Монтажная схема реверса асинхронного двигателя 380 вольт с отдельным блоком кнопок

Контакторы и пускатели — в чем разница

И контакторы и пускатели предназначены для замыкания/размыкания контактов в электрических цепях, обычно — силовых. Оба устройства собраны на основе электромагнита, работать могут в цепях постоянного и переменного тока разной мощности — от 10 В до 440 В постоянного тока и до 600 В переменного. Имеют:

  • некоторое количество рабочих (силовых) контактов, через которые подается напряжение на подключаемую нагрузку;
  • некоторое количество вспомогательных контактов — для организации сигнальных цепей.

Так в чем разница? Чем отличаются контакторы и пускатели. В первую очередь они отличаются степенью защиты. Контакторы имеют мощные дугогасительные камеры. Отсюда следуют два других отличия: из-за наличия дугогасителей контакторы имеют большой размер и вес, а также используются в цепях с большими токами. На малые токи — до 10 А — выпускают исключительно пускатели. Они, кстати, на большие токи не выпускаются.

Внешний вид не всегда так сильно отличается, но бывает и так
Внешний вид не всегда так сильно отличается, но бывает и так

Есть еще одна конструктивная особенность: пускатели выпускаются в пластиковом корпусе, у них наружу выведены только контактные площадки. Контакторы, в большинстве случаев, корпуса не имеют, потому должны устанавливаться в защитных корпусах или боксах, которые защитят от случайного прикосновения к токоведущим частям, а также от дождя и пыли.

Кроме того, есть некоторое отличие в назначении. Пускатели предназначены для запуска асинхронных трехфазных двигателей. Потому они имеют три пары силовых контактов — для подключения трех фаз, и одну вспомогательную, через которую продолжает поступать питание для работы двигателя после того, как кнопка «пуск» отпущена. Но так как подобный алгоритм работы подходит для многих устройств, то подключают через них самые разнообразные устройства — цепи освещения, различные устройства и приборы.

Видимо потому что «начинка» и функции обоих устройств почти не отличаются, во многих прайсах пускатели называются «малогабаритными контакторами».

Как устроен и для чего нужен пускатель?

Реверсивный пускатель
Как можно логически определить из названия, это устройство предназначено для пуска электродвигателей различных приводных механизмов и техники. Это специфическое оборудование, которое необходимо для коммутации силовых целей с большими нагрузками, как на постоянном, так и на переменном токе. Пускатель обладает более широким функционалом, нежели базовый контактор и кроме обеспечения частых пусков и остановок, может выступать в роли защитного барьера при перегрузках. Кроме этого, реверсивный и нереверсивный пускатели, например, серии ПМЛ, нашел свое применение при организации дистанционных схем управления, пуска насосных, вентиляционных, крановых агрегатов, кондиционеров и т.д.

Любой магнитный пускатель состоит из следующих основных частей:

  • Электромагнитная часть. Она состоит из катушки и разъединенных магнитопроводов – неподвижного сердечника и подвижного якоря,
  • Блок главных контактов. Они нужны для замыкания/размыкания силовых мощных нагрузок. С учетом параметров пускателя, он может иметь до 5 пар контактов. Одна их половина расположена на траверсе якоря, а другая – на верхней части корпуса,
  • Блокирующие контакты. Они используются при коммутации управляющих цепей схемы, например, когда включение/остановка происходит пусковыми кнопками. Происходит блокировка основных контактов, а значит, устраняется необходимость удерживания кнопки управления,
  • Возвратный механизм. По сути, это просто пружина, которая при размыкании контактов возвращает якорь в исходное положение, обеспечивая необходимый зазор между парами.

Строение реверсивного пускателя

Разница между прямым и реверсивным пускателями

Главное отличие нереверсивного и реверсивного пусковых устройств, состоит в схеме подключения. Также меняется комплектация. Контактор прямого типа является одиночным, тогда как реверсивный – блочным, состоящим из двух прямых, объединенных в одном корпусе. Визуальные отличия этих двух реле можно видеть на сравнении моделей ПМЛ-1100 (слева) и ПМЛ-1500 (справа):

Различия между пускателями

При этом, должно соблюдаться одно крайне важное условие: реверсивное соединение пускателей должно полностью исключать возможность их одновременного срабатывания. Это неизбежно приведет к возникновению явления короткого замыкания.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя электродвигателей делится на два основных вида:

  1. Подключение к сети с напряжением 220 В,
  2. Запуск контактора на 380 В.

