Схемы подключения магнитных пускателей для 220 В и 380 В, а также особенности их самостоятельного монтажа

Магнитный пускатель представляет собой устройство, которое обеспечивает стабильную работу электрического оборудования с учетом всех стандартов. Благодаря этому прибору происходит распределение электропитания и управление подключаемыми нагрузками.

В большинстве случаев именно через него подают напряжение на электродвигатели. Он также позволяет выполнять реверсивные операции и остановку мотора. Все эти функции могут быть осуществлены благодаря правильно составленной схеме подключения магнитного пускателя, которую несложно собрать своими силами.

В данном материале мы рассмотрим конструкцию и принцип действия магнитного пускателя, а также изучим особенности его подключения.

Разница между магнитными пускателями и контактами

При выборе коммутационного устройства многие сталкиваются с путаницей между магнитными пускателями (МП) и контактами. Несмотря на наличие схожих характеристик, это два различных прибора. Магнитный пускатель включает в себя несколько устройств, объединённых в одном управляющем блоке.

В состав МП могут входить несколько контакторов, защитные элементы, специальные приставки и управляющие единицы. Они размещены в корпусе, обладающем определенной защитой от влаги и пыли. В основном эти устройства используются для контроля работы асинхронных двигателей.

Рабочее напряжение магнитного пускателя определяется индуктивной катушкой электромагнита. Существуют МП с небольшими значениями — 12, 24, 110 В, но чаще используются модели на 220 и 380 В.

Контактор, в отличие от магнитного пускателя, представляет собой моноблочную конструкцию с фиксированным набором функций. В то время как пускатели применяются в более сложных схемах, контакторы обычно встречаются в простых вариантах.

Конструкция и цель устройства

Сравнив способы подключения МП и контактора, можно сделать вывод, что магнитный пускатель в первую очередь предназначен для запуска электродвигателей. Фактически, можно утверждать, что МП является специализацией контактора для управления электродвигателем.

Эта разница настолько условна, что многие производители теперь называют МП контакторами малых размеров. Также следует отметить, что постоянное совершенствование контакторов сделало их более универсальными и многофункциональными.

Функции магнитного пускателя

МП и контакторы устанавливаются в силовых сетях, которые передают ток как переменного, так и постоянного напряжения. Их действие основывается на принципе электромагнитной индукции.

Устройство состоит из сигнальных контактов и рабочих, которые предназначены для подачи питания. Первые называют вспомогательными, вторые — основными.

Кнопки «Старт», которые входят в состав схемы, обеспечивают более комфортное управление. Чтобы отключить нагрузку, достаточно нажать кнопку «Стоп». Это приведет к прекращению напряжения на катушке пускателя и разрыву цепи.

МП позволяет удаленно управлять электрическими установками, включая электродвигатели. Они не выполняют защитные функции; при исчезновении напряжения или его снижении ниже 50% силовые контакты размыкаются.

После остановки устройств, где установлен контактор, повторный запуск не произойдет автоматически; для этого требуется вновь нажать кнопку «Пуск».

Этот момент крайне важен для безопасности, так как предотвращает возможность аварий, вызванных самопроизвольным включением электрооборудования.

Пускатели, в схемах которых установлены тепловые реле, защищают двигатель или другое устройство от длительных перегрузок. Эти реле могут быть двухполюсными (ТРН) или однополюсными (ТРП). Они срабатывают при превышении тока через них.

Конструкция и работа устройства

Для корректной работы МП важно соблюдать определенные правила монтажа, иметь базовые знания релейной техники и правильно выбрать схему электроснабжения.

Поскольку данные устройства рассчитаны на работу в течение ограниченного времени, наиболее востребованными являются МП с разомкнутыми контактами. Наибольшей популярностью пользуются модели серий ПМЕ и ПАЕ.

Первые устанавливаются в сигнальные цепи для электродвигателей мощностью от 0,27 до 10 кВт, а вторые — от 4 до 75 кВт. Они рассчитаны на напряжение 220 и 380 В.

Существует четыре варианта исполнения:

• открытый;
• защищенный;
• пылевлагозащищенный;
• пылезащита от брызг.

МП серии ПМЕ включает двухфазное реле ТРН. Для пускателя серии ПАЕ количество встроенных реле зависит от его мощности.

Обозначение типа устройства состоит из буквы и количества цифр от 1 до 6, что указывает на величину. Вторая цифра говорит о конструкции. Одна означает нереверсивный МП без тепловой защиты, двойка — с тепловой защитой, тройка — реверсивный без тепловой защиты, четверка — реверсивный с тепловой защитой.

