Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое пускатель для трехфазного двигателя

Электронное бесконтактное (реверсивное) реле (пускатель) для управления трехфазного асинхронного электродвигателя

Электронное реле (пускатель бесконтактный) предназначено для быстрого бесконтактного переключения обмоток трехфазных асинхронных двигателей с целью изменения направления вращения и может заменить электромеханические реле и контакторы.

За счет бесконтактного (с помощью полупроводниковых приборов) переключения электронное реле имеет следующиепреимущества:

  • отсутствие искр и электрической дуги при переключении обеспечивает возможность применения электронного реле на взраво- и пожароопасных производствах;
  • создает существенно меньший уровень электромагнитных помех;
  • имеет существенно больший ресурс и не требует профилактических работ в процессе эксплуатации;
  • высокое быстродействие и готовность к следующему переключению — количество включений/выключений может достигать 60 раз в минуту.

Твердотельное реле JK предназначено для бесконтактной коммутации и переключения обмоток с целью изменения направления вращения трехфазных асинхронных двигателей с рабочим напряжением от 220 до 440 В переменного тока и может управляться постоянным (10…50 В) или переменным (90…265 В) напряжением.

  • Сопротивление изоляции (между силовой цепью или управляющей цепью и корпусом) – более 20Мом.
  • Устойчивость к пробивному напряжению (и корпусом) – 2500В AC в течение 1 минуты.
  • Устойчивость к пробивному напряжению (между управляющей цепью и корпусом) – 1000В AC в течение 1 минуты.

Электронное бесконтактное (без реверса) реле (пускатель) для управления трехфазного асинхронного электродвигателя

Твердотельное реле (пускатель бесконтактный) JK-R без контроля перехода тока через ноль предназначено для бесконтактной коммутации трехфазных асинхронных двигателей с рабочим напряжением от 220 до 440 В переменного тока и может управляться постоянным (5…32 В) или переменным (90…265 В) напряжением.

Твердотельное реле JK-R может заменить электромагнитный контактор имеет перед ним за счет бесконтактного (с помощью полупроводниковых приборов) переключения следующие преимущества:

  • отсутствие искр и электрической дуги при переключении обеспечивает возможность применения электронного реле на взрыво- и пожароопасных производствах;
  • создает существенно меньший уровень электромагнитных помех;
  • имеет существенно больший ресурс и не требует профилактических работ в процессе эксплуатации;
  • высокое быстродействие и готовность к следующему переключению — количество включений/выключений может достигать 60 раз в минуту;
  • номинальный ток реле включает в себя 6 – 8 кратные пусковые перегрузки.

Рассмотрим вариант штатного подключения

Трехфазный двигатель, имеет три обмотки под углом 120°. На контактную колодку выводится три пары контактов. Соединение можно организовать двумя способами:

Подключение по схеме «звезда» и «треугольник»

Подключение по схеме «звезда». Каждая обмотка одним концом соединяется с двумя другими обмотками, образуя так называемую нейтраль. Оставшиеся концы соединяются с тремя фазами. Таким образом, на каждую пару обмоток подается 380 вольт:

В распределительной колодке, перемычки соединены соответственно, перепутать контакты невозможно. Понятия полярности в переменном токе нет, поэтому не имеет значения, какую фазу, на какой провод подавать.

Подключение по схеме «треугольник». При таком способе конец каждой обмотки соединяется со следующей, в результате получается замкнутый круг, точнее треугольник. На каждой обмотке присутствует напряжение 380 вольт.

Соответственно, на клемной колодке перемычки устанавливаются по-иному. Аналогично с первым вариантом, полярность отсутствует, как класс.


На каждую группу контактов, ток поступает в разный момент времени, следуя понятию «сдвиг фазы». Поэтому магнитное поле последовательно увлекает за собой ротор, создавая непрерывный крутящий момент. Так работает двигатель при «родном» для него трехфазном питании.

А если вам достался двигатель в отличном состоянии, а подключить его надо к однофазной сети? Не стоит расстраиваться, схема подключения трехфазного двигателя давно отработана инженерами. Мы поделимся с вами секретами нескольких популярных вариантов.

