Виды пускателей. Электромагнитные пускатели: виды, характеристики и применение

Что такое электромагнитный пускатель. Как работает электромагнитный пускатель. Какие бывают виды электромагнитных пускателей. Для чего применяются электромагнитные пускатели. Как выбрать электромагнитный пускатель.

Что такое электромагнитный пускатель и как он работает

Электромагнитный пускатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для дистанционного управления электродвигателями. Основные функции пускателя:

• Пуск и остановка электродвигателя
• Защита двигателя от перегрузок
• Защита от короткого замыкания (при наличии предохранителей)
• Реверс двигателя (для реверсивных пускателей)

Принцип работы электромагнитного пускателя основан на электромагнитном эффекте. При подаче напряжения на катушку пускателя создается магнитное поле, которое притягивает подвижный якорь. Якорь замыкает силовые контакты, подавая питание на электродвигатель. При отключении катушки контакты размыкаются под действием возвратной пружины.

Основные виды электромагнитных пускателей

По своему назначению и конструкции электромагнитные пускатели делятся на следующие основные виды:

1. Нереверсивные пускатели

Предназначены для пуска и остановки электродвигателя в одном направлении вращения. Имеют один комплект силовых контактов.

2. Реверсивные пускатели

Позволяют осуществлять пуск двигателя в прямом и обратном направлении. Содержат два комплекта силовых контактов с механической или электрической блокировкой.

3. Пускатели с тепловым реле

Оснащены тепловым реле для защиты двигателя от перегрузок. При превышении тока реле размыкает цепь управления и отключает двигатель.

4. Пускатели без теплового реле

Не имеют встроенной защиты от перегрузок. Применяются в схемах с внешними устройствами защиты.

Характеристики электромагнитных пускателей

Основные технические характеристики, на которые следует обращать внимание при выборе пускателя:

• Номинальный ток главных контактов
• Номинальное напряжение главной цепи
• Номинальное напряжение катушки управления
• Степень защиты корпуса (IP)
• Климатическое исполнение
• Наличие и тип вспомогательных контактов
• Коммутационная износостойкость

Какие основные параметры необходимо учитывать при выборе электромагнитного пускателя? Прежде всего, это номинальный ток и мощность подключаемого электродвигателя. Пускатель должен надежно коммутировать рабочий и пусковой ток двигателя.

Применение электромагнитных пускателей

Электромагнитные пускатели широко применяются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства:

• Управление асинхронными электродвигателями насосов, вентиляторов, компрессоров
• Пуск и остановка конвейеров, подъемных механизмов
• Коммутация силовых цепей станков и производственного оборудования
• Управление системами освещения и отопления
• Автоматизация технологических процессов

Как правильно выбрать электромагнитный пускатель для конкретного применения? Основные критерии выбора:

1. Мощность и ток коммутируемого электродвигателя
2. Условия эксплуатации (температура, влажность, наличие пыли)
3. Требуемые функции (реверс, защита от перегрузки)
4. Напряжение питания силовой и управляющей цепи
5. Необходимость в дополнительных контактах

Преимущества и недостатки электромагнитных пускателей

Электромагнитные пускатели обладают рядом достоинств и недостатков по сравнению с другими коммутационными аппаратами.

Преимущества:

• Простота конструкции и надежность
• Возможность дистанционного управления
• Высокая коммутационная способность
• Наличие защитных функций
• Невысокая стоимость

Недостатки:

• Значительные габариты и вес
• Ограниченный ресурс механических частей
• Искрение контактов при коммутации
• Чувствительность к колебаниям напряжения

Что лучше — электромагнитный пускатель или устройство плавного пуска? Выбор зависит от конкретного применения. Пускатели проще и дешевле, но не обеспечивают плавного разгона двигателя. УПП позволяют снизить пусковые токи, но имеют более высокую стоимость.

Схемы подключения электромагнитных пускателей

Существуют различные схемы подключения пускателей в зависимости от их типа и назначения:

Схема нереверсивного пускателя

Простейшая схема для управления двигателем в одном направлении. Включает:

• Силовые контакты пускателя
• Кнопки «Пуск» и «Стоп»
• Катушку пускателя
• Тепловое реле (опционально)

Схема реверсивного пускателя

Позволяет изменять направление вращения двигателя. Содержит:

• Два комплекта силовых контактов
• Механическую или электрическую блокировку
• Кнопки «Вперед», «Назад», «Стоп»
• Две катушки управления

Схема пускателя с блокировкой

Применяется для повышения безопасности. Включает дополнительные блок-контакты в цепи управления.

Как правильно подключить электромагнитный пускатель? Необходимо строго следовать схеме подключения, соблюдать полярность и порядок фаз, использовать провода соответствующего сечения.

Обслуживание и эксплуатация электромагнитных пускателей

Для обеспечения длительной и надежной работы пускателей необходимо соблюдать следующие правила эксплуатации:

• Регулярно проводить осмотр и очистку контактов
• Проверять затяжку винтовых соединений
• Контролировать состояние изоляции
• Своевременно заменять изношенные детали
• Не допускать попадания влаги и пыли
• Соблюдать режимы коммутации

Как часто нужно обслуживать электромагнитный пускатель? Периодичность обслуживания зависит от условий эксплуатации и интенсивности работы. Обычно рекомендуется проводить техобслуживание не реже одного раза в 6 месяцев.

Заключение

Электромагнитные пускатели являются важным элементом систем управления электродвигателями. Благодаря простоте, надежности и невысокой стоимости они широко применяются в различных отраслях промышленности. Правильный выбор и грамотная эксплуатация пускателей позволяет обеспечить эффективную и безопасную работу электроприводов.

Электромагнитный пускатель: устройство, принцип действия, типы

Коммутационная аппаратура помогает обеспечивать удобство и безопасность эксплуатации практически всего электрооборудования, как в бытовой, так и в промышленной сети. Кнопки пуска и обычные клавишные модели выключателей позволяют обеспечивать подачу электроэнергии к нужному потребителю. Однако силовое электрооборудование существенно отличается от линейных потребителей, из-за скачка пускового тока и сам прибор, и коммутатор подвергаются существенному воздействию токовой нагрузки. Поэтому для электрических машин, крупных промышленных предприятий и специального оборудования применяется электромагнитный пускатель.

Устройство и принцип действия

Конструктивно электромагнитный пускатель представляет собой электромеханическое устройство, в котором при подаче напряжения на рабочий элемент возникает физическое перемещение контактной группы из одной позиции в другую. Вариант простейшего устройства электромагнитного пускателя приведен на рисунке ниже:

Рис. 1. Устройство электромагнитного пускателя

Как видите, данный образец состоит из:

• подвижных контактов – предназначены для перемещения в пространстве, обеспечивая разрыв в магнитном пускателе;
• неподвижных контактов – осуществляют токосъем для передачи электроэнергии от внешней сети к трехфазному двигателю;
• контактных пружин – предназначены для возвратного сбрасывания блока контактов в исходное положение при отключении пускателя;
• магнитопровода из электромагнитной стали – состоят из подвижного и неподвижного сердечника  служит для передачи силовых линий магнитной индукции от катушки электромагнита до стали подвижных контактов.
• соленоида  — предназначена для формирования магнитного потока внутри витков за счет протекания электрического тока, как правило, имеет отдельные выводы для питания.

Принцип действия электромагнитного пускателя

Как видите на рисунке, принцип действия условно можно разобрать на двух положениях. В изначальном состоянии электромагнитный пускатель обесточен, в трехфазной электрической цепи отсутствует ток по причине наличия разрыва. Но, как только на катушку будет подано напряжение, в ее цепи сразу начнет протекать электроток,  мощный электромагнит создает достаточный поток для преодоления сердечником воздушного промежутка. В результате перемещения контакты замыкаются, и к электрическому двигателю подается напряжение, происходит запуск электрической машины.

Работа продолжается до тех пор, пока не будет нажат кнопка стоп, выключатель или оператор в любой другой способ не прекратит подачу питания на катушку электромагнитного пускателя. После этого силовые контакты сразу разомкнуться и питание потребителя будет прекращено. Также отключение может происходить в случае перегрузки или при возникновении аварийного режима в питаемом оборудовании от срабатывания тепловой или электромагнитной защиты.

Назначение

Основным назначением электромагнитных пускателей является пуск и длительное электроснабжение синхронных и асинхронных электродвигателей, питаемых по трехфазной схеме. Дополнительно их комплектуют вспомогательными контактами, которые могут управлять вспомогательными цепями.

Но благодаря простоте устройства и неприхотливости в эксплуатации электромагнитный коммутатор также используется для включения и отключения систем освещения, конвейерного оборудования, крановых установок, системами обогрева и прочих устройств.

Разновидности и типы

Рис. 3. Разновидности электромагнитных пускателей

В зависимости от конструктивных особенностей и выполняемых функций электромагнитные пускатели подразделяются на несколько категорий. Наиболее актуальные принципы разделения по видам и типам мы и рассмотрим.

По типу питаемой нагрузки:

1. ПМЛ – применяется для трехфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором или печного отопления;
2. ПМА – используется для подключения асинхронных электрических машин;
3. КМИ – применяется для пуска трехфазной нагрузки, имеет схожие характеристики с первым вариантом, но существенно более широкий функционал;
4. ПМЕ – используется для реверсивного пуска электрических машин асинхронного типа.

По номиналу, при котором могут размыкаться и замыкаться силовые контакты электромагнитные пускатели подразделяются на четыре категории:

• Первой – для нагрузки в пределах от 10 до 16А;
• Второй – питаемые нагрузку до 25А;
• Третей – для электрических машин с номиналом до 40А;
• Четвертый – для включения и отключения трехфазных двигателей на 63А.

Таким же образом электромагнитные пускатели могут разделяться на категории 24В, 220В, 380В, 660В и т.д. Напряжение соответствует питающему номиналу, чтобы фактическое значение было не выше допустимого для конкретного коммутатора.