Мощность катушки пускателя для стабильной работы необходима, когда напряжение составляет около 95% от номинала.

Ключевыми элементами конструкции МП являются:

• сердечник;
• катушка электромагнита;
• якорь;
• каркас;
• механические датчики;
• группы контактов (центральные и дополнительные).

В конструкцию могут включаться дополнительные компоненты, такие как защитные реле, электропредохранители, дополнительные клеммы и устройства для запуска.

К комплектующим магнитного пускателя относятся основание, неподвижные контакты, пружины, сердечник, дроссель, якорь, контактные мостики и теплоотводящие элементы.

По сути, это реле, которое может отключать большие токи. Благодаря мощным электромагнитам, данный прибор отличается высокой скоростью срабатывания.

Электромагнит в форме катушки, рассчитанной на 24-660 В, расположен на сердечнике. Высокая мощность необходима для преодоления силы пружины.

Эта пружина предназначена для быстрого размыкания контактов, так как от скорости размыкания зависит сила электрической дуги. Чем быстрее размыкаются контакты, тем меньше дуга и тем менее изношены сами контакты.

В нормальном состоянии контакты разомкнуты. Пружина в этот момент поддерживает верхнюю часть магнитопровода в приподнятом состоянии.

Когда на магнитный пускатель подаётся электропитание, ток через катушку создает электромагнитное поле, которое притягивает подвижную часть магнитопровода, сжимая пружину. В этот момент контакты замыкаются, и на нагрузку подаётся питание, что запускает её.

Если питание отключается, электромагнитное поле исчезает. Пружина распрямляется, и верхняя часть магнитопровода поднимается, размыкая контакты и прекращая подачу питания на нагрузку.

Некоторые модели пускателей могут быть дополнительно оборудованы защитой от перенапряжений, которые применяются в полупроводниковых системах управления.

Работу системы можно контролировать вручную, нажимая на якорь, чтобы почувствовать силу сжатия пружины. Это усилие сжатия противодействует магнитному полю. Когда якорь полностью опускается, пружина отбрасывает контакты, размыкая их.

Питание катушки управления после подключения магнитного пускателя осуществляется от переменного тока, при этом тип тока не имеет значения.

Пускатели обычно имеют два типа контактов: силовые и блокировочные. Силовые контакты подключают нагрузку, а блокировочные защищают от неправильных действий при подключении.

Силовые контакторы могут иметь 3 или 4 пары в зависимости от конструкции устройства. Каждая пара состоит из подвижных и неподвижных контактов, которые соединены с клеммами устройства с помощью металлических пластин.

Подвижные контакты обеспечивают постоянное питание на нагрузку, которое отключается только после срабатывания пускателя.

Контакторы с нормально разомкнутыми контактами подают питание исключительно в момент работы пускателя.

Существуют два типа блокировочных контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Первые имеют кнопку «Стоп», вторые оснащены кнопкой «Пуск».

Нормально замкнутые контакты всегда подают питание на нагрузку, разъединение происходит только после срабатывания пускателя. В то время как питание для нормально разомкнутых контактов поступает только во время работы устройства.

Особенности установки пускателя

Неверное размещение магнитного пускателя может привести к непредсказуемым срабатываниям. Чтобы избежать этого, стоит избегать мест с вибрацией, ударами и толчками.

Строение МП таково, что его можно установить в электрощите, но только при соблюдении особых требований. Устройство будет эффективно работать, если его разместить на ровной, плоской и вертикальной поверхности.

Тепловые реле не должны подвергаться нагреву из-за близости к источникам тепла, так как это может негативно сказаться на их работе. Поэтому их следует устанавливать в зонах, свободных от нагревательных устройств.

Установка магнитного пускателя в помещениях с устройствами, работающими на токах свыше 150 А, строго запрещена. Включение и отключение таких устройств может вызвать сильные электромагнитные удары.

Перед подключением медные провода необходимо предварительно залудить. Для многожильных проводов концы перед лужением следует скрутить. Алюминиевые провода требуют зачистки надфилем, после чего их обрабатывают специальной пастой или техническим вазелином.

Во избежание перекоса пружинных шайб, находящихся в контакте зажима пускателя, провода следует сгибать в форме буквы П или кольца. Если необходимо подключить два провода, их концы должны быть прямыми и расположенными с обеих сторон от зажимного винта.

Перед тем как включить пускатель, следует провести осмотр и проверить работоспособность всех его компонентов. Подвижные элементы должны свободно перемещаться. Электрические соединения следует сверять с установленной схемой.

Распространенные схемы подключения магнитного пускателя

Чаще всего применяется схема с одним пускателем. Основные элементы соединяются с использованием 3-жильного кабеля и двух разомкнутых контактов, когда устройство выключено.

Эта схема является достаточно простой. Она активируется при замыкании автоматического выключателя QF. Защита от короткого замыкания (КЗ) осуществляется предохранителем PU.

В нормальной ситуации контакт реле P замкнут. Нажатие кнопки «Пуск» приводит к замыканию цепи. Нажатие на кнопку «Стоп» разрывает соединение. В случае перегрузки тепловой датчик P срабатывает и размыкает контакт, останавливая машину.

Для этой схемы важно учитывать номинальное напряжение катушки. Если на катушке 220 В, а двигатель рассчитан на 380 В, подключение по схеме «звезда» не будет корректным.

В таких случаях используют схему с нейтральным проводником, что оправдано при подключении обмоток двигателя по треугольнику.

Некоторые нюансы подключения устройства на 220 В

Независимо от метода подключения магнитного пускателя, проект должен включать две цепи — сигнальную и силовую. Первая цепь отвечает за подачу напряжения, а вторая управляет работой оборудования.

Характеристики силовой цепи

Магнитный пускатель питается через контакты, обозначенные как A1 и A2. На них подается напряжение 220 В, что имеет значение, если катушка рассчитана на это значение.

Подключать «фазу» оптимально к A2, хотя в принципе в подключении нет критичной разницы. Источник питания подключают к нижним контактам на корпусе пускателя.

Тип напряжения не важен, главное, чтобы его номинал не превышал 220 В.

Магнитный пускатель, имеющий катушку на 220 В, может принимать напряжение от таких источников, как дизель- или ветрогенератор, аккумулятор и др. Съем происходит с клемм T1, T2, T3.

Недостатком данного подключения является необходимость манипуляций с вилкой для включения или отключения. Улучшить схему можно, установив перед пускателем автомат, который позволит легче управлять питанием.

Корректировка цепи управления

Эти изменения касаются только цепи управления, тогда как силовая цепь остается неизменной. В данной схеме элементы располагаются в одном корпусе и называются «кнопочным постом». Каждая кнопка имеет по две пары входов и выходов. Кнопка «Пуск» имеет нормально разомкнутые контакты (НЗ), тогда как у кнопки «Стоп» — нормально замкнутые (NC).

Кнопки устанавливаются последовательно перед пускателем: сначала «Пуск», затем «Стоп». Управляющий импульс воздействует на контакты магнитного пускателя.

Импульс поступает от нажатия кнопки «Пуск», открывающей доступ к напряжению катушке управления. Удерживать «Пуск» нет необходимости, так как поддержание осуществляется по принципу самозахвата. Он реализуется путем подключения дополнительных самоблокирующихся контактов параллельно кнопке «Пуск». Эти контакты обеспечат питание катушки.

После их замыкания катушка будет самоподпитываться. Разрыв этой цепи приведет к отключению пускателя.

Кнопка «Стоп» часто окрашивается в красный цвет. Кнопка «Пуск» может иметь обозначения, такие как «Вперед» или «Назад», и чаще всего зеленого или черного оттенков.

Подключение к трехфазной сети

Трехфазное питание возможно через катушку пускателя, работающую с напряжением 220 В. Эта схема чаще применяется с асинхронными двигателями. Сигнальная цепь при этом остается неизменной.

Одну фазу и «ноль» подсоединяют к соответствующим контактам. Фазный провод проходит через кнопки «Старт» и «Стоп». На контакты NO13, NO14 устанавливается перемычка между замкнутыми и разомкнутыми контактами.

Силовая цепь отличается, но изменения несущественны: три фазы подаются на входы, обозначенные как L1, L2, L3. Трехфазная нагрузка подключается к T1, T2, T3.

Введение в схему теплового реле

Между магнитным пускателем и асинхронным электрическим двигателем последовательно устанавливается тепловое реле. Его выбор зависит от характеристик мотора.

Тепловое реле обеспечивает защиту электрического двигателя от неисправностей и аварий, возникающих при исчезновении одной из фаз.

