Типовая схема подключения двигателя через магнитный пускатель
Этой схеме подключения трехфазного двигателя надо уделить самое пристальное внимание. Она наиболее распространена во всем промышленном оборудовании, выпускавшемся примерно до 2000-х годов. А в новых китайских станках и другом простом оборудовании на 2-3 двигателя используется и по сей день.
Электрик, который её не знает – как хирург, не умеющий отличить артерию от вены; как юрист, не знающий 1-ю статью Конституции РФ; так танцор, не отличающий вальс от тектоника.
Три фазы на двигатель идут в этой схеме не через автомат, а через пускатель. А включение/выключение пускателя осуществляется кнопками “Пуск” и “Стоп” , которые могут быть вынесены на пульт управления через 3 провода любой длины.
Пример такой схемы – в статье про восстановление схемы гидравлического пресса, см. последнюю в статье схему, пускатель КМ0.
5. Схема подключения двигателя через пускатель с кнопками пуск стоп
Здесь питание цепи управления поступает с фазы L1 (провод 1) через нормально замкнутую (НЗ) кнопку “Стоп” (провод 2).
Часто в таких схемах пускатель не включается из-за того, что у этой кнопки “подгорают” контакты.
На схеме не показан защитный автомат цепи управления, он ставится последовательно с кнопкой “Стоп”, номинал – несколько ампер.
Если теперь нажать на кнопку “Пуск”, то цепь питания катушки электромагнитного пускателя КМ замкнется (провод 3
), его контакты замкнутся, и три фазы поступят на двигатель. Но в таких схемах кроме трёх “силовых” контактов у пускателя есть ещё один дополнительный контакт. Его называют “блокировочным” или “контактом самоподхвата”.
Не путать с блокировкой в реверсивных схемах, см. ниже.
Контакты “Самоподхвата” физически расположены на одном креплении с силовыми контактами контактора, и работают одновременно.
Когда электромагнитный пускатель включается нажатием кнопки SB1 “Пуск”, замыкается и контакт самоподхвата. А если он замкнулся, то даже если кнопка “Пуск” будет отжата, цепь питания катушки пускателя всё равно останется замкнутой. И двигатель продолжит работать, пока не будет нажата кнопка “Стоп”.
Часто в таких схемах бывает, что пускатель не становится на “самоподхват”. Дело в том самом четвертом контакте.
Виды контакторов и области применения
Такие приборы различаются в зависимости от типа разрыва связи на сдвоенные модели, которые отличаются повышенной безопасностью эксплуатации, и одинарные аналоги, использующиеся для гидроэлектростанций, железнодорожных вагонов, а также индукционных печей. Исходя из типа управления, коммутирующие устройства подразделяются на модели с ручным или дистанционным управлением.
В зависимости от типа монтажа различают бескорпусные и корпусные контакторы. В зависимости от рода электрического тока различают модели постоянного и переменного напряжения. Также данные механизмы классифицируют по количеству полюсов, номинальному току и напряжению, а также рабочей частоте.
Для всех, кто не понимает, зачем ставить контактор, рекомендуется представить, насколько трудно было бы людям обходиться без таких аппаратов. Благодаря подобным изобретениям опасность замыкания и возгорания на производствах минимальна. Поскольку данные двухпозиционные приборы контролируют подачу тока в определенных цепях, область их применения достаточно широка:
- автоматизация систем освещения;
- бытовые сферы и общественный транспорт (трамваи, троллейбусы, электровозы, лифты);
- промышленное производство;
- автомобильные системы;
- организация работы различных систем и оборудования (теплые полы, вентиляторы, отопительные насосы, компрессоры и т.п.);
- оперативное переключение нагрузки на разных объектах.
Обычный модульный контактор
С помощью обычного модульного контактора организуется дистанционное управление электрическими потребителями посредством радио или Wi-Fi-канала связи. Система умного дома способна учитывать множество задаваемых параметров.
Например, через «умный» термометр возможно организовать управление электрическими обогревателями без участия человека. При снижении температуры воздуха в помещении термометр выдаст контактору команду на включение розетки, к которой подключен обогреватель. При достижении заданной температуры розетка автоматически обесточится. При этом контактор будет установлен в электрическом щите, то есть внешне такая система ничем не отличается от обычной.
При необходимости, через дистанционный контактор подключается газовый котел. Это позволит сэкономить средства, ведь газовый котел с GSM-управлением стоит гораздо дороже обычного. При необходимости контактор можно включить из любой географической точки, газовый котёл начнёт работать, а к приезду хозяина дом хорошо прогреется.
Советуем к прочтению: Как сделать ламповый усилитель для наушников своими руками
Перед другими моделями модульный контактор имеет ряд преимуществ:
- Бесшумность. Коммутация происходит посредством небольшого реле, издающего тихий щелчок. Более дорогие модели оснащены твердотельными реле, вовсе не издающими звуков.
- Простой монтаж. Большинство контакторов возможно закрепить на din-рейке, которой оснащены все электрические щиты.
- Высокая универсальность. В продаже имеются контакторы с любым номинальным током, напряжением и количеством контактов. Некоторые из них имеют диодный мост, что позволяет подключить к контактору потребители постоянного тока.
- Высокая надежность. Контакторы имеют большой запас прочности, а многие модели оснащены системами гашения помех, защищая дорогостоящее оборудование, подключенное к нему.
Электромагнитный контактор
Простой электромагнитный контактор отличается от модульного способом коммутации, а именно – имеет электромагнитную катушку. Для организации питания потребителей используются блок-контакты. При включении контактора все контакты срабатывают одновременно.
Применение таких контакторов целесообразно для коммутации мощных или трехфазных электропотребителей: водяных насосов, токарного станка в мастерской и так далее.
Электромагнитный контактор также может быть установлен в домовом электрическом щите и управляться дистанционно, либо посредством сигналов от различных реле.
Наиболее часто такие контакторы можно встретить в системе водоснабжения с гидроаккумулятором. Блок-контакты настраиваются на нормально замкнутое состояние, при включении контактора скважинный насос подает воду в гидроаккумулятор. При достижении необходимого давления внутри гидроаккумулятора реле давления подает команду на отключение контактора. Процесс повторяется по мере расходования воды жильцами дома.
В зависимости от мощности, при отключении потребителя может наблюдаться искрение контактов, что пагубно влияет на их срок службы. Электромагнитный контакторы комплектуются дугогасительными камерами, благодаря чему становится возможным отключение потребителей под нагрузкой без риска образования высокотемпературной электрической дуги.
Схема подключения пускателя с тепловым реле
В схеме выше я упустил из виду тепловую защиту ради простоты схемы. На практике обязательно применяют тепловое реле типа РТЛ (по крайней мере, это было принято до 2000 г. у нас и до 1990 г. у “них”)
6. Схема подключения пускателя с кнопками и тепловым реле
Как только ток двигателя возрастает выше установленного (из-за перегрузки, пропадания фазы) – контакты теплового реле RT1 размыкаются, и цепь питания катушки электромагнитного пускателя рвётся.
Таким образом, тепловое реле выполняет роль кнопки “Стоп”, и стоит в той же цепи, последовательно. Где его поставить – не особо важно, можно на участке схемы L1 – 1, если это удобно в монтаже.
Однако, тепловое реле не спасает от КЗ на корпус и между фазами. Поэтому в таких схемах обязательно ставят защитный автомат, как показано на схеме 7:
7. Схема подключения пускателя с кнопками автоматом и тепловым реле. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Внимание! Цепь управления (цепь, через которую питается катушка пускателя КМ) должна обязательно быть защищена автоматом с током не более 10А. Данный защитный автомат на схеме не показан. Спасибо внимательным читателям!)
Ток защитного автомата двигателя QF не надо подбирать так тщательно, как в схеме 3, поскольку с тепловой перегрузкой справится РТЛ. Достаточно, чтобы он защищал подходящие провода от перегрева.
Пример. Двигатель 1,5кВт, ток по каждой фазе 3А, ток теплового реле – 3,5 А. Провода питания двигателя можно взять 1,5 мм2. Ток они держат до 16А. И автомат вроде можно поставить на 16А? Однако, не надо действовать топорно. Лучше поставить что-то среднее – 6 или 10А.
Характеристики контакторов
Для выбора правильного устройства для своих нужд, необходимо знать, какие характеристики бывают у такого типа приборов и чем они отличаются. Как правило, электромагнитные контакторы имеют следующие важные характеристики:
- Предельное и номинальное напряжение;
- Соотношение работы с различными автоматическими выключателями (защищающие от короткого замыкания);
- Параметры и типы регуляторов ускорений автоматических выключателей;
- Характеристика и тип сопротивлений;
- Тип и характер реле и расцепителей и других элементов в его составе.
Схема подключения магнитного пускателя от контроллера
Последние 10 лет в новой промышленной автоматике широко применяются контроллеры. Катушки пускателей также включаются с выходов контроллера. И в данном случае для защиты от КЗ и теплового перегрева используется схема подключения двигателя номер 8:
8. Схема подключения пускателя с управлением от контроллера. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
На схеме QF – это мотор-автомат, или автомат защиты двигателя, как в схеме 4. Только изобразил я его по современному. В данном схема подключения пускателя “спрятана” в пунктире. Там находится контроллер, который всем управляет, и включает двигатель согласно программе, заложенной в нём.
При перегрузке двигателя мотор-автомат его отключает, и размыкает свой дополнительный (четвертый, сигнальный) контакт. Это необходимо только для того, чтобы “проинформировать” контроллер о аварии. Часто этот контакт просто-напросто входит в контрольную цепь, и останавливает весь станок.
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя
Фактически это два магнитных пускателя, объединенные электрически и механически, дальше подробнее.
Реверсивное управление электродвигателем
Реверсивный пускатель нужен тогда, когда необходимо, чтобы двигатель вращался поочередно в обоих направлениях.
Правое вращение (применяется чаще всего) – когда двигатель крутится по часовой стрелке, если смотреть ему “в зад”. Левое вращение – против часовой.
Смена направления вращения реализуется общеизвестным способом – меняются местами любые две фазы. Посмотрите на схему реверсивного включения двигателя ниже:
9. Схема подключения реверсивного магнитного пускателя на 220В с управлением от кнопок. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Когда включен пускатель КМ1, это будет “правое” вращение. Когда включается КМ2 – первая и третья фазы меняются местами, движок будет крутиться “влево”. Включение пускателей КМ1 и КМ2 реализуется разными кнопками “Пуск вперед” и “Пуск назад“, выключение – одной, общей кнопкой “Стоп” , как и в схемах без реверса.
Обратите пристальное внимание на треугольник между силовыми контактами КМ1 и КМ2. Он означает “защиту от дурака”. Может произойти так, что по какой-то причине включатся оба пускателя сразу. Произойдёт короткое замыкание между фазами L1 и L3. Можно сказать, “Ну и что, у нас ведь есть мотор-автомат QF, он нас спасёт!” А если не спасёт? А пока он будет спасать, выгорят контакты пускателей!
Поэтому реверсивный пускатель должен иметь механическую защиту от одновременного включения двух его половин. А если он состоит из двух отдельных пускателей, между ними ставится специальный механический блокиратор.
Теперь посмотрите на контакты КМ2.4 и КМ1.4, стоящие в цепях питания катушек пускателей. Это – электрическая защита от того же дурака. Например, если включен КМ1, его НЗ контакт КМ1.4 разомкнут, и если наш дурак будет со всей своей дури жать на обе кнопки “Пуск” сразу, ничего не получится – двигатель будет слушаться той кнопки, которая нажата раньше.
Механическая и электрическая защиты в схеме подключения реверсивного пускателя должны быть всегда, они дополняют друг друга. Не ставить одну либо другую – моветон среди электриков.
Важно! Если существует даже минимальная вероятность неправильного направления вращения двигателя – обязательно ставьте реле контроля фаз! Вот пример – как мы сожгли винтовой компрессор за несколько тысяч евро из-за того, что перепутали фазы при подключении.
Для реализации электрической блокировки одновременного включения и самоподхвата на каждый пускатель надо, кроме силовых, ещё один НЗ (блокировка) и НО (самоподхват). Но поскольку пятого контакта, как правило, в пускателях нет, приходится ставить доп. контакт. Например, для пускателя типа ПМЛ используют приставку ПКИ. А если, как в схеме 8, используется контроллер, самоподхват не нужен, и достаточно одного НЗ контакта на каждое направление вращения.
Реверсивное управление гидравликой
А вот пример реверсивного управления клапанами, из статьи про гидравлический пресс:
Электрическая схема управления гидравликой
То, что применяются реле, не должно сбивать с толку. Фактически контактор и реле – суть одно устройство, отличие только в конструкции и параметрах.
Фактически, схема повторяет схему для двигателя, только вместо кнопки “Стоп” – два концевых выключателя, и кнопки SB1, SB2 – с дополнительными блокировочными НЗ контактами. Подробное описание работы схемы – здесь.
Работа реверсивного пускателя также подробно описана в статье про подключение генератора к сети дома.
Зачем нужен контактор
Так же, как и подвиды, оригинальный контактор нужен для управления электрической цепью. Но он имеет несколько особенностей работы:
возможность полной автоматизации включения и выключения цепи;
высокая скорость работы, позволяющая смыкать и размыкать цепь до нескольких тысяч раз в час.
Благодаря этим особенностям контакторы применяются в тех областях, где нужно регулярно и часто активировать электрические цепи. Вручную делать это не просто неудобно, а даже малоэффективно. Так что лучше доверить работу автоматизированной системе.
Различие пускателей на 220В и 380В
Катушки магнитных пускателей для работы в сетях 380В могут быть на 220 и 380 Вольт без особых переделок схемы. Во всех схемах, приведённых в этой статье, электромагнитные пускатели имеют катушку на напряжение 220 В. Что же делать, если в руки попал пускатель не на 220В, а на 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.
Где используются контакторы
Для чего нужны контакторы? Сферы применения данных приборов разнообразны:
- коммунальное хозяйство: управление освещением, лифтами, вентиляцией и системами тепло- и водоснабжения;
- в промышленности и строительстве контакторы встречаются практически во всех электрических приборах;
- для электротранспорта: в трамваях и троллейбусах эти аппараты отвечают за работу тягового двигателя;
- в бытовых условиях с помощью контакторов автоматизируют работу внутридомовых электросетей.
В зависимости от функций бывают и узкоспециализированные контакторы, сконструированные для работы, например, только с двигателями или строительной электротехникой. Перед тем, как купить прибор такого типа нужно точно определиться, где и при каких условиях он будет работать.
