Кнопочная станция пуск стоп

Подключаем магнитный пускатель через кнопочный пост, кнопки “Пуск” и “Стоп”. Для тех, кто читает электрические схемы и может представить, как работает схема в динамике, подключить магнитный пускатель не составит труда. На сайт, не раз поступали просьбы, подсказать, как подключить пускатель к двигателю с кнопками пуск — стоп в сеть 220В.

Постараюсь объяснить буквально на пальцах, что куда и зачем идет. Разобраться с монтажной схемой на первый взгляд трудно. Все будет понятно, когда внимательно изучишь схему, но не всю сразу, а по частям элемент за элементом, задавая себе вопросы, какую роль выполняет данный контакт или элемент в схеме.

Параллельно изучая схему найти, например, у магнитного пускателя катушку управления, её контактные вывода. Найти на пускателе силовые – рабочие контакты, вспомогательные контакты (нормально разомкнутые и нормально замкнутые), необходимые для блокировки или шунтирования контактов.

Разобрать кнопочный пост и разобраться с принципом работы. При нажатии кнопки один контакт замыкается, а другой размыкается. Найти контакты в монтажной схеме и на элементах — пускателя и кнопочного поста. Только после одновременного изучения схемы и её элементов будет понятна логика, и принцип работы схемы.

Общий вид кнопочного поста на две кнопки “Пуск” и “Стоп”.

Снимаем контактный механизм одной кнопки.

Из чего состоит контактный механизм.
Две пары выводов, нормально замкнутого и разомкнутого контакта. При нажатии кнопки нормально замкнутый контакт размыкается, а нормально разомкнутый замыкается. При отпускании кнопки контакты возвращаются в исходное положение.

Подвижный, нормально разомкнутый контакт.

Схема подключения магнитного пускателя
через кнопочный пост.
Схема состоит:
Из двухкнопочного поста “Пуск” и “Стоп” с двумя парами контактов нормально замкнутых и разомкнутых. Магнитный пускатель с катушкой управления на 220В.

Принцип работы схемы.
Питание кнопок взято с клеммы силовых контактов пускателя, цифра № [1].

Напряжение подходит до кнопки “Стоп” цифра № [2].

Проходит через нормально замкнутый контакт, по перемычке до кнопки “Пуск” цифра № [3].

Нажимаем кнопку “Пуск”, замыкается нормально разомкнутый контакт цифра № [4].

Напряжение достигает цели, цифра № [5], катушка срабатывает, сердечник втягивается под воздействием электромагнита и приводит в движение силовые и вспомогательные контакты, выделенные пунктиром.

Вспомогательный блок контакт № [6] шунтирует контакт кнопки “пуск” № [4], для того, чтобы при отпускании кнопки “Пуск” пускатель не отключился.

Отключение пускателя осуществляется нажатием кнопки “Стоп”, цифра № [7], снимается напряжение с катушки управления и под воздействием возвратных пружин пускатель отключается.

Реверсивная схема с катушками управления 380В
1) Блок контакты; 2) Катушка магнитного пускателя 380В; 3) Контакт теплового расцепителя, токового реле; 4) Токовое реле; 5) Силовые контакты.

Реверсивная схема с катушками управления 220В

Схемы подключения пускателя

Редуктора, насосы, вентиляторы и прочие механизмы объединяет использование приводных электродвигателей. Безопасная их работа возможна, если соблюдается правильная схема подключения пускателя – коммутирующего устройства релейного типа.

• Что собой представляет пускатель?
• Основные схемы подключения пускателей
  • Нереверсивная схема
  • Реверсивная схема
  • Схема комбинации звезды и треугольника
• Специфические виды пускателей и схемы их работы
  • Тиристорные пускатели и схема их включения
  • Пускатели типа ПВР-125р и ПВИ-250 В
  • Подключение терморегуляторов посредством пусковых реле
  • Формирование АВР на пускателях

Что собой представляет пускатель?

С технической точки зрения, электромагнитный пускатель – это, по сути, не что иное, как контактор, но более совершенный (модифицированный), с более широким набором функций. Достигается это через комплектование различными дополнительными узлами, что переводит его в ранг комбинированных устройств, которые позволяют:

• Подключать и отключать электродвигатель от цепи;
• Осуществлять реверс (изменение направления вращения);
• Обеспечивать защиту двигателя от перегрузок (срабатывает тепловое реле);
• Осуществлять аварийное отключение при обрыве фаз;
• Поддерживать работу цепей управления, в которых используются пусковые органы;
• Контроль и оповещение о работе силовых цепей управления.

Строение электромагнитный пускателя

Практически любой пускатель состоит из следующих основных частей:

• Электромагнитная часть. Это катушка, которая состоит из двух раздельных пластинчатых блоков: подвижного (якорь) и неподвижного (сердечник). Наборная схема магнитных элементов выбрана, чтобы снизить номиналы возникающих вихревых токов;
• Система главных контактов. Одна пара контактов расположена на блоке с якорем, имя с ним механическую связь. Вторая – на корпусе. Эти контакты используются, когда необходимо коммутировать силовые мощные нагрузки;
• Система блокировочных контактов. Дополнительная подпружиненная пара контактов для коммутации в управляющих сетях;
• Система возврата. В большинстве случаев представляет собой пружину, которая возвращает якорь в исходное положение после обрыва питания, то есть, размыкает главные контакты.

Количество контактных силовых пар может варьироваться от 3 до 5. Катушка также может иметь различную конструкцию, в зависимости от напряжения включения: 220В и 380В. В корпусе клеммы электромагнита подключают между фазным и заземляющим контактами при напряжении 220В, или между фазными – при 380В.

Основные схемы подключения пускателей

На практике, используется три основных вида схем подключения пускателей: прямая, реверсивная и звезда-треугольник. Каждая из них в свою очередь может быть разделена на подвиды в зависимости от напряжения.

Нереверсивная схема

Эта методика применяется, если нет необходимости менять в процессе работы направление вращения двигателя. В базовом исполнении, для 220 вольтовых катушек подобные схемы будут иметь вид:

Та же схема, но для 380 вольтовых катушек:

В состав каждой из них входят следующие элементы:

• Автомат включения (QF);
• Магнитный пускатель (KM1);
• Блокирующие контакты (БК);
• Реле тепловой защиты (P);
• Двигатель асинхронного типа (M);
• Предохранительный элемент (ПР);
• Органы управления или кнопки (Пуск, Стоп).

После подключения питания через автоматический выключатель QF, нажимается кнопка Пуск, которая замыкает контакты и подает напряжение на КМ1 Он осуществляет ввод в работу двигателя. После этого, кнопку Пуск можно отпустить, так как сработает блокировка на контактах БК. Отключение питания в автоматическом режиме происходит при падении напряжения (размыкаются удерживающие контакты БК) или перегрузке (срабатывает тепловое реле или предохранитель). Также можно остановить подачу напряжения вручную, через кнопку Стоп.

Реверсивная схема

Когда есть необходимость менять направление вращения электродвигателя, используют реверс, который базируется на блоке пускателей. Схемы подключения устройств для 220 и 380 вольт будут иметь следующий вид:

Реверсивная схема схема №1

Наши читатели рекомендуют!

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют «Экономитель энергии Electricity Saving Box». Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Реверсивная схема схема №2

Как можно видеть, здесь присутствуют те же элементы, что и в нереверсивных схемах, но добавлен еще один пускатель (КМ2) и кнопка для его запуска (Пуск2). Изменение направления вращения происходит за счет смены фаз. Но необходимо учесть ряд ключевых моментов, в частности предотвращение одновременного включения двух коммутаторов во избежание короткого замыкания. При подаче напряжения через автомат QF, включается пусковая кнопка на первый контактор (Пуск1, КМ1). В это же время происходит расщепление нормально замкнутых контактов БК1 перед реверсной кнопкой. Обратный ход включается аналогично, через Пуск 2, но перед этим необходимо отключить питание – Стоп (С).

Схема комбинации звезды и треугольника

Схемы «звезда» и «треугольник» являются наиболее распространенными при подключении двигателя к электрической линии. В первом случае он будет работать плавно, но не сможет развить полную мощность. Соединение треугольником, в свою очередь, не дает столь ровных оборотов, но позволяет развить полную мощность, вплоть до полуторакратной паспортной.

В двигателях большой мощности часто используют интересный ход: первоначальный плавный ввод организовывается по звезде, а после выхода на необходимые обороты, автоматически переходят на треугольник. Это позволяет в том числе значительно снизить потребляемые пусковые токи. Примерная схема включения пускателя и реле времени в таком режиме будет иметь следующий вид:

Специфические виды пускателей и схемы их работы

Помимо типичных задач, эти устройства, в силу своего функционала, могут использоваться и в более специфических условиях. Рассмотрим их кратко на примере тиристорного пускателя, взрывозащищенных коммутаторов типа ПВР-125р и ПВИ-250 В, подключения через контакторы терморегуляторов и организация АВР.

Тиристорные пускатели и схема их включения

Особенность данного типа пусковых реле состоит в том, что в них не используется метод прямого физического разрыва цепи. То есть, они являются бесконтактными и в принципе лишены ключевых недостатков привычных устройств (механического износа контактов, образования дуги и т.д.). Правильно включить электродвигатель можно на тиристорных устройствах ПТ, схема подключения которых выглядит следующим образом:

В цепи задействованы следующие элементы:

• L1, L2, L3 – фазные провода (полюса);
• ТА1, ТА 2 – трансформаторы тока;
• R1, R 2 – резисторы;
• VD1, VD 2 – транзисторы;
• VS1…VS6 – тиристоры;
• БУ – блок управления;
• SB1, SB2 – кнопки «Пуск» и «Стоп».

Пускатели типа ПВР-125р и ПВИ-250 В

Электродвигатели используются не только в более-менее привычных нам условиях: к примеру, на различных горнодобывающих предприятиях, шахтах и т.п. где сохраняется потенциальная взрывоопасная обстановка, запыленность и прочие негативные факторы. Следовательно, исполнение пусковых устройств должно предусматривать подобные ситуации. В таких условиях находят применение релейные модули ПВР-125р и ПВИ-250 В(БТ).

Пускатель типа ПВР является реверсивным модульным блоком, который монтируется во взрывозащищенном корпусе. Он используется для ввода в работу трехфазных электродвигателей различно горнодобывающей техники, работающей в выработке угольных шахт. К ПВР предъявляются особые требования в части противодействия метану и пыли.

Пускатель ПВИ-250 В (БТ, Д) используется в таких же условиях, как и ПВР, но исходя из маркировки обладает еще и искрозащитой. Предназначен для включения и выключения двигателей шахтной техники. Через ПВИ-250 обеспечивается дополнительная защита от возможных коротких замыканий или перегрузок в сети.

Пускатель ПВИ-250 В

Подключение терморегуляторов посредством пусковых реле

Теплый пол или обогреватель инфракрасного типа дополнительно комплектуются терморегуляторами, для поддержки необходимого температурного фона. Использовать их можно не только в бытовых, но и в промышленных масштабах. Примерная схема подключения такой системы, когда терморегулятор цепи подключают не напрямую, а через контактор, выглядит следующим образом:

Формирование АВР на пускателях

Еще одним случаем, когда востребовано использование коммутаторов, является обустройство систем АВР (аварийного ввода резерва). Таким образом повышается надежность электроснабжения, поскольку существует как минимум два его источника. Правильно организовать узел ввода на АВР можно по такой схеме:

Здесь можно видеть два источника питания (1 и 2), автоматические выключатели на каждой из линий (АВ1, АВ2), пускатели и их контактные узлы (ПМ1 и ПМ2). На случай, если источники электроэнергии не являются полностью независимыми (например, одна из линий идет от условного соседа), в схеме предусмотрено реле контроля напряжения РКН, которое выбирает гарантированную линию ввода.

Пусковые магнитные устройства являются одними из важнейших элементов для правильного ввода в работу электрооборудования, в частности, двигателей синхронного типа, в том числе и в опасных условиях шахт (речь идет о контакторах ПВР и ПВИ). Подключение может быть организовано по прямой, реверсивной и комбинированной схеме (звезда-треугольник). Кроме того, пускатели находят широкое применение и в других областях, где нет необходимости использования двигателей, например, для организации подвода питания к домовым сетям или к системам обогрева по терморегуляторам, по прямому или резервному источнику (АВР).

Кнопочный пост

Кнопочный пост – это устройство, служащее для местного и дистанционного управления замыканием цепей катушек, контакторов, реле, цепей двигателей. Иногда их называют кнопочными станциями.

Общее описание

Согласно своему определению кнопочный пост содержит от 2 до 5 кнопок. Это может быть система управления двигателем на прямой ход и реверс, либо лифтом:

Кнопочный пост узнается по своему неповторимому виду. Это некий пульт с питающими или сигнальными проводами, которые нужно замкнуть или разомкнуть. На корпусе в ряд идут кнопки управления. Часто они отличаются по цвету, чтобы указать назначение, либо снабжены надписями. Некоторые могут исключать взаимное нажатие, чтобы не произошел сбой оборудования.

Иногда одна кнопка в зависимости от положения замыкает и размыкает одновременно две разные цепи поочередно. Обе не могут быть подключены, только по одиночке. Следовательно, одной из главных характеристик кнопочного поста является его коммутационная способность. Станции набираются из отдельных кнопок.

Схемы включения

Рядовой пуск и останов

На рисунке приведен пример с электрической схемой кнопочного поста. Сеть включается рубильником Р, после чего три фазы подаются на контакты магнитного пускателя. Замыкание кнопки Пуск приводит к подаче питания на реле, и одновременно включается нормально разорванный контакт К. Через него магнитный пускатель будет получать теперь питание. Контакт К удерживается усилием электрической обмотки катушки.

Кнопка Стоп в начальный момент замкнута, чтобы не мешать нормальному питанию магнитного пускателя. При необходимости выключения двигателя оператор нажимает сюда и блокирует цепь питания катушки контакта К. Что приводит к прекращению поставок энергии на электромагнитную систему. Все фазы разрываются, оборудование заканчивает свою работу.

Из сказанного видно, что кнопочный пост может управлять аварийным отключением двигателя, либо использоваться для экономии ресурса главного рубильника. Предохранители служат на тот случай, если оператор не успеет среагировать, а магнитный пускатель залипнет (сваривание контактов дугой и пр.). При этом сохранность оборудования не гарантирована, потому что плавкий предохранитель срабатывает с гарантированной задержкой.

В современных схемах чаще применяют защитные автоматы. Они легко выдерживают пусковой ток, но ненормальная ситуация немедленно вызывает срабатывание. Есть также отложенные режимы, когда ток превышает номинальный на 10-50%. Скорость срабатывания зависит от разницы между имеющимся током и рабочим.

Побочным эффектом является защита от пониженного напряжения. Если сеть проседает, и специальные меры, предусматривающие такую ситуацию не предприняты, на некотором значении катушка контакта К опустится, размыкая цепь. Происходит останов оборудования. Повторное включение возможно только при нажатии кнопки Пуск.

Схема разгона вала асинхронного двигателя

Справедливости ради, нужно сказать, что пост сам по себе очень мало здесь принимает участия. Но схема его включения отличается от предыдущей, следовательно, стоит ее рассмотреть. Суть идеи сводится к тому, что стоящий вал проще разгонять меньшим напряжением. Это снижает пусковые токи и обеспечивает более щадящий режим. Следовательно, тут идеально подходит схема звезды. Напряжение на каждой обмотке получается не линейное, а фазное – вместо 380 В выходит 220.

Если так и оставить после пуска, то мощность уменьшится примерно в корень из трёх раз. Поэтому требуется, как только вал разгонится, схему переключить на треугольник. Тогда обмотки будут под линейным напряжением, а режим работы приблизится к максимальному. Чтобы решить эту задачу используют, как правило, центробежный датчик скорости, либо реле времени. Иногда бывает лучше один способ, а в иных случаях – другой.

Читайте также: Лейденская банка

На рисунке показана схема с реле времени. По задумке она не только считает секунды разгона, но и блокирует одновременное включение контакторов схем звезды и треугольника, что привело бы к немедленному короткому замыканию по фазам. Работает схема следующим образом:

1. В начальный момент времени кнопка Стоп уже замкнута, и нажимается Пуск.
2. Этим действием замыкается цепь катушки питания контакта К.
3. Как результат на нормально замкнутую через реле цепь питания контакторов звезды три фазы приходят на двигатель.
4. Вал начинает разгоняться, а реле времени считает секунды.
5. После достижения некоторого заданного периода, контакты перебрасываются на схему питания реле треугольника. В этот момент напряжение на двигателе кратковременно пропадает, но вал уже вращается по инерции.
6. Замыкание схемы треугольника рывком поднимает напряжение до линейного, и асинхронный двигатель с одновременным увеличением потребляемого тока выходит на режим.

Как и в предыдущем случае, нажатие кнопки Стоп обрывает цепь питания для всех реле. Схема немедленно выключается. Аналогичным же образом происходит защита от проседания напряжения: питание на катушке контакта К падает и обрывает цепь контакторов схемы треугольника. Звезда и так уже не работает, потому что участвовала только в разгоне.

Пусковой ток может снижаться и включением добавочных резисторов по всем фазам. Схема мало отличается от приведенной выше. В начальный момент времени напряжение снижается за счет деления между сопротивлением обмотки и добавочным резистором. После этого начинается отсчет времени. Как только заданный интервал вышел, цепь резисторов закорачивается параллельным включением контактора, и обмотки попадают под полное линейное напряжение сети 380 В.

Существенным плюсом является снижение не только скачков в сети, но и лояльные требования к автоматам защиты (более чувствительный класс). Суть здесь заключается в следующем. Существует несколько классов автоматов, и некоторые из них подходят по чувствительности, но имеют слишком малые допуски на кратковременное превышение током номинальной величины. Следовательно, уменьшая это значение, можно удовлетворить требованиям несрабатывания защиты на старте и во же время получить отличные характеристики после разгона вала.

Отличие такой схемы от переключающей со звезды на треугольник в том, что нет надобности обходить размыкающий контакт. Поэтому обе параллельные ветви заводятся в одну точку. Отдельно следует добавить, что в начальный момент времени не следует нагружать вал. Тогда пуск пройдет максимально гладко.

Пусковые реостаты

Очень удобно выводить на режим и асинхронные двигатели с фазным ротором. В этом случае реостатами регулируется скольжение, чем добиваются нужных характеристик вращения вала. Резистивных ступеней уже не две, а более того, поэтому схема усложняется, но кнопочный пост остаётся тем же самым. Этим иллюстрируется многогранность его применения в тех или иных ситуациях.

В примере используется три ступени пусковых сопротивлений. В начальный момент после нажатия Пуск на кнопочном посту работают все, что значительно снижает токи индукции в роторе, потокосцепление ослабевает, и вал набирает обороты весьма медленно. Но резко падает и потребляемая мощность, что закономерно снижает пусковой ток.

Датчик скорости, либо реле времени следят за процессом разгона. Как только достигнуты условия, первая ступень реостата закорачивается через контактор. Скорость вала начинает расти за счёт усиления потокосцепления статора и ротора, что объясняется меньшим сопротивлением индуцированным токами Фуко. В тот же момент включается следующее реле времени (либо датчик), которое продолжает слежение.

Процесс повторяется, и закорачивается ступень №2, после чего скорость двигателя вновь повышается. А в дело вступает последнее реле. По окончании его работы реостат в полном объёме шунтирован и уже не оказывает влияния на процесс работы асинхронного двигателя. Указанный приём позволяет плавно наращивать скорость и избегать резких скачков потребления тока.

Читайте также: Импульсное реле

Грузовой подъёмник

Схема содержит всего один кнопочный пост, но груду оборудования, принцип действия которого нуждается в пояснении. Грузовой подъёмник предназначен для транспортировки оборудования, ящиков, коробок. Оператор следит за наполнением кабины, после чего отправляет её на нужный этаж. При необходимости ставятся кнопочные посты у каждого выхода. Таким образом, появляется несколько точек контроля.

Предполагается, что рубильники 1Р и 2Р включены. В противном случае схема обесточена. Этажные переключатели ЭП сигнализируют схеме о том, находится ли кабина выше или ниже уровня установки этого важного элемента схемы. Понятно, что устойчивых позиций у него три:

1. Разомкнуты оба контакта – лифт находится на данном этаже. На рисунке кабина застряла на втором.
2. Замкнут один контакт – кабины нет на данном этаже.

Нажатие на любую кнопку приводит к тому, что реле этого этажа ЭР замыкает свой нормально разомкнутый контакт. Через него запитывается реле блокировки управления (КВ), отключающее кнопочный пост от источника энергии. Одновременно включается прямой ход двигателя, а тормоз (ТМ) отпускается. По достижении лифтом заданного уровня оба контакта этажного переключателя размыкаются, лишая реле (ЭР) питания. Контакт размыкается, включая тормоз, гася ход двигателя и подавая питание на кнопочный пост. Система готова к приёму новых команд.

Разумеется, для разгружающей группы персонала нужно предусмотреть рубильник, блокирующий ход лифта. Иногда пульт снабжается кнопкой «занято», которая сигнализирует всем участникам процесса о необходимости повременить. Без всех этих мер вполне возможны человеческие жертвы. Этот эскиз показывает, что обычный кнопочный пост может осуществлять достаточно хитрые манипуляции. В то же время организованное расположение позволяет с удобством задавать команды. Часто кнопочный пост висит на питающем кабеле и может двигаться туда, куда это нужно оператору, позволяя гибко подстраивать свои действия под ход процесса.

При обратном ходе включается цепь реверса. То есть порядок подачи фаз на обмотки двигателя меняется. В остальном реверс выполняется тем же порядком, что и прямой ход.

Специальные кнопочные посты

До 1 января 2016 на кнопочные посты распространялось действие ГОСТ 30011.5.1. С этой даты следует руководствоваться ГОСТ IEC 60947-5-1. Информация взята из ИУС-10-2015. Имеются и некоторые другие документы. Стандарты играют роль в том случае, когда условия применения особенные. Например, взрывобезопасные кнопочные посты изнутри заполнены трансформаторным маслом для блокировки возникновения электрической дуги на переключении контактов.

Для коммутации используется специальный провод, изоляция которого стойка к действию агрессивных сред. В данном случае имеются в виду масло и бензин. Резиновой изоляции следует избегать на всем протяжении агрессивного участка. Все токонесущие части погружаются в масло. Из этого следует прямо, что устойчивая изоляция также должна быть ниже уровня жидкости.

Согласно международным стандартам взрывоопасные смеси делятся на группы и категории. Конфликт стандартов в этой области невелик. Знак взрывозащищённости ставится, как правило, на корпусе. Это либо литые теснённые знаки, либо шильдик. Затем следует группа или категория взрывоопасной смеси.

Кнопки находятся внутри корпуса и управляются специальными наружными элементами – например, скобами. Кабель вводится через муфту на зажимные контакты. Корпус выполняется из особо прочных материалов, композитных прессованных смесей, иногда используются чугун, сталь. Часто кнопки могут находиться в одном герметичном отсеке, а электрические соединения в другом. Что упрощает меры безопасности в отношении эксплуатации и монтажа изделия. И в любом случае маркировка содержит сведения о защите корпуса по классу IP, а также категории размещения по ГОСТ 15150.

Источники: http://www.skrutka.ru/sk/tekst.php?id=39, http://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/shema-podklyucheniya-puskatelya.html, http://vashtehnik.ru/enciklopediya/knopochnyj-post.html