Реле подключается к выходу с магнитным пускателем. Ток проходит через реле к мотору по цепи, нагревая реле. В верхней части реле размещены вспомогательные контакты, объединенные с катушкой.

Нагреватели реле рассчитаны на определенный предел тока, чтобы при перегреве двигателя реле могло разрывать цепь пускателя.

Также полезно ознакомиться с нашей статьей о выборе и подключении электромагнитного пускателя на 380 В. Более подробно — переходите по ссылке.

Запуск двигателя с реверсивным ходом

Для работы некоторых устройств требуется, чтобы двигатель мог вращаться в обе стороны.

Схема подключения для такого случая предполагает наличие двух магнитных пускателей, кнопочного поста или трех отдельных кнопок — две из них «Вперед» и «Назад», а третья — «Стоп».

Для реализации данной схемы к текущей схеме добавляется еще одна сигнальная цепь, включающая клавишу SB3 и пускатель КМ2. Также требует изменения силовая часть схемы.

Для защиты от короткого замыкания в силовой цепи используются нормально замкнутые контакты КМ1.2 и КМ2.2.

Процесс подготовки схемы к работе осуществляется в следующем порядке:

1. Включают автомат QF1.
2. На силовые контакты пускателей КМ1 и КМ2 подаются фазы А, В, С.
3. Фаза, обеспечивающая цепь управления (А), через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и кнопку SB1 «Стоп» подается на контакт 3 (кнопок SB2 и SB3), контакт 13НО (пускатели КМ1 и КМ2).

В дальнейшем, работа схемы будет зависеть от направления вращения мотора.

Управление реверсом двигателя

Начало вращения происходит при нажатии на кнопку SB2. При этом фаза А через КМ2.2 подается на катушку пускателя КМ1. Это вызывает включение пускателя, замыкающего нормально разомкнутые контакты и размыкающего нормально замкнутые.

Замыкание КМ1.1 приводит к самоподхвату, а после срабатывания контактов КМ1 подается фаза А, В, С на аналогичные контакты обмоток двигателя, и он начинает вращение.

Перед переключением мотора на вращение в противоположном направлении, необходимо остановить текущее вращение, нажав кнопку «Стоп». Чтобы осуществить вращение в другую сторону, необходимо поменять местами две питающие фазы при помощи пускателя КМ2.

Эта операция разрывает цепь, и управления фазой А не поступает на дроссель КМ1, а сердечник с контактами восстанавливается в исходное состояние с помощью возвратной пружины.

Контакты размыкаются, подача напряжения на двигатель М прекращается, и схема переходит в режим ожидания.

Запустить снова можно нажатием кнопки SB3. Фаза А через КМ1.2 поступит на КМ2, магнитный пускатель сработает и через КМ2.1 перейдет в самоподхват.

Затем, магнитный пускатель при помощи контактов КМ2 поменяет фазы местами, что приводит к изменению направления вращения двигателя. При этом размыкаются контакты КМ2.2, находящиеся в цепи, питающей пускатель КМ1, чтобы предотвратить его включение во время работы КМ2.

Функционирование силовой схемы

Ответственность за переключение фаз для изменения направления вращения двигателя лежит на силовой схеме.

Провод белого цвета подает фазу А на левый контакт пускателя КМ1, затем снова через перемычку находит путь к левому контакту КМ2. Выходы пускателей также соединены перекрестной перемычкой, и фаза А поступает на первую обмотку двигателя через КМ1.

При срабатывании контактов пускателя КМ1 на первую обмотку подается фаза А, на вторую — фаза В, а на третью — фаза С. В результате мотор начинает вращение влево.

Когда срабатывает КМ2, фазы В и С меняются местами. Фаза В направляется на третью обмотку, а фаза С — на вторую. При этом фаза А остается неизменной, и мотор начинает вращаться вправо.

Заключение и полезные видео по теме

В нашей статье можно узнать детальную информацию о устройстве и подключении контактора:

Практические советы по подключению магнитного пускателя:

По представленным схемам можно самостоятельно подключить магнитный пускатель как к 220 В, так и к 380 В.

Важно помнить, что сборка не является сложной, но для реверсивной схемы необходимо предусмотреть двухстороннюю защиту, чтобы исключить возможность параллельного включения. Эта защита может быть как механической, так и основанной на блокировочных контактах.

Если у вас возникли вопросы по теме данной статьи, не стесняйтесь оставлять свои комментарии ниже. Также можно поделиться интересной информацией или дать советы по подключению магнитных пускателей другим посетителям нашего сайта.