Принцип коммутации

Замыкание контактов силовой цепи осуществляется контактором – аппаратом, в котором сцеплённая с якорем электромагнитного реле группа контактных пластин замыкается на неподвижные контакты, соединённые с входными и выходными клеммами подключения питающего напряжения сети и линий нагрузки.

Таким образом, с помощью малых токов в катушке электромагнитного реле и слаботочных сигналов управления удаётся коммутировать сильноточные цепи больших нагрузок. Небольшой ток и малое напряжение сигнальной цепи делает работу оператора намного безопаснее, а для автоматических систем контроля и управления даёт широкий простор их применения, благодаря внедрению в процесс компьютеризированных алгоритмов.

Параметры пусковых устройств

Для разнообразного предназначения выпускаются такие серии магнитных пускателей: ПА, ПМ, ПМА, ПМЕ, ПМЛ. Исходя из параметров нагрузки, выбор и применение данных устройств происходит по соответствию.

Магнитный пускатель серии ПМЛ

1.Величине электромагнитного пускателя – условный термин, характеризирующий допустимые продолжительные токи контактов главной силовой цепи. На данный момент имеются такие числовые обозначения величин и соответствующие им номинальные токи при напряжении 380В в рабочем режиме АС-3:

  • «0» — 6,3 А;
  • «1» – 10 А;
  • «2» — 25 А;
  • «3» — 40 А;
  • «4» — 63 А;
  • «5» — 100 А;
  • «6» — 160 А;
  • «7» — 250 А.

2.Режиму работы пускового устройства, определяющему характер коммутируемой нагрузки:

  1. АС-1, нагрузка только активная, или мало индуктивная;
  2. АС-3, запуск электродвигателя и его отключение при вращении;
  3. АС-4, тяжёлый запуск двигателя, отключение его на низких оборотах и при неподвижном роторе, торможение противотоком.

Величины магнитного пускателя и категории их применения

3.Рабочему (коммутационному) напряжению катушки реле, которое бывает таких значений:

  • Переменное: 24; 36; 42; 110; 220; 380 В.
  • Постоянное: 24В.

4.Количеству дополнительных контактов, имеющих такое обозначение латинскими буквами и кириллицей:

  1. Нормально разомкнутые (NO), (НО);
  2. Нормально замкнутые (NC), (НЗ).

Также существуют специальные, защёлкивающиеся на корпус пускателя приставки, дополнительно добавляющие несколько сигнальных контактов.

Магнитный пускатель серии ПМЛ с защелкивающейся приставкой

5.Степени защиты прибора:

  • IP00 — открытые, устанавливаются в обогреваемых помещениях в закрытых электрощитах защищённых от попадания посторонних предметов, воды и пыли;
  • IP40 – изготовляются в корпусе, применяются внутри не обогреваемых помещений, где имеется малое количество пыли в воздухе и исключено попадание воды на прибор;
  • IP54 – выпускаются в корпусе, применение внутреннее и наружное в местах, защищённых от воздействия атмосферных осадков и прямой солнечной радиации.

6.Наличию теплового реле, обеспечивающего защиту подключённых цепей от продолжительных перегрузок.

7. Наличию реверса, конструктивно исполненного путём объединения в одном корпусе двух электромагнитных реле, имеющих по три контактных группы, с механической или электрической блокировкой одновременного их включения.

8.Классу износостойкости, означающему возможное количество надёжных коммутаций.

9.Дополнительным элементам управления.

Необходимое соответствие параметров

Поскольку правильный выбор электромагнитного пускателя является залогом успешной и бесперебойной работы подключаемых электроустановок, необходимо соответствие вышеописанным параметрам характеристик коммутируемой цепи, напряжения управления, схемы включения, типа окружающей среды. Важнейшим правилом является требование, чтобы ток нагрузки не превышал допустимого тока контактов.

Для подключения активной нагрузки (без двигателей) определённой мощности Р, силу протекающего тока I определяют из упрощённой формулы:

где U – напряжение сети, 380 (В), .

