемента срабатыванием контакта Р катушка КМ1 обесточивается. Температурная деформация элементов достигается применением биметаллических материалов.

Контакты КМ1 размыкают электрические цепи с обмотками асинхронного двигателя который после этого останавливается. Конструктивно разные модели тепловых реле могут отличаться друг от друга конструкцией основных шести клемм, устройством нагревающихся элементов, контактов и дополнительных регуляторов. Поэтому при инсталляции тепловых реле необходимо подключать и настраивать их в соответствии с техническим паспортом и сопроводительной документацией.

Как видно из схемы напряжение для электрической цепи катушки КМ1 получается от двух фазных проводов L2 и L3. Напряжение между ними для трёхфазной электрической сети составляет 380 В. Других отличий, как в соединениях элементов схемы, так и в её работе в сравнении со схемой с фазным напряжением, нет.

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».

Электромагнитные пускатели предназначены для управления АД и трехфазными премниками электрического тока, в том числе:

дистанционного пуска, непосредственным подключением к сети,

остановки и

реверсирования трехфазных асинхронных двигателей

при наличии тепловых реле осуществляют защиту управляемых электродвигателей от:

перегрузок недопустимой продолжительности

и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз.

Магнитный пускатель - это модифицированный контактор.

В отличие от контактора, магнитный пускатель комплектуется дополнительным оборудованием:

тепловым реле,

дополнительной контактной группой или

автоматом для пуска электродвигателя

плавкими предохранителями

Помимо простого включения, в случае управления электродвигателем пускатель может выполнять функцию:

переключения направления вращения его ротора (т. н. реверсивная схема), путем изменения порядка следования фаз для чего в пускатель встраивается второй контактор.

переключения обмоток трехфазного двигателя со «звезды» на «треугольник» производится для уменьшения пускового тока двигателя.

Реверсивный магнитный пускатель представляет собой два трёхполюсных контактора, укреплённых на общем основании и сблокированных механической или электрической блокировкой, исключающей возможность одновременного включения контакторов.

Исполнение магнитных пускателей может быть открытым и защищенным (в корпусе); реверсивным и нереверсивным; с встроенной тепловой защитой электродвигателя от перегрузки и без нее.

Магнитные пускатели выбирают по следующим характеристикам:

номинальное напряжение силовых контактов Uн. ≥ U;

номинальное напряжение и ток катушки Uн.к = U ц.упр; Iн.авт ≥ IР;

габарит Рп ≥ Р н.дв или Iн.м.п ≥ I н.дв;

возможность реверсирования;

наличие тепловых реле;

условия окружающей среды;

по количество блок-контактов.

Пример выбора магнитные пускатели и тепловые реле для управления и защиты электродвигателей «Потребителя 1».

Принимая во внимание, что U = 380 В, Рн = 7.5 кВт, Iн = 15,14 А, выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-222002 (второго габарита нереверсивный, с тепловым реле, степень защиты IP54 c кнопками «Пуск» и «Стоп»).

Номинальный ток магнитного пускателя, равный 25 А, больше номинального тока двигателя 15.14 А, что выполняет условия I н.м.п = >I н.

Выбор электротеплового реле и плавкой вставки на линию от РП1 до СУ1:

IР – рабочий ток в линии = 15,14 А.

КС.О, - коэффициент кратности срабатывания отсечки = 7.

Пусковой ток I пуск = 15,14*7 =105,98 А

Длительно допустимый ток Iдд = 28 А.

Исходя из номинального тока, выбираем тепловое реле РТЛ-1021 с возможностью регулирования диапазона тока несрабатывания в интервале от 13А до 19А.

2.3. Выбор плавкого предохранителя

Плавкие предохранители предназначены для защиты электрических сетей и приемников электроэнергии от токов короткого замыкания. Описание типов и примеры конструкции предохранителей с плавкими вставками приводятся в специальной литературе .

Пример выбора плавкой вставки для СУ1.

Расчетный ток плавкой вставки I р.пл. = I пуск / = 105,98 /2,5 = 42,4 А.

Коэффициент  = 2,5 при нечастых и легких пусках и  = 1,6 − 2 − при особо тяжелых условиях пуска.

Определяющим для выбора типа патрона и номинала калибровочной части плавкого предохранителя, исходя из условия I н.пл.  I р.пл., будет расчетный ток плавкой вставки I р.пл. = 42,4 А

Выбираем плавкую вставку предохранителя на ближайшее большое стандартное значение Iн.пл. = 45 А. Тип патрона предохранителя допускающего применение такой плавкой вставки НПН-60м. Для него Uн.п= 600 В, Iн.пp.= 60 А.

<=60/28=2,14<=3

Плавкая вставка защищает от токов короткого замыкания выполняя условие: Iпв/Iдд<=60/28=2,14<=3

Условие селективности требует, чтобы номинальный ток плавкой вставки каждого последующего предохранителя (от потребителя к источнику питания) был на одну-две ступени больше Iпл.вст. предыдущего предохранителя.

Сводная таблица 8 результатов согласования параметров настройки аппаратуры защиты.

Двигатель	Авт. Выключатель	Магнитный пускатель	Тепловое реле
Мощность: 7,5 кВт	Iпик =105,98	Iном = 15,14
Наименование: 4А132S4У3	Наименование:	Наименование:	Наименование:
N = 1500 об/мин.			Ток нагревателя = от 13А до 19А
	Iном.расц = 131,25
КПД = 87,5 %	Icp = 35,75 (Kc.п. =1,35)
	Iотс =175 (Кс.о. =7)

Сводная таблица 9 результатов согласования параметров настройки аппаратуры защиты.

Двигатель	Авт. Выключатель	Магнитный пускатель	Тепловое реле
Мощность: 4 кВт
Наименование: 4А100L4У3	Наименование:	Наименование:	Наименование:
N = 1500 об/мин.			Ток нагревателя = от 7 А до 10 А
	Iном.расц = 791
	Icp = 135 (Kc.п. =1,5)
	Iотс =100 (Кс.о. =10)

Сводная таблица 10 результатов согласования параметров настройки аппаратуры защиты.

Двигатель	Авт. Выключатель	Магнитный пускатель	Тепловое реле
Мощность: 18,5 кВт		Iном = 35,49
Наименование:	Наименование:	Наименование:	Наименование:
N = 1500 об/мин.			Ток нагревателя = от 30 А до 41 А
	Iном.расц = 791
	Icp = 135 (Kc.п. =1,5)
	Iотс =100 (Кс.о. =10)

Сводная таблица11 результатов согласования параметров настройки аппаратуры защиты.

Двигатель	Авт. Выключатель	Магнитный пускатель	Тепловое реле
Мощность: 22 кВт		Iном = 41,27
Наименование: 4А180S4У3	Наименование:	Наименование:	Наименование:
N = 1500 об/мин.			Ток нагревателя = от 38 А до 52 А
	Iном.расц = 791
	Icp = 135 (Kc.п. =1,5)
	Iотс =100 (Кс.о. =10)

Сводная таблица12 результатов согласования параметров настройки аппаратуры защиты.

Двигатель	Авт. Выключатель	Магнитный пускатель	Тепловое реле
Мощность: 2,2 кВт
Наименование:	Наименование:	Наименование:	Наименование:
N = 1500 об/мин.			Ток нагревателя = от 3,8 А до 6 А
	Iном.расц = 791
	Icp = 135 (Kc.п. =1,5)
	Iотс =100 (Кс.о. =10)

Сводная таблица13 результатов согласования параметров настройки аппаратуры защиты.

Двигатель	Авт. Выключатель	Магнитный пускатель	Тепловое реле
Мощность: 11кВт	K=Iпус/In=7,5 Iпик =164,63	Iном = 21,94
Наименование: 4А132М4У3	Наименование:	Наименование:	Наименование:
N = 1500 об/мин.			Ток нагревателя = от 18А до 25А
	Iном.расц = 206,25
КПД = 87,5 %	Icp =33,75 (Kc.п. =1,35)
	Iотс =250 (Кс.о. =10)

Библиографический список.


	Алиев И.И. Электрические аппараты: справочник/ И.И. Алиев, М.Б. Абрамов. − М.: РадиоСофт, 2004 − 256 с.:ил
	Алиев И.И. Кабельные изделия: справочник/ И.И. Алиев, С.Б. Казанский. − М.: РадиоСофт, 2002. − 224с.:ил.
	Беляев А.В. Выбор аппаратуры защит и кабелей в сетях 0,4 кВ/ А.В. Беляев. – Л.: Энергоатомиздат, 1998. – 176 с.: ил.
	ГОСТ 21.614-88 (СТ СЭВ 3217-81). − М.: Издательство стандартов, 1988
	Плаксин Е.Б. Справочное пособие по электрооборудованию. Часть I/ Е.Б. Плаксин, Ю.П. Приваленков. − Кострома: Изд-во КГТУ, 1999.
	Плаксин Е.Б. Справочное пособие по электрооборудованию. ЧастьII/ Е.Б. Плаксин, Ю.П. Приваленков. − Кострома: Изд-во КГТУ, 1999.
	Плаксин Е.Б. Электрооборудование: справочные и методические материалы/ Е.Б. Плаксин, Ю.П. Приваленков, А.Е. Виноградова: под. ред. Е.Б. Плаксина − Кострома: Изд-во КГТУ, 2008.
	Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 648 с. : ил.
	Шеховцев В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению/ В.П Шеховцев. – М.: ФОРУМ: ИНФА- М, 2006. – 136 с.

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления электродвигателями и другими электроустановками. Они обеспечивают нулевую защиту, т.е. при исчезновении напряжения или его снижении до 50-60% от номинального катушка не удерживает магнитную систему пускателя, и силовые контакты размыкаются. При восстановлении напряжения токоприемник остается отключенным. Это исключает возможность аварий, связанных с самопроизвольным пуском электродвигателя или другой электроустановки. Пускатели с тепловыми реле осуществляют также защиту электроустановки от длительных перегрузок.

Наибольшее распространение получили магнитные пускатели серий ПМЕ и ПАЕ. Пускатели серии ПМЕ могут быть использованы для управления электродвигателями мощностью от 0,27 до 10 кВт, а пускатели серии ПАЕ - для управления электродвигателями и другими электроустановками мощностью от 4 до 75 кВт.

Изготавливаются эти серии в открытом, защищенном, пылеводозащищенном и пылебрызгонепроницаемом исполнении на напряжение 220 и 380 В. Они могут быть реверсивными и нереверсивными. Реверсивные пускатели наряду с пуском, остановом и защитой электродвигателя изменяют направление его вращения.

В магнитные пускатели встраиваются тепловые реле ТРН (двухполюсные) и ТРП (однополюсные). Они срабатывают под влиянием протекающего по ним тока перегрузки электродвигателя и отключают его от сети.

В каждый пускатель серии ПМЕ встраивается по одному двухфазному реле типа ТРН. В магнитный пускатель ПАЕ (нереверсивный и реверсивный) третьей величины встраивается по одному двухфазному реле ТРН, а в пускатели 4, 5 и 6 величин - по два тепловых реле типа ТРП. Катушка пускателя обеспечивает надежную работу при напряжении от 85 до 105% номинального.

Маркировка магнитных пускателей расшифровывается следующим образом: первая цифра после сочетания букв, указывающих тип пускателя, обозначает величину (1; 2; 3; 4; 5; 6), вторая - исполнение по роду защиты от окружающей среды (1 - открытое исполнение; 2 - защищенное; 3 - пылезащищенное; 4 - пылебрызгонепроницаемое), третья - исполнение (1 - нереверсивный без тепловой защиты; 2 - нереверсивный с тепловой защитой; 3 - реверсивный без тепловой защиты; 4 - реверсивный с тепловой защитой).

1. Устройство магнитного пускателя

Основными элементами магнитного пускателя (рис. 1) являются электромагнитная система 5 и 6, главные контакты 2 и 3, блок-контакты и дугогасительная камера 8. Электромагнитная система представляет собой разъемный магнитопровод, на среднем керне которого размещена катушка. Для уменьшения нагрева, вызываемого вихревыми токами, магнитопровод набран из отдельных, изолированных друг от друга пластин электротехнической стали. Неподвижную часть магнитопровода 5 называют сердечником, подвижную часть 6 - якорем. Якорь механически соединен с контактами 2.

Рис. 1. : 1 - основание; 2 - подвижный контактный мост; 3 - неподвижный контакт; 4 - присоединительный зажим; 5 - сердечник; 6 - якорь; 7 - возвратная пружина; 8 - дугогасительная камера

При включении электрический ток проходит по катушке, создает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику 5 и тем самым замыкает контакты 2 и 3 пускателя; при отключении якорь под действием возвратных пружин 7 (а в некоторых типах магнитных пускателей под действием собственного веса) отходит от сердечника и контакты размыкаются.

Катушка магнитного пускателя питается однофазным переменным током. Вследствие этого магнитный поток в течение периода дважды изменяет свое направление, достигая максимального значения и снижаясь до нуля. Это вызывает вибрацию и гудение магнитной системы. Для ослабления этих явлений на торцевой части сердечника магнитного пускателя закладывается медный короткозамкнутый виток, который охватывает обычно около 1/3 площади его сечения.

2. Тепловое реле

Тепловое реле в магнитных пускателях устанавливают для защиты электродвигателя от перегрузок.

Тепловое реле (рис. 2) состоит из четырех основных элементов: нагревателя 1, включаемого последовательно в защищаемую от перегрузки цепь; биметаллической пластинки 2 из двух спрессованных металлических пластинок с различными коэффициентами линейного расширения; системы 3-7 рычагов и пружин; контактов 8 и 9.

