Магнитные пускатели и тепловые реле
Контактором (магнитным) называется аппарат, предназначенный для частых включений и отключений силовой цепи (до 1500 раз в час) и приводимый в действие с помощью электромагнита.
Контакторы классифицируются по роду тока – контакторы постоянного и переменного тока; по числу полюсов – одно -, двух и трех полюсные; по исполнению контактов – контакторы с замыкающими (или нормально открытыми – н.о.) и размыкающими (или нормально закрытыми – н.з.) контактами. К группе контакторов переменного тока относятся магнитные пускатели.
Магнитные пускатели предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска, непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных двигателем с короткозамкнутым ротором переменного напряжения до 660В частоты 50Гц. При наличии тепловых реле пускатели осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз.
Работа асинхронных электродвигателей в значительной степени зависит от таких свойств пускателей, как износостойкость, коммутационная способность, надежность защиты электродвигателя от перегрузок. Магнитные пускатели допускают частоту включений до 600 в час. Их электрическая износостойкость 1 млн. включений 7 – кратного тока и отключений номинального тока, механическая износостойкость – 5 млн. циклов.
По исполнению магнитные пускатели подразделяются на открытого исполнения, защищенного исполнения, пылебразгозащищенного исполнения.
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 (под навесом).
Промышленность выпускает различные серии магнитных пускателей: ПМ, ПМЕ, ПМА, ПМЛ.
Возможные обозначения магнитных пускателей серии ПМ12
ПМ 12 – 025 2 4 0 УЗ Б
— первая цифра (025) — обозначает номинальный ток (А);
— вторая цифра (2)– обозначает исполнение пускателей по назначению и наличию теплового реле;
— третья цифра (4) – исполнение пускателей по степени защиты и наличию кнопок;
— четвертая цифра (0) – исполнение пускателей по числу и исполнению контактов вспомогательной цепи;
— буквы (УЗ) – обозначает климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69;
— буква (Б) – обозначает исполнение по износостойкости.
Номинальный ток: 010 — 10А; 025 — 25А; 040 — 40А; 063 — 63А; 100 — 100А; 160 — 160А; 250 — 250А. Исполнение пускателей по назначению и наличию теплового реле: 1 — нереверсивный пускатель без теплового реле; 2 — нереверсивный пускатель с тепловым реле; 5 — реверсивный пускатель без теплового реле, с мех. блокировкой и степенью защиты IP00; 6 — реверсивный пускатель с тепловым реле, с электрической и механической блокировками. Исполнение пускателей по степени защиты и наличию кнопок: 0 — степень защиты IP00 без кнопок; 1 — степень защиты IP54 c кнопкой R; 2 — степень защиты IP54 с кнопками П+С; 3 — степень защиты IP54 с кнопками П+С+Л; 4 — степень защиты IP40 без кнопок; 5 — степень защиты IP20 без кнопок; 6 — степень защиты IP40 с кнопками П+С; 7 — степень защиты IP40 c кнопками П+С+Л. Исполнение по износостойкости: А — 0,32 млн. циклов; Б — 0,1 млн. циклов; В — 0,03 млн. циклов.
Возможные обозначения магнитных пускателей серии ПМЕ
ПМЕ 2 2 2 — первая цифра (2) – обозначает величину пускателей в зависимости от номинального тока; — вторая цифра (2) – обозначает степень защиты; — третья цифра (2) – обозначает назначение и наличие теплового реле. Величина пускателей в зависимости от номинального тока: 1 —10А; 2 —25А. Степень защиты: 1 —IP00; 2 —IP30; 3 —IP54. Назначение и наличие теплового реле: 1 —нереверсивный без теплового реле; 2 —нереверсивный с тепловым реле; 3 —реверсивный без теплового реле; 4 —реверсивный с тепловым реле.
Возможные обозначения магнитных пускателей серии ПМА
— первая цифра (3) – обозначает величину пускателей в зависимости от номинального тока;
— вторая цифра (1) – обозначает назначение и наличие теплового реле;
— третья цифра (1) – обозначает степень защиты и наличие кнопок;
— четвертая цифра (0) – обозначает род тока цепи управления.
Величина пускателей в зависимости от номинального тока: 3 —40А; 4 —63А; 5 —100А; 6 —160А.
Назначение и наличие теплового реле: 1 —нереверсивный без теплового реле; 2 —нереверсивный с тепловым реле; 3 —реверсивные без теплового реле с электрической блокировкой; 4 —реверсивные с тепловым реле с электрической блокировкой;
5 —реверсивные без теплового реле с электрической и механической блокировками;
6 —реверсивные с тепловым реле с электрической и механической блокировками;
7 —нереверсивные с аппаратом позисторной защиты АЗП;
8 —реверсивные с АЗП и механической блокировкой;
9 —нереверсивные с аппаратом позисторной защиты УВТЗ-1М;
0 —реверсивные с УВТЗ-1М и с механической и электрической блокировками.
Степень защиты и наличие кнопок: 0 —IP00 без кнопок; 1 —IP40 без кнопок; 2 —IP54 без кнопок; 3 —IP40 c кнопками П+С; 4 —IP54 c кнопками П+С; 5 —IP40 с кнопками П+С+сигнальная лампа; 6 —IP54 с кнопками П+С+ сигнальная лампа. Род тока цепи управления: 0 —переменный; 1 —постоянный.
Как самостоятельно подключить тепловое реле — обзор схем
28.07.2016 1 комменатрий 12 266 просмотров
У каждого мастера на все руки имеется пара задумок соорудить какой-либо станок, точильный, токарный или подъемник. Сегодня поговорим о важном элементе электропривода — тепловом реле, которое еще называют токовым или теплушкой. Данное устройство реагирует на величину тока через него проходящее и в случае превышения установленного значения производит переключение контактов, отключая привод или сигнализируя о внештатной ситуации. В одной из наших статей мы уже рассматривали типы теплушек и принцип их работы, а также по каким параметрам происходит выбор теплового реле. В этой статье мы рассмотрим, как производится установка и подключение теплового реле своими руками. Инструкция будет предоставлена со схемами, фото и видео примерами, чтобы вам были понятны все нюансы монтажа.
Что важно знать?
Чтобы не повторятся, и не нагромождать лишний текст, кратко изложу смысл. Токовое реле является обязательным атрибутом системы управления электроприводом. Данное устройство реагирует на ток, который проходит через него на двигатель. Оно не защищает электродвигатель от короткого замыкания, а только оберегает от работы с повышенным током, возникающим при перегрузке или нештатной работе механизма (например, клин, заедание, затирание и прочие непредвиденные моменты).
При выборе теплового реле руководствуются паспортными данными электродвигателя, которые можно взять с таблички на его корпусе, как на фото ниже:
Как видно на бирке, номинальный ток электродвигателя 13.6 / 7.8 Ампера, для напряжений 220 и 380 Вольт. Согласно правилам эксплуатации, тепловое реле необходимо выбирать на 10-20 % больше номинального параметра. От правильного выбора данного критерия зависит способность теплушки вовремя сработать и не допустить порчу электропривода. При расчете тока установки для приведенного на бирке номинала на 7.8 А, у нас получился результат 9.4 Ампера для токовой уставки аппарата.
При выборе в каталоге продукции нужно учесть, что данный номинал не был крайним на шкале регулировки уставки, поэтому желательно подобрать значение ближе к центру регулируемых параметров. К примеру, как на реле РТИ-1314:
Особенности монтажа
Как правило, установку теплового реле производят совместно с магнитным пускателем. который и осуществляет коммутацию и запуск электропривода. Однако существуют также и приборы с возможностью установки как отдельное устройство рядом на монтажной панели или DIN рейке, такие как ТРН и РТТ, зависит от наличия нужного номинала в ближайшем магазине, складе или в гараже в «стратегических запасах».
Наличие у теплового реле ТРН только двух входящих подключений не должно вас пугать, поскольку фазы три. Неподключенный провод фазы уходит с пускателя на двигатель, минуя реле. Ток в электродвигателе меняется пропорционально во всех трех фазах, поэтому контролировать достаточно любые две из них. Собранная конструкция, пускатель с теплушкой ТРН будет выгладить так:
Или так с РТТ:
Реле снабжены двумя группами контактов нормально замкнутой и нормально открытой группой, которые подписаны на корпусе 96-95, 97-98. На картинке ниже структурная схема обозначения по ГОСТу:
Давайте разