1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Магнитные пускатели (МП) используются для пуска и защиты асин-хронных двигателей (АД) малой и средней мощности. Согласно определению, данному в ГОСТ Р 50030.4.1-2002, пускателем называется комбина-ция всех устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя с защитой от перегрузок. Часто магнитным пускателем называют и контактор, входящий в состав такого набора аппаратуры.
Требования, предъявляемые к МП, обусловлены спецификой их применения. Так, вибрация контактов при включении контактора, особенно опасна для пускателей из-за того, что пусковой ток АД достигает 6 - 7 кратного значения номинального тока. Поэтому МП должен иметь минимальную вибрацию контактов из-за удара при замыкании и их повышенную износостойкость. Нередки случаи, когда двигатель отключается от сети сразу же после пуска, т.е. контактору приходится отключать пусковой ток. Следовательно, пускатель должен обладать повышенной коммутаци-онной способностью. Но контакты пускатели не предназначены для отключения тока короткого замыкания. тому же, восстанавливающееся напряжение на контактах при отключении работающего АД равно разности напряжения сети и ЭДС двигателя и составляет всего (1520) % от номинального, поэтому большая часть отключений МП проходит в облегченных условиях.
Согласно требованиям ГОСТ Р 50030.4.1-2002 контактор пускателя должен удовлетворительно замыкаться при напряжении питания катушки в пределах 0,85 - 1,1 его номинального значения. Размыкание контактора должно происходить при напряжении на катушке между 0,75 и 0,2 его номинального значения. Пускатель должен сохранять работоспособность после пятидесяти циклов включения и отключения тока, превышающего но-минальный рабочий в 8 или 10 раз (в зависимости от категории примене-ния, которая характеризует вид коммутируемой нагрузки).
На магнитный пускатель, помимо основной функции управления АД, часто возлагается и защита двигателя от повреждений при возникновении ненормального режима: длительной токовой перегрузки, работы с обрывом фазы или с пониженным питающим напряжением, короткого замыкания.
С учетом очень широкого распространения МП актуальным является и требование снижения потребляемой ими мощности.

2 КОНСТРУКЦИЯ МАГНИТНЫХ ПУСКАТЕЛЕЙ
Контакторы МП выполняются с электромагнитным приводом равноходовой (прямоходовой) системы (рисунок 1) или неравноходовой системы (с вращением якоря, рисунок 2). В первом случае якорь движется поступательно, скорость сближения контактов равна скорости движения якоря, при передаче усилия от якоря на контакты нет выигрыша в силе. Подобную конструкцию имеют контакторы большинства серий пускателей – ПМ12, ПМЛ, ПМЕ и др.

В неравноходовой системе скорость движения и ход контактов при-мерно в 2,5 раза меньше скорости и хода якоря электромагнита. Вследствие этого снижается энергия взаимного удара контактов и уменьшается их вибрация.. Выигрыш в силе, получаемый в рычажной передаче усилия от якоря к контактам, позволяет применить более жесткие контактные пружины и увеличить контактное нажатие, что также способствует гашению вибраций и повышению износостойкости контактов. Привод подобной конструкции имеют пускатели серии ПА.

Ш-образный электромагнит контактора устанавливается на пружинящем основании для амортизации удара при включении. Катушка 6 располагается на среднем стержне неподвижного сердечника 9.

Контактная система МП – мостикового типа, имеет два неподвиж-ных контакта 2 и один подвижный 1. Наличие двух разрывов на полюс позволят быстро гасить электрическую дугу, кроме того, при такой кон-струкции не нужен гибкий токоподвод к подвижному контакту.

умные часы

Для повышения надежности контакта подвижный мостик выполняется самоустанавливающимся. Контактные накладки изготавливаются из металлокомпозиций серебро-вольфрам, серебро-окись кадмия.

пускатель равноходовой системыпускатель неравноходовой системыТоковедущие шины к неподвижным контактам располагают так, чтобы электродинамические силы, действующие на дугу, сдували её с контактов в направлении, перпен-дикулярном их ходу. При малых номинальных токах (до 25 А) пускатели обычно не имеют специальных устройств для гашения дуги, при больших токах они устанавливаются, например, дугогасительные решетки. Подвижные контакты с контактными пружинами 3 монтируются на изоляционной
траверсе 4, соединённой с якорем 5 электромагнита. МП может иметь до пяти главных и до четырех вспомогательных 7 контактов (блок- контактов). Для защиты АД от понижения напряжения МП должен обладать до статочно высоким коэффициентом возврата (0,60,8). При понижении напряжения до значения 0,50,6 номинального электромагнит контактора, катушка которого питается от той же сети, что и АД, отпускает якорь, и двигатель отключается. Требуемый коэффициент возврата обеспечивается повышением жесткости возвратных пружин 8.

Защита АД от токовых перегрузок и обрыва фазы, также сопровож дающегося повышением потребляемого тока, осуществляется тепловым биметаллическим реле, по нагревателям которого пропускаются токи не менее чем двух фаз двигателя. В случае длительного повышения тока сверх допустимого значения реле разрывает цепь питания катушки элек тромагнита, отключая тем самым двигатель. Тепловое реле может быть конструктивно объединено с контактором, может устанавливаться отдельно. Из-за большой инерционности тепловое реле не обеспечивает защи ту при возникновении коротких замыканий в АД. Поэтому МП дополня ются плавкими предохранителями или быстродействующими автоматиче скими выключателями. В последнее время для управления и защиты АД все чаще использу ют программируемые микропроцессорные устройства, которые дают воз можность гибко настраивать защиту двигателя от ненормальных режимов.

3 СХЕМЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
Нереверсивный МП, схема которого приведена на рисунке 3, служит для запуска, остановки и защиты АД.. Для запуска двигателя М нажимают на кнопку «Пуск» SB1. Через её нормально разомкнутые контакты 23-24, нормально замкнутые контакты 11-12 кнопки SB2 и контакты 95-96 тепло-вого реле КК напряжение подается на катушку контактора КМ. Включа-ясь, контактор замыкает свои главные контакты, подавая питание на дви-гатель, и блок-контакты 13-14, шунтируя кнопку SB1 – чтобы после отпус-кания кнопки напряжение продолжало подаваться на катушку.

читать далее...

Останавливают АД нажатием на кнопку «Стоп» SB2, разрывающую цепь питания катушки контактора. Для сигнализации о запуске или остановке двигателя служат красная HLR и зеленая HLG лампочки, включаемые блок-контактами 23-24 и 31-32, соответственно. При перегрузке АД тепловое реле КК, по нагревателям которого проходят фазные токи двигателя, контактами 95-96 разрывает цепь питания катушки.
Снижение напряжения в сети приводит к отпадению якоря электро-магнита и отключению двигателя. Восстановление напряжения не вызовет самопроизвольного запуска АД, так как при отключении контакты 13-14 контактора разрывают цепь питания катушки электромагнита. Тем самым исключается возможность одновременного самозапуска множества АД, что вызовет перегрузку сети.

схема управления электродвигателемреверсивный пускательТрехфазный автоматический выключатель QF используется для за-щиты от коротких замыканий в двигателе, однофазный автоматический выключатель SF – от коротких замыканий в цепях управления.

Реверсивные МП кроме пуска и остановки двигателя позволяют менять направление его вращения. В состав такого пускателя входят два контактора, включающиеся поочередно и подающие на двигатель напряжение с разным чередованием фаз. Одновременное включение двух контакторов приведет к меж-фазному короткому замыканию, для предотвращения этого реверсивный МП снабжается блокировками – механической и электрической. Механическая блокировка представляет собой рычаг 2 (рисунок 4), соединяющий подвижные части 1 и 3 двух контакторов. Если якорь одного из них притянут, то рычаг будет удерживать якорь другого в поднятом положении, даже при подаче напряжения на его катушку, так как сила, развиваемая электромагнитом с притянутым якорем, превосходит силу электромагнита с большим зазором между яко рем и сердечником. Электрическая блокировка препятствует подаче напряжения на катушку одного из контакторов, если другой включен. Та кая блокировка необходима и при наличии механической связи между контакторами, потому что длительная подача напряжения на катушку отключенного контактора может вывести её из строя – при большом зазоре индуктивность катушки мала и потребляемый ею ток гораздо выше номи нального.
схема реверсивного пускателяуправлениe АД с помощью программируемого монитора токаСхема реверсивного пускателя приведена на рисунке 5. При нажатии на кнопку SB1 «Вперед» через её контакты 23-24 напряжение подается на катушку контактора КМ1. Одновременно своими нормально замкнутыми контактами 11-12 кнопка разрывает цепь питания катушки контактора КМ2, отключая его, если до этого он был включен. Аналогично, нажатием на кнопку SB2 «Назад», выполняется запуск двигателя в обратном направлении. При нажатии на кнопку SB3 «Стоп» её контакты 11-12 разрывают цепь питания катушек контакторов, и двигатель отключается от сети. Тепловое реле КК защищает двигатель от перегрузок.
Напряжение на катушку каждого контактора подается через нор-мально замкнутые блок-контакты 31-32 другого контактора, тем самым осуществляется электрическая блокировка, предотвращающая их одновременное включение – пока КМ1 включен, питание на катушку КМ2 подано быть не может, и наоборот, пока включен КМ2 нельзя включить КМ1.
Сигнальные лампочки HLR1 «Вперед», HLR2 «Назад» и HLG «Стоп», на которые напряжение подается через нормально разомкнутые 23-24 и нормально замкнутые 41-42 блок-контакты контакторов КМ1 и КМ2, показывают режим вращения двигателя.

При управлении АД с помощью программируемого монитора тока двигателя (МТД) катушки контакторов КМ1 и КМ2 (рисунок 6) реверсивного пускателя подключаются к выходам блока А МТД. Катушки шунтированы помехоподавляющими RC-цепочками. Включение и выключение контакторов выполняется нажатием на кнопки МТД, есть возможность подключения и внешнего кнопочного поста. МТД, снабженный тремя датчиками ТА1...ТА3 для измерения фазного тока двигателя, обеспечивает защиту АД от перегрузок и обрыва фазы, а также позволяет устанавливать выдержку времени для выбега двигателя при реверсе. Параметры защиты задаются при программировании устройства.

В наше время также выпускаются более современныемодульные контакторы.