Схемы подключения магнитных пускателей для 220 В и 380 В + нюансы самостоятельного подключения

Магнитный пускатель — это устройство, предназначенное для обеспечения надежного функционирования оборудования в соответствии с установленными стандартами. Благодаря этому прибору происходит распределение электроэнергии и управление работой подключенных устройств.

Наиболее часто магнитный пускатель используется для питания электродвигателей. С его помощью также реализуется реверс и остановка работы двигателя. Все эти действия возможны благодаря верно составленной схеме подключения магнитного пускателя, которую можно собрать самостоятельно.

В данной статье мы рассмотрим устройство и принципы работы магнитных пускателей, а также обратим внимание на нюансы их подключения.

Сравнение магнитного пускателя и контактора

При выборе коммутационного устройства зачастую возникает путаница между магнитными пускателями (МП) и контакторами. Несмотря на ряд схожих характеристик, это разные устройства. Магнитный пускатель представляет собой комплексный прибор, в который объединены несколько компонентов, работающих в едином управляющем узле.

В состав МП могут входить несколько контакторов, защитные механизмы, специфические элементы управления. Все это помещено в корпус, обладающий защитой от влаги и пыли. Данные устройства в основном предназначены для контроля за работой асинхронных двигателей.

Максимальное рабочее напряжение магнитного пускателя зависит от индуктивной катушки. Существуют модели с номиналом 12, 24, 110 В, однако чаще всего используют пускатели на 220 и 380 В.

Контактор же представляет собой моноблочное устройство с набором функций, предусмотренных конкретной моделью. В то время как пускатели применяются в сложных схемах, контакторы чаще встречаются в более простых соединениях.

Структура и назначение устройства

Сравнивая подключение МП и контакторов, можно выделить, что первое устройство в первую очередь предназначено для запуска электродвигателей. Можно сказать, что магнитный пускатель является контактным устройством, которое управляет электродвигателем.

Это различие условно, и в последнее время многие фирмы стали называть МП контактами переменного тока, но в меньших размерах. Благодаря постоянному усовершенствованию контакторов, они стали более универсальными и многофункциональными.

Функции магнитного пускателя

Как магнитные пускатели, так и контакторы интегрируются в силовые цепи, передающие переменный или постоянный ток. Их работа основана на принципе электромагнитной индукции.

У устройства имеются сигнальные контакты и рабочие. Первые называются вспомогательными, а вторые — основными.

Схема может быть дополнена стартовыми кнопками, что упрощает управление. Для отключения нагрузки достаточно нажать кнопку «Стоп», в результате ток перестает поступать на катушку пускателя, и цепь размыкается.

МП может дистанционно управлять электроустановками, включая электродвигатели. Их защитная функция незначительна: при исчезновении напряжения или его снижении ниже 50% силовые контакты размыкаются.

После остановки оборудования, в которое встроен контактор, оно не включится снова самостоятельно. Для повторного запуска потребуется нажатие кнопки «Пуск».

Это особенно важно для безопасности, так как предотвращает несчастные случаи, связанные с самопроизвольным включением электрооборудования.

Пускатели, оснащенные тепловыми реле, защищают электродвигатели и другие устройства от долговременных перегрузок. Эти реле могут быть как двухполюсными (ТРН), так и однополюсными (ТРП). Срабатывание реле происходит из-за тока перегрузки, проходящего через них.

Конструкция и принцип работы устройства

Для правильной работы МП необходимо учитывать определенные правила монтажа, знать основы релейной техники и правильно выбрать схему подачи питания.

Так как эти устройства работают лишь на протяжении короткого времени, наиболее популярны пускатели с обычными разомкнутыми контактами. Модельный ряд, который чаще всего используется, включает пускатели серий ПМЕ и ПАЕ.

Первый тип устанавливается в сигнальные цепи электродвигателей мощностью от 0,27 до 10 кВт, а второй — для двигателей мощностью от 4 до 75 кВт, с рабочими напряжениями 220 и 380 В.

Существует несколько вариантов исполнения магнитных пускателей:

• открытые;
• защищенные;
• пылевлагозащищенные;
• пылебрызгонепроницаемые.

Пускатели серии ПМЕ имеют встроенное двухфазное реле ТРН. У пускателей серии ПАЕ количество встроенных реле зависит от их величины.

Обозначения в названиях указывают на тип устройства, за которым следуют цифры от 1 до 6, обозначающие мощность. Вторая цифра указывает на тип исполнения. «1» означает нереверсивный МП без тепловой защиты, «2» — с тепловой защитой, «3» — реверсивный без тепловой защиты, «4» — реверсивный с тепловой защитой.

При напряжении, близком к 95% от номинального, катушка пускателя функционирует надежно.

Корпус магнитного пускателя состоит из следующих ключевых элементов:

• сердечник;
• катушка электромагнита;
• якорь;
• каркас;
• механические датчики работы;
• центральные и дополнительные контакты.

В конструкцию могут также включаться такие дополнительные компоненты, как защитное реле, предохранители и вспомогательные клеммы.

МП включает основание (1), неподвижные контакты (2), пружину (3), сердечник (4), дроссель (5), якорь (6), пружину (7), контактный мостик (8), пружину (9), камеру гашения дуги (10) и нагревательный элемент (11).

По своей сути это реле, но способное отключать значительно большие токи. Благодаря мощному электромагниту данное устройство имеет высокую скорость срабатывания.

Электромагнит представляет собой катушку с большим количеством витков, предназначенную для напряжений в диапазоне 24 – 660 В. Для преодоления усилия пружины требуется высокая мощность.

Пружина необходима для быстрой размыкания контактов, от скорости этого процесса зависит продолжительность электрической дуги. Чем быстрее произойдет размыкание, тем меньше будет дуга, и тем лучше будут сохраняться сами контакты.

В нормальном состоянии контакты разомкнуты, и пружина поддерживает верхнюю часть магнитопровода в приподнятом состоянии.

Когда на магнитный пускатель подается ток, через катушку проходит электрический ток, создавая электромагнитное поле. Это поле под действием сжатия пружины притягивает подвижную часть магнитопровода. Контакты замыкаются, и питание поступает на нагрузку, в результате чего она начинает работать.

При отключении питания у пускателя исчезает электромагнитное поле. Пружина выпрямляется, создавая усилие, и подвижная часть магнитопровода поднимается. В результате размыкаются контакты, и питание на нагрузку прекращается.

Некоторые модели пускателей имеют ограничители перенапряжений, которые применяются в полупроводниковых системах управления.

Можно вручную проверить работу системы нажатием на якорь для проверки усилия сжатия пружины. Это усилие должно компенсировать магнитное поле. При полном опускании якоря контакты, отбрасываемые пружиной, отключаются.

Питание катушки управления после подключения пускателя осуществляется от переменного тока, и тип тока для этого устройства не имеет значения.

Как правило, пускатели имеют два типа контактов: силовые и блокирующие. Первые подключают нагрузку, тогда как вторые защищают от неправильных подключений.

В силовых магнитных пускателях имеется 3 или 4 пары контактов, в зависимости от их конструкции. Каждая пара состоит как из подвижных, так и неподвижных контактов, соединенных с клеммами на корпусе при помощи металлических пластин.

Подвижные контакты обеспечивают приток питания к нагрузке, а его отключение происходит лишь после срабатывания пускателя.

В контакторах питания поступает только во время работы пускателя.

Существует два типа блокировочных контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Первый тип представляет собой кнопку «Стоп», тогда как нормально открытый — «Пуск».

Нормально замкнутые контакты характеризуются тем, что на нагрузку строго подается питание, а отключение происходит только после активации пускателя. В контакторах с нормально разомкнутыми контактами питания подается лишь во время работы пускателя.

Особенности установки пускателя

Неправильная установка магнитного пускателя может привести к нежелательным сбоям в работе. Чтобы этого избежать, нельзя выбирать места, подверженные вибрациям, ударам или толчкам.

Конструктивно магнитный пускатель можно устанавливать в электрощитах, но с обязательным соблюдением всех норм. Успешная работа устройства обеспечивается при установке на прямую, ровную и вертикальную поверхность.

Тепловые реле не должны нагреваться от внешних источников тепла, так как это негативно отразится на их работоспособности. Поэтому размещение в теплых местах должно быть исключено.

Категорически запрещается устанавливать магнитный пускатель в помещениях с устройствами, работающими на токе выше 150 А, так как их включение и выключение может вызывать резкие удары.

Перед подключением медные провода следует залудить. В случае многожилки, концы провода скручиваются перед процессом. К алюминиевым проводам концы очищаются надфилем, после чего покрываются пастой или техническим вазелином.

Для предотвращения перекоса пружинных шайб, находящихся в зажиме пускателя, необходимо загибать концы проводов в форме буквы П или в виде кольца. Когда требуется подключить два провода к зажиму, их концы должны быть прямыми и находиться по разные стороны от зажимного винта.

Перед запуском пускателя требуется тщательно осмотреть и проверить исправность всех его компонентов. Подвижные элементы должны функционировать без усилий. Электрические соединения необходимо сверить со схемой.

Наиболее распространённые схемы подключения магнитных пускателей

Чаще всего используется монтажная схема с одним устройством. Для соединения его основных элементов применяют 3-жильный кабель и два разомкнутых контакта, если устройство выключено.

Эта схема достаточно простая. Она собирается при замыкании автоматического выключателя QF. Защиту от короткого замыкания в данной схеме обеспечивает предохранитель PU.

В нормальных условиях контакт реле Р замкнут. При нажатии кнопки «Пуск» цепь замыкается. Нажатие кнопки «Стоп» разрывает соединение. В случае перегрузки тепловой датчик Р сработает и разомкнёт контакт Р, в результате чего машина остановится.

В данной схеме важную роль играет номинальное напряжение катушки. Если катушка рассчитана на 220 В, а двигатель на 380 В, то такая схема не будет работать при соединении в звезду.

Для этого используется схема с нейтральным проводником, которая целесообразна при соединении обмоток двигателя в треугольник.

Особенности подключения устройства на 220 В

Независимо от способа подключения магнитного пускателя, в проекте обязательно должны присутствовать два типа цепей — силовая и сигнальная. По первой подводится напряжение, а вторую используют для управления работой оборудования.

Силовая цепь

Подключение питания для магнитного пускателя происходит через контакты, обозначаемые как А1 и А2, на которые поднимается напряжение 220 В, если катушка рассчитана на такое напряжение.

Удобнее производить подключение «фазы» к А2, хотя принципиальной разницы в подключении нет. источник питания подключается к нижним контактам на корпусе.

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

При наличии магнитного пускателя с катушкой на 220 В, возможно использование напряжения от дизельного или ветряного генераторов, аккумуляторов и других источников. Подключение происходит через клеммы Т1, Т2, Т3.

Недостатком такого подключения является необходимость манипуляций с вилкой для включения или отключения. Схему можно улучшить, добавив автомат перед пускателем, который будет управлять подачей питания.

Изменения в цепи управления

Эти изменения касаются исключительно цепи управления и не затрагивают силовую цепь. Вся схема в целом подвержена лишь небольшим изменениям.

Когда клавиши находятся в одном корпусе, узел именуется «кнопочным постом». Каждая клавиша обладает парой входов и выходов. Кнопка «Пуск» имеет нормально разомкнутые (НЗ) клеммы, а её противоположная — нормально замкнутые (NC).

Кнопки подключаются последовательно перед пускателем: первая кнопка «Пуск», затем «Стоп». Управляющий импульс воздействует на контакты магнитного пускателя.

Импульс появляется при нажатии на кнопку «Пуск», что открывает путь для подачи напряжения к управляющей катушке. Кнопку «Пуск» не нужно удерживать в нажатом состоянии.

Поддержка работы схемы осуществляется по принципу самозахвата, который включает установку параллельно кнопке «Пуск» дополнительных самоблокирующихся контактов, которые и подают напряжение на катушку.

После замыкания этих контактов, катушка начинает самоподпитываться. Разрыв этой цепи приводит к отключению магнитного пускателя.

Кнопка «Стоп» обычно имеет красный цвет. Кнопка «Пуск» может помимо надписи иметь символику «Вперед», «Назад». Чаще она представлена в зелёном цвете, но может быть и чёрной.

Подключение к трёхфазной сети

Подключение трёхфазного питания осуществляется через магнитный пускатель с катушкой, работающей от 220 В. Чаще всего такая схема используется с асинхронными двигателями. Сигнальная цепь при этом остаётся неизменной.

Одна фаза и «ноль» соединяются с соответствующими контактами. Фазный провод проходит через кнопки «Старт» и «Стоп». На контакты NO13, NO14 устанавливается перемычка между разомкнутыми и замкнутыми контактами.

Силовая цепь имеет некоторые отличия, но незначительные. Три фазы подводятся к входным контактам, обозначаемым как L1, L2, L3. Трёхфазная нагрузка подключается к T1, T2, T3.

Введение теплового реле в схему

Между магнитным пускателем и асинхронным двигателем последовательно подключается тепловое реле, выбор которого зависит от типа мотора.

Тепловое реле предназначено для защиты электрического двигателя от неисправностей и аварий, которые могут произойти при отсутствии одной из фаз.

Реле подключается к выходу магнитного пускателя. Ток проходит к мотору последовательно, нагревая реле. В верхней части реле имеются дополнительные контакты, соединённые с катушкой.

Нагреватели реле рассчитаны на предельный ток, проходящий через них. Это делается для того, чтобы, если двигатель перегреется, реле отключило пускатель.

Также рекомендуем ознакомиться с нашей статьёй, в которой мы описали, как выбрать и подключить электромагнитный пускатель на 380 В. Подробнее — переходите по ссылке.

Запуск мотора с реверсным ходом

Для работы определённого оборудования важно, чтобы двигатель мог вращаться как в одну, так и в другую сторону.

Схема подключения для данного варианта включает два магнитных пускателя, кнопочный пост или отдельные три кнопки — две «Пуск» и одну «Стоп».

Чтобы реализовать этот вариант, в схему с одним пускателем добавляется ещё одна цепь управления. В неё входит кнопка SB3 и магнитный пускатель КМ2. Кроме того, незначительно изменяется и силовая часть схемы.

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

Подготовка схемы к работе производится следующим образом:

1. Включите автоматический выключатель QF1.
2. Подайте фазы А, В, С на силовые контакты пускателей КМ1 и КМ2.
3. Фаза, отвечающая за цепь управления (А), подключается через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и кнопку SB1 «Стоп» к контакту 3 (кнопок SB2 и SB3), а также к контакту 13 НО (пускатели КМ1 и КМ2).

Далее схема будет работать согласно алгоритму, в зависимости от направления вращения мотора.

Управление реверсом двигателя

Запуск вращения начинается при нажатии на кнопку SB2. При этом фаза А подаётся через КМ2.2 на катушку пускателя КМ1. В результате этого срабатывает пускатель, замыкая нормально разомкнутые контакты и размыкая нормально замкнутые.

Замыкание контактов КМ1.1 приводит к самоподхвату, а после замыкания контактов КМ1 подаётся фаза А, В, С на соответствующие контакты обмоток двигателя, и он начинает вращение.

Прежде чем запустить двигатель в противоположном направлении, необходимо остановить предыдущее вращение с помощью кнопки «Стоп». Для переключения на обратное вращение необходимо поменять места двух питающих фаз, используя пускатель КМ2.

Это действие разрывает цепь, лишая дроссель КМ1 управляющей фазы А, и сердечник с контактами восстанавливается в исходное положение с помощью возвратной пружины.

Контакты разъединяются, и процесс подачи напряжения на двигатель М останавливается. Схема переходит в режим ожидания.

Снова запустить её можно, нажав кнопку SB3. Фаза А через КМ1.2 поступает на КМ2, пускатель срабатывает и начинает самоподхватываться через контакты КМ2.

Далее, пускатель КМ2 поменяет местами фазы. В результате двигатель М изменяет направление вращения. При этом соединение КМ2.2, находящееся в цепи пуска КМ1, разъединяется, не позволяя КМ1 включаться, пока работает КМ2.

Работа силовой схемы

Переключение фаз для смены вращения двигателя осуществляется силовой схемой.

Провод белого цвета подводит фазу А к левому контакту пускателя КМ1, а затем, проходя через перемычку, заходит на левый контакт КМ2. Выходы пускателей также соединены перекрестной перемычкой, и фаза А поступает через КМ1 на первую обмотку двигателя.

Когда контакты пускателя КМ1 срабатывают, на первую обмотку подаётся фаза А, на вторую — фаза В, а на третью — фаза С. Таким образом, мотор начинает вращаться влево.

При срабатывании КМ2 фазы В и С меняются местами: первая попадает на третью обмотку, а вторая — на вторую. Фаза А при этом остаётся неизменной. В результате двигатель начинает вращаться вправо.

Заключение и полезные видео по теме

Детальная информация об устройстве и подключении контактора:

Практическое руководство по подключению магнитного пускателя:

Согласно приведённым схемам, магнитный пускатель можно подключить самостоятельно как к сети 220 В, так и к 380 В.

Не забывайте, что сборка устройства не является сложной, однако для реверсивной схемы необходимо наличие двухсторонней защиты, предотвращающей возможность одновременного включения. Эта блокировка может быть как механической, так и с использованием блокировочных контактов.

Если у вас возникли вопросы по теме статьи, оставляйте свои комментарии в блоке ниже. Также вы можете поделиться интересной информацией или полезными советами по подключению магнитных пускателей с посетителями нашего сайта.

Видео:

Схема пуска электродвигателя 380 В через магнитный пускатель с тепловым реле. Пошагово и со схемой.