Далее рассмотрим подробнее каждый из вариантов, опираясь на уже упомянутые модели контакторов ПМЛ серии 1500.

Условные обозначения на схемах

условные обозначения на принципиальной электрической схеме подключения электродвигателя

Магнитный пускатель (далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.

магнитный пускатель на принципиальной электрической схеме

У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.

Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.

В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке реверсивной схемы пуска электродвигателя ), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).

приставка с блок-контактами для контактора

Кнопки для управления электродвигателем входят в состав кнопочных постов, кнопочные посты могут быть однокнопочные, двухкнопочные, трехкнопочные и т.д.

двухкнопочный и трехкнопочный пост

Каждая кнопка кнопочного поста имеет по два контакта — один из них нормально-разомкнутый, а второй нормально-замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться как в качестве кнопки «Пуск» так и в качестве кнопки «Стоп».

кнопки на принципиальной электрической схеме

 

Вид и функционирование реверсивной схемы на 220 В

На этой монтажной схеме можно видеть следующие основные элементы (обозначены цифрами):

  1. Блокирующие или блок-контакты,
  2. Катушки магнитных пускателей, рассчитанные на напряжение питания 220 В,
  3. Контакты тепловой или токовой защиты (релейные элементы),
  4. Силовые контакты пускателей.

Вид реверсивной схемы на 220 В

Вид реверсивной схемы на 220 В

Кроме этого, буквенно-числовыми обозначениями выделяются:

  • МП-1, МП-2 – магнитные пускатели. Их границы на схеме выделены штриховыми линиями,
  • Стоп, Пуск – органы управления (сам блок выделен штриховой линией). Отдельно выделена лишь кнопка Стоп. Пусковые кнопки (прямой ход и реверс) обозначены, как две пары контактов, связанных с пускателями МП-1 и МП-2,
  • М – электродвигатель.

Принцип функционирования

Как можно видеть, на силовые контакты пускателей подводятся три разноименные фазы от сети 380 В. На приведенной схеме обозначения нет никакого, но в других случаях можно встретить символы А, В, С или L1, L2, L3. Организовывается блочная связка путем прямой перемычки центральных фаз реле, а также диагональных перемычек боковых фаз (условно 1 фаза МП-1 соединяется с 3 фазой МП-2 и т.д).

После этого провода идут на электродвигатель М. На этом промежутке, в разрыв цепи подключается тепловое реле. Оно осуществляет контроль двух из трех фаз, чтобы при перегрузке отключить питание двигателя.

Блок управления с пусковыми кнопками подключается от одной из центральных фаз в разрыв теплового реле, и нулевого провода (заземления) от катушек пускателей ПМЛ. Защита от одновременного включения пускателей организовывается путем перекрестного соединения контактов кнопок пуска/реверса с блокирующими контактами противоположного контактора.

При включении с блока управления прямого хода, замыкаются контакты на первый пускатель, который запускает двигатель. Одновременно, контакты второго пускателя размыкаются, а на катушку не поступает должное напряжение.

Включение реверса происходит после остановки двигателя кнопкой Стоп с последующим нажатием обратного хода. Таким образом, мы имеем на катушках измененные местами боковые фазы, что приводит к вращению двигателя в обратную сторону. Блокирование первого пускателя происходит по аналогичному принципу.

Схема с кнопками «пуск» и «стоп»

Магнитные пускатели чаще всего ставят для включения электродвигателя. Работать в таком режиме удобнее при наличии кнопок «пуск» и «стоп». Их последовательно включают в цепь подачи фазы на выход магнитной катушки. В этом случае схема выглядит как на рисунке ниже. Обратите внимание, что

Но при таком способе включения пускатель будет в работе только то время, пока будет удерживаться кнопка «пуск», а это не то, что требуется для длительной работы двигателя. Потому в схему добавляют так называемую цепь самоподхвата. Ее реализуют при помощи вспомогательных контактов на пускателе NO 13 и NO 14, которые подключаются параллельно с пусковой кнопкой.

В этом случае после возвращения кнопки ПУСК в исходное состояние, питание продолжает поступать через эти замкнутые контакты, так как магнит уже притянут. И питание поступает до тех пор, пока цепь не будет разорвана нажатием клавиши «стоп» или срабатыванием теплового реле, если такое есть в схеме.

Питание для двигателя или любой другой нагрузки (фаза от 220 В) подается на любой из контактов, обозначенных буквой L, а снимается с расположенного под ним контакта с маркировкой T.

Подробно показано в какой последовательности лучше подключать провода в следующем видео. Вся разница в том, что использованы не две отдельные кнопки, а кнопочный пост или кнопочная станция. Вместо вольтметра можно будет подключить двигатель, насос, освещение, любой прибор, который работает от сети 220 В.

Вид и функционирование реверсивной схемы на 380 В

Здесь мы имеем, фактически, все те же элементы, что используются для ПМЛ на 220 В, но катушки пускателей рассчитаны на более высокое напряжение (имеют больше витков). Кроме того, отличием от предыдущей схемы является подключение блока управления не через одну, а через две фазы, не используя общий ноль.

Вид реверсивной схемы на 380 В

Вид реверсивной схемы на 380 В

Как подключается реверсивный пускатель

Магнитный пускатель

Такие пускатели применяют в станках и других устройствах, где необходимо попеременное вращение двигателя в разных направлениях. Принцип подключения однофазной сети аналогичен рассматриваемому варианту. В обоих случаях устанавливают плавкие предохранители для предотвращения повреждения цепей сильными токами.

Как происходит включение

На первой стадии основной выключатель «QF» обеспечивает подачу трех фаз на все входные контакты двух пускателей. Разомкнутая цепь управления отключает питание обмоток двигателя.

Как происходит переключение

Нажатием второй клавиши «Пуск-2» подают ток в обмотки для вращения двигателя в обратном направлении. Как видно по схеме, одновременное включение двух устройств невозможно.

Реверсивное подключение трехфазного двигателя

Магнитный пускатель ПМЕ-211

В остановленном положении система управления готова к работе. Однократным нажатием «Пуск-1» подают питание на обмотки для вращения ротора в прямом направлении. Шунт поддерживает целостность электрической цепи после возврата кнопки пружиной в исходное положение.

Переключение системы при противоположном вращении

Первый пускатель отключается, так как электромагнитный привод второго разрывает цепь контактной группы «КМ2» (схема реверс).

Изменение поворотного движения

Изменение режимов через остановку предотвращает быструю подачу напряжения на другие обмотки электродвигателя. Действие с определенной временной задержкой предотвращает механические повреждения, исключает сильные броски напряжения при подключении к источнику нагрузки с индуктивными характеристиками.

Общая схема реверса электродвигателей

В промышленности и сельском хозяйстве нашли широкое применение различные типы трехфазных асинхронных электродвигателей. Они устанавливаются в электроприводах оборудования, служат составной частью автоматических устройств. Трехфазные агрегаты завоевали популярность, благодаря высокой надежности, простому обслуживанию и ремонту, возможности работы напрямую от сети переменного тока.

Специфика работы устройств, работающих с электродвигателями, предполагает необходимость изменения направления вращения вала, называемого реверсом. Для таких ситуаций разработаны специальные схемы, в состав которых включены дополнительные электрические приборы. Прежде всего, это вводный автомат, имеющий соответствующие параметры, контакторы (2 шт.), тепловое реле и элементы управления в виде трех кнопок, объединенных в общий кнопочный пост.

Для того чтобы вал начал вращаться в противоположную сторону, необходимо изменить расположение фаз подаваемого напряжения. Необходим постоянный контроль над значением напряжения, поступающего на электродвигатель и катушки контакторов. Непосредственное выполнение реверса в трехфазном двигателе осуществляется контакторами (КМ) № 1 и № 2. При срабатывании контактора № 1, фазы поступающего напряжения будут располагаться иначе, нежели при срабатывании контактора № 2.

Для управления катушками обоих контакторов предусмотрены три кнопки – ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП. Они обеспечивают питание катушек в зависимости от расположения фаз. Порядок включения контакторов влияет на замыкание электрической цепи таким образом, что вращение вала двигателя в каждом случае происходит строго в определенную сторону. Кнопку НАЗАД необходимо только нажать, но не удерживать, так как она сама оказывается в нужном положении под действием самоподхвата.

На всех трех кнопках установлена блокировка, предотвращающая их одновременное включение. Несоблюдение этого условия может привести к возникновению в электрической цепи короткого замыкания и выходу из строя оборудования. Для блокировки кнопок используется специальный блок-контакт, расположенный в соответствующем контакторе.

Работа цепей управления при вращении двигателя влево.

При нажатии на кнопку SB2 фаза «А» через нормально-замкнутый контакт КМ2.2 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и его нормально-разомкнутые контакты замыкаются, а нормально-замкнутые размыкаются.

При замыкании контакта КМ1.1 пускатель встает на самоподхват, а при замыкании силовых контактов КМ1 фазы «А», «В», «С» поступают на соответствующие контакты обмоток эл. двигателя и двигатель начинает вращение, например, в левую сторону.

Здесь же, нормально-замкнутый контакт КМ1.2, расположенный в цепи питания катушки пускателя КМ2, размыкается и не дает включиться магнитному пускателю КМ2 пока в работе пускатель КМ1. Это так называемая «защита от дурака», и о ней чуть ниже.

На следующем рисунке показана часть схемы управления, отвечающая за команду «Влево». Схема показана с использованием реальных элементов.

Защита электромотора при включении реверса

Здесь главное запомнить, что переключение на реверсивное движение и любые работы, связанные силовыми контактами и сменой их положения проводятся только после обесточивания силового агрегата и остановки движения рабочей части механизма. Благодаря включенным в схему подключения нормально замкнутым контактам исключается возможность междуфазного замыкания при переключении электромотора на реверс. Другими словами, активным может быть только один пускатель и одна пусковая обмотка.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что организовать подключение и запуск в работу реверсивного электродвигателя достаточно просто, если соблюдать некоторые несложные рекомендации. Но при любом способе подсоединения и работе в обычной однофазной сети мощностные характеристики трехфазного электромотора все равно будут ограничены, поскольку нельзя обеспечить для него полноценное энергопотребление. Также рекомендуется не экономить на дешевых комплектующих и строго придерживаться правил электробезопасности.

Ошибки при подключении реверсивных пускателей

На схеме выше подключение электродвигателей выполнено с ошибками, давайте рассмотрим некоторые из них:

1. Отсутствуют тепловые реле – при перегрузки или заклинивании механизмов электродвигателей они (электродвигатели) могут просто сгореть, что грозит простоем оборудования и дорогим ремонтом.

2. Нет ни электрической, ни механической блокировки пускателей – при случайном нажатии не на ту кнопку включенными оказываются сразу два пускателя (одного из электродвигателей) – происходит короткое замыкание (КЗ), срабатывает вводной автоматический выключатель и отключаются оба электродвигателя (а иногда автоматический выключатель в щите «ведущий», и обесточивается вся строительная площадка).

Различие пускателей на 220В и 380В

Всё очень просто — надо нижний (по схеме) вывод катушки пускателя на 380В подключить не к нулю (N), а к L2 или L3. Эта схема даже более предпочтительна, так как вся схема с пускателем на 380В может быть собрана вообще без нуля. Три фазы приходят, и три фазы уходят на двигатель, не считая управления.

Расшифровка ПМЕ, маркировка.

ПМE-X1 X2 X3 :

  • ПМЕ — серия пускателей;
  • X1 — величина пускателя в зависимости от номинального тока (0 — 4,0 А; 1 — 10А; 2 — 25А);
  • X2 — исполнение пускателей по степени защиты и наличие кнопок управления и сигнальной лампы:
        1 — IP00;
        2 — IР40;
        3 — IP54;
  • X3 — назначение и наличие теплового реле:
        1 —нереверсивный без теплового реле;
        2 —нереверсивный с тепловым реле;
        3 —реверсивный без теплового реле;
        4 —реверсивный с тепловым реле;

Основные технические параметры магнитных пускателей серии ПМЕ

Величина Тип при исполнении Реле тепловое Ном. ток при защищенном исполнении, А Предельная мощность двигателя при напряжении 380В, КВт
открытом защищенном пылеводо-защищенном
1 ПМЕ-111
ПМЕ-112
ПМЕ-121
ПМЕ-122
ПМЕ-131
ПМЕ-132
Нет
ТРН-8
10 4
Наименование Напряжение, В Исполнение Тепловое реле, А
ПМЕ 211 220, 380 IP00 отсутствует
ПМЕ 212 220, 380 IP00 21..25
ПМЕ 221 220, 380 IP30 отсутствует
ПМЕ 222 220, 380 IP30 21..25

Пускатели ПМЕ-212, ПМЕ-214, ПМЕ-222 комплектуются электротепловыми токовыми реле, имеющими тепловые элементы с несменными нагревателями на следующие номинальные токи 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25А.

