Пускатель электромагнитный применяется для коммутации мощных потребителей электроэнергии в основном на производстве. В этой статье пойдет речь о том, для чего нужен магнитный пускатель, каков принцип работы магнитного пускателя и устройство магнитного пускателя. Устройство и принцип пускателя, как для цепей 380В так и для 220В, одинаковы давно и хорошо отработаны конструкторами.

Как уже было сказано, это коммутационный аппарат, проще говоря, выключатель, таково его назначение. Контакты пускателей рассчитаны на большой ток, протекающий через нагревательные приборы и мощные электродвигатели. Эти силовые контакты приводятся в действие электромагнитным способом, поэтому управлять пускателями можно дистанционно при помощи сравнительно маломощных цепей. Поэтому маленькой кнопкой или концевым выключателем можно производить подключение мощных электродвигателей и другой нагрузки. Реверсивный пускатель обеспечивает включение асинхронных моторов в любую сторону – по часовой стрелке или против, по выбору оператора или системы управления.

Принцип работы

Принцип действия магнитного пускателя фактически совпадает с реле. Для работы пускателя от кнопок без фиксации используется самоблокировка от контактов, параллельных кнопке. Для отключения используется нормально замкнутая кнопка, включенная последовательно в цепь управления. При размыкании контактов пускатель отключается и готов к повторному включению сразу после замыкания контактов стоповой кнопки.

«Кнопочный» вариант управления пускателями является подавляющим для ручных операций. В цепях автоматики пускатели обычно удерживаются во включенном состоянии непрерывным сигналом, подаваемым с дискретного выхода контроллера на промежуточное реле.

Существуют различные виды пускателей, среди которых есть и реверсивные магнитные пускатели («головная боль» новичков-электромонтеров, пытающихся понять как работает непривычная цепь и не привыкших мыслить электрическими схемами). Фактически это два пускателя, работающие строго поочередно: если включается один, то другой должен быть обязательно отключен, иначе будет короткое замыкание между фазами.

Его принцип таков: если в одном включенном положении последовательность фаз A, B, C, то в другом положении должно быть, например, A, C, B, то есть, две фазы должны поменяться местами. Это позволяет изменять направление вращающегося поля в асинхронных моторах и запускать их в различном направлении либо по часовой стрелке, либо против.

Все виды магнитных пускателей объединяют такие элементы конструкции, как электромагнит переменного тока, система подвижных и неподвижных силовых и вспомогательных контактов. Несущей частью является корпус из термостойких и негорючих пластиков. Эти пластмассы должны быть механически прочными и не деформироваться при повышенной температуре. Любой пускатель, как правило, трехфазный.

1. Контактные пружины, обеспечивающие плавность пуска
2. Подвижные контакты (мостики)
3. Неподвижные контакты (пластины)
4. Пластмассовая траверса
5. Якорь
6. Катушка пускателя
7. Ш-образная часть магнитопровода
8. Дополнительные контакты

Классификация магнитных пускателей делается по нескольким признакам, среди которых обычно главной является величина пускателя. Под величиной подразумеваются не габариты или вес пускателя, а то, какой ток он может коммутировать и насколько он устойчив к дуге в цепях с индуктивностями (при отключении электродвигателя). Основой является нереверсивный магнитный пускатель, так как реверсивные собираются из последних. Работа магнитных пускателей протекает в разных условиях, поэтому их также классифицируют по степени защищенности: открытое, защищенное, пылебрызгонепроницаемое.

Работа магнитного пускателя очень часто требует наличия теплового реле. Все типы магнитных пускателей имеют конструктивно совместимые тепловые реле. Часто их выпускает один и тот же производитель. Особенно важными применениями тепловых реле является защита электродвигателей от перегрева. Тепловое реле состоит из двухфазных биметаллических проводников (проводников с разными коэффициентами теплового расширения) – по одному на каждую фазу.

С электрической точки зрения, они являются резисторами с очень малым сопротивлением, и, таким образом, служат датчиками тока. Когда через фазы (или одну из них) протекает слишком большой ток, биметаллическая пластина изгибается и размыкает магнитные контакты, то есть контакты в цепи катушки пускателя. Подключение тепловых реле выполняется между пускателем и нагрузкой.

Все больше распространяются модульные пускатели. Это пускатели, монтируемые на DIN-рейку. Это металлическая профильная полоса, закрепляемая в шкафах на щите. Простота и легкость монтажа – исключительные. Рядом с пускателем (контактором) можно прикрепить тепловые реле, автоматы, УЗО (устройство защитного отключения), микропроцессорные контроллеры и многое другое. Модульные устройства очень легко собираются в схемы, благодаря каналам для проводов, проложенным между DIN-рейками. Монтаж выполняется зачищенными проводами необходимого сечения, обжатыми наконечниками. Наконечники вставляют в отверстия клемм приборов согласно принципиальной схеме и зажимают винтами.

На верхнюю сторону пускателей наносится маркировка, необходимая при монтаже и ремонте. Там есть обозначение типа, схема контактов и в некоторых случаях производители оставляют место для наклейки или подписи потребительских данных.

Большие успехи в силовой электронике, достигнутые за последние десятилетия, привели к тому, что большинство основных производителей теперь предлагают потребителям бесконтактные пускатели, содержащие мощные полупроводниковые ключи. У них есть определенные преимущества. Они работают бесшумно, не искрят, имеют высокую частоту переключений.

Некоторые модели благодаря ШИМ-контроллерам позволяют плавно пускать электродвигатели, а для автоматизации предусмотрены даже сетевые интерфейсы. К недостаткам можно отнести высокую цену, высокую квалификацию ремонтного персонала и небезопасную гальваническую связь с сетью, что может угрожать электрикам-ремонтникам.

Заключение

Несмотря на внедрение электронных ключей: уже устаревающие тиристоры и симисторы, мощные полевые транзисторы, и перспективные IGBT-транзисторы, магнитные пускатели сохраняют свое значение. Именно они надежно разрывают цепи, без каких-либо опасных для персонала или оборудования остаточных токов и утечек. Фактически это тот самый бессмертный “рубильник” который с гарантией обесточивает электроустановку. качественные пускатели никогда не заклинивают и приобретать нужно именно такие.

Для включения освещения применяются выключатели, для бытовых электроприборов — кнопки и переключатели. Это электрооборудование объединяет одно: они потребляют небольшую мощность. А также – не включаются дистанционно или устройствами автоматики. Эти задачи решаются с помощью магнитных пускателей .

Cхема магнитного пускателя. Устройство

Пускатель состоит из двух частей, расположенных в одном корпусе: электромагнита управления и контактной системы.

Электромагнит управления включает в себя катушку с магнитопроводом, включающим в себя подвижную и неподвижную части, удерживаемых в разомкнутом состоянии пружиной. При подаче напряжения на катушку подвижная часть магнитопровода притягивается к неподвижной. Подвижная часть механически связана с контактной системой.

В контактную систему входят подвижные и неподвижные группы контактов. При подаче напряжения на катушку пускателя магнитопровод притягивает подвижные контакты к неподвижным и силовые цепи замыкаются. При снятии напряжения с катушки под действием пружины подвижная часть магнитопровода вместе с контактами приводятся в исходное положение.

К силовым контактам пускателя добавляется дополнительная контактная группа, предназначенная для использования в цепях управления. Контакты ее выполняются нормально разомкнутыми (обознаются номерами «13» и «14») или нормально замкнутыми («23» и «24»).

Электрические характеристики магнитных пускателей

Номинальный ток пускателя – это ток, выдерживаемый силовыми контактами в течение продолжительного времени. У некоторых моделей устаревших пускателей для разных диапазонов токов меняются габаритные размеры или «величина».

Номинальное напряжение – напряжение питающей сети, которое выдерживает изоляция между силовыми контактами.

Напряжение катушки управления – рабочее напряжение, на котором работает катушка управления пускателя. Выпускаются пускатели с катушками, работающие от сети постоянного или переменного тока.

Управление пускателем не обязательно питается напряжением силовых цепей, в некоторых случаях схемы управления имеют независимое питание. Поэтому катушки управления выпускаются на широкий ассортимент напряжений.

Напряжения катушек управления пускателей

Переменный ток	12	36	48	110	220	380
Постоянный ток	12	36	48	110	220

Реверсивный магнитный пускатель, кнопочная станция

Самое распространенное применение пускателей – управление электродвигателями . Изначально и название устройства образовано от слова «пуск». В схемах используются дополнительные контакты, встроенные в корпус: для подхвата команды от кнопки «Пуск». Нормально замкнутыми контактами кнопки «Стоп» цепь питания катушки разрывается, и пускатель отпадает.