В зависимости от места размещения выделяют разную категорию защищенности пускателя от проникновения пыли и влаги, которая маркируется буквами IP и двумя цифрами. На практике, чем больше числовое значение, тем выше устойчивость к факторам.

Различают такие типы:

• Открытого – для монтажа исключительно в шкафы, ящики и т.д.;
• Защищенного – в помещениях с минимальным количеством пыли и низкой вероятностью проникновения влаги;
• Пыле- влагозащищенного – могут монтироваться для размыкания и замыкания силовых цепей на улице.

По коммутационной износостойкости различают три категории:

• А – самая высокая устойчивость контактов к изнашиванию при подключении магнитных устройств;
• Б – средняя изнашиваемость;
• В – низкий уровень износоустойчивости.

Правила монтажа

При подключении магнитного пускателя важно обращать внимание на поверхность или элемент, к которому планируется производить крепление. Нарушение правил монтажа может привести к ложным отключениям в последующем, возникновению шумовых эффектов и прочих неприятностей.

В щитках, шкафах, ящиках вы должны подобрать ровную плоскую поверхность, расположенную в вертикальной плоскости. Место установки должно иметь надежную, жесткую фиксацию в пространстве. Запрещается устанавливать электромагнитные пускатели в местах сильного нагрева, подверженных ударам, толчкам и прочим механическим воздействиям.

Для уменьшения механической нагрузки от кабеля на контактные группы, проводник нужно изогнуть в кольцо или П-образно. Такой же прием используется для дополнительных контактов.

Перед вводом в эксплуатацию обязательно производится осмотр конструктивных элементов на предмет выявления повреждений. Проверяется правильность подключения, маркировка и последовательность.

Схемы подключения

На практике могут применяться различные схемы включения электромагнитных коммутаторов. Поэтому для начала рассмотрим простейший вариант.

Рис. 4. Простейшая схема включения электромагнитного пускателя

Как видите на рисунке, подключение электромагнитного пускателя производится на линейное напряжение между фазами B и C. Питание осуществляется через предохранитель PU, который разорвет и обесточит цепь в аварийном режиме. Та же роль возлагается на контакты теплового реле Р, которые в нормальном состоянии замкнуты, но разрывают цепь в случае возникновения аварийной ситуации на электрической машине.

Запуск происходит за счет включения кнопки Пуск, после чего по катушке КМ начинает протекать электроток это приводит к включению силовых контактов КМ и подаче питания на нагрузку. Одновременно происходит шунтирование кнопки запуска блок контактами БК, которые замыкают цепь после возвратного движения кнопочного устройства. В штатном режиме схема отключается за счет кнопки Стоп.

Второй вариант ввода в работу электромагнитного пускателя – это схема подключения с нулевым проводником.

Рис. 5. Схема подключения с нейтральным проводником

Как видите, принцип действия полностью идентичен с описанным ранее вариантом. Кардинальное отличие от предыдущего способа подключения электромагнитного пускателя – это способ подачи питания. В этой схеме пускатель подключен не между фазами, между фазой C и нулем N.

Наиболее сложным вариантом является реверсивная схема подключения электромагнитного пускателя.

Рис. 6. Реверсивная схема включения пускателя

Как видите на рисунке, для ее реализации применяются специальные реверсивные магнитные пускатели с двумя катушками, первая из которых запускает вращение мотора вперед, а вторая, в обратную сторону. Отличительной особенностью  такой схемы является электрическая блокировка, состоящая из пары контактов от кнопок вперед КМ1 и назад КМ2, которые блокируют включение противоположного движения без предварительного отключения электрической машины. В остальном принцип действия реверсивного устройства идентичен базовому.

Уход в процессе эксплуатации

В ходе эксплуатации для каждого электромагнитного пускателя периодически осуществляется проверка его технического состояния.

Обязательно нужно обращать внимание на:

• появление загрязнений, пыли, грязи, строительного мусора и т.д. – их удаляют и обеспечивают чистоту поверхности, контактных групп;
• целостность корпуса, клемм, катушки – при выявлении трещин или других дефектов электромагнитный пускатель или его отдельные части подлежат замене;
• состояние пружин, работоспособность кнопок электромагнитного пускателя – проверяется способность отбрасывания и другие функции;
• состояние тепловой защиты – осматривается место, где устанавливается реле, измерительного датчика и т.д.

Проверка рабочих параметров электромагнитного пускателя, его переходного сопротивления выполняется специальными приборами, которые имеют соответствующую поверку и предел измерений.

Магнитные пускатели

ООО Энергоприбор предлагает магнитные пускатели серий ПМ12, ПМА, КМИ, ПМЕ,ПМЛ.

По желанию заказчика возможна комплектация пускателей катушками 24, 36, 110, 127, 220, 380 В

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором:

— для пуска непосредственным подключением к сети и отключения электродвигателя,

— для пуска, остановки и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). Пускатели в исполнении с тепловым реле осуществляют также защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности.

Магнитные пускатели открытого исполнения предназначены для установки на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов.