Варианты исполнения пускателей ПМЕ

Тип пускателя (условное обозначение) Исполнение Вес пускателя, не более, кг
по защищенности по назначению по наличию теплового реле
ПМЕ-211 открытый нереверсивный без реле 1,3
ПМЕ-212 « « с реле 1,9
ПМЕ-213 « реверсивный без реле 3,5
ПМЕ-214 « « с реле 3,9
ПМЕ-221 защищенный нереверсивный без реле 2,3
ПМЕ-222 « « с реле 3,0
ПМЕ-223 « реверсивный без реле 5,2
ПМЕ-224 « « с реле 5,5

Габаритные размеры пускателя ПМЕ реверсивного с тепловым реле

Принципиальные электрические схемы ПМЕ реверсивный без реле

Принципиальные электрические схемы ПМЕ реверсивный с реле

Устройство пускателя ПМЕ-211, разборка

При повреждении катушки электромагнита 8 необходима частичная разборка пускателя. Для этого вывертывают винты 15 крепления крышки и снимают ее. Затем вывертывают винты 11 и снимают дугогасительную камеру 14, вывертывают винты крепления корпуса пускателя к основанию 9 и корпус с траверсой в сборе снимают с основания. Катушку снимают с сердечника для ремонта. Сердечник 7 вынимают из основания и снимают амортизационную пружину и скобу. Для ремонта контактов 2 и 3 пинцетом с осторожностью приподнимают контактный мостик 17 и поворачивают его на 45-60° вдоль продольной оси, после чего вынимают его из контактодержателя вместе с плоской пружиной 1. При ремонте магнитопровода дополнительно вывертывают винты крепления пускателя к кожуху или монтажной плате и снимают пускатель, отделяют ярмо 6 с траверсой 4 от корпуса, вынимают ось 5 и снимают ярмо и пружину 18 с траверсы. Для полной разборки пускателя еще необходимо снять с основания 9 вспомогательные контакты 10 в сборе с мостиками и две пружины 18, после чего вывернуть винты 13 крепления неподвижных контактов и снять их. Вспомогательные контакты 10 снимают после вывертывания винтов крепления. После ремонта и замены поврежденных деталей пускатель собирают после полной разборки в следующей последовательности: устанавливают и закрепляют винтами неподвижные 3 и вспомогательные 10 контакты, устанавливают в гнездо основания 9 скобу и накладывают амортизационную пружину изгибом вверх, устанавливают сердечник 7. Катушку 8 на сердечник надевают так, чтобы выводные контакты совпали с токоподводящими зажимами; устанавливают в основание возвратные пружины 18 и толкатель 16 в сборе с мостиком 17. Укладывают в гнездо траверсу на основание 12, продевают в поводки подвижных контактов 2 мостики с пружинами 1. Основание 12 с траверсой в сборе устанавливают и закрепляют винтами. Затем пускатель винтами закрепляют на монтажной плите или в кожухе и производят монтаж цепей управления.

Модели пускателей

Сейчас давайте же рассмотрим некоторые модели контакторов, которые применяются для быстрой регулировки работу двигателей, в том числе и для реверса. 

ПМЛ 2100

Контактор общепромышленного назначения, осуществляет коммутацию электрических токов. Разработан для эффективного управления трехфазными электрическими двигателями с ротором короткозамкнутого типа. функционал включает:

  • запуск;
  • остановку;
  • реверс.

ПМЛ 2100
ПМЛ 2100

Магнитный пускатель ПМЛ 2100 на 380 вольт обладает такими параметрами:

  • ток – In – 25A;
  • максимальная мощность потребления – 11 кВт;
  • IP20 – уровень защиты;
  • долговечность – 1 млн. рабочих циклов;
  • винтовое крепление или на DIN-рейку. 

ПМЛ 1100

Рабочее напряжение устройства – 220В АС, реализовано 2 вариации: реверсивного и нереверсивного действия. Одна из простейших модификаций разработана на 10 ампер, мощность также варьируется в зависимости от варианта исполнения. Можно установить катушки на 380В, дополнительные контакты размыкающие. 

ПМЛ 1500

Контактор реверсивный, имеет 3 полюса. Уровень номинального тока (на категорию АС3) – 10 ампер. Катушка управления электромагнитная, степень защиты IP00. Рабочий ресурс – 1,5 млн. циклов.