Тепловое реле для электродвигателя схема подключения. Изучаем схему подключения магнитного пускателя Контактор с тепловой защитой
В этой статье мы подробно рассмотрим нереверсивную схему подключения магнитного пускателя для управления трехфазным асинхронным электродвигателем.
Также я для Вас записал видео с подробным описанием работы схемы, которое Вы можете просмотреть в конце этой статьи.
Вначале давайте рассмотрим схему подключения магнитного пускателя с катушкой на 220В .
Три фазы питающего напряжения подаются на клеммы асинхронного двигателя через:
— силовые контакты магнитного пускателя КМ ;
— тепловое реле Р .
Обмотка катушки магнитного пускателя подключена с одной стороны к нулевому рабочему проводу N, с другой, через кнопочный пост к одной из фаз, в нашей схеме — к фазе С .
Кнопочный пост содержит 2 кнопки:
1) нормально-разомкнутую кнопку ПУСК ;
2) нормально-замкнутую — СТОП .
Нормально-разомкнутый вспомогательный контакт пускателя КМ подключен параллельно кнопке ПУСК .
Для защиты электродвигателя от перегрузок используется тепловое реле Р , которое устанавливается в разрыв питающих фаз. Вспомогательный нормально-замкнутый контакт теплового реле Р включен в цепь обмотки магнитного пускателя.
Рассмотрим работу схемы.
Включаем трехполюсный , его контакты замыкаются, питающее напряжение подается к силовым контактам пускателя и в цепь управления. Схема готова к работе.
Запуск.
Для запуска двигателя нажимаем кнопкуПУСК .Цепь питания обмотки магнитного пускателя замыкается, якорь катушки притягивается, замыкая силовые контакты КМ и подавая три питающих фазы на обмотки двигателя. Происходит запуск и двигатель начинает вращаться.
Одновременно с этим замыкается вспомогательный контакт пускателя КМ, шунтируя кнопку ПУСК .
Теперь, отпуская кнопку ПУСК , питание на обмотку пускателя продолжает поступать через его замкнутый вспомогательный контакт КМ. Двигатель запущен и продолжает работать.
Останов.
Чтобы остановить двигатель, нажимаем кнопку СТОП . Цепь питания обмотки пускателя разрывается. Якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние, размыкая силовые контакты, обесточивая тем самым обмотки электродвигателя. Он начинает останавливаться.
Одновременно с этим размыкается вспомогательный контакт КМ в цепи питания обмотки пускателя.
После отпускания кнопки СТОП питание на обмотку не подается, поскольку вспомогательный контакт КМ разомкнут. Двигатель выключен и цепь готова к следующему запуску.
Защита от перегрузок.
Предположим, что двигатель запущен. Если по каким-то причинам ток нагрузки двигателя увеличится, биметаллические пластины теплового реле Р под действием повышенного тока начнут изгибаться, и приведут в действие механизм расцепителя. Он разомкнет вспомогательный контакт Р в цепи обмотки магнитного пускателя. Цепь обмотки пускателя разомкнется, силовые и вспомогательный контакты пускателя вернуться в исходное разомкнутое состояние, двигатель остановится.
Если катушка магнитного пускателя рассчитана на 380В, то схема подключения будет, как на рисунке ниже.
В этом случае, обмотка пускателя подключается к любым двум фазам, на схеме к фазам В и С.
Для дополнительной защиты цепи управления магнитным пускателем устанавливают предохранитель FU . В случае, например, межвиткового замыкания в катушке пускателя, плавкая вставка предохранителя перегорит, обесточив цепь управления.
Магнитный пускатель является ключевым элементом практически каждой электрической схемы. С помощью контактора производится подключение потребителей, управление нагрузкой дистанционно и прочие коммутационные переключения. В зависимости от напряжения управляющей сети, различаются и по напряжению управления 12, 24, 110, 220, 380 вольт. Обычно для подключения трехфазной и не только нагрузки имеются контакты L1, L2, L3 и вспомогательные NO или NC. Управление малогабаритным пускателем производится в ручном режиме или различными автоматическими устройствами, такими как реле времени, освещенности и прочими. Ниже мы рассмотрим некоторые схемы подключения магнитного пускателя на 220 и 380 вольт, которые могут пригодиться в домашних условиях.
Обзор вариантов
В ручном режиме включение производят с кнопочного поста. Кнопка пуск открытый контакт на замыкание, а стоп работает на размыкание. Схема подключения магнитного пускателя с самоподхватом выглядит следующим образом:
Рассмотрим работу цепей включения и выключения магнитного контактора. Кнопочный пост из двух кнопок, при нажатии ПУСК, фаза поступает из сети через контакты СТОП, цепь собирается, пускатель втягивается и замыкает контакты, в том числе и дополнительный NO, который стоит параллельно кнопке ПУСК. Теперь если ее отпустить магнитный пускатель продолжает работать, пока не пропадет напряжение или сработает Р защиты двигателя. При нажатии СТОП цепь разрывается, контактор возвращается в исходное положение и размыкаются контакты. В зависимости от назначения, питание катушки может быть 220в (фаза и ноль) или 380в (две фазы), принцип работы цепей управления не меняется. Включение трехфазного электродвигателя с тепловым реле через кнопочный пост выглядит следующим образом:
В итоге это выглядит примерно так, на картинке:
Если вы хотите подключить трехфазный двигатель через магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт, выполнять коммутацию нужно по следующей монтажной схеме:
С помощью трех кнопок на пульте управления можно организовать реверсивное вращение электродвигателя.
Если внимательно присмотреться, то можно увидеть что она состоит из двух элементов предыдущей схемы. При нажатии ПУСК контактор КМ1 включается, замыкая контакты NO KM1, становясь на самоподхват, и размыкая NC KM1 исключая возможность включения контактора КМ2. При нажатии кнопки СТОП происходит разборки цепи. Еще одним интересным элементом трехфазной реверсивной схемы подключения является силовая часть.
На контакторе КМ2 происходит замена фаз L1 на L3, а L3 на L1, таким образом меняется направление вращения электродвигателя. В принципе данная схемотехника управления трехфазной и однофазной нагрузкой с головой покрывает домашние нужды, и проста для понимания. Можно также подключить дополнительные элементы автоматики, защиты, ограничители. Рассматривать их все нужно отдельно для каждого конкретного устройства.
С помощью выше приведенной схемы подключения магнитного пускателя можно организовать открытие ворот гаража, введя в цепь дополнительно концевые выключатели, задействовав контакты NC последовательно с NC KM1 и NC KM2, ограничив ход механизма.
Инструкции по подсоединению
Самый простой вариант подключения — через кнопку. В этом случае действовать нужно так, как показывается на видео:
Подсоединяем пускатель через кнопочный пост (без реверса)
На примере с двигателем выглядит это так:
Управление электродвигателем на 380 Вольт
Подключить по реверсивной схеме двигатель можно следующим образом:
Включение двигателя через три кнопки
Вот по такому принципу можно самостоятельно подключить устройство к сети 220 и 380 вольт. Надеемся, наша инструкция по подключению магнитного пускателя со схемами и подробными видео примерами была для вас понятной и полезной!
Реле называется тепловым из-за его принципа действия, во многом подобного на принцип работы выключателя-автомата, в котором биметаллические пластины, нагретые электротоком, выполняют разрыв цепи и давят на механизм спуска.
Так как тепловое реле в схемах требуется подключать за магнитным пускателем, отсутствует необходимость дублирования функции контактора после размыкания цепей в аварийных случаях. Выбор в пользу такой защиты позволяет достичь существенной экономии материала для силовых контактных групп. Ведь гораздо проще коммутировать малые токи единой управляющей цепи, чем разрывать сразу три контакта под высокой токовой нагрузкой.
Совет №1: При подключении прибора следует помнить, что тепловым реле силовые цепи не разрываются напрямую, им подается управляющий сигнал при повышении нагрузок.
Обычно в конструкции тепловых реле предусмотрено наличие двух контактов:
- нормально замкнутого;
- разомкнутого в нормальном положении.
После сработки реле оба этих контакта одновременно изменяют сове положение.
Устройство и виды
Реле тепловые выпускаются нескольких типов, для каждого из них характерны свои конструктивные особенности и область использования. Основными типами являются следующие реле:
- твердотельные;
РТЛ представляют собой 3-х фазные устройства, предназначенные для защиты электродвигателей от перегрузок, заклинивания ротора, продолжительного пуска, фазного перекоса. Устройства ставятся на клеммные контакты пускателя ПМЛ. Могут самостоятельно работать как защитный прибор с клеммами типа КРЛ.
Реле типа РТТ — также трехфазное устройство, обеспечивающее защиту короткозамкнутых двигателей от затяжных пусков, заклинивания, токовых перегрузок, иных, не менее опасных аварийных ситуаций. Благодаря особенностям конструкции реле крепятся к корпусу магнитных пускателей типов ПМА и ПМЕ, а также в качестве отдельного устройства на специальной панели.
Трехфазные реле РТИ используются для защиты электромотора от перегрузок, перекосов фаз, стопорения и других тяжелых режимов функционирования. Крепятся к корпусу пускателей КМТ и КМИ.
ТРН — тепловой 2-х фазное реле, посредством которого осуществляется контроль за пуском и работой приборов. Оснащается механизмом ручного возврата клемм в первоначальное положение, при этом температура среды на эффективность функционирования реле не влияет.
Твердотельные реле — 3-х фазные устройства, конструкция которого не предусматривает наличия подвижных частей. Реле также не восприимчивы к воздействию окружающей среды, применяются в местах с риском разрыва.
В реле типа РТК контроль температуры выполняется посредством щупа, размещенного в корпусе прибора.
Как выбрать реле по характеристикам?
При подборе реле следует изначально разобраться в его основных параметрах:
- значению номинального тока;
- диапазона регулирования тока сработки;
- сетевого напряжения;
- тип и количество клемм;
- расчетной мощности подключаемого устройства;
- минимальной границы сработки;
- класса устройства;
- реакции на фазный перекос.
Номинальный ток реле должен быть идентичным указанному на электромоторе, к которому устройство будет подсоединяться. Величину тока двигателя можно увидеть на планке, размещенной на его крышке или корпусе.
Сетевое напряжение для реле должно быть равным значению сети, в которой оно будет располагаться — 220 либо 380/400 В. Также значение имеет тип и число клемм, так как в контакторах различных типов реализованы различные способы подсоединения.
Реле также должно выдерживать мощность электромотора для недопущения ложной сработки. Для двигателей трехфазных следует подбирать реле, обеспечивающее дополнительную защиту от фазного перекоса.
Особенности подключения
Обычно монтаж теплового реле осуществляется вместе с магнитным пускателем, выполняющим соединение и запуск электродвигателя. Выпускаются также и устройства, устанавливающиеся как самостоятельный прибор на DIN-рейке либо на монтажной панели — ТРН или РТТ.
Если у реле ТРН присутствует лишь пара входящих подключений, фаз в нем все равно три. Отключенный фазный провод выходит с пускателя к двигателю, минуя устройство. Изменение тока в электромоторе происходит пропорционально во всех фазах, потому достаточно выполнять контроль только за двумя из них.
Устройства снабжаются двумя группами клемм в нормально открытой и нормально замкнутой группах.
Ниже представлена схема управления, отключающая мотор от сети при возникновении нештатной ситуации от обрыва фазы либо перегрузки. Вращение двигателя осуществляется в одну сторону, управление включением выполняется с одного места посредством кнопок ПУСК и СТОП.
Автомат подключен и к верхним контактом поступает напряжение. После нажима кнопки ПУСК происходит подключение катушки пускателя А1 и А2 к сети L1 и L2. В представленной схеме установлен пускатель, катушка которого рассчитана на 380 В.
При включении пускателя катушкой происходит замыкание дополнительных контактов 13 и 14. Кнопку ПУСК теперь можно отпустить, но контактор останется включенным. Такая схема получила название «Пуск с самоподхватом».
Для отключения электромотора от сети нужно обесточить катушку. Проследив на представленной схеме направление течения тока, можно заметить, что отключение произойдет при нажиме кнопки СТОП либо размыкании клемм теплового реле (на схеме прибор обозначен прямоугольником красного цвета).
Таким образом, при возникновении нештатной ситуации при сработке реле разрывается цепь, пускатель снимается с самоподхвата, обесточивая при этом электромотор. Перед повторным пуском после сработки необходимо выполнить осмотр механизма для выявления причин внепланового отключения и не включать вновь до их устранения.
Зачастую причиной сработки служит повышенная температура внешнего воздуха — такой момент также следует учесть при настройке механизмов и их эксплуатации.
Совет№2: В домашних хозяйствах область использования тепловых реле не ограничивается лишь станками и иными механизмами собственного производства. Не лишним было бы применять устройства для установки в системах, контролирующих ток в насосах отопительной системы.
Работа циркуляционного агрегата выполняется весьма специфическая. Дело в том, что на улитке и лопастях со временем появляется известковый налет, служащий одной из причин заклинивания и выхода из строя электродвигателя. Применяя приведенные схемы подключения можно собственными силами собрать контролирующий блок и блок защиты. В питающей цепи достаточно выставить номинал теплового реле и подключить контакты.
Красным цветом на схеме указаны трансформаторы тока, подключающиеся к амперметру и реле контроля, для визуального представления о проходящих в цепи процессов. Подключение трансформатора выполняется по схеме «звездочка» с одной общей точкой.
Обзор моделей
В таблице приведен краткий сравнительный обзор моделей тепловых реле с указанием основных параметров и примерной стоимости.
Ошибки при установке
- Главной ошибкой неопытных мастеров является приобретение и установка реле с параметрами, не подходящими к параметрам электродвигателя. Необходимо внимательно ознакомиться с описанием товара и его характеристиками, приведенными в паспорте устройства.
- Также при подборе и установке реле часто не учитывается температура внешнего воздуха при эксплуатации устройства. Слишком высокая температура может являться причиной частых срабатываний.
- Еще одна серьезная ошибка — слишком плотное затягивание контактов устройства при помощи отвертки. При выполнении этой работы следует проявить осторожность, чтобы не вывести реле из строя.
Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления электродвигателями и другими электроустановками. Они обеспечивают нулевую защиту, т.е. при исчезновении напряжения или его снижении до 50-60% от номинального катушка не удерживает магнитную систему пускателя, и силовые контакты размыкаются. При восстановлении напряжения токоприемник остается отключенным. Это исключает возможность аварий, связанных с самопроизвольным пуском электродвигателя или другой электроустановки. Пускатели с тепловыми реле осуществляют также защиту электроустановки от длительных перегрузок.
Наибольшее распространение получили магнитные пускатели серий ПМЕ и ПАЕ. Пускатели серии ПМЕ могут быть использованы для управления электродвигателями мощностью от 0,27 до 10 кВт, а пускатели серии ПАЕ - для управления электродвигателями и другими электроустановками мощностью от 4 до 75 кВт.
Изготавливаются эти серии в открытом, защищенном, пылеводозащищенном и пылебрызгонепроницаемом исполнении на напряжение 220 и 380 В. Они могут быть реверсивными и нереверсивными. Реверсивные пускатели наряду с пуском, остановом и защитой электродвигателя изменяют направление его вращения.
В магнитные пускатели встраиваются тепловые реле ТРН (двухполюсные) и ТРП (однополюсные). Они срабатывают под влиянием протекающего по ним тока перегрузки электродвигателя и отключают его от сети.
В каждый пускатель серии ПМЕ встраивается по одному двухфазному реле типа ТРН. В магнитный пускатель ПАЕ (нереверсивный и реверсивный) третьей величины встраивается по одному двухфазному реле ТРН, а в пускатели 4, 5 и 6 величин - по два тепловых реле типа ТРП. Катушка пускателя обеспечивает надежную работу при напряжении от 85 до 105% номинального.