Рис. 2.14. : 1 - нагреватель; 2 - биметаллическая пластинка; 3 - регулировочный винт; 4 - защелка; 5 - рычаг; 6 - пружина; 7 - кнопка возврата; 8 - подвижный контакт; 9 - неподвижный контакт; 10 - вывод нагревателя

Когда через нагревательный элемент 1 проходит ток, превышающий номинальный ток электродвигателя, выделяется такое количество тепла, что незакрепленный (на рисунке левый) конец биметаллической пластинки 2 изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения (то есть опускается), нажимает на регулировочный винт 3 и выводит защелку 4 из зацепления. В этот момент под действием пружины 6 верхний конец рычага 5 поднимется, разомкнет контакты 8 и 9 и разорвет цепь управления магнитного пускателя. Кнопка 7 служит для ручного возврата рычага 5 в исходное положение после срабатывания реле.

Из вышесказанного следует, что работа теплового реле основана на изгибании биметаллической пластинки под действием тепла выделяемого в нагревательном элементе. Но эта же пластинка будет изгибаться и под действием тепла окружающего воздуха. Таким образом, в жаркие дни реле будет срабатывать быстрее, чем в холодные. Для устранения этого явления в реле применена температурная компенсация, сущность которой заключается в том, что изгибанию биметаллической пластинки от изменения температуры окружающего воздуха соответствует противоположное по направлению изгибание пластинки компенсатора. Пластинка компенсатора тоже представляет собой биметаллическую пластинку, но с обратным по отношению к основной биметаллической пластинке прогибом.

В магнитные пускатели типа ПМЕ-100, ПМЕ-200 и в магнитные пускатели ПАЕ-300 встраивают тепловые реле ТРН (рис. 3). Эти реле двухфазные, с температурной компенсацией, с ручным возвратом. Нагрев биметалла косвенный, нагреватели сменные с номинальным током до 40 А.

Температурный компенсатор выполнен из биметалла с обратным прогибом по отношению к основному термоэлементу. При установившейся температуре между компенсатором и защелкой устанавливается определенный зазор. Изменение величины этого зазора путем поворота эксцентрика (регулятора уставки), т.е. удаление или приближение защелки, изменяет уставку реле. Каждое деление регулятора уставки соответствует 5% величины номинального тока нагревателя. При уставке регулятора в положение «0» ток уставки реле равен номинальному току нагревателя. При уставке регулятора в положение «–5» ток уставки уменьшается на 25%, в положение «+5» - увеличивается на 25% по отношению к величине номинального тока нагревателя.

Время срабатывания реле при температуре окружающего воздуха 20±5°С и нагреве реле из холодного состояния шестикратным номинальным током уставки при любом положении регулятора уставки должно быть в следующих пределах:

Рис. 3. : 1, 2, 3, 4, 6 - винты; 5 - крышка; 7 - нагревательный элемент; 8 - пластмассовая крышка; 9 - шток; 10 - контактный мостик

· 3-15 с - для реле ТРН-10А;

· 6-25 с - для реле типов ТРН-10; ТРН-25 и ТРН-40.

Время ручного возврата реле в пределах температуры окружающего воздуха от –40 до +60°С должно быть не более 2 мин.

При установке реле в рабочее положение при температуре окружающего воздуха 20 ±5°С и обтекании обоих полюсов номинальным током реле не должно срабатывать в установившемся тепловом состоянии и должно срабатывать в течение не более 20 мин при токе, равном 1,2 номинального тока уставки. Защитные характеристики реле приведены на рис. 4 и 5.

Однофазные тепловые реле ТРП-60 и ТРП-150 (рис. 6), встраиваемые в пускатели ПАЕ четвертой, пятой и шестой величин, имеют комбинированный нагрев биметаллической пластинки (одна часть тока проходит через нагревательный элемент, другая - через биметаллическую пластинку). При одном нагревателе, рассчитанном на ток нулевой уставки, имеется возможность регулировать ток уставки в пределах ±25%. Реле имеет шкалу, на которой нанесены по пять делений по обе стороны от нуля. Цена деления 5% для открытого исполнения и 5,5% для защищенного.

В тепловом реле ТРП предусмотрены два исполнения по возврату: ручной возврат с гарантированным отсутствием самовозврата контактной группы и самовозврат с ускорением возврата вручную.

Рис. 4. Защитные характеристики реле ТРН-10А :

Рис. 5. Защитные характеристики реле ТРН-25 и ТРН-40 : 1 - зона защитных характеристик при срабатывании реле из холодного состояния; 2 - зона защитных характеристик при срабатывании реле из горячего состояния (после прогрева)

Рис. 6. : 1 - биметаллическая пластинка; 2 - упор самовозврата; 3 - держатель подвижного контакта; 4 - пружина; 5 - подвижный контакт; 6 - неподвижный контакт; 7 - сменный нагреватель; 8 - регулятор тока уставки; 9 - кнопка ручного возврата

Реле не срабатывает при длительном обтекании током, равном току уставки; срабатывает в течение 20 мин после увеличения тока по сравнению с током уставки на 20%. Реле нормально работает при токах, не превышающих 15-кратного значения. Реле допускает нагрузку 18-кратным номинальным током теплового элемента в течение 1 с, или до срабатывания реле, если оно произойдет за время меньше 1 с.

Для защиты реле ТРП-60 и ТРП-150 от токов короткого замыкания достаточно, чтобы номинальный ток плавкой вставки предохранителя, включенного последовательно с тепловым элементом защищаемого реле, превышал номинальный ток теплового элемента не более чем в 4-5 раз.

Магнитный пускатель является ключевым элементом практически каждой электрической схемы. С помощью контактора производится подключение потребителей, управление нагрузкой дистанционно и прочие коммутационные переключения. В зависимости от напряжения управляющей сети, различаются и по напряжению управления 12, 24, 110, 220, 380 вольт. Обычно для подключения трехфазной и не только нагрузки имеются контакты L1, L2, L3 и вспомогательные NO или NC. Управление малогабаритным пускателем производится в ручном режиме или различными автоматическими устройствами, такими как реле времени, освещенности и прочими. Ниже мы рассмотрим некоторые схемы подключения магнитного пускателя на 220 и 380 вольт, которые могут пригодиться в домашних условиях.

Обзор вариантов

В ручном режиме включение производят с кнопочного поста. Кнопка пуск открытый контакт на замыкание, а стоп работает на размыкание. Схема подключения магнитного пускателя с самоподхватом выглядит следующим образом:
Рассмотрим работу цепей включения и выключения магнитного контактора. Кнопочный пост из двух кнопок, при нажатии ПУСК, фаза поступает из сети через контакты СТОП, цепь собирается, пускатель втягивается и замыкает контакты, в том числе и дополнительный NO, который стоит параллельно кнопке ПУСК. Теперь если ее отпустить магнитный пускатель продолжает работать, пока не пропадет напряжение или сработает Р защиты двигателя. При нажатии СТОП цепь разрывается, контактор возвращается в исходное положение и размыкаются контакты. В зависимости от назначения, питание катушки может быть 220в (фаза и ноль) или 380в (две фазы), принцип работы цепей управления не меняется. Включение трехфазного электродвигателя с тепловым реле через кнопочный пост выглядит следующим образом:

В итоге это выглядит примерно так, на картинке:

Если вы хотите подключить трехфазный двигатель через магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт, выполнять коммутацию нужно по следующей монтажной схеме:

С помощью трех кнопок на пульте управления можно организовать реверсивное вращение электродвигателя.

Если внимательно присмотреться, то можно увидеть что она состоит из двух элементов предыдущей схемы. При нажатии ПУСК контактор КМ1 включается, замыкая контакты NO KM1, становясь на самоподхват, и размыкая NC KM1 исключая возможность включения контактора КМ2. При нажатии кнопки СТОП происходит разборки цепи. Еще одним интересным элементом трехфазной реверсивной схемы подключения является силовая часть.

На контакторе КМ2 происходит замена фаз L1 на L3, а L3 на L1, таким образом меняется направление вращения электродвигателя. В принципе данная схемотехника управления трехфазной и однофазной нагрузкой с головой покрывает домашние нужды, и проста для понимания. Можно также подключить дополнительные элементы автоматики, защиты, ограничители. Рассматривать их все нужно отдельно для каждого конкретного устройства.

С помощью выше приведенной схемы подключения магнитного пускателя можно организовать открытие ворот гаража, введя в цепь дополнительно концевые выключатели, задействовав контакты NC последовательно с NC KM1 и NC KM2, ограничив ход механизма.

Инструкции по подсоединению

Самый простой вариант подключения — через кнопку. В этом случае действовать нужно так, как показывается на видео:

Подсоединяем пускатель через кнопочный пост (без реверса)

На примере с двигателем выглядит это так:

Управление электродвигателем на 380 Вольт

Подключить по реверсивной схеме двигатель можно следующим образом:

Включение двигателя через три кнопки

Вот по такому принципу можно самостоятельно подключить устройство к сети 220 и 380 вольт. Надеемся, наша инструкция по подключению магнитного пускателя со схемами и подробными видео примерами была для вас понятной и полезной!