Магнитные пускатели защищенного исполнения предназначены для установки внутри помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли.

Магнитные пускатели пылебрызгонепроницаемого исполнения предназначены как для внутренних, так и для наружных установок в местах, защищенных от солнечных лучей и от дождя.

Электромагнитные пускатели серии ПМА используются для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети и отключения трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Дополнительно пускатели ПМА могут осуществлять реверсирование, при наличии тепловых реле — защиту двигателей от перегрузок, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз, изменение схемы включения обмоток: звезда/треугольник. Виды пускателей ПМА: Пускатели 3 величины: ПМА-3110 ПМА-3200 ПМА-3210 ПМА-3300 ПМА-3400ПМА-3100 Пускатели 4 величины: ПМА-4100 ПМА-4110 ПМА-4130 ПМА-4200 ПМА-4210ПМА-4500 ПМА-4510 ПМА-4600 ПМА-4610 Пускатели 5 величины: ПМА-5100 ПМА-5200 Пускатели 6 величины: ПМА-6100 ПМА-6200

 Структура условного обозначения пускателей ПМА:

ПМА — Х1 Х2 Х3 Х4, где

Х1 — величина пускателя в зависимости от номинального тока:

3 — 40А;

4 — 63А.

Х2 — исполнение пускателя по назначению и наличию теплового реле:

1 — без реле, нереверсивный;

2 — с реле, нереверсивный;

3 — без реле, реверсивный;

4 — с реле, реверсивный;

5 — без реле, реверсивный с механической блокировкой;

6 — с реле, реверсивный с механической блокировкой.

Х3 — исполнение пускателя по степени защиты:

0 — IP00;

1 — IP40 без кнопок;

2 — IP54 без кнопок;

3,4 — IP54 с кнопками управления;

5 — IP40 с кнопками управления и сигнальными лампами;

6 — IP54 с кнопками управления и сигнальными лампами.

Х4 — исполнение пускателя по роду тока цепи управления, напряжению главной цепи:

0 — переменный, 380В;

2 — переменный, 660В.   

 

 

 

Магнитные пускатели серии ПМЕ применяются в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором переменного напряжения 660 В частоты 50 и 60 Гц. При наличии тепловых реле, пускатели осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Виды пускателей ПМЕ: Пускатели первой величины: ПМЕ-111 ПМЕ-112 ПМЕ-113 Пускатели второй величины: ПМЕ-211 ПМЕ-212 ПМЕ-213 ПМЕ-214 ПМЕ-221ПМЕ-222

Структура условного обозначения пускателей ПМЕ:

ПМЕ Х1 Х2 Х3, где

Х1 — величина номинального тока пускателя:

1 — 10А;

2 — 25А.

Х2 — исполнение пускателя по степени защиты:

1 — IP00;

2 — IP32.

Х3 —  сочетание конструктивных элементов пускателя:

1 — без реле, нереверсивные, без кнопок;

2 — с реле, нереверсивные, без кнопок;

3 — без реле, реверсивные, без кнопок;

4 — с реле, реверсивные, без кнопок.

 

 

 

Магнитные пускатели серии ПМЛ используются для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, отключения и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. При наличии тепловых реле, пускатели выполняют функцию защиты двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз. Виды пускателей ПМЛ: Пускатели первой величины: ПМЛ-1100 ПМЛ-1110 ПМЛ-1210 ПМЛ-1220ПМЛ-1230 ПМЛ-1501 Пускатели второй величины: ПМЛ-2100 ПМЛ-2110 ПМЛ-2210 ПМЛ-2220ПМЛ-2230

Структура условного обозначения пускателей ПМЛ:

ПМЛ Х1 Х2 Х3 Х4, где:

Х1 — величина пускателя по номинальному току:

1 — 10А;

2 — 25А.

Х2 — тип работы электродвигателя и наличие теплового реле:

1 — нереверсивный без теплового реле;

2 — нереверсивный с тепловым реле;

5 — реверсивный с тепловым реле и механической блокировкой;

6 — реверсивный с тепловым реле с электрической и механической блокировками.

Х3 — степень защиты и наличие элементов управления:

0 — IP00;

1 — IP54 без кнопок;

2 — IP54 с кнопками «Пуск» и «Стоп»;

3 — IP54 с кнопками «Пуск», «Стоп» и сигнальной лампой.

Х4 — сочетание контактов и род тока вспомогательной цепи:

0 — 1″з»;

1 — 1 «р».

 

 

Магнитные пускатели серии ПМ-12 используются в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором переменного напряжения до 660В частоты 50Гц. При наличии тепловых реле, пускатели могут осуществлять защиту управляемых электродвигателей от перегрузок и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Виды магнитных пускателей ПМ-12: Пускатели 1 величины: ПМ 12-010100 ПМ 12-010110 ПМ 12-010200 ПМ 12-010210 ПМ 12-010220 ПМ 12-010500 ПМ 12-010510 ПМ 12-010520 ПМ 12-010600ПМ 12-010610 ПМ 12-010620 Пускатели 2 величины: ПМ 12-025100 ПМ 12-025110 ПМ 12-025200 ПМ 12-025210, ПМ 12-025220, ПМ 12-025501, ПМ 12-025511, ПМ 12-025521, ПМ 12-025601, ПМ 12-025611, ПМ 12-025621 Пускатели 3 величины: ПМ 12-040110, ПМ 12-040150, ПМ 12-040200, ПМ 12-040210, ПМ 12-040220, ПМ 12-040600, ПМ 12-040610, ПМ 12-040620 Пускатели 4 величины: ПМ 12-063111, ПМ 12-063151, ПМ 12-063201, ПМ 12-063211, ПМ 12-063221, ПМ 12-063511, ПМ 12-063521, ПМ 12-063551, ПМ 12-063601, ПМ 12-063611, ПМ 12-063621 Пускатели 5 величины: ПМ 12-100110, ПМ 12-100150, ПМ 12-100200, ПМ 12-100210, ПМ 12-100500, ПМ 12-100600, ПМ 12-100610, ПМ 12-125150, ПМ 12-125200, ПМ 12-125500, ПМ 12-125600 Пускатели 6 величины: ПМ 12-160150, ПМ 12-160200, ПМ 12-160500, ПМ 12-160640

 

Структура условного обозначения пускателей серии ПМ-12:

 

ПМ 12 ХХХ1 Х2 Х3 Х4, где:

ХХХ1 — величина номинального тока пускателя:

010 — 10А;

025 — 25А;

040 — 40А;

063 — 63А;

100 — 100А;

125 — 125А;

160 — 160А.

Х2 — назначение пускателя и наличие теплового реле: 

 1 — нереверсивный, без теплового реле;

2 — нереверсивный, с тепловым реле;

5 — реверсивный, без теплового реле;

6 — реверсивный, с тепловым реле.

Х3 — исполнение пускателя по степени защиты и наличию кнопок управления:

0 — IP00;

1 — IP54 без кнопок;

2 — IP54 с кнопками «Пуск» и «Стоп»;

3 — IP54 с кнопками «Пуск», «Стоп» и сигнальной лампой;

4 — IP40 без кнопок;

5 — IP20;

6 — IP40 с кнопками «Пуск» и «Стоп»;

7 — IP54 с кнопками «Пуск», «Стоп» и сигнальной лампой.

Х4 — исполнение пускателя по числу и роду контактов вспомогательной цепи:

0 — 1з;

1 — 1р для пускателей 1-3 величины, 2з+2р для пускателей 3-6 величины.

 

Что такое стартер двигателя? Различные типы пускателей двигателей

Основная функция пускателя двигателей заключается в пуске и остановке двигателя, к которому он подключен. Это специально разработанные электромеханические переключатели, похожие на реле. Основное отличие реле от пускателя состоит в том, что пускатель содержит защиту двигателя от перегрузки. Таким образом, назначение пускателя двоякое: автоматически или вручную переключать питание на двигатель и в то же время защищать двигатель от перегрузки или неисправностей.

Пускатели двигателей доступны с различными номиналами и размерами в зависимости от номинала и размера двигателя (двигателя переменного тока). Эти статеры безопасно переключают необходимую мощность на двигатель, а также предотвращают потребление двигателем больших токов. Давайте посмотрим более подробно о необходимости пускателя двигателя, различных типах пускателя двигателя, а также их электрических схемах. В этой статье мы будем иметь дело только с пускателями двигателей переменного тока, поскольку они являются рабочими лошадками в промышленности и коммерческих приложениях.

Описание

Зачем двигателям нужен пускатель?

Статор необходим для асинхронного двигателя (трехфазного типа) для ограничения пускового тока. В трехфазном асинхронном двигателе ЭДС, индуцированная ротором, пропорциональна скольжению (это относительная скорость между статором и ротором) асинхронного двигателя. Эта ЭДС ротора пропускает ток через ротор.

Когда двигатель находится в состоянии покоя (при пуске), скорость двигателя равна нулю и, следовательно, скольжение максимально. Это индуцирует очень высокую ЭДС в роторе в начальных условиях, и, таким образом, через ротор протекает очень большой ток.

Поскольку ротору требуется большой ток, обмотка статора потребляет очень большой ток от источника питания. Этот начальный ток потребления может в 5-8 раз превышать ток полной нагрузки двигателя.

Этот огромный ток при пуске двигателя может повредить обмотки двигателя, а также вызвать сильное падение напряжения в линии.

Эти скачки напряжения могут повлиять на другие устройства, подключенные к той же линии. Следовательно, для ограничения этого пускового тока необходим стартер, чтобы избежать повреждения двигателя, а также другого соседнего оборудования.

Пускатель — это устройство, которое снижает начальный высокий ток двигателя за счет снижения напряжения питания, подаваемого на двигатель. Такое снижение применяется в течение очень короткого промежутка времени, и как только двигатель разгоняется, значение скольжения уменьшается, и, следовательно, применяется нормальное напряжение.

В дополнение к защите от пускового тока, пускатель также обеспечивает защиту от перегрузки, однофазную защиту и защиту от низкого напряжения.

Защита от перегрузки необходима, поскольку двигатель потребляет больший ток в условиях перегрузки, что приводит к чрезмерному нагреву обмоток. Это дополнительное тепло сокращает срок службы двигателя и может вызвать возгорание обмоток и, следовательно, возгорание.

Все пусковые устройства снабжены элементами защиты от перегрева для ограничения высокого тока при перегрузке. Большинство этих устройств работают по концепции перегрузки по времени, в которой ток перегрузки допускается на короткое время (очень несколько секунд), а затем останавливает двигатель, если ток существует дольше этого времени.

Большинство стартеров оснащены биметаллическими планками для выполнения этой операции.

Некоторые двигатели мощностью менее 5 л.с. подключаются напрямую (с помощью пускателя DOL) без снижения напряжения питания (в исходном состоянии), но они снабжены защитой от перегрузки, пониженного напряжения и однофазной защиты. Это связано с тем, что такие двигатели могут кратковременно выдерживать высокий пусковой ток.

Как работает стартер двигателя?

В основном пускатель представляет собой коммутационное устройство, состоящее из электрических контактов (как входящих, так и отходящих). По принципу действия пускатели в первую очередь делятся на ручные и электрические.

Ручной стартер состоит из рычага сбоку, который можно включить или выключить. Обычно они используются для небольших двигателей, поскольку они не могут работать дистанционно.

Этот тип пускателей двигателей обеспечивает перезапуск двигателей сразу же после отключения питания. Это мгновенное срабатывание двигателя после сбоя питания может привести к протеканию опасных токов в двигатель и, следовательно, к повреждению двигателя. По этой причине большинство стартеров оснащены электрическими выключателями.

В пускателях с электрическим приводом для переключения силовых проводников используются электромеханические реле. Эти реле называются контакторами. Когда катушка в контакторе находится под напряжением, она создает электромагнитное поле, которое притягивает контакты переключателя.

А когда катушка обесточена, контакты возвращаются в нормальное положение под действием пружины. Обычно пускатели электродвигателей снабжены нажимными кнопками (кнопками пуска и остановки) для включения и выключения питания катушки, чтобы контакты срабатывали. Эти пускатели с электрическим приводом не будут перезапускаться после сбоя питания, пока не будет нажата кнопка пуска.

Различные технологии, используемые в пускателях двигателей

В большинстве промышленных операций используются трехфазные асинхронные двигатели по сравнению с двигателями любого другого типа. Существуют различные методы запуска трехфазного асинхронного двигателя. Прежде чем знакомиться с различными типами пускателей, давайте сначала обсудим методы, используемые для пускателей асинхронных двигателей.

Метод полного напряжения

Этот метод часто называют прямым пуском от сети (DOL) и является наиболее распространенным способом пуска трехфазного асинхронного двигателя. В этом методе к двигателю прикладывается полное напряжение (или номинальное напряжение), поскольку по своей сути это самозапускающийся двигатель, для запуска которого требуется полное напряжение.

Этот метод применяется только для двигателей мощностью менее 5 л.с., как описано выше. Пускатели двигателей, использующие этот метод, называются пускателями DOL.

Метод пониженного напряжения: Этот метод используется для больших двигателей мощностью от 100 л. с. и выше (или для двигателей, потребляющих очень большие пусковые токи). Как обсуждалось ранее, эти двигатели с высоким номиналом потребляют очень высокие пусковые токи, а также могут вызвать падение напряжения в линии.

В таких случаях используется метод пониженного напряжения, при котором напряжение на двигателе сначала снижается на несколько секунд до тех пор, пока двигатель не начнет вращаться, а затем приложенное напряжение увеличивается до номинального напряжения питания, в результате чего двигатель вращается до номинальной скорости.

Пускатели электродвигателей, использующие метод понижения напряжения, называются пускателями пониженного напряжения. Обычно используемые пускатели с пониженным напряжением включают пускатели с сопротивлением статора, пускатели с автотрансформатором и пускатели с пуском по схеме «треугольник».

Технология двунаправленного пускателя

В некоторых процессах необходимо, чтобы двигатель работал как в прямом, так и в обратном направлении. Как правило, направление трехфазного двигателя можно изменить, заменив любые два провода (т. е. изменив последовательность RYB) трехфазного источника питания.

В этом методе используются два контактора с подходящим соединением и механизмом блокировки между ними для достижения двунаправленной работы.

Многоскоростной метод

В этом методе пускатели электродвигателей изготавливаются для подачи на двигатель различных напряжений для работы двигателя на разных скоростях.

Как правило, эти пускатели предназначены для работы двигателя на двух или трех различных скоростях с использованием двух или более контакторов. Большинство этих пускателей изготавливаются в версиях с полным и пониженным напряжением.

Типы пускателей двигателей

Ниже перечислены наиболее распространенные типы пускателей, основанные на приведенных выше методах.

1. Стартер сопротивления статора
2. Пускатель автотрансформатора
3. Стартер звезда-треугольник
4. Прямой пускатель
5. Устройство плавного пуска

Эти пускатели двигателей подробно рассматриваются в следующем разделе.

Пускатель сопротивления статора

В этом методе на асинхронный двигатель подается пониженное напряжение путем последовательного подключения внешних сопротивлений к каждой фазе обмотки статора.

Во время запуска двигателя эти сопротивления удерживаются в максимальном положении, так что на двигатель подается пониженное напряжение из-за большого падения напряжения на сопротивлениях. Принципиальная схема этого типа пускателя показана на рисунке ниже.

Как только двигатель набирает скорость, сопротивление, подключенное к каждой фазе цепи статора, постепенно уменьшается. Когда эти сопротивления удаляются из цепи, на двигатель подается номинальное напряжение (полное напряжение), и, следовательно, он работает с номинальной скоростью.

В этом методе важно поддерживать пусковой момент двигателя при минимальном пусковом токе. Это связано с тем, что ток изменяется пропорционально напряжению, тогда как крутящий момент зависит от квадрата приложенного напряжения.

Предположим, если приложенное напряжение уменьшится на 50 процентов, ток уменьшится на 50 процентов, а крутящий момент уменьшится на 25 процентов.

Конструкция этого пускового устройства проста и является наиболее экономичным из всех методов. Кроме того, этот стартер можно использовать для двигателей независимо от того, соединены они звездой или треугольником. Однако из-за высокого рассеивания мощности на резисторах в двигателе происходят большие потери мощности.

Кроме того, пониженное напряжение вызывает пониженный крутящий момент при пуске двигателя. Из-за этих ограничений метод сопротивления ограничен для некоторых приложений.

Стартер с автотрансформатором

В этом методе трехфазный автотрансформатор подключается последовательно с двигателем. Этот трансформатор снижает напряжение, подаваемое на двигатель, и, следовательно, ток. Принципиальная схема этого типа пускателя показана на рисунке ниже.

Этот пускатель состоит из переключателя, который переключает двигатель между режимами пониженного напряжения и полного напряжения. Когда этот переключатель находится в положении пуска, на двигатель подается пониженное напряжение.

Это напряжение зависит от доли процента витков и регулируется изменением положения ползунка автотрансформатора.

Когда двигатель достигает 80 процентов своей номинальной скорости, переключатель автоматически переключается в положение RUN с помощью реле. Благодаря этому на этот двигатель затем подается номинальное напряжение. Эти трансформаторы также снабжены цепями перегрузки, холостого хода и выдержки времени.

В этом методе напряжение на клеммах двигателя выше для заданного пускового тока на стороне сети по сравнению с другими методами пониженного напряжения. Следовательно, этот метод дает самый высокий пусковой момент на линейный ампер.

Этот статор может быть подключен к трехфазным двигателям как со звездой, так и с треугольником. Однако эти пускатели дороже, чем пускатели сопротивления статора.

Пускатель «звезда-треугольник»

Пускатель «звезда-треугольник» является наиболее часто используемым пускателем с пониженным напряжением, поскольку он является самым дешевым из всех пускателей. В этом методе асинхронный двигатель подключается в звезду при пуске и в треугольник при работе с номинальной скоростью.

Эти пускатели предназначены для работы на статоре асинхронного двигателя, соединенном треугольником. Принципиальная схема этого пускателя показана на рисунке ниже.

В этом пускателе используется переключатель TPDT (трехполюсный на два направления), который соединяет обмотку статора звездой во время пуска. Благодаря такому соединению звездой подаваемое на двигатель напряжение уменьшается в 1/√3 раза. Это пониженное напряжение приводит к меньшему току через двигатель.

Когда двигатель набирает скорость, переключатель TPST автоматически переключается на другую сторону с помощью реле, так что теперь обмотка подключается треугольником к источнику питания. Таким образом, на двигатель подается нормальное напряжение (поскольку при соединении треугольником напряжение одинаковое, VL = VP), и, следовательно, двигатель работает с нормальной скоростью.

Этот метод дешевле и не требует обслуживания по сравнению с другими методами. Однако это подходит только для двигателей, соединенных треугольником, а также нельзя изменить коэффициент снижения пускового напряжения, т. е. 1/√3.

Прямой пускатель

Как обсуждалось ранее, двигатели малой мощности (менее 5 л.с.) не имеют очень высоких пусковых токов. И без использования какого-либо стартера такие двигатели выдерживают пусковые токи.

Нет необходимости снижать напряжение на двигателе при пуске, поэтому двигатель можно подключить непосредственно к питающей сети. Этот тип устройства, используемый в пускателе, называется пускателем прямого включения или просто пускателем DOL.

Несмотря на то, что этот пускатель не снижает пусковое напряжение, он обеспечивает защиту двигателя от перегрузки, однофазности и низкого напряжения. Принципиальная схема прямого онлайн-пускателя показана на рисунке ниже.

Во время пуска нормально разомкнутый контакт (НО) нажимается на доли секунды, что приводит к возбуждению катушки намагничивания. Этот магнитный поток, создаваемый катушкой, притягивает контактор, так что теперь двигатель подключен к источнику питания.

Контактор сохраняет это положение, пока на катушку подается питание от дополнительного выключателя. При нажатии нормально замкнутого (НЗ) выключателя катушка обесточивается, и контактор отделяется подпружиненным устройством, при этом подача питания на двигатель прекращается.

При любой перегрузке двигатель потребляет большой ток, что вызывает перегрев. Этот чрезмерный нагрев приводит в действие тепловые реле, использующие датчики перегрузки. Затем срабатывают контакты перегрузки, чтобы отключить питание двигателя.

Это самый простой, дешевый и надежный метод, поэтому он широко используется. Основным недостатком пускателя DOL является то, что двигатель потребляет очень большой ток во время запуска в течение короткого периода времени.

Устройство плавного пуска

В этом методе полупроводниковые силовые выключатели используются для уменьшения пускового тока асинхронного двигателя. Это другой тип пускателя с пониженным напряжением, и он подключается последовательно с сетевым напряжением, подаваемым на двигатель. Принципиальная схема устройства плавного пуска показана на рисунке ниже.

Этот пускатель состоит из встречных тиристоров или симисторов в каждой фазе обмотки статора. Управляя углом открытия этих тиристоров, напряжение, подаваемое на двигатель, будет уменьшаться бесступенчато. Этот тип снижения напряжения обеспечивает более плавную работу по сравнению с другими методами, описанными выше.

Это приводит к отсутствию пульсаций крутящего момента и, следовательно, к отсутствию рывков при пуске двигателя. Как только двигатель достигает нормальной скорости, к тиристорам применяется такой угол открытия, что они обеспечивают полное напряжение на двигателе.

Для более крупных двигателей используются частотно-регулируемые приводы с функцией плавного пуска. Такие приводы регулируют пусковой ток, а также скорость двигателя до желаемого значения.

Эти пускатели также снабжены дополнительными защитами, такими как перегрузка, низкое напряжение и однофазность.

Заключение

Вводное руководство по пускателям двигателей. Они являются неотъемлемой частью современных моторных приводов для безопасной и надежной работы двигателей. Мы узнали о необходимости пускателя двигателя, различных типах пускателя двигателя, а также о схемах подключения некоторых популярных методов пуска двигателя.

Типы пускателей двигателей | Устройства плавного пуска и пускатели по схеме «звезда-треугольник»

вернуться в блог

Стартер двигателя

Наша цель в PSI Power & Controls — всегда предоставлять коммерческим предприятиям инструменты самого высокого качества, доступные для обеспечения оптимального использования энергии и гарантированного доступа к электроэнергии.

Пускатели электродвигателей — это превосходный инструмент, который мы с гордостью можем предложить для обеспечения надлежащего и безопасного использования ваших энергосистем генератора. Пускатели двигателей бывают разных типов для удовлетворения различных потребностей.

Мы являемся отраслевыми лидерами в поставке пускателей двигателей для использования в промышленных генераторах, и PSI Power & Controls обладает знаниями, чтобы гарантировать, что вы получите правильный пускатель двигателя для ваших нужд.

Что такое стартер двигателя?

Понимание того, что такое пускатель двигателя и как он влияет на вас и ваш бизнес, является неотъемлемой частью выбора правильного типа. Проще говоря, стартер двигателя регулирует использование электроэнергии в вашем генераторе. Когда генератор впервые активируется, он генерирует мощный электрический ток. Несмотря на кратковременность, этот ток, если с ним не обращаться должным образом, может серьезно повредить ваш бизнес и коммерческое оборудование.

Пускатель двигателя выполняет две функции: во-первых, пускатель уменьшает и контролирует ток, генерируемый при включении вашего генератора. Во-вторых, стартер двигателя будет регулировать и увеличивать ток, как только ваш генератор стабилизируется, улучшая работу и использование, предотвращая скачки напряжения.

При обнаружении скачка напряжения и превышении максимального допустимого тока пускатель двигателя отключит генератор для обеспечения безопасности.

Какие типы пускателей двигателей предлагает PSI?

Компания PSI Power & Controls работает с тремя основными типами пускателей электродвигателей: с открытой передачей по схеме «звезда-треугольник», полупроводниковым с плавным пуском и пускателем по схеме «звезда-треугольник».

Чем они отличаются и какой тип пускателя подходит для ваших нужд? Давайте уточним:

• Открытая передача звезда-треугольник. Это несколько стандартная система электромагнитного пуска, предназначенная для безопасного снижения напряжения при работе крупного коммерческого оборудования. Система подходит и часто применяется в работе насосов и воздушных компрессоров.
• Плавный пуск твердотельный. Часто используемый в большинстве крупного коммерческого оборудования пускатель с плавным пуском представляет собой RVS (пускатель с пониженным напряжением), который работает за счет использования жидкости, магнитных сил или стальной дроби для снижения пускового тока и управления крутящим моментом.