Маркировка магнитных пускателей расшифровывается следующим образом: первая цифра после сочетания букв, указывающих тип пускателя, обозначает величину (1; 2; 3; 4; 5; 6), вторая - исполнение по роду защиты от окружающей среды (1 - открытое исполнение; 2 - защищенное; 3 - пылезащищенное; 4 - пылебрызгонепроницаемое), третья - исполнение (1 - нереверсивный без тепловой защиты; 2 - нереверсивный с тепловой защитой; 3 - реверсивный без тепловой защиты; 4 - реверсивный с тепловой защитой).
1. Устройство магнитного пускателя
Основными элементами магнитного пускателя (рис. 1) являются электромагнитная система 5 и 6, главные контакты 2 и 3, блок-контакты и дугогасительная камера 8. Электромагнитная система представляет собой разъемный магнитопровод, на среднем керне которого размещена катушка. Для уменьшения нагрева, вызываемого вихревыми токами, магнитопровод набран из отдельных, изолированных друг от друга пластин электротехнической стали. Неподвижную часть магнитопровода 5 называют сердечником, подвижную часть 6 - якорем. Якорь механически соединен с контактами 2.
Рис. 1. : 1 - основание; 2 - подвижный контактный мост; 3 - неподвижный контакт; 4 - присоединительный зажим; 5 - сердечник; 6 - якорь; 7 - возвратная пружина; 8 - дугогасительная камера
При включении электрический ток проходит по катушке, создает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику 5 и тем самым замыкает контакты 2 и 3 пускателя; при отключении якорь под действием возвратных пружин 7 (а в некоторых типах магнитных пускателей под действием собственного веса) отходит от сердечника и контакты размыкаются.
Катушка магнитного пускателя питается однофазным переменным током. Вследствие этого магнитный поток в течение периода дважды изменяет свое направление, достигая максимального значения и снижаясь до нуля. Это вызывает вибрацию и гудение магнитной системы. Для ослабления этих явлений на торцевой части сердечника магнитного пускателя закладывается медный короткозамкнутый виток, который охватывает обычно около 1/3 площади его сечения.
2. Тепловое реле
Тепловое реле в магнитных пускателях устанавливают для защиты электродвигателя от перегрузок.
Тепловое реле (рис. 2) состоит из четырех основных элементов: нагревателя 1, включаемого последовательно в защищаемую от перегрузки цепь; биметаллической пластинки 2 из двух спрессованных металлических пластинок с различными коэффициентами линейного расширения; системы 3-7 рычагов и пружин; контактов 8 и 9.
Рис. 2.14. : 1 - нагреватель; 2 - биметаллическая пластинка; 3 - регулировочный винт; 4 - защелка; 5 - рычаг; 6 - пружина; 7 - кнопка возврата; 8 - подвижный контакт; 9 - неподвижный контакт; 10 - вывод нагревателя
Когда через нагревательный элемент 1 проходит ток, превышающий номинальный ток электродвигателя, выделяется такое количество тепла, что незакрепленный (на рисунке левый) конец биметаллической пластинки 2 изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения (то есть опускается), нажимает на регулировочный винт 3 и выводит защелку 4 из зацепления. В этот момент под действием пружины 6 верхний конец рычага 5 поднимется, разомкнет контакты 8 и 9 и разорвет цепь управления магнитного пускателя. Кнопка 7 служит для ручного возврата рычага 5 в исходное положение после срабатывания реле.
Из вышесказанного следует, что работа теплового реле основана на изгибании биметаллической пластинки под действием тепла выделяемого в нагревательном элементе. Но эта же пластинка будет изгибаться и под действием тепла окружающего воздуха. Таким образом, в жаркие дни реле будет срабатывать быстрее, чем в холодные. Для устранения этого явления в реле применена температурная компенсация, сущность которой заключается в том, что изгибанию биметаллической пластинки от изменения температуры окружающего воздуха соответствует противоположное по направлению изгибание пластинки компенсатора. Пластинка компенсатора тоже представляет собой биметаллическую пластинку, но с обратным по отношению к основной биметаллической пластинке прогибом.
В магнитные пускатели типа ПМЕ-100, ПМЕ-200 и в магнитные пускатели ПАЕ-300 встраивают тепловые реле ТРН (рис. 3). Эти реле двухфазные, с температурной компенсацией, с ручным возвратом. Нагрев биметалла косвенный, нагреватели сменные с номинальным током до 40 А.
Температурный компенсатор выполнен из биметалла с обратным прогибом по отношению к основному термоэлементу. При установившейся температуре между компенсатором и защелкой устанавливается определенный зазор. Изменение величины этого зазора путем поворота эксцентрика (регулятора уставки), т.е. удаление или приближение защелки, изменяет уставку реле. Каждое деление регулятора уставки соответствует 5% величины номинального тока нагревателя. При уставке регулятора в положение «0» ток уставки реле равен номинальному току нагревателя. При уставке регулятора в положение «–5» ток уставки уменьшается на 25%, в положение «+5» - увеличивается на 25% по отношению к величине номинального тока нагревателя.
Время срабатывания реле при температуре окружающего воздуха 20±5°С и нагреве реле из холодного состояния шестикратным номинальным током уставки при любом положении регулятора уставки должно быть в следующих пределах:
Рис. 3. : 1, 2, 3, 4, 6 - винты; 5 - крышка; 7 - нагревательный элемент; 8 - пластмассовая крышка; 9 - шток; 10 - контактный мостик
· 3-15 с - для реле ТРН-10А;
· 6-25 с - для реле типов ТРН-10; ТРН-25 и ТРН-40.
Время ручного возврата реле в пределах температуры окружающего воздуха от –40 до +60°С должно быть не более 2 мин.
При установке реле в рабочее положение при температуре окружающего воздуха 20 ±5°С и обтекании обоих полюсов номинальным током реле не должно срабатывать в установившемся тепловом состоянии и должно срабатывать в течение не более 20 мин при токе, равном 1,2 номинального тока уставки. Защитные характеристики реле приведены на рис. 4 и 5.
Однофазные тепловые реле ТРП-60 и ТРП-150 (рис. 6), встраиваемые в пускатели ПАЕ четвертой, пятой и шестой величин, имеют комбинированный нагрев биметаллической пластинки (одна часть тока проходит через нагревательный элемент, другая - через биметаллическую пластинку). При одном нагревателе, рассчитанном на ток нулевой уставки, имеется возможность регулировать ток уставки в пределах ±25%. Реле имеет шкалу, на которой нанесены по пять делений по обе стороны от нуля. Цена деления 5% для открытого исполнения и 5,5% для защищенного.
В тепловом реле ТРП предусмотрены два исполнения по возврату: ручной возврат с гарантированным отсутствием самовозврата контактной группы и самовозврат с ускорением возврата вручную.
Рис. 4. Защитные характеристики реле ТРН-10А :
Рис. 5. Защитные характеристики реле ТРН-25 и ТРН-40 : 1 - зона защитных характеристик при срабатывании реле из холодного состояния; 2 - зона защитных характеристик при срабатывании реле из горячего состояния (после прогрева)
Рис. 6. : 1 - биметаллическая пластинка; 2 - упор самовозврата; 3 - держатель подвижного контакта; 4 - пружина; 5 - подвижный контакт; 6 - неподвижный контакт; 7 - сменный нагреватель; 8 - регулятор тока уставки; 9 - кнопка ручного возврата
Реле не срабатывает при длительном обтекании током, равном току уставки; срабатывает в течение 20 мин после увеличения тока по сравнению с током уставки на 20%. Реле нормально работает при токах, не превышающих 15-кратного значения. Реле допускает нагрузку 18-кратным номинальным током теплового элемента в течение 1 с, или до срабатывания реле, если оно произойдет за время меньше 1 с.
Для защиты реле ТРП-60 и ТРП-150 от токов короткого замыкания достаточно, чтобы номинальный ток плавкой вставки предохранителя, включенного последовательно с тепловым элементом защищаемого реле, превышал номинальный ток теплового элемента не более чем в 4-5 раз.
Любой электрический прибор имеет устройство для его подключения к электросети, будь то чайник, кофемолка или более сложный механизм. Это может быть как простое устройство, так и более сложное. Порой, если оно вышло из строя, необходимо заменить его либо самому собрать для электроприбора.
Способы подключения
В чем может быть сложность подключения? Необходимо обеспечить безопасность пользователей от поражения электрическим током или пожара, сохранность самого прибора от полного или значительного повреждения при его неисправности. По принципам, которые используются в этих устройствах, их можно разделить на:
- электронные;
- электромеханические.
Электронные аппараты полностью состоят из приборов, в которых не используется механическая, мускульная сила. Для коммутации в них используются транзисторы и тиристоры. Такие устройства полностью автоматизированы. Они отличаются быстродействием, отсутствием шума. В них не возникают искры или электрическая дуга. По размерам они значительно меньше электромеханических
. Также они выигрывают по весу и, что немаловажно, по цене.
Тем не менее электромеханические устройства еще широко используются. Пожалуй, единственным преимуществом у них является сравнительная простота. Если их классифицировать по разъединяемому току, то можно выделить три группы:
- реле;
- пускатели;
- контакторы.
Через реле
Реле - самые маломощные, работают с малым током и напряжением. В связи с этим могут работать с относительно большими частотами, чем остальные два. Используются в автоматике, телефонии, для маломощных агрегатов. Могут применяться в виде основного коммутатора либо совместно с более мощным, например, пускателем.
Реле имеет металлический или пластиковый корпус и диэлектрическую пластину, из которой выходят вывода для крепления проводов. К пластине крепится катушка и контакты. По числу контактов можно выделить:
- одноконтактные;
- много контактные.
Катушка представляет собой намотанный на каркас провод, а в центре ее находится металлический сердечник. Вблизи сердечника располагается металлическая пластина, к которой через изолирующую прокладку крепится один или несколько контактов. В некоторых конструкциях их может быть 20−30. Когда по катушке проходит ток, сердечник намагничивается и притягивает пластину с коммутирующим устройством. Чтобы коммутатор вернулся в свое первоначальное положение после снятия напряжения с обмотки катушки, к нему с противоположной стороны крепится пружина.
Те коммутирующие устройства, которые находятся в движении, называют подвижными. Другие - неподвижные, они не перемещаются во время работы реле. На каждый подвижный контакт приходится один или два неподвижных. В связи с этим их можно разделить на три группы:
- замыкающие;
- размыкающие;
- переключающие.
Замыкающими называют пару контактов, которые при срабатывании катушки замыкаются. Размыкающие, естественно, будут размыкаться при подаче на катушку напряжения. У переключающих подвижной коммутатор находится между двумя неподвижными, причем при отсутствии магнитного поля подвижные соединены с одним контактом, а при появлении магнитного поля они переключаются на другой.
Обычно на корпусе реле есть схема контактов , где показано, в каком положении при отсутствии напряжения на катушке находятся подвижные. Они пронумерованы, как и выводы на корпусе, что помогает определить, какой вывод соответствует тому или иному контакту. Отдельно показаны выводы катушки, они обозначаются буквами «А» и «Б».
На электрической схеме реле обозначается прямоугольником, а рядом ставится буква К. Если в схеме несколько реле, рядом с буквой ставится цифра - индекс. Сам прямоугольник обозначает обмотку катушки. Чтобы легче было читать схему, контакты могут располагаться отдельно от реле. Для идентификации рядом с ними ставится буква «К» и цифры (индекс), указывающие принадлежность к тому или иному реле. Если в реле несколько пар контактов, в индексе указывается их порядковый номер.
В быту и производстве широкое применение получил магнитный пускатель. Он используется для подключения потребителей различных мощностей. Корпус, изготовленный из электроизоляционного материала, полностью защищает человека от случайного поражения электрическим током.
Внутри корпуса крепится катушка с сердечником. Она подключается, на это необходимо обратить особое внимание, к напряжению 220 или 380 вольт. Несоблюдение этого требования приведет либо к плохой работе пускателя, либо к выходу из строя катушки. Номинальное напряжение указывается на самой катушке, а она ставится таким образом, что эту надпись можно было увидеть, не разбирая корпуса.
Как и в реле, обмотка с сердечником образует электромагнит, но гораздо большей мощности. Это позволяет увеличить скорость размыкания коммутирующего устройства за счет увеличения упругости пружины, что, в свою очередь, дает возможность подключать значительные токи к цепи.
Из-за размыкания больших токов возникает электрическая дуга. Она опасна тем, что может перекрыть соседние коммутирующие устройства, это приведет к короткому замыканию. Также увеличивается время разрыва цепи. Сами контакты под действием высокой температуры начинают плавиться и выгорать. Повышается сопротивление в них, что может плохо повлиять на работу электроприбора. Хуже всего, пожалуй, когда коммутирующие устройства слипаются, а то и вовсе привариваются, тогда цепь не сможет разомкнуться. Последствия предугадать несложно.
Для борьбы с этим нежелательным явлением существует несколько способов:
При использовании конденсатора необходимо подобрать емкость такой величины, чтобы она соответствовала индуктивности нагрузки. При малой емкости между контактами будут появляться искры, а при большой - сдвиг синуса по временной шкале, в худшем случае - срезание верхушек. Простым языком, ток будет выпрямляться, а это скажется на работе электроприборов.
Резистор устраняет эту проблему, но добавляет свою. При малом сопротивлении при разомкнутых контактах через пускатель будет идти ток. Это приведет к потере энергии и может представлять опасность для людей, находящихся, например, в сырых помещениях. При большом сопротивлении опять может возникнуть дуга.
Использование контактора
Контактор похож на магнитный пускатель , но работает со значительно большими токами. Обязательно имеет дугогасительную камеру, отличается быстрым срабатыванием. В отличие от магнитного пускателя не имеет защиты по току. В некоторых устройствах имеется не один, а два электромагнита. Для замыкания контактов используется основной, мощный, а для удержания применяется меньшей мощности.
Особенности подключения трехфазного двигателя
В домашних условиях иногда возникает необходимость подключения трехфазного двигателя через магнитный пускатель. На что необходимо обратить внимание? В магнитных пускателях предусмотрена защита по току. Она представляет собой биметаллическую пластину, по которой проходит ток. При нагревании пластина меняет форму, это используется для замыкания или размыкания контактов управления.
На корпусе пускателя имеются внешние контакты, которые также используются в цепи управления. Их обычно две пары, одни замыкающие, другие - размыкающие.
Основные контакты пускателя непосредственно подключают двигатель к трехфазной сети. Конструктивно две фазы уже проходят через биметаллические пластины, которые, в случае необходимости, разрывают цепь питания катушки пускателя.
Второй конец катушки идет по двум направлениям:
- к нормально разомкнутым контактам на корпусе;
- к кнопке «пуск».
После чего цепь вновь объединяется и идет к кнопке «Откл». После чего подсоединяется к фазе или нулю, в зависимости от типа катушки.
Если необходимо чтобы двигатель работал в двух направлениях, ставят второй пускатель по той же схеме и со своими кнопками управления. Разница будет заключаться в фазировке. Это можно будет сделать опытным путем. Двигатель пускается через один пускатель , отключается, пускается через другой. Если вращение происходит в одну и ту же сторону, две любые фазы на пускателе меняют местами.
В процессе работы из-за износа или внешних факторов могут возникнуть неисправности:
- При включении пускателя контакты начинают дребезжать или не включаются.
- При отключении - залипают, между контактами появляются искры.
Что может быть причиной в первом случае? При замене катушки выбрали номинал большего значения. Стояла на 220 в, поставили на 380. Если не меняли, в катушке появились короткозамкнутые витки, и магнитное поле уменьшилось. Необходимо заменить катушку. При полном разборе пускателя поставили более мощную пружину на контактах.
Во втором случае либо контакты подпорчены, либо слишком большая нагрузка. Необходимо сверить ток потребителя и номинал пускателя. Если соответствуют - поменять контакты.