Выпускаются реверсивные блоки, имеющие в своем составе два обычных пускателя, соединенные электрически и механически. Механическая блокировка не позволяет им включиться одновременно. Электрические соединения обеспечивают реверс двух фаз при работе разных пускателей, а также исключение возможности подачи питания на обе катушки управления одновременно.

Для удобства монтажа пускатели выпускают в корпусах совместно с кнопками управления . Для подключения достаточно подсоединить к ним кабель питания и отходящий кабель.

В других случаях для управления работой используются кнопочные станции , коммутирующие цепь катушки управления и связанные с пускателем контрольным кабелем. Для обычных пускателей используются две кнопки, объединенные в одном корпусе – «Пуск» и «Стоп», для реверсивных – три: «Вперед», «Назад» и «Стоп». Кнопку «Стоп» для быстрого отключения в случае аварии или опасности выполняют грибовидной формы.

В зависимости от назначения пускатели выполняют трех- или четырехполюсными. Но есть и аппараты, имеющие один или два полюса.

Производители дополняют линейку выпускаемых аппаратов аксессуарами , расширяющими их возможности. К ним относятся:

• дополнительные контактные блоки, позволяющие подключать к схеме управления сигнальные лампы и формировать команды, зависящие от состояния пускателя, для работы других устройств;
• блоки выдержки времени, задерживающие срабатывание или отключение пускателя;
• наборы аксессуаров, превращающих два пускателя в сборку реверсивных;
• контактные площадки, позволяющие подключить к пускателю кабели большего сечения.

Для защиты электродвигателей от перегрузок совместно с пускателями применяются тепловые реле . Производители выпускают их под соответствующие модели аппаратов. Тепловое реле содержит контакт, размыкающийся при срабатывании и разрывающий цепь питания катушки пускателя. Для повторного включения контакт нужно вернуть в исходное положение нажатием кнопки на корпусе. Для защиты от коротких замыканий перед пускателем устанавливается автоматический выключатель, отстроенный от пусковых токов электродвигателя.

Магнитные пускатели предназначены, главным образом, для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, а именно:

• для пуска непосредственным подключением к сети и остановки (отключения) электродвигателя (нереверсивные пускатели),

• для пуска, остановки и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели).
  

Кроме этого, пускатели в исполнении с тепловым реле осуществляют также защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности.

Магнитные пускатели открытого исполнения предназначены для установки на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов.

Магнитные пускатели защищенного исполнения предназначены для для установки внутри помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли.

Магнитные пускатели пылебрызгонепроницаемого исполнения предназначены как для внутренних, так и для наружных установок в местах, защищенных от солнечных лучей и от дождя (под навесом).

Магнитный пускатель серии ПМЛ

Устройство магнитного пускателя

Магнитные пускатели имеют магнитную систему , состоящую из якоря и сердечника и заключенную в пластмассовый корпус. На сердечнике помещена втягивающая катушка . По направляющим верхней части пускателя скользит траверса, на которой собраны якорь магнитной системы и мостики главных и блокировочных контактов с пружинами .

Принцип работы пускателя прост : при подаче напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику, нормально-открытые контакты замыкаются, нормально-закрытые размыкаются. При отключении пускателя происходит обратная картина: под действием возвратных пружин подвижные части возвращаются в исходное положение, при этом главные контакты и нормально-открытые блокконтакты размыкаются, нормально-закрытые блокконтакты замыкаются.

Реверсивные магнитные пускатели представляют собой два обычных пускателя, укрепленных на общей основании (панели) и имеющем электрические соединения, обеспечивающие электрическую блокировку через нормально-замкнутые блокировочные контакты обоих пускателей, которая предотвращает включение одного магнитного пускателя при включенном другом.

Самые распространенные схемы включения нереверсивного и реверсивного магнитного пускателя смотрите здесь: . В этих схемах предусмотрена нулевая защита с помощью нормально-открытого контакта пускателя, предотвращающая самопроизвольное включение пускателя при внезапном появлении напряжения.

Реверсивные пускатели могут также иметь механическую блокировку , которая располагается под основание (панелью) пускателя и также служит для предотвращения одновременного включения двух магнитных пускателей. При электрической блокировке через нормально-замкнутые контакты самого пускателя (что предусмотрено его внутренними соединениями) реверсивные пускатели надежно работают и без механической блокировки.

Реверсивный магнитный пускатель

Реверс электродвигателя при помощи реверсивного пускателя осуществляется через предварительную остановку, т.е. по схеме: отключение вращающегося двигателя - полная остановка - включение на обратное вращения. В этом случает пускатель может управлять электродвигателем соответствующей мощности.

В случае применения реверсирования или торможения электродвигателя противовключением его мощность должна быть выбрана ниже в 1,5 - 2 раза максимальной коммутационной мощности пускателя, что определяется состоянием контактов, т.е. их износоустойчивостью, при работе в применяемом режиме. В этом режиме пускатель должен работать без механической блокировки. При этом электрическая блокировка через нормально-замкнутые контакты магнитного пускателя обязательна.

Магнитные пускатели защищенного и пылебрызгонепроницаемого исполнений имеют оболочку. Оболочка пускателя пылебрызгонепроницаемого исполнения имеет специальные резиновые уплотнения для предотвращения попадания внутрь пускателя пыли и водяных брызг. Входные отверстия в оболочку закрыты специальными пробами с применением уплотнений.

Тепловые реле

Ряд магнитных пускателей комплектуется тепловыми реле , которые осуществляют тепловую защиту электродвигателя о перегрузок недопустимой продолжительности. Регулировка тока уставки реле - плавная и производится регулятором уставки путем поворота его отверткой. Здесь смотрите про . В случае невозможности осуществления тепловой защиты в повторно-краковременном режиме работы следует применять магнитные пускатели без теплового реле. От коротких замыканий тепловые реле не защищают

Тепловые реле

Схема прямого пуска и защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (а), (б) – пусковая характеристика двигателя (1) и защитная характеристика теплового реле (2)

Монтаж магнитных пускателей

Для надежной работы монтаж магнитных пускателей должен производится на ровной, жестко укрепленной вертикальной поверхности. Пускатели с тепловым реле рекомендуется устанавливать при наименьшей разности температуры воздуха, окружающего пускатель и электродвигатель.

Что бы не допустить ложных срабатываний не рекомендуется устанавливать пускатели с тепловым реле в местах подверженных ударам, резким толчкам и сильной тряске (например, на общей панели с электромагнитными аппаратами на номинальные токи более 150 А), так как при включении они создают большие удары и сотрясения.

Для уменьшения влияния на работу теплового реле дополнительного нагрева от посторонних источников тепла и соблюдении требования о недопустимости температуры окружающего пускатель воздуха более 40 о рекомендуется не размещать рядом с магнитными пускателями аппараты теплового действия ( и т.д.) и не устанавливать их с тепловым реле в верхних, наиболее нагреваемых частях шкафов.

При присоединении к контактному зажиму магнитного пускателя одного проводника его конец должен быть загнут в кольцеобразную или П-образную форму (для предотвращения перекоса пружинных шайб этого зажима). При присоединении к зажиму двух проводников примерно равного сечения их концы должны быть прямыми и распологаться по обе стороны от зажимного винта.

Присоединяемые концы медных проводников должны быть залужены. Концы многожильных проводников перед лужением должны быть скручены. В случае присоединения алюминиевых проводов их концы должны быть зачищены мелким надфилем под слоем смазки ЦИАТИМ или технического вазелина и дополнительно покрыты после зачистки кварцевазилиновой или цинко-вазелиновой пастой. Контакты и подвижные части магнитного пускателя смазывать нельзя.

Перед пуском магнитного пускателя необходимо произвести его наружный осмотр и убедится в исправности всех его частей, а также в свободном передвижении всех подвижных частей (от руки), сверить номинальное напряжение катушки пускателя с напряжением, подаваемым на катушку, убедится, что все электрические соединения выполнены по схеме.

При использовании пускателей в реверсивных режимах, нажав от руки подвижную траверсу до момента соприкосновения (начало замыкания) главных контактов, проверить наличие раствора нормально-замкнутых контактов, что необходимо для надежной работы электрической блокировки.

У включенного магнитного пускателя допускается небольшое гудение электромагнита , характерное для шихтованных магнитных систем .

Уход за магнитными пускателями в процессе эксплуатации

Уход за пускателями должен заключаться, прежде всего, в защите пускателя и теплового реле от пыли, грязи и влаги . Необходимо следить, чтобы винты контактных зажимов были плотно затянуты. Надо также проверять состояние контактов.

Контакты современных магнитных пускателей особого ухода не требуют. Срок износа контактов зависит от условий и режима работы пускателя. Зачистка контактов пускателей не рекомендуется, так как удаление контактного материала при зачистке приводит к уменьшению срока службы контактов. Только в отдельных случаях сильного оплавления контактов при отключении аварийного режима электродвигателя допускается их зачистка мелким надфилем.

При появлении после длительной эксплуатации магнитного пускателя гудения, носящего, характер дребезжания, необходимо чистой ветошью очистить от грязи рабочие поверхности электромагнита, проверить наличие воздушного зазора, а также проверить отсутствие заеданий подвижных частей и трещин на короткозамкнутых витках, расположенных на сердечнике.

При разборке и последующей сборке магнитного пускателя следует сохранять взаимное расположение якоря и сердечника, бывшее до разборки, так как их приработавшиеся поверхности способствуют устранению гудения. При разборках магнитных пускателей необходимо чистой и сухой ветошью протирать пыль с внутренних и наружных поверхностей пластмассовых деталей пускателя.

Трактат о том, как подключить магнитный пускатель (контактор) к кнопочному посту.

В интернете полно всяких схем и толкований про то, как подключить магнитный пускатель,
я думаю, что для простого человека (не электрика), которому надо только раз, где-то подключить магнитный пускатель, эти инструкции написаны непонятно, сложно, с кучей сокращений (которые меня лично бесят) и в итоге задача может встать ребром.

На самом деле, подключить электромагнитный пускатель (контактор) достаточно просто, и в этой статье я постараюсь описать этот процесс максимально подробно, по-человечески, без непонятных сокращений и заумных фраз.
Еще раз повторюсь, эта статья предназначена для простых людей, которым надо просто подключить этот долбанный магнитный пускатель.

Собственно сам магнитный пускатель. Немного теории: этот аппарат предназначен для запуска, остановки и реверса двигателя (реверсивный пускатель сегодня не рассматриваю, напишу про него позже). Также, пускатель очень удобен в любом другом управлении нагрузками, будь то освещение, нагреватели, прочие приборы, в общем, всем тем, что можно и нужно включать и выключать дистанционно (с кнопки).

Действует следующим образом: при подаче напряжения на катушку электромагнита, сердечник, соединенный с парами контактов втягивается в катушку, и контакты замыкаются, при снятии напряжения с катушки, контакты размыкаются.



Далее вид с фасада. На нем видны четыре пары контактов, которые замыкаются при срабатывании пускателя. Первые три пары контактов, участвуют непосредственно в коммутации основной нагрузки. Последняя пара контактов, та, что обведена красным, этот так называемый “Блок Контакт” который участвует в подаче напряжения на катушку, в тот момент, когда кнопка Пуск отпущена.



Вид сверху. Тут расположены контакты А1 и А2, это и есть те контакты катушки, на которые надо подавать напряжение, чтоб все включилось. Контакт А2 продублирован на контакторе снизу, для удобства коммутации.



Для реализации схемы, нам еще понадобится кнопочный пост, с кнопками Пуск и Стоп.
Самая обычная модель, стоит в магазине рублей 70.



Вскрываем, и перед нашим взором предстают кнопки, а точней их коммутационная часть.
сразу скажу, что кнопки эти, ни как по строению не отличаются, каждая из них имеет по паре контактов, одна нормально открытая (контакты разомкнуты) другая, нормально закрытая(контакты замкнуты). Их функционал в процессе работы отличается из-за разного подключения



Значит смотрите, контакты 1 и 2 между собой разомкнуты, а контакты 3 и 4 замкнуты. При нажатии на кнопку, контакты 1 и 2 замыкаются, контакты 3 и 4 размыкаются.



Начинаем подключение: сначала подключаем провода подачи питания к основным клеммам контактора (вообще контактор трехфазный, но для примера я задействовал только одну пару силовых контактов) с одной из силовых клемм берем фазу и тянем на кнопочный пост, фазу можно взять из другого места.



И подводим эту фазу к кнопочному посту и подключаем ее к клемме 4 кнопки Стоп.
Для справки: между кнопочным постом и пускателем в итоге будет три провода, для коммутации можно использовать обычный ВВГ 3*1.5.



От клеммы 3 кнопки Стоп, тянем проводок на клемму 2 кнопки Пуск.
Также к клеммам 1 и 2 кнопки Пуск, подключаем оставшиеся два провода,
синий после кнопки Пуск, желто-зеленый до.
В таком состоянии оставляем кнопочный пост, с ним работа закончена.



Переходим к пускателю.
Сначала подсоединяем к клемме А1 (та что для катушки) нулевой проводник.



Затем, подключаем синий проводник (чтобы не запутаться, я его пометил черной изолентой) пришедший с кнопочного поста с клеммы 1, к контакту А2.
То есть в момент нажатия на кнопку пуск, катушка будет срабатывать и пускатель замыкаться.



Далее делаем так, чтобы при отпущенной кнопке Пуск, пускатель оставался включенным,
для этого подводим желто-зеленый провод (на нем всегда фаза кроме того момента когда нажата кнопка стоп) к клемме блок контакта.



Затем от противоположной клеммы блок контакта, тянем проводок, до продублированной снизу клеммы А2.



Все, на этом схема собрана и функционирует.

Что получается в итоге и как это все работает: В момент нажатия кнопки пуск ток идет по синему проводу до клеммы А2, катушка замыкается и пускатель срабатывает. Далее при отпускании кнопки Пуск, ток идет мимо этой кнопки, через желто-зеленый проводник и через замкнутый блок контакт, также на катушку, только уже на продублированный контакт А2, в этот момент вся система работает. При нажатии кнопки Стоп, мы обрываем течение тока через блок контакт на катушку и пускатель размыкается.

На этом у меня все, надеюсь, я изъяснялся понятно и те, кому было до этого непонятно, поняли.
Всем удачи в подключениях магнитных пускателей, и жду Вас снова на моем сайте, будет еще много интересных статей, написанных простых языком.

Пускатель (МЭС 441-14-38) - комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузки.

Электромагнитный пускатель (магнитный пускатель) - пускатель, у которого сила, необходимая для замыкания главных контактов, обеспечивается электромагнитом.

Магнитный пускатель (МП) - самый распространенный электрический аппарат для пуска электрических двигателей. Его основные достоинства: дистанционное управление пусками, простота схем, защита от снижения напряжения и перегрузки, приемлемые массогабаритные параметры, которые можно назвать внешними свойствами, поскольку они в определенной мере влияют на качество всей системы. 

Внешние свойства МП постоянно совершенствуются (к примеру, в России недавно была запатентована схема МП с защитой от обрыва фазы сети). Крупные производители, представляющие эту продукцию в России: ОАО «Кашинский завод электроаппаратуры», 000 «Уралэлектроконтактор», ОАО «Новосибирский завод низковольтной аппаратуры», ОАО «Чебоксарский электроаппаратный завод» (Россия), EKFelectrotechnica (Россия), SchneiderElectric (Франция), GeneralElectric (США), Moeller (Германия), АВВ (Германия), Siemens (Германия), Legrand (Франция), ChintGroupCo (Китай) и др..

Магнитные пускатели выбирают в зависимости от условий окружающей среды и схемы управления по:

Номинальному напряжению;

Номинальному току;

Току нагревательного элемента теплового реле;

Напряжению втягивающей катушки.

Uмп ≥ Uн уст; (1.1)
Iмп ≥ Iн уст, (1.2)

где Uмп, Iмп - соответственно номинальные значения напряжения (В) и тока (А) магнитного пускателя;

Uн уст, Iн уст - соответственно номинальные значения напряжения (В) и тока (А) электроустановки.

Тепловые реле проверяют на соответствие их номинального тока 1тр н, номинального тока нагревательного элемента Iнэ, верхнего Iуст max и нижнего Iуст min пределов регулирования тока уставки и выставленного тока уставки Iуст р номинальному току двигателя Iн дв:

Iтр н ≥ Iнэ ≥ Iн дв; (1.3)
Iуст max ≥ Iн дв ≥ Iуст min; (1.4)
Iуст р = Iн дв. (1.5)

Для электродвигателей с малым коэффициентом загрузки и рабочим током Iр дв в целях повышения надежности защиты используют соотношение:

Номинальный фазный ток электродвигателя Iн дв или по принятым в электрических машинах условным обозначениям – I1 ном ф определяют по формуле:

где Р2 ном - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U1л - номинальное линейное напряжение, В;

м - коэффициент полезного действия, о.е.;

cos ф - коэффициент мощности, о.е.

Наиболее общим и распространенным требованием, которое предъявляет потребитель при выборе МП, является величина коммутируемого тока, и по этому параметру МП указанных выше производителей можно разделить на несколько групп:

1) МП с токами (речь идет о предельных значениях токов) до 100 А, и сюда относятся МП серии ПМЛ на токи 10-80 А, серии ПМУ на токи 9-95 А;

2) МП с токами до 400 А, представителями которой являются МП серии ПМА на токи 40-160 А, серии ПМ12 на токи 10-250 А (Россия) и зарубежные магнитные пускатели ChintGroupCo серии NC1 и NC3 на токи 9-370 А;

3) МП с токами до 1000 А, представителями которой являются МП фирмы Moeller серии DIL на токи 20-855 А;

4) МП с токами выше 1000 А, к которым относятся МП GE Power Controls серии CL и CK на токи 25-1250 А и МП ЧЭАЗ-Benedikt на токи 10-1200 А.

Помимо прочего, для коммутации токов от 100 А до 1000 А российские производители предлагают контакторы серии КТ-6000, МК6 и вакуумные контакторы серии КВ1 и КТ12 для общепромышленного использования. В таблице 1.1 представлены показатели МП первой группы, как наиболее массовой. 

Для приведенных на рисунке 1.1 МП, относящихся к 1, 2, 3 и 4 группам, соответствующие им показатели представлены в таблице 1.

Рис. 1.1.

Анализ характеристик (см. табл. 1.1) показывает, что все МП имеют практически совпадающие параметры (отличия несущественны). При этом, как правило, при выборе МП ориентируются на два основополагающих показателя: режим работы и мощность нагрузки. Однако при жестких ограничениях на размеры, предпочтение следует отдать МП № 7 и № 5, габариты которых почти в полтора раза меньше, чем у остальных, при прочих равных параметрах.

По мощности, потребляемой катушками при включении, наиболее экономичным является МП № 6, при этом экономия составляет от 13 до 30 %. По общему ресурсу работы предпочтение следует отдать МП № 1, 2, 3, 6. По ориентировочной стоимости лидируют МП № 1 и № 2, так как стоимость остальных МП существенно выше.

Необходимо отметить, что на практике, особенно при использовании МП в системах АСУ, предпочтение отдается импортным аппаратам, т.к. их вспомогательные контакты обеспечивают так называемый «сухой контакт», используемый в устройствах микропроцессорной техники.

Помимо этого, к несомненным преимуществам импортных МП следует отнести:

Исполнение МП с катушками постоянного тока (исключение составляет ОАО «ВНИИР», которое поставляет пускатели ПМ12 с катушками постоянного тока);

Таблица 1.1 Технические характеристики магнитных пускателей

Номенклатура МП
Мощность дви­гателя, кВт
Мощность, потребляемая катушками при включении, ВА
Мощность, потребляемая катушками при удержании, ВА
Механическая износостойкость, частота включе­ний в час
Общий ресурс, млн. циклов
Коммутационная износостойкость, частота включе­ний в час
Время срабаты­вания: замыка­ние, мс
Время срабаты­вания: размыка­ние, мс
Минимальная вкл. способ­ность: напряже­ние В,/ток А
Габариты, ВхШхЦ мм
Масса, кг

Очень широкий набор не только типовых аксессуаров для МП (вспомогательные контактные блоки, тепловые реле, ограничители перенапряжений), но и всевозможных приспособлений, значительно упрощающих монтаж и обслуживание аппаратов.

Учитывая тот факт, что бесперебойная работа электрического двигателя в значительной степени зависит от надежности МП, заслуживает отдельного рассмотрения такой важный показатель надежности, как коэффициент технической готовности. Этот показатель учитывает не только интенсивность отказов, но и время, требуемое для восстановления работоспособности МП, характеризуя вероятность того, что в нужный момент аппарат сработает, и система выполнит требуемые задачи. Для большинства МП, приведенных в таблице 1.1, производители не указывают в технических характеристиках изделия такие показатели, как среднее время наработки на отказ или частоту отказов. Однако накопленные статистические данные работы указанных выше серий МП позволяют получить следующие осредненные данные по коэффициенту готовности: для МП российского производства № 1, 3, 7 (табл. 1.1) коэффициент готовности равен 0,9905, для МП украинского производства № 2 - 0,9812, а для импортных МП № 4, 5, 6 - 0,9383. Таким образом, на объектах повышенной важности, где требуется высокая надежность, целесообразнее применять МП № 1,3,7.

С учетом исключительно широкого распространения МП большое значение приобретает снижение мощности, потребляемой ими. В электромагнитном пускателе мощность расходуется в электромагните и тепловом реле. Потери в электромагните составляют примерно 60 %, в тепловых реле - 40 %. С целью снижения потерь в электромагните применяется холоднокатаная сталь Э-310. МП серии ПМЛ и ПМ12 обладают коммутационной способностью до 20* 106 операций и частотой включений до 1200 в час (табл. 1.1). Выбор МП осуществляется по номинальному напряжению сети, номинальному напряжению питания катушек и номинальному коммутируемому току электроприемника.

Допускается МП выбирать по «величине пускателя»: 1 величина - 10 А, 4,5 кВт; 2 величина - 25 А, 11 кВт, 3 величина - 40 А, 18 кВт; 4 величина - 63 А, 30 кВт; 5 величина - 100 А, 45 кВт; 6 величина - 160 А, 75 кВт; 7 величина - 250 А, 110 кВт.

Это термин характеризует допустимый ток МП через силовые контакты при напряжении 380 Вольт и в режиме работы пускателя АС-3.

Категории применения МП: АС-1 - нагрузка МП активная или мало индуктивная; АС-3 - режим прямого пуска двигателя с короткозамкнутым ротором, отключение вращающегося двигателя; АС-4 - пуск электродвигателя с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся двигателей, торможение противотоком.

На корпусах МП указываются все необходимые параметры. Это позволяет во время монтажа проверять соответствие монтируемого МП для конкретной схемы. У импортных МП указывается в качестве основного параметра не «величина пускателя», а мощность, на которую в различных условиях рассчитан МП. Чаще это оказывается удобней при выборе нужного МП.

Конструкция многих МП предусматривает возможность быстрого навесного монтажа на них: дополнительных нормально замкнутых или нормально разомкнутых контактов; реле задержек ON или OFF со временем задержки до 160 с; тепловых реле.

Электромагнитные пускатели серии ПМЛ предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжении до 660В переменного тока частотой 50 Гц, а в исполнении с трехполюсными тепловыми реле серии РТЛ - для защиты управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. МП могут комплектоваться ограничителями перенапряжений типа ОПН. При такой комплектации МП пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющим устройством или при тиристорном управлении. Номинальное переменное напряжение включающих катушек: 24, 36, 40, 48, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 500, 660В частоты 50 Гц и 110, 220, 380, 400, 415, 440В частоты 60 Гц. МП типа ПМЛ на токи 10...63 А имеют прямоходовую магнитную систему Ш-образного типа. Контактная система расположена перед магнитной. Подвижная часть электромагнита составляет одно целое с траверсой, в которой предусмотрены подвижные контакты и их пружины. Тепловые реле серии РТЛ подсоединяются непосредственно к корпусам пускателей.

Структура маркировки МП типа ПМЛ.

ПМЛ-Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8:

ПМЛ - серия электромагнитных пускателей;

X1 - величина пускателя по номинальному току;

1 - 10 (16) А; 2- 25 А; 3 - 40 А; 4 - 63 (80) А; 5 - 125 А; 6 - 160 А; 7 - 250 А.

X2 - исполнение МП по назначению и наличию теплового реле:

1- нереверсивный МП без теплового реле;

2- нереверсивный МП с тепловым реле;

5 - реверсивный МП без теплового реле с механической блокировкой для степени защиты IP00, IP20 и с электрической и механической блокировками для степени защиты IP40, IP54;

6 - реверсивный МП с тепловым реле с электрической и механической блокировками;

7 - МП со схемой звезда-треугольник степени защиты IP54 (МП для трехфазного асинхронного двигателя, в пусковом положении которого обмотки статора соединяются звездой, а в рабочем положении - треугольником).

X3 - исполнение МП по степени защиты и наличию кнопок управления и сигнальной лампы:

0 - IP00; 1 - IP54 без кнопок; 2 - IP54 с кнопками «Пуск» и «Стоп»;

3 - IP54 с кнопками «Пуск», «Стоп» и сигнальной лампой (изготавливается только на напряжения 127, 220 и 380 В, 50 Гц);

4 - IP40 без кнопок; 5 - IP40 с кнопками «Пуск» и «Стоп»; 6 - IP20.

X4 - число и вид контактов вспомогательной цепи:

0 - 1з (на ток 10 и 25 А), 1з + 1р (на ток 40 и 63 А), переменный

1 - 1р (на ток 10 и 25 А), переменный ток;

2 - 1з (на ток 10, 25, 40 и 63 А), переменный ток;

5 - 1з (на 10 и 25 А), постоянный ток;

6 - 1р (на ток 10 и 25 А), постоянный ток).

X5 - сейсмостойкое исполнение МП (С);

X6 - исполнение МП с креплением на стандартные рейки Р2-1 и

X7 - климатическое исполнение (О) и категория размещения (2, 4); X8 - исполнение по коммутационной износостойкости (А, Б, В). МП серии ПМЛ (рис. 1.2) состоят из неподвижной части (рис. 1.2, поз. 2), закрепленной в основании, и подвижной части (рис. 1.2, поз. 3) с контактами для коммутации силовой цепи. Управление работой МП осуществляется с помощью электромагнитной катушки

управления (рис. 1.2, поз. 4), расположенной на среднем стержне неподвижной части Ш-образного магнитопровода.

Под воздействием электромагнитного поля втягивающей катушки (рис. 1.2, поз. 4), возникающего при протекании через нее тока, происходит смыкание двух частей магнитопровода (рис. 1.2, поз. 3, 4) с преодолением сопротивления возвратной пружины (рис. 1.2, поз. 9), а также пружин подвижных контактов. При этом контакты смыкаются и происходит коммутация устройства.

Рис. 1.2.

1 - основание из термостойкой пластмассы; 2 - неподвижная часть магнитопровода; 3 - подвижная часть магнитопровода; 4 - электромагнитная катушка управления; 5 - контактные зажимы; 6 - металлическая платформа (для пускателей номиналом свыше 25 А); 7 - траверса с подвижными контактами; 8 - крепежный винт; 9 - возвратная пружина; 10 - алюминиевые кольца; 11 - неподвижный контакт; 12 - зажим с насечкой для фиксации проводника

На МП можно установить 2-контактную или 4-контактную приставку с различным набором размыкающих и замыкающих контактов. Контактные приставки (КП) механически соединяются с МП со стороны входных зажимов (сверху) и фиксируются над траверсой МП. Способ крепления обеспечивает жесткую и надежную связь между КП и МП.

Контактная приставка серии ПКЛ (рис. 1.3) предназначена для увеличения количества вспомогательных контактов в схемах управления электроприводами до 440 В постоянного тока и до 660 В перемен

ного тока частотой 50 и 60 Гц. КП устанавливаются на МП серий ПМЛ-1000.. .ПМЛ-4000 и на промежуточные реле серии РПЛ. Структура условного обозначения КП серии ПКЛ ПКЛ-Х1 Х2 Х3 Х4 4 Х5:

ПКЛ - условное обозначение серии;

Х1 - количество замыкающих контактов (0; 1; 2; 4);

Х2 - количество размыкающих контактов (0; 1; 2; 4);

Х3 - исполнение приставки по степени защиты;

Рис. 1.3

Х4 - климатическое исполнение О, ОМ по ГОСТ 15150-69;

Х5 - исполнение по коммутационной износостойкости в режиме нормальных коммутаций:

A - 3-106 циклов; Б - 1,6-106 циклов.

Реле промежуточные (РП) серии РПЛ (рис. 1.4) предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в стационарных установках, в основном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440 В постоянного тока и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Реле пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании втягивающей катушки ограничителем ОПН или при тиристорном управлении. При необходимости, на РП может быть установлена одна из приставок ПКЛ или ПВЛ. РП исполнения М допускают также установку одной или двух приставок боковых ПКБ. Номинальный ток контактов -16 А.

Структура условного обозначения РП серии РПЛ РПЛ-Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 4 Х6:

РПЛ - условное обозначение серии;

Х1 - исполнение реле по роду тока цепи управления:

1 - с управлением на переменном токе;

Х2 - количество замыкающих контактов;

Х3 - количество размыкающих контактов;

Х4 - исполнение приставки по степени защиты:

М - исполнение со степенью защиты IP20;

Отсутствие буквы означает приставку со степенью защиты IP00;

Рис. 1.4.

Х5 - климатическое исполнение О, ОМ по ГОСТ 15150-69;

Х6 - Исполнение по коммутационной износостойкости в режиме нормальных коммутаций: A - 3⋅10 6 циклов; Б - 1,6⋅10 6 циклов.

Приставка памяти ППЛ-04 превращает РП серии РПЛ в двустабильное. Она состоит из электромагнита и защелки, которая позволяет удерживать контактную систему реле во включенном положении после обесточивания обмотки реле. При подаче напряжения на обмотку приставки памяти происходит освобождение защелки, и РП возвращается в состояние, соответствующее начальному состоянию одностабильного РП.

Приставки выдержки времени пневматические серии ПВЛ (рис. 1.5) или просто «приставка» предназначены для создания выдержки времени при включении или отключении МП. Приставки могут устанавливаться только на реле РП серии РПЛ и на МП серии ПМЛ-1000...ПМЛ-4000.

Приставка устанавливается сверху МП, скользя по направляющим до упора, при этом защелка приставки своими выступами заходит за выступы на корпусе МП. Способ крепления обеспечивает жесткую и надежную связь между приставкой и МП. 

Рис. 1.5.

Приставки серии ПВЛ выпускаются: с диапазоном выдержек времени от 0,1 до 15 с, от 0,1 до 30 с, от 10 до 100 с и от 10 до 180 с; со степенью защиты IP00 и IP20, в двух исполнениях по износостойкости: А - 3⋅10 6 циклов; Б - 1,6⋅10 6 циклов.

Для увеличения количества вспомогательных контактов цепи управления МП (при установленной приставке серии ПВЛ) применяется приставка бокового крепления серии ПКБ. Основные характеристики приставок серии ПВЛ приведены в таблице 1.2.

Реле серии РТЛ (далее «реле») предназначены для защиты трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором от токов перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих от асимметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз.

Реле могут крепиться непосредственно к МП серии ПМЛ или устанавливаться индивидуально на рейке или крепиться винтами к панели. Индивидуальная установка реле осуществляется с помощью клеммников типа КРЛ (до 100А).На токи до 93 А используются реле РТЛ-1000, 2000, 2000Д.

Габаритные и установочные размеры реле типа РТЛ-1000 и РТЛ-2000 приведены на рисунке 1.6.

Структура условного обозначения реле серии РТЛ.

РТЛ-Х1 ХХХ2 Х3 Х4 Х5 Х6 4:

РТЛ - буквенное обозначение серии реле;

Х1 - цифра, обозначающая номинальный ток реле:

1 - исполнение на токи до 25А; 2 - исполнение на токи до 93А;

ХХХ2 - цифры, обозначающие диапазон токов уставки (см. табл.1.3);

Х3 - исполнение реле с уменьшенными габаритными размерами:

Д - буква, обозначающая исполнение реле РТЛ-2000 для установки с магнитными пускателями ПМЛ-4160ДМ, ПМЛ-4560ДМ;

К - буква, обозначающая исполнение реле РТЛ-2000 для установки с магнитными пускателями ПМЛ-3000Д;

М - буква, обозначающая исполнение реле со степенью защиты контактных зажимов IP20 по ГОСТ 14255-69;

Х4 - способ возврата реле: 1 - ручной возврат; 2 - самовозврат;

Х5 - класс расцепления: В - класс расцепления 10, отсутствие буквы - класс расцепления 10А;

Х6 - климатическое исполнение О, ОМ по ГОСТ 15150-69;

Допускается эксплуатация реле при встройке в оболочку МП или комплектного устройства для исполнения УХЛ3.

Основные характеристики реле серии РТЛ приведены в таблице 1.3.

Рис. 1.6. а) РТЛ-1000 и в) РТЛ-2000 - для подсоединения к контактору; б) РТЛ-1000 и г) РТЛ-2000 - для индивидуальной установки с клеммником типа КРЛ-1и 2, соответственно 

По аналогии с реле серии РТЛ реле электротепловые серий РТЛ-М и РТЛ-М2 (рис. 1.7) предназначены, в первую очередь, для защиты от перегрузки асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и используются совместно с контакторами ПМЛ и ПМЛ-Н в составе МП. Реле изготавливаются в двух габаритах, используемых с соответствующей группой контакторов. Корпус выполнен из термостойкой литьевой пластической массы и состоит из основания и крышки. Конструкция реле - «насыпная» и в основание при сборке закладывают заранее заготовленные функциональные узлы: термобиметаллические пластинчатые нагреватели с приваренными к ним жесткими выводами для подключения к контактору и выходным зажимам, рейку сброса, механизм управления с мостиковыми контактами цепей «вторичной» коммутации.

Таблица 1.3 Технические характеристики реле серии РТЛ

Номинальный ток пускателя, А			Пределы регулирова­ния тока несрабатыва­ния, А	Номинальное напря­жение, В		Мощность потребляемая одним полюсом, Вт	Мощность электродвигателя, кВт при напряжении, В 50 Гц, 60 Гц
		РТЛ2061ДМ04
		РТЛ2063ДМ04

Рис. 1.7.

В конструкцию реле заложен механизм ускорения срабатывания при резких перегрузках, что дает возможность практически исключить выход из строя защищаемого электродвигателя при внезапном заклинивании ротора или разрушении подшипников. Все исполнения реле имеют регулирование по току срабатывания, что дает возможность точно выставить уставку под конкретного потребителя (электропривод, технологическая установка и т.д.).

Серия РТЛ-М перекрывает диапазон токов 0,1-80 А и имеет 20 исполнений, несколько проще конструктивно, чем РТЛ-М2, так как не имеет переключателя «Ручной автоматический» (рис. 1.8) возврата в исходное состояние после срабатывания.

 

Рис. 1.8. : а) – РТЛ 1001- М–РТЛ 2063- М; б) – РТЛ 1001- М2– РТЛ 2065- М2

Серия РТЛ-М2 перекрывает диапазон токов 0,1-93 А и имеет 21 исполнение.

Преимущества реле РТЛ-М и РТЛ-М2:

Реле фиксируются с помощью специального выступа и жестких выводов силового присоединения непосредственно МП;

Серии выполнены в двух габаритах: габарит 1 стыкуется с МП серии ПМЛ на ток до 25 А, габарит 2 - для МП на ток от 40-95А;

Наличие двух групп свободных контактов: 95-96 - на размыкание, 97-98 - на замыкание;

Два режима возврата механизма реле в исходное состояние после остывания термобиметаллических нагревателей: ручной кнопкой «Reset», автоматический;

Наличие механизма ускорения на 40 % срабатывания при больших токах перегрузки или перекосе фаз с элементами термокомпенсации;

Возможность пломбирования реле после настройки под рабочие параметры защищаемого оборудования.

Тепловые реле перегрузки серии РТЛ. У торговой марки Telemecanique компании Schneider Electric разработаны для защиты цепей переменного тока и электродвигателей от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора и могут устанавливаться непосредственно под МП серии ПМУ (рис. 1.9). 

Рис. 1.9.

Реле типа: РТЛ1У перекрывают диапазон токов 0,1-25 А и имеет 14 исполнений; РТЛ2У перекрывают диапазон токов 23-40 А и имеет 3 исполнения; РТЛ3У перекрывают диапазон токов 17-104 А и имеет 7 исполнений и РТЛ4У перекрывают диапазон токов 51-630 А и имеет 10 исполнений.

Среднее время срабатывания в зависимости от кратности тока уставки для реле серии РТЛ.У приведено на рисунке 1.10.

Преимущества реле серии РТЛ.У:

Реле имеют встроенную защиту от обрыва или пропадания фазы, заклинивания ротора в виде механической системы «коромысел»;

Реле имеют два режима: ручной (взвод реле по нажатию кнопки) и автоматический (самопроизвольный взвод реле после остывания биметаллических пластин);

В реле есть функция «Тестирование» (имитация срабатывания теплового реле без перегрузки);

Токовые уставки выставляются поворотом диска. Диск закрывается прозрачной крышкой, которая может быть опломбирована;

Реле РТЛ1У-РТЛ3У имеют подвижные контактные выводы, что позволяет легко подключать их к разным типоразмерам МП типа ПМУ09-95 без использования дополнительных инструментов;

Реле РТЛ4У крепится отдельно от контактора. Электрическое соединение осуществляется с помощью проводов.

Рис. 1.10. : 1 - симметричный трехфазный режим из холодного состояния; 2 - симметричный двухфазный режим из холодного состояния; 3 - симметричный трехфазный режим после длительного протекания тока, равного току уставки (горячее состояние); 4 - три фазы из горячего состояния (максимальная уставка); 5 - три фазы из горячего состояния (минимальная уставка)

Для изменения уставок реле серии РТЛ.У необходимо открыть прозрачную крышку (рис. 1.11, поз. 1) над диском регулировки установок. Установить ток уставки в амперах вращением диска (рис. 1.11, поз. 1).

Для изменения режима повторного взвода необходимо предварительно открыть прозрачную крышку и осуществить поворот синего переключателя «СБРОС» (рис. 1.11, поз. 4):

Поворот влево (рис. 1.12, а) - ручной повторный взвод;

Поворот вправо (рис. 1.12, б) - автоматический повторный взвод.

Переключатель «СБРОС» остается в положении автоматического

повторного взвода до принудительного возврата в положение ручного повторного взвода. При закрытии крышки переключатель блокируется. Ручной повторный взвод осуществляется нажатием на синюю кнопку «СБРОС». 

Рис. 1.11.

Рис. 1.12.

Функция «Остановка» приводится в действие нажатием красной кнопки «СТОП» (рис. 1.11, поз. 5). Нажатие кнопки «СТОП» (рис. 1.13, а):

Изменяет состояние нормально открытого (НО) контакта;

Не изменяет состояние нормально закрытого (НЗ) контакта. Кнопка «СТОП» может блокироваться U-образной скобой

(рис. 1.13, б). При закрытии крышки устройство блокируется.

Рис. 1.13.

Рис. 1.14.

Функция «Тестирование» приводится в действие нажатием отверткой на красную кнопку «ТЕСТ» (рис. 1.11, поз. 6). Нажатие кнопки «ТЕСТ» (рис. 1.14, а) имитирует срабатывание реле при перегрузке и:

Изменяет положение НО и НЗ контактов;

Изменяет положение (рис. 1.14, б) индикатора срабатывания реле (рис. 1.11, поз. 7).

Тепловые реле перегрузки типа LRD и LR97 серии D торговой марки Telemecanique разработаны для защиты цепей переменного тока и электродвигателей (с номинальным током 0,1-150 А) от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора и могут устанавливаться непосредственно под МП типа LC1: LC - обозначение основного модуля контактора серии Tesys, 1 - нереверсивный контактор.

Реле класса 10А типа: LRD-01-35 (№° по каталогу) перекрывают диапазон токов 0,1-38 А и имеет 16 исполнений; LRD-3322-3365 перекрывают диапазон токов 17-104 А и имеет 8 исполнений; LRD-4365-4369 перекрывают диапазон токов 80-140 А и имеет 3 исполнения.

Комплект для монтажа (рис. 1.15, а, поз.1) предназначен для прямого присоединения НЗ контакта реле LRD (рис. 1.15, а, поз. 2) к МП типа LC1 (рис. 1.15, а, поз. 3).

Клеммный блок (рис. 1.15, б, поз. 1) предназначен для монтажа реле LRD (рис. 1.15, б, поз. 2) на 35 мм рейке или винтового присоединения к монтажной плате (рис. 1.15, б, поз. 3) с посадочным размером 110 мм. Конструкция реле позволяет устанавливать устройство для удаленного отключения или электрического возврата (рис. 1.15, б, поз. 4), а также устройство для удаленного включения или электрического возврата (рис. 1.15, б, поз. 5). Кроме того, на лицевую панель реле можно установить блокировку (рис. 1.15, б, поз. 6) кнопки «Стоп».

С помощью гибких проводников LAD-7305 (рис. 1.15, в, поз. 1) для реле типа LRD (рис. 1.15, в, поз. 2) и LA7-D305 (рис. 1.15, в, поз. 3) для реле LRD-3 (рис. 1.15, в, поз. 4) можно осуществлять удаленное управление функцией «Возврат».

Переходное устройство для механизма блокировки двери (рис. 1.15, г, поз. 1) позволяет осуществлять удаленное управление реле типа LRD (рис. 1.15, г, поз. 2) и LRD-3 (рис. 1.15, г, поз. 3) с помощью рукоятки с пружинным возвратом для кнопки «Стоп» (рис. 1.15, г, поз. 4) и / или для кнопки «Возврат» (рис. 1.15, г, поз. 5).

Рис. 1.15.

Среднее время срабатывания в зависимости от кратности тока уставки для трехполюсного теплового реле перегрузки серии D типа LRD приведено на рисунке 1.16.

Рис. 1.16.

1 - симметричная нагрузка, 3 фазы, из холодного состояния;

2 - симметричная нагрузка, 2 фазы, из холодного состояния;

3 - симметричная нагрузка, 3 фазы, при длительном протекании установленного тока (из горячего состояния)

Электронное реле перегрузки по току LR97 D (рис. 1.17) разработано для наиболее полного обеспечения защиты электродвигателей и дополняет ряд существующих реле типа LRD.

Применение данных электронных реле рекомендуется для обеспечения защиты электродвигателей, работающих в механизмах с повышенным моментом нагрузки, а также устройств, обладающих большой инерцией или имеющих высокую вероятность заклинивания в установившемся режиме работы:

Конвейеры, дробилки и смесители;

Вентиляторы, насосы и компрессоры;

Центрифуги и сушилки;

Прессы, подъемники, обрабатывающие станки (распилочные, строгальные, протяжные, лентошлифовальные).

Электронное реле может использоваться для обеспечения защиты электродвигателей при затянутом пуске или частых включениях.

Реле LR97 D имеет две защитные функции с предустановленными параметрами: 0,5 с при блокировке ротора электродвигателей и 3 с при пропадании фазы.

Реле LR97 D может быть использовано для обеспечения защиты механической части промышленной установки. Для реализации этой функции устанавливается минимальное значение на диске O-TIME (рис. 1.17, поз. 7), что обеспечивает отключение в течение 0,3 с.

Рис. 1.17. : 1 – кнопка возврата RESET; 2 – кнопка TEST/STOP; 3 – индикатор состояния готовности / работы; 4 – индикатор срабатывания реле; 5 – установка тока LOAD; 6 – установка времени пуска D-TIME; 7 – установка задержки срабатывания O-TIME; 8 – ручная/автоматическая установка повторного взвода; 9 – установка режима: 1-фазный / 3-фазный

Функции контроля и защиты, которое обеспечивает реле LR97 D, наиболее полно соответствуют следующим применениям:

Контроль работы электродвигателей, имеющих значительное пусковое время, с высокой вероятностью тяжелого пуска: электродвигатели с повышенным моментом нагрузки, имеющие значительную инерцию;

Контроль работы электродвигателей в установившемся режиме работы, функция обнаружения повышенного момента нагрузки: (электродвигатели с высокой вероятностью «заедания» или блокировки движущихся частей, электродвигатели с возрастающим моментом);

Контроль механических отказов и повреждений;

Быстрое обнаружение перегрузки по сравнению с устройствами тепловой защиты на основе функции I2t;

Защита электродвигателей при специальных применениях: (затянутый пуск; частые пуски: от 30 до 50 в час); электродвигатели с переменным характером нагрузки при работе в установившемся режиме, когда тепловое реле перегрузки не может быть использовано в силу своих характеристик (инерция «тепловой памяти»).

Реле LR97 D имеет два настроечных диапазона времени:

D-TIME (рис. 1.17, поз. 6): время пуска;

O-TIME: время несрабатывания (максимально допустимое время отклонений при работе в установившемся режиме).

Функция D-TIME используется только при пуске электродвигателя. В момент пуска функция обнаружения перегрузки не задействована, что позволяет запустить электродвигатель без срабатывания реле защиты, даже при значительных перегрузках. При работе в установившемся режиме, когда вследствие перегрузки или пропадания фазы ток превысит заданное значение, реле сработает по истечении времени, введенного с помощью диска O-TIME.

Светодиодный индикатор красного цвета (рис. 1.17, поз. 3) сигнализирует о произошедшем отключении.

Для настройки реле достаточно выполнить 5 простых действий:

Установить максимальные значения на всех трех дисках настройки (LOAD, D-TIME и O-TIME);

Установить на диске D-TIME значение времени, соответствующее времени пуска электродвигателя;

Когда электродвигатель перейдет в режим постоянной нагрузки, установить значение тока поворотом диска LOAD (рис. 1.17, поз. 5) против часовой стрелки до тех пор, пока красный светодиодный индикатор не начнет мигать;

Медленно повернуть диск LOAD по часовой стрелке до тех пор, пока светодиодный индикатор не перестанет мигать;

Установить пороговое время срабатывания реле, используя диск

Для быстрой диагностики состояний предусмотрены два светодиодных индикатора (зеленый и красный), показывающие состояние реле и режимы работы (табл. 1.4).

Электрическая схема включения реле LR97 D, подключенного к контактору KM1 при управлении электродвигателем, приведена на рисунке 1.18.

Рис. 1.18.

Таблица 1.4

Диаграммы работы реле для трех режимов работы электродвигателя: пуска, механического заклинивания ротора и перегрузки, приведены на рисунке 1.19. В момент пуска функция обнаружения перегрузки не задействована, а время пуска, установленное на диске времени D-TIME, больше времени, при котором пусковой ток электродвигателя больше тока уставки (рис. 1.19). Как следствие, реле защиты не срабатывает. Если в процессе работы электродвигателя происходит заклинивание ротора, то по истечению времени, равном 0,5 сек с момента достижением тока в статорных обмотках двигателя значения, равного трехкратному току уставки - происходит срабатывание реле (рис. 1.19).

Рис. 1.19. Диаграмма работы реле LR97 D при пуске и механическом заклинивании ротора, кратковременной и длительной перегрузки

В случае возникновения переменной нагрузки, при которой ток в статорных обмотках электродвигателя в процессе своего изменения не превышает трехкратного тока уставки, а сама длительность изменения тока меньше времени несрабатывания реле O-TIME (рис. 1.19), режим работы реле остается неизменным (защита не срабатывает). Если же время действия переменной нагрузки больше или равно времени несрабатывания реле O-TIME (рис. 1.19), реле защиты срабатывает.

Возврат реле в исходное состояние осуществляется тремя способами: 1- ручным, при помощи кнопки «Возврат» (рис. 1.17); 2 - автоматическим, реализуется с помощью кнопки повторного взвода (рис. 17) через фиксированное время, равное 120 с, за исключением

случаев, когда срабатывание защиты обусловлено пуском ротора (неправильно выбрана уставка времени на диске D-TIME), произошло заклинивание ротора и в случае срабатывания при обрыве фазы; 3 - электрическим, обеспечивается кратковременным отключением подачи питания не менее 0,1 с.

Диаграммы работы реле для случая: пропадания фазы при пуске, обрыва фазы в установившемся режиме работы электродвигателя и перегрузки приведены на рисунке 1.20. Из приведенных диаграмм видно, что при пропадании фазы или ее обрыве реле защиты срабатывает по истечении времени, равном 3 с (предустановленный параметр). В случае перегрузки диаграммы работы реле совпадают с аналогичными приведенными для соответствующих режимов на рис. 1.19.

Рис. 1.20. Диаграмма работы реле LR97 D при пропадании фазы при пуске и установившейся работе электродвигателя, кратковременной и длительной перегрузки

Диаграмма работы реле для случая защиты электродвигателя от механических перегрузок (ударов) со стороны ротора приведена на рисунке 1.21. Как отмечалось выше, для реализации реле защитной функции от механических ударов необходимо на диске O-TIME выбрать уставку, соответствующую минимальному значению, что обеспечит отключение в течение 0,3 с (рис. 1.21). 

Рис. 1.21. Диаграмма работы реле LR97 D при механических перегрузках со стороны ротора электродвигателя

Суть схемы подключения любого МП сводится к управлению питанием его катушки. Известно, что срабатывание и отключение МП (втягивание и возврат силовых контактов) происходит замыканием и размыканием цепи питания катушки.

Схема подключения магнитного пускателя с катушкой управления на напряжение 220 В приведена на рисунке 1.22.

Рис. 1.22.

Питание на катушку магнитного пускателя KM1 поступает через контакты последовательно включенных в ее цепь кнопки «Пуск» - SB2, «Стоп» SB1 и теплового реле P. При нажатии на кнопку «Пуск» ее контакты замыкаются и питание на катушку поступает далее через замкнутые контакты кнопки «Стоп». Сердечник МП притягивает якорь, замыкая силовые подвижные контакты, и на нагрузку подается напряжение. 

При отпускании кнопки «Пуск» цепь катушки не разрывается, так как параллельно SB2 включен блок-контакт KM1 с замкнутыми контактами (якорь магнитного пускателя втянут) - фазное напряжение L3 на катушку будет поступать через них.

Нажатием кнопки «Стоп» цепь питания катушки разрывается, происходит возврат группы подвижных контактов в исходное состояние и нагрузка, таким образом, оказывается обесточенной. То же самое происходит при токовой перегрузке электродвигателя, на нагревательных элементах теплового реле Р выделяется дополнительная тепловая энергия, которая приводит к срабатыванию размыкающего контакта теплового реле, прерывая, в данном случае ноль N, питающий катушку KM1 магнитного пускателя.

Схема подключения магнитного пускателя с катушкой на 380 В приведена на рисунке 1.23.

Различия этих двух схем подключения МП состоят лишь в питающем напряжении катушки. В первом случае, при подключении МП с рабочим напряжением катушки 220 В, для ее питания были использованы ноль и фаза L3, во втором - две питающие фазы L2 и L3.

Рис. 1.23.

Реверсивная схема подключения электродвигателя к питающей сети с помощью МП приведена на рисунке 1.24. Подключение трехфазного электродвигателя по реверсивной схеме бывает востребовано в случаях, когда в процессе его эксплуатации необходимо оперативно изменять направление вращения вала. В отличие от обычной схемы подключения, данная схема содержит два магнитных пускателя, две кнопки «Пуск» и одну «Стоп». 

Изменение направления вращения вала электродвигателя происходит за счет изменения фазировки (порядка подключения фаз) в его электропитании и задается нажатием кнопки «Пуск1» или «Пуск2».

Силовые контакты магнитных пускателей KM1 и KM2 соединены таким образом, что при срабатывании одного из них очередность фаз в питании будет отличаться от фазировки при срабатывании другого.

Работает схема следующим образом: нажатием кнопки «Пуск1» (SB1) замыкается цепь питания катушки KM1, происходит втягивание и замыкание силовых контактов KM1 (на схеме выделены пунктиром) и питание с очередностью фаз L1, L2, L3 поступает на клеммы электродвигателя. Во избежание ошибочного включения кнопки «Пуск2», в цепь катушки KM1 последовательно включен нормально закрытый блок-контакт второго магнитного пускателя KM2.

Рис. 1.24.

Остановка двигателя производится нажатием кнопки «Стоп» (SB3) - ее контакты «разрывают» питающую фазу катушки L3. Прерывание питания катушки KM1 приводит к возврату подвижных силовых контактов этого МП в исходное положение, таким образом, электродвигатель оказывается отключенным.

Нажатием кнопки «Пуск2» (SB2) по аналогии замыкается цепь питания катушки KM2, происходит втягивание и замыкание силовых контактовКМ2 (на схеме выделены синим цветом) и питание, теперь

уже с очередностью фаз L3, L2, L1, поступает на клеммы электродвигателя. Таким образом, вращаться вал электродвигателя теперь будет в противоположном направлении.

Блокировка магнитного пускателя KM1, в случае ошибочного включения кнопки «Пуск1», здесь также осуществляется последовательным включением в цепь питания катушки нормально закрытого блок-контакта другого МП. В данном случае в цепь KM2 последовательно включен нормально закрытый блок-контакт KM1.

Электрическая принципиальная схема нереверсивного МП с реле, со встроенными в оболочку кнопками управления и сигнальными лампами приведена на рисунке 1.25.

Подачей коммутационным аппаратом из распределительного щита (автоматическим выключателем, рубильником) напряжения на клеммы трехполюсного автоматического выключателя QF (светится красная сигнальная лампа HL1) осуществляется подготовка к работе схемы.

Рис. 1.25.

После включения автоматического выключателя (светится зеленая сигнальная лампа HL2) напряжение подается на его клеммы и на главные замыкающие контакты магнитного пускателя КМ. Катушка магнитного пускателя КМ подключается к сети через контакты теплового реле и кнопок управления «Пуск» (SB2) и «Стоп»(SB1). При нажатии кнопки «Пуск» напряжение на катушку магнитного пускателя КМ подается через замкнутые контакты кнопки «Стоп» и замкнутые контакты теплового реле КК. Электрический ток проходит по катушке КМ, создает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику, и тем самым замыкает главные и вспомогательные контакты магнитного пускателя КМ, шунтирующие замыкающие контакты кнопки «Пуск», которую после этого можно отпустить. Напряжение подается на обмотки электродвигателя М, и осуществляется его пуск, о чем сигнализирует лампа HL3.

Для отключения электродвигателя нажимается кнопка «Стоп». Катушка теряет питание, после чего якорь под действием возвратных пружин отходит от сердечника, и контакты размыкаются.

При токовой перегрузке электродвигателя на нагревательных элементах теплового реле КК выделяется дополнительная тепловая энергия, которая приводит к срабатыванию размыкающего контакта теплового реле КК, и цепь катушки КМ размыкается.

Электрическая принципиальная схема реверсивного МП с реле, со встроенными в оболочку кнопками управления и сигнальными лампами приведена на рисунке 1.26.

Рис. 1.26. Электрическая принципиальная схема реверсивного МП с реле, со встроенными в оболочку кнопками управления и сигнальными лампами

При нажатии кнопки «Вперед» (SB2) напряжение 380 В на катушку магнитного пускателя КМ1 подается через замкнутые контакты кнопки «Стоп» (SB1) и замкнутые контакты теплового реле КК. Электрический ток управления проходит по катушке КМ1, создает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику, и тем самым замыкает главные и вспомогательные контакты магнитного пускателя КМ1, шунтирующие замыкающие контакты кнопки «Вперед». Напряжение подается на обмотки электродвигателя М, и осуществляется его пуск, о чем сигнализирует лампа HL3. Для отключения электродвигателя нажимается кнопка «Стоп».

Изменение направления вращения ротора электродвигателя осуществляется при нажатии кнопки «Назад» SВ3). При этом электрический ток управления проходит по катушке КМ2, замыкаются главные и вспомогательные контакты магнитного пускателя КМ2, шунтирующие замыкающие контакты кнопки SB3. Напряжение подается на обмотки электродвигателя М (светится лампа HL4), но при этом меняется направление вращения магнитного поля (напряжение фазы «А» подается на клемму - «3», а напряжение фазы «С» - на клемму «1» электродвигателя), то есть изменяется порядок чередования фаз.

Во избежание ошибочного включения кнопки «Назад», в цепь катушки KM1 последовательно включен нормально закрытый блок- контакт второго магнитного пускателя KM2.

Наличие механической блокировки в конструкции реверсивного МП предотвращает возникновение короткого замыкания между фазами при одновременном замыкании главных замыкающих контактов магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Благодаря этому появление напряжения на катушке второго контактора не приводит к его срабатыванию. Кроме того, после включения магнитного пускателя КМ1 размыкающим контактом КМ1 разрывается цепь катушки магнитного пускателя КМ2, и при нажатии кнопки SB3 не произойдет никаких аварийных режимов. Аналогичная электрическая блокировка есть в цепи катушки КМ1 (размыкающий контакт КМ2).

Следует отметить, что электрическая блокировка может быть выполнена путем использования размыкающих контактов кнопок «Вперед» и «Назад», которые включают вместо размыкающих контактов КМ1 и КМ2, например, при отсутствии размыкающих контактов в конструкции МП. Тогда при нажатии кнопки SB2 разрывается цепь питания катушки КМ2 и при нажатии на кнопку SB3 катушка КМ2 останется обесточенной. 

Высокий коэффициент возврата электромагнитов контакторов переменного тока позволяет защищать от понижения напряжения сети (электромагнит отпускает при U = (0,6-0,7)^ином). При восстановлении напряжения сети до номинального значения самопроизвольное включение МП не происходит, т.к. замыкающие блок-контакты КМ1 и КМ2 и замыкающие контакты кнопок «Вперед» и «Назад» - разомкнуты.

В схеме предусмотрено зануление - корпус электродвигателя соединен с нейтралью N. В случае пробоя изоляции электродвигателя или питающего кабеля на корпус, в схеме возникнет режим короткого замыкания (через цепь «фаза - корпус - нуль» будет протекать ток короткого замыкания), что приведет к срабатыванию электромагнитного расцепителя автоматического выключателя QF. Автоматический выключатель обесточит схему.