Схемы подключения магнитного пускателя на 220 В и 380 В + особенности самостоятельного подключения

Магнитный пускатель — это устройство, которое обеспечивает надежную и соответствующую стандартам эксплуатацию машин и оборудования. С его помощью происходит распределение электрической энергии и управление работой подключенных к нему устройств.

Обычно он используется для подачи питания на электрические двигатели, а также для выполнения реверса или остановки двигателей. Все эти функции реализуются при помощи правильно спроектированной схемы подключения, которую вполне возможно собрать самостоятельно.

В данной статье мы раскроем устройство магнитного пускателя, его принципы работы и детали подключения этого устройства.

Отличие магнитного пускателя от контактора

При выборе коммутационного оборудования часто возникает путаница между магнитными пускателями (МП) и контакторами. Несмотря на их общие черты, это разные категории устройств. Магнитный пускатель сочетает в себе несколько элементов, которые объединены в одном управляющем блоке.

В конструкции МП могут содержаться несколько контакторов, защитные механизмы и управляющие элементы. Все компоненты помещены в корпус, обладающий определенной степенью защиты от влаги и пыли. Как правило, именно с помощью таких устройств осуществляется контроль за работой асинхронных двигателей.

Максимально допустимое рабочее напряжение магнитного пускателя зависит от индуктивности его электромагнитной катушки. Можно встретить модели с номиналами 12, 24, 110 В, но чаще всего используются устройства на 220 и 380 В.

Контактор представляет собой одноцелевое устройство с ограниченным набором функций, в отличие от пускателей, которые используют в более сложных схемах. Контакторы же чаще встречаются в простых схемах.

Устройство и назначение прибора

Сравнивая подключения магнитного пускателя и контактора, можно понять, что первое устройство служит для запуска электрического мотора, в то время как контактор в большей степени предназначен для других задач. Таким образом, магнитный пускатель можно рассматривать как контактор, который управляет мотором.

Это разграничение во многом условно, поскольку не так давно многие производители начали называть МП контактами переменного тока с компактными размерами. Постоянные улучшения конструкции контакторов также сделали их более универсальными и многофункциональными.

Назначение магнитного пускателя

Магнитные пускатели и контакторы применяются в силовых сетях, передающих как переменный, так и постоянный ток. Их работа основана на принципах электромагнитной индукции.

Устройство включает в себя как сигнальные контакты, так и те, через которые подается рабочее питание. Первые называют вспомогательными контактами, вторые — основными.

Для удобства эксплуатации схемы используются стартовые кнопки. Чтобы отключить нагрузку, достаточно нажать кнопку «Стоп», что мгновенно прервет подачу напряжения на катушку пускателя и разорвет цепь.

МП позволяет дистанционно управлять электроустановками, включая и электродвигатели. Они не служат защитным элементом; их задача заключается в том, что как только напряжение пропадает или падает ниже 50%, силовые контакты отключаются.

После остановки оборудования, в котором установлен контактор, повторный запуск не произойдёт автоматически; для этого следует нажать кнопку «Пуск».

Этот момент важен с точки зрения безопасности, так как исключает возможность аварий, вызванных самопроизвольным запуском электроустановки.

Пускатели, которые включают в свою схему тепловые реле, защищают электродвигатель или другое оборудование от длительных перегрузок. Эти реле могут быть двухполюсными (ТРН) или однополюсными (ТРП) и срабатывают в результате тока, превышающего норму.

Конструкция и работа устройства

Для нормальной работы магнитного пускателя следует точно соблюдать правила установки, знать основы релейной техники и правильно выбрать схему электропитания для оборудования.

Поскольку устройства часто используются в течение короткого времени, самые популярные модели имеют нормально разомкнутые контакты. Наиболее востребованы пускатели серий ПМЕ и ПАЕ.

Первый тип предназначен для встраивания в сигнальные цепи двигателей с мощностью 0,27 — 10 кВт. Второй — для мощностей от 4 до 75 кВт и рассчитан на напряжение 220 или 380 В.

Существует четыре варианта исполнения:

• открытый;
• защищенный;
• пылеводозащищенный;
• пылебрызгонепроницаемый.

ПМЕ имеет в своей конструкции двухфазное реле ТРН, в то время как пускатели серии ПАЕ могут включать различное количество реле в зависимости от модели.

Обозначение модели состоит из буквы, определяющей тип устройства, и цифр от 1 до 6, указывающих мощность. Вторая цифра показывает исполнение: единица — нереверсивный МП без защиты от перегрева, двойка — с защитой, тройка — реверсивный без защиты, четверка — реверсивный с защитой.

При напряжении около 95% от номинального уровень катушка пускателя обеспечивает стабильную работу.

Основные компоненты магнитного пускателя включают:

• сердечник;
• катушку электромагнита;
• якорь;
• каркас;
• механические датчики;
• группы контакторов — основные и дополнительные.

В конструкцию могут быть добавлены также защитные реле, предохранители, дополнительные клеммы и пусковое оборудование.

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

Фактически, это реле, способное отключать значительно большие токи. За счет мощных электромагнитов устройство отличается высокой скоростью срабатывания.

Электромагнит в виде катушки с большим количеством витков предназначен для напряжения от 24 до 660 В и установлен на сердечнике, где требует значительную мощность для преодоления пружины.

Пружина служит для быстрого размыкания контактов, что влияет на размер электрической дуги: чем быстрее проходит размыкание, тем меньше возникают повреждений контактов.

Контакты находятся в нормальном разомкнутом состоянии, а пружина удерживает верхнюю часть магнитопровода в приподнятом положении.

При подаче питания на магнитный пускатель через катушку протекает ток, формируя электромагнитное поле, которое тянет подвижный элемент магнитопровода, сжимая пружину. Контакты замыкаются, подача энергии на нагрузку активируется.

Если питание отключается, электромагнитное поле пропадает, и пружина, выпрямляясь, поднимает верхнюю часть магнитопровода. В результате контакты расходятся и питание на нагрузку прекращается.

Некоторые модели пускателей имеют встроенные ограничители перенапряжений, которые используются в полупроводниковых управляющих системах.

Можно вручную проверить работу системы, нажав на якорь, чтобы почувствовать силу пружины, справляющейся с магнитным полем. При полном опускании якоря контакты, освобождаясь от пружины, отключаются.

Питание управления катушкой после установки магнитного пускателя осуществляется от переменного тока, но тип тока не важен для этого устройства.

Пускатели обычно имеют два типа контактов: силовые и блокирующие. Первые предназначены для подключения нагрузки, а вторые служат для защиты от неправильных действий при подключении.

Количество силовых МП может варьироваться от 3 до 4 пар, в зависимости от конструкции. В каждой паре присутствуют как подвижные, так и неподвижные контакты, соединенные с клеммами, располагающимися на корпусе, через металлические пластины.

Подвижные контакты характеризуются тем, что питание на нагрузку постоянно подается; отключение происходит только после активации пускателя.

На контакторы с нормально разомкнутыми контактами подача питания происходит исключительно во время работы пускателя.

Различают два типа блокирующих контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Первые обозначаются кнопкой «Стоп», а вторые — кнопкой «Пуск».

Нормально замкнутые обеспечивают постоянное питание на нагрузку, отключение происходит только после срабатывания пускателя. На нормально разомкнутые контакторы подача тока осуществляется только в процессе работы пускателя.

Особенности монтажа пускателя

Неправильная установка магнитного пускателя может привести к ложным срабатываниям. Чтобы этого избежать, следует выбирать места, где отсутствуют ударные воздействия и вибрации.

Конструкция МП позволяет устанавливать его в электрощите, однако необходимо соблюдать все правила. Устройство будет работать стабильно только при креплении на прямой, гладкой и вертикальной поверхности.

Тепловые реле не должны подвергаться воздействию тепла от внешних источников, поскольку это негативно сказывается на их работе. Поэтому такие реле не следует устанавливать в местах с высокой температурой.

Установка магнитного пускателя в помещениях с устройствами, которые потребляют ток более 150 А, строго запрещена, так как операции по включению и выключению таких устройств приводят к резким скачкам напряжения.

Перед подключением медные провода обязательно следует залудить. Если они многожильные, рекомендуется скрутить их концы перед залуживанием. Для алюминиевых проводов концы очищаются с помощью надфиля и обрабатываются специальной пастой или техническим вазелином.

Во избежание перекоса пружинных шайб в контактном зажиме пускателя, концы проводов загибают П-образно или в виде кольца. Если необходимо подключить два проводника к одному зажиму, их концы должны быть прямыми и расположены по обе стороны от зажимного винта.

Перед тем как приступить к эксплуатации пускателя, необходимо тщательно проверить и осмотреть все его компоненты. Движущие элементы должны свободно двигаться вручную, а электрические соединения должны соответствовать схеме.

Популярные схемы подключения МП

Чаще всего применяется монтажная схема с единственным устройством. Для соединения основных элементов используется 3-жильный кабель и два разомкнутых контакта в ситуации, когда устройство отключено.

Эта схема очень проста. Она активируется при замыкании автоматического выключателя QF. Защита от короткого замыкания (КЗ) обеспечивается предохранителем PU.

При нормальных условиях контакт реле Р остается замкнутым. После нажатия кнопки «Пуск» осуществляется замыкание цепи. При нажатии на кнопку «Стоп» происходит разрыв цепи. В случае перегрузки тепловой датчик Р сработает и разорвет контакт Р, останавливая машину.

Для данной схемы важным является номинальное напряжение катушки. Если оно составляет 220 В, а двигатель рассчитан на 380 В, схема не будет корректно функционировать в случае звёздного соединения.

В этой ситуации используют схему с нейтральным проводом. Она подходит для соединения обмоток двигателя треугольником.

Тонкости подключения устройства на 220 В

Не будет иметь значения, как именно будет подключён магнитный пускатель, в проекте обязательно должны присутствовать две цепи — силовая и сигнальная. Первая отвечает за подачу напряжения, вторая — за управление работой оборудования.

Особенности силовой цепи

Питание для магнитного пускателя соединяется через контакты, обычно обозначаемые как А1 и А2. На них будет подаваться напряжение 220 В, если катушка соответствующего напряжения.

Оптимально подключать «фазу» к А2, хотя принципиально это не имеет значения. Источник питания подсоединяется к нижним контактам на корпусе.

Тип напряжения не критичен, важно, чтобы его значение не превышало 220 В.

При наличии магнитного пускателя с катушкой на 220 В можно использовать напряжение от дизельного или ветряного генератора, аккумулятора и других источников. Снятие происходит с клемм Т1, Т2, Т3.

Недостатком такого подключения является необходимость манипуляций с вилкой для включения или отключения. Улучшить схему возможно, установив автомат перед магнитным пускателем для управления питанием.

Изменение цепи управления

Внесенные изменения не затрагивают силовую цепь; модернизация касается только управляющей цепи. В целом схема претерпевает небольшие изменения.

Когда кнопки размещены в одном корпусе, такой блок называется «кнопочным постом». Каждая кнопка имеет по два входа и выхода. У кнопки «Пуск» контакты нормально разомкнутые (НЗ), а у кнопки «Стоп» — нормально замкнутые (NC).

Кнопки соединяются друг с другом последовательно перед магнитным пускателем. Сначала расположена кнопка «Пуск», а за ней — «Стоп». Контактами магнитного пускателя управляют с помощью управляющего импульса.

Импульс создается при нажатии на пусковую кнопку, которая открывает цепь для подачи напряжения на управляющую катушку. Кнопку «Пуск» не требуется удерживать, её функционирование поддерживается за счёт самозахвата. Это происходит благодаря подключению дополнительных самоблокирующихся контактов параллельно кнопке «Пуск», которые и подают питание на катушку.

После замыкания этих контактов катушка сама поддерживает своё питание. Если эта цепь разрывается, магнитный пускатель отключается.

Кнопка «Стоп» обычно окрашена в красный цвет. Пусковая кнопка может содержать надпись «Пуск», а также «Вперед» или «Назад». Обычно она зеленого цвета, однако возможен и черный цвет.

Подсоединение к 3-фазной сети

Подключение 3-фазного питания через катушку магнитного пускателя, работающего на 220 В, возможно. Обычно такую схему используют вместе с асинхронным двигателем. Сигнальная цепь в этом случае не изменяется.

Одна фаза и «ноль» подключаются к соответствующим контактам. Фазный провод проходит через стартовую и выключающую кнопки. На контакты NO13, NO14 устанавливают перемычку между замкнутыми и разомкнутыми контактами.

Силовая цепь имеет некоторые отличия, но они несущественны. Три фазы подаются на входы, обозначенные как L1, L2, L3. Трехфазная нагрузка подключается к контактам T1, T2, T3.

Ввод в схему теплового реле

Тепловое реле подсоединяется последовательно между магнитным пускателем и асинхронным двигателем. Его выбор осуществляется на основе типа мотора.

Тепловое реле защищает электрический двигатель от неисправностей и аварий, которые могут произойти при потере одной из фаз.

Реле подключается к выводам магнитного пускателя. Ток в реле протекает к мотору последовательно, одновременно нагревая его. Верхняя часть реле оборудована дополнительными контактами, которые соединены с катушкой.

Нагревательные элементы реле рассчитаны на допустимый ток, чтобы в случае перегрева двигателя реле смогло отключить пускатель.

Также рекомендуем ознакомиться с другой нашей статьей, в которой мы раскрываем тему выбора и подключения электромагнитного пускателя на 380 В. Подробнее можно узнать, перейдя по ссылке.

Запуск мотора с реверсным ходом

Для работы отдельного оборудования необходимо обеспечить возможность вращения двигателя как вправо, так и влево.

Подключение для этого варианта включает два магнитных пускателя, кнопочный пост или три отдельные кнопки — две стартовые с надписями «Вперед», «Назад» и одну «Стоп».

Для реализации данного варианта необходимо добавить ещё одну сигнальную цепь в схему с одним пускателем. В неё включаются кнопка SB3 и магнитный пускатель КМ2. Силовая часть схемы также претерпевает некоторые изменения.

Силовую цепь защищают нормально замкнутые контакты КМ1.2 и КМ2.2 от коротких замыканий.

Предварительная подготовка схемы к работе осуществляется следующим образом:

1. Включить автоматический выключатель QF1.
2. На силовые контакты магнитных пускателей КМ1 и КМ2 подаются фазы А, В, С.
3. Фаза, подающая напряжение на управляющую цепь (А), проходит через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и кнопку SB1 «Стоп», доходя до контактов 3 (кнопок SB2, SB3) и 13НО (пускателей КМ1, КМ2).

После этого схема функционирует в зависимости от направления вращения мотора.

Управление реверсом двигателя

Вращение начинается при активации кнопки SB2. Фаза А подается через КМ2.2 на катушку пускателя КМ1, активируя замыкание нормально разомкнутых контактов и размыкание нормально замкнутых.

Замыкание КМ1.1 запускает самоподхват, а затем фазы А, В, С подаются на соответствующие обмотки двигателя, и он начинает вращение.

Перед запуском мотора в обратном направлении необходимо остановить текущее вращение, нажав кнопку «Стоп». Для реверса имеет смысл всего лишь поменять местами две питающие фазы с помощью пускателя КМ2.

Это действие разорвет цепь, и на дроссель КМ1 перестанет подаваться управляющая фаза А, возвращая сердечник с контактами в исходное состояние с помощью возвратной пружины.

Контакты разъединяются, и подача напряжения на двигатель М прекращается. Схема переходит в режим ожидания.

Запуск осуществляется нажатием на кнопку SB3. Фаза А через КМ1.2 поступает на КМ2, магнитный пускатель срабатывает и активируется самоподхват через КМ2.1.

Далее, магниты пускателя поменяют фазы местами, что приведет к изменению направления вращения двигателя М. В это время соединение КМ2.2, находящееся в цепи, питающей пускатель КМ1, разъединяется, что препятствует его включению, пока функционирует КМ2.

Работа силовой схемы

Переключение фаз для смены направления вращения двигателя обеспечивается силовой схемой.

Провод белого цвета подает фазу А на левый контакт магнитного пускателя КМ1, после чего через перемычку поступает на левый контакт КМ2. Выходы пускателей также соединены перемычкой, и далее фаза А поступает на первую обмотку двигателя через КМ1.

Когда контакты пускателя КМ1 срабатывают, на первую обмотку подается фаза А, на вторую — фаза В, а на третью — фаза С. В этом случае мотор начинает вращаться влево.

Если срабатывает КМ2, фазы В и С меняются местами. Первая фаза подается на третью обмотку, вторая — на вторую обмотку. Фаза А остается неизменной. Двигатель начинает вращение вправо.

Выводы и полезное видео по теме

Подробности об устройстве и подключении контактора:

Практическая помощь в подключении магнитного пускателя:

По предоставленным схемам возможно подключить магнитный пускатель своими руками как к сети 220 В, так и к 380 В.

Важно помнить, что сборка достаточно проста, но при реверсивной схеме необходимо предусмотреть двустороннюю защиту, которая исключит возможность встречного включения. Это может быть как механическая блокировка, так и блокировочные контакты.

Если у вас есть вопросы по изложенному материалу, пожалуйста, оставляйте комментарии в разделе ниже. Также вы можете поделиться полезной информацией или дать советы по подключению магнитных пускателей для посетителей нашего сайта.