Соответственно полученному значению выбирают пусковое устройство с номинальным током не меньше расчётного ниже по таблице.

Таблица выбора магнитного пускателя

Народный способ выбора

Для подключения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором также существует «народная» формула, согласно которой номинальный ток Iном двигателя принимается равным удвоенному значению мощности в киловаттах, то есть, если

Р=3,7кВт, то Iном= 3,7*2 =7,4А.

Исходя из этого значения делают выбор контактора магнитного пускателя, чтобы его номинальный рабочий ток был не меньше данного значения. В таких расчётах подразумевается, что контакторы с подходящим номинальным значением нагрузки способны выдерживать запуск электродвигателей, имеющих многократное превышение пусковых токов Iп над рабочим номинальным Iном, поэтому расчёт пусковых токов не производится. Для данного подключения подходит пускатель с номинальным током 10 А.

Расчёт по параметрам двигателя

Для более точного выбора пускового устройства, расчёт начинают с изучения паспорта подключаемого электроприбора и применяют такие формулы, исходя из потребляемой мощности:

где P- мощность нагрузки (Вт), cosφ – коэффициент мощности, а η – коэффициент полезного действия электродвигателя (%), U-напряжение сети 380 (В), √3-3-х фазное напряжение.

где k – кратность пускового тока.

Ударный пусковой ток — это полный ток короткого замыкания , который состоит из трех составляющих и определяется по формуле :

Допустим, двигатель имеет: мощность 3,7 кВт = 3700 Вт; η = 87% =0,87; cosφ = 0,88; k = 7,5.

Iном=3700/(380*0,87*0,88*√3) = 7,34 А.

Определяем стартовые нагрузки:

Iпуск = 7,5*7,34 = 55,05 А.

Нужно учитывать, что в паспорте указывается номинальный ток In магнитного пускателя. В режиме работы АС-3 данный прибор обеспечивает запуск при шестикратном превышении его номинального тока. Imax=6* In.

Проверяем, подходит ли пусковое устройство с In = 10А, выбранное по народному методу, где максимальный ток контактора должен быть больше пускового тока электродвигателя Imax> Iпуск.

Imax = 6*10 = 60А > 55,05 А = Iпуск.

Также определяем ударный пусковой ток (амплитудное значение):

i= 1,3*55,05*√2=101,2 А.

Как видим, условие выбора соблюдается, народный метод себя оправдал.

Также подбор по мощности можно осуществлять по таблицам(см. выше) из справочников, где указано значение её значение в киловаттах и соответствующий ему номинал контактора.

В следующих статьях рассмотрим как правильно необходимо подключать магнитный пускатель к двигателю с реверсом и без него.

Подключение через УЗО

УЗО является защитным устройством, которое отключает двигатель от сети 220.

УЗО имеет три фазы и четыре полюса. Во время соединения могут использоваться все полюсы, а могут подсоединяться три полюса, как показано на картинке выше.

Схема может быть двух вариантов.

Треугольник

Данная схема позволяет контролировать утечки тока на корпус. При подключении треугольником идут в ход фазные провода, а нейтральная клемма не подсоединены к обмоткам. При нормальной работе двигателя, УЗО не работает, так как оно измеряет векторную разность токов.

На схеме изображено подсоединение мотора способом звезда. Особенность подключения через УЗО— это количество проводов, которые входят и отходят. УЗО работает на 4 полюса, а нейтральная клемма присоединяется к отдельной клемме, расположенной со стороны рычага.

Ток пусковой нагрузки двигателя превышает его рабочую нагрузку в 4—5 раз, пока ротор не начинает вращаться. Тогда ток уменьшается. Для того чтобы избежать замыкания и обеспечить способность мотора запускаться, необходимо использовать УЗО.

Подключение звездой

Данный вид включения (2а) обеспечивает плавный пуск.

Начала обмоток статора соединить в одной точке, а концы обмоток соединяются с тремя фазами электропитания.

Пуск треугольником

Для достижения полной мощности двигателя необходимо подключение треугольником (2б).

Обмотки статора подсоединяется между собой. Начало следующей обмотки соединяется с концом предыдущей. К местам их соединения проводятся трехфазное питание 220.

На рисунке выше изображена схема включения «звезда треугольник». Редко используется для пуска двигателя.

Сначала применяется звезда на впуске, а в рабочем режиме треугольник. Таким образом, достигается максимальная мощность, но сложным исполнением.

Для функционирования необходимо 3 пускателя. На первый подключается питание, которое соединяется с концом обмоток статора. Начало подсоединяется с другими двумя контакторами. Со второго устройства начало обмотки соединяется с другими фазами в треугольник. При запуске третьего устройства образуется звезда, закорачивая все провода.

Важно! Нельзя включать одновременно 2, 3-й пускатель, иначе может произойти аварийное отключение автоматической защиты. Необходимо сделать блокировку между ними.

Работает схема так: сначала пускатель подает сигнал на 3-йконтактор, при этом механизм начинает работать.Далее отключается третий контактор, а второй включается. Далее применяется треугольник. Отключает двигатель первый пускатель.

Трёхфазный двигатель может работать от сети 220 вольт по чертежу звезда треугольник. Но если розетка обычная бытовая, то необходим частотный преобразователь.

Внимание! Используя любой способ подключения, будьте предельно внимательны, так как неправильные соединения могут привести к сгоранию устройства.

Корректно подобранная схема соединения трехфазного электродвигателя на 220 обеспечит плавность пуска, стабильность и работы.

Чтобы подключить магнитный пускатель нужно понять его принцип действия, изучить конструктивные особенности. Тогда, несмотря на кажущуюся сложность схемы подключения вам не составит труда правильно подключить магнитный пускатель, даже если до этого вам никогда не приходилось иметь дело с ним.

Схема подключения нереверсивного магнитного пускателя

  • QF — автоматического выключателя
  • KM1 — магнитного пускателя
  • P — теплового реле
  • M — асинхронного двигателя
  • ПР — предохранителя
  • (С-стоп, Пуск) — кнопки управления

Рассмотрим работу схемы в динамике. Включаем питание QF — автоматическим выключателем, нажимаем кнопку «Пуск» своим нормально разомкнутым контактом подает напряжение на катушку КМ1 — магнитного пускателя. КМ1 – магнитный пускатель срабатывает и своими нормально разомкнутыми, силовыми контактами подает напряжение на двигатель. Для того чтобы не удерживать кнопку «Пуск», чтобы двигатель работал, нужно ее зашунтировать, нормально разомкнутым блок контактом КМ1 – магнитного пускателя. При срабатывании пускателя блок контакт замыкается и можно отпустить кнопку «Пуск» ток побежит через блок контакт на КМ1 — катушку.Такую схему называют схемой самоблокировки. Она обеспечивает так называемую нулевую защиту электродвигателя.

Если в процессе работы электродвигателя напряжение в сети исчезнет или значительно снизится (обычно более чем на 40% от номинального значения), то магнитный пускатель отключается и его вспомогательный контакт размыкается. После восстановления напряжения для включения электродвигателя необходимо повторно нажать кнопку «Пуск». Нулевая защита предотвращает непредвиденный, самопроизвольный пуск электродвигателя, который может привести к аварии. Аппараты ручного управления (рубильники, конечные выключатели) нулевой защитой не обладают, поэтому в системах управления станочным приводом обычно применяют управление с использованием магнитных пускателей. Для отключения электродвигателя достаточно нажать кнопку SB1 «Стоп». Это приводит к размыканию цепи самопитания и отключению катушки магнитного пускателя.

Отключаем двигатель, нажимаем кнопу «С – стоп», нормально замкнутый контакт размыкается и прекращается подача напряжение к КМ1 – катушке, сердечник пускателя под действием пружин возвращается в исходное положение, соответственно контакты возвращаются в нормальное состояние, отключая двигатель. При срабатывании теплового реле — «Р», размыкается нормально замкнутый контакт «Р», отключение происходит аналогично.

Принцип работы схемы магнитного пускателя с катушкой на 220В тот же, что и с катушкой на 380В

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя

Схема состоит аналогично, так же, как на не реверсивной схеме, единственно добавилась кнопка реверса и магнитный пускатель. Принцип работы схемы немного сложнее, рассмотрим в динамике. Что требуется от схемы, реверс двигателя за счет переворачивания местами двух фаз. При этом нужна блокировка, которая не давала бы включиться второму пускателю, если первый находится в работе и наоборот. Если включить два пускателя одновременно то произойдет КЗ – короткое замыкание на силовых контактах пускателя.

Включаем QF – автоматический выключатель, давим кнопку «Пуск [1]» подаем напряжение на КМ1 катушку пускателя, пускатель срабатывает. Силовыми контактами включает двигатель, при этом шунтируется пусковая кнопка «Пуск [1]». Блокировка второго пускателя — КМ2 осуществляется, нормально замкнутым КМ1 — блок контактом. При срабатывании КМ1 — пускателя, размыкается КМ1 — блок контакт тем самым размыкает подготовленную цепочку катушки второго КМ2 — магнитного пускателя.

Чтобы осуществить реверс двигателя, его необходимо отключить. Отключаем двигатель, нажатием кнопку «С — стоп», снимается напряжение с катушки, которая находилась в работе. Пускатель и блок контакты под действием пружин возвращаются в исходное положение. Схема готова к реверсу, нажимаем кнопку «Пуск [2]», подаем напряжение на катушку — КМ2, пускатель — КМ2 срабатывает и включает двигатель в противоположном вращение. Кнопка «Пуск [2]» шунтируется блок контактом — КМ2, а нормально замкнутый блок контакт КМ2 размыкается и блокирует готовность катушки магнитного пускателя — КМ1.

Для надежной работы схемы необходимо, чтобы главные контакты контактора КМ1 разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание размыкающих вспомогательных контактов в цепи контактора КМ2. Это достигается соответствующей регулировкой положения вспомогательных контактов по ходу якоря.

При срабатывании теплового реле — «Р», размыкается нормально замкнутый контакт «Р», отключение происходит аналогично.

В серийных магнитных пускателях часто применяют двойную блокировку по приведенным выше принципам. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препятствующим одновременному срабатыванию электромагнитов контакторов. В этом случае оба контактора должны быть установлены на общем основании.

Эффективная концепция разводки

Если приложение требует нескольких отводов двигателя, то его пускатель должен иметь возможность включения в такие промышленных сети как Profibus, CANopen, Ethernet/IP, Profinet или Modbus TCP. Для этого предлагается система Smart-Wire-DT. С помощью технологии, разработанной компанией Eaton, компания Phoenix Contact продолжает концепцию разводки гибридных пускателей двигателя семейства Contactron.

При этом Smart Wire DT может выполнить сложную параллельную разводку для 99 абонентов (максимальное количество), при этом есть возможность осуществить соединение на дистанции 600 м. Организация сети гибридных пускателей двигателя достигается за счет адаптера Smart Wire DT: пользователь устанавливает адаптер на модуль Contactron. Таким образом, адаптер становится стороной управления. В этом случае устройства Contactron и Smart Wire DT через шлюз подключаются непосредственно к системе управления (рисунок 3).

Рис. 3. Пускатель двигателя в сети с системой Smart-Wire-DT

Контакторы и пускатели

Эти устройства ничем принципиально не отличаются от пускателей. Назначение, устройство, принцип действия у них те же. Отличие заключается в том, что контакторы предназначены для работы в цепях с высокими значениями токов и напряжений, поэтому их габариты соответствующие.

Защитного корпуса они не имеют, поэтому ставят их в закрытых помещениях, защищенных от внешнего воздействия.

Контакторы снабжены более мощными силовыми контактами и дугогасителями; у пускателей их нет.

Этими устройствами снабжены электровозы, трамваи, троллейбусы и промышленные предприятия, где они замыкают и размыкают силовые цепи.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Что такое виток в асинхронного двигателя
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector