При підключенні потужних електричних і електромеханічних агрегатів (наприклад, електронасосів, електродвигунів, нагрівачів) зазвичай застосовуються електромагнітні пускачі або контактори. Ці прилади забезпечують дистанційну безпечну комутацію електромережі з потужними споживачами електрики. Вони дають можливість багаторазово відключати і підключати навантажувальні пристрої в короткий період, а також дозволяють використовувати термореле і схеми захисту, «самопідхоплення», блокування.
Щоб правильно зібрати схему підключення, потрібно зрозуміти принципи роботи електромагнітного пускача.
Пристрій контактора і електромагнітного пускача
Перш за все необхідно описати відмінності між двома однотипними пристроями: контакторами і пускателями. В їх основі лежить один і той же принцип електромагнітної індукції. Різниця полягає в ступені захисту і обмеження по струму застосування.
Пускачі виробляються в пластиковому корпусі з максимальним обмеженням по струму до 10 ампер. Вони призначені для включення і відключення асинхронних електродвигунів, де потрібно три фази подачі напруги. Тому з корпусу виступають три групи силових контактів. Але це не заважає використовувати пускачі електромагнітні, схеми підключення яких дуже прості для старту і відключення інших приладів з робочим харчуванням 380 і 220 вольт і менше. За їх допомогою можна запускати найрізноманітніші пристрої та агрегати аж до ланцюгів освітлення. Найчастіше пускачі називають малогабаритними контакторами.
Контактори розраховані на запуск агрегатів зі споживанням струму понад 10 ампер, як правило, не мають корпусу і встановлюються в спеціалізовані ізольовані контейнери або бокси. Вони оснащені великими дугогасильними камерами, мають великі габарити і масу.
Принцип роботи
Основними частинами пускача є два сердечника у вигляді літери «Ш» і індукційна котушка.
Один з сердечників нерухомо закріплений на корпусі, другий - рухливий і оснащений пружинами. На нерухомому осерді закріплена котушка індуктивності. Від її типу залежить керуюча напруга всього пристрою в інтервалі від 12 до 380 вольт.
У верхній частині розташована контактна група, що складається з рухомого контактного моста і двох нерухомих клем переривання. При подачі напруги на котушку індуктивності утворюється магнітне поле, яке тягне вниз рухливий сердечник. Клеми переривання замикаються контактним мостом, запускаючи навантажувальний прилад або агрегат. При відключенні подачі напруги на індукційну котушку зникає магнітне поле, пружини піднімають рухливий сердечник вгору і розмикають контакти переривання, відключаючи навантаження.
На контакти розмикання можна подавати як постійна напруга, так і змінне, але воно не повинно перевищувати значень, зазначених виробником. Ці значення вказуються на корпусі приладу. Пускачі поділяються на два види:
- Замкнені, які в знеструмленому стані при подачі напруги розмикають контакти. Вони трохи відрізняються конструктивно, застосовуються в схемах захисту від перевантажень і не використовуються для подачі напруги.
- Розірвані, які в знеструмленому стані при подачі струму замикають контактну групу. Найпоширеніші пускачі, використовуються для подачі напруги живлення.
схеми підключення
Варіантів схем підключення пускачів існує багато. Важливо визначити, які завдання повинні бути виконані. В основному потрібно виконання основних функцій: пуск і зупинка підключеного обладнання, що здійснюється комутацією з пускачем двох кнопок «Старт» і «Стоп». Кнопки можуть бути суміщеними або встановленими окремо. Але також можуть бути затребувані інші функції, наприклад, реверсу (якщо підключається навантаженням є асинхронний двигун). Залежно від цілей збирається потрібна схема.
Класичне під'єднання до мережі
Схема підключення магнітного пускача 380 В дозволяє однією кнопкою подати напругу на джерело споживання, інший - його відключити. Харчування силової складової схеми здійснюється від трифазного змінного напруги 380 В. Фази позначені буквами «А», «В», «С». Якщо харчування подається з мережі однофазного напруги, то задіюються тільки два контакти.
Силова частина реалізована за допомогою трифазного автоматичного вимикача QF 1, магнітного пускача трифазного харчування, три розімкнуті групи клем якого позначені 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3. Буквою «М» позначений прилад або агрегат навантаження. Керуюча ланцюг підключається до фази «А» на контакт 1 L1. До її складу входять кнопки запуску SB 2 і кнопка відключення SB 1, індукційна котушка пускача КМ 1 і її допоміжні контакти 13 АЛЕ, 14 АЛЕ, підключені паралельно кнопці запуску.
Включенням автомата QF 1 подається чергове напруження на вхідні контакти електропускателя 1L1, 3L2, 5L3. Від контакту 1L1 напруга надходить в керуючу ланцюг через кнопку SB 1 на контактну групу 3, що складається з контакту кнопки SB 2 і допоміжного контакту магнітного пускача КМ 1, залишаючись там в черговому режимі до натискання кнопки запуску SB 2.
При замиканні кнопки запуску напруга подається на котушку, що призводить до спрацьовування пускача і замикання силових контактів 2T1, 4T2, 6T3, до яких підключений джерело споживання. При розмиканні кнопки запуску відключення силових контактів не відбувається, т. К. Шляхом паралельного підключення допоміжного контакту 13 НО-14 АЛЕ реалізується «самопідхоплення» вихідний, силовий, контактної групи.
Працює він у такий спосіб: після переривання подачі напруги через кнопку запуску струм продовжує надходити на індукційну котушку, але через контакти 13 НО-14 АЛЕ. Магнітне поле залишається включеним, не дозволяючи розмикатися силовий контактній групі. Без реалізації функції «самопідхоплення» кнопку запуску довелося б тримати постійно.
Відключення джерела навантаження відбувається натисканням кнопки SB 1, яка розімкне ланцюг управління, перервавши роботу магнітного поля, а пружина поверне рухливий сердечник в початкове положення, розімкнувши силову контактну групу.
При монтажі схеми важливо точно знати номінал використовуваної індуктивної котушки і напруги мережі. Застосовуючи котушку, розраховану на 220 вольт, один контакт підключають до маси другий через кнопки до будь-якої з двох фаз. Якщо робочий номінал котушки 380 вольт, то обидва контакти підключаються до фаз.
Виробляються котушки і для менших напруг: 12, 24, 36 вольт. Важливо точно знати робоча напруга і технічні характеристики використовуваної індуктивності.
Використовувати котушки більшого номіналу можна в ланцюгах меншої напруги, але зворотна заміна неможлива. Наприклад, котушка номіналом 380 вольт може використовуватися в мережі 220 вольт, але не навпаки. Найпоширенішим є електромагнітний пускач 380 В.
Комутація до мережі 220 вольт
Розглянемо найпростішу схему підключення магнітного пускача 220 В до звичайної побутової мережі. Напруга для індукційної котушки подається на клеми А1 і А2.
На клеми L1, L2, L3 можливо підключити будь-яку напругу, допустиме номіналом потужності пристрою змінного або постійного струму. Клеми T1, T2, T3 є виходом подається силового напруги. Наприклад, на силові вхідні клеми можна подати постійний струм від акумулятора. Він буде живити підключений до вихідних клем пристрій.
Однофазне живлення керуючої котушки дозволяє підключати фазу і нуль на будь-який з контактів. Схема примітивна і показана для розуміння порядку підключення магнітного пускача до побутової мережі, т. К. Для зазначених цілей можна використовувати звичайний рубильник.
Наприклад, керуючу котушку можна підключити до побутової мережі через датчик освітленості, датчик руху або реле часу, на силовий вхід подати необхідну для навантаження напруга, а на вихід можна підключити ланцюг вуличного чи іншого висвітлення. Варіантів застосування багато.
Реверсивний запуск електромеханічних агрегатів
Схеми реверсивного запуску використовуються для запуску асинхронних електродвигунів з можливістю зміни напрямку обертання робочого валу.
Ця схема реалізована за допомогою двох магнітних пускачів. Зміна напрямку руху вала досягається шляхом зміни місцями двох фаз. При включенні пускача КМ 1 двигун буде обертати вал за годинниковою стрілкою, при включенні контактора КМ 2 обертання валу буде відбуватися проти годинникової стрілки. Включення магнітних пристроїв КМ 1 і КМ 2 проводиться різними кнопками «Старт вперед» і «Старт назад». Відключення провадиться загальної кнопкою.
У реверсивних схемах обов'язково повинен бути передбачений захист від одночасного включення функцій «Старт вперед» і «Старт назад». Такий захист буває двох видів:
- Механічний захист - кнопки від одночасного включення блокуються різними механічними блокаторами.
- Електричний захист, вона досягається шляхом включення в схему компонентів блокування одночасного включення пускачів.
У розглянутій схемі синхронне включення двох пускачів практично неможливо. При включеному контакторі КМ 1 контакт 3 КМ 1.4 розірваний. Якщо помилково натиснути дві кнопки запуску одночасно, то нічого не станеться, але електромотор буде обертатися в сторону, яка була задана раніше.
Щоб запобігти випадковому, одночасне замикання двох контакторів, краще зібрати більш складну схему блокування синхронного включення і «самопідхоплення». Для цього необхідна додаткова блокування і додатковий «самопідхоплення». Але в стандартних індукційних пускателях не передбачена п'ята контактна група. Для вирішення цієї проблеми використовують спеціалізовану приставку ПКІ (приставка контактна індукційна) з котушкою на 380 або 220 вольт. Номінал котушки залежить від параметрів мережі.
Приставка закріплюється спеціалізованими кріпленнями до корпусу пускача. Її контактні групи працюють синхронно з групами основних контактів.
На схемах напруга від кнопок старту йде не відразу на індуктивну котушку, а через контакти іншого нормально замкнутого (замкнутого в відключеному стані) пускача. Цим обумовлена неможливість подачі струму на два основних контактора одночасно. При випадковому включенні другого контактора піде напруга на котушку нормально замкнутого пускача, а він розімкне першу ланцюг. Таким чином, реалізується проста і надійна захист від короткого замикання.
Підключення електромагнітного пускача - нескладне завдання. Головне, уважно монтувати необхідну схему і не забувати про заходи безпеки. Як правило, контактори використовують для підключення навантажувальних приладів великої потужності, які потребують високої напруги. Висока напруга завжди небезпечно, робота з ним вимагає особливої уважності і дотримання всіх необхідних заходів безпеки. Ось деякі з них:
- Виробляти всі монтажні роботи при відключеною мережі живлення.
- Ізолювати всі з'єднання.
- Контактори встановлювати в спеціальні бокси або ящики.
- При монтажі використовувати інструменти з ізольованими ручками.
- Перед запуском ретельно перевірити всі зібрані електричні ланцюги.
Схеми підключення силових приладів через електромагнітні пускачі гранично прості. Вони дозволяють зручно, безпечно і довгостроково управляти джерелами споживання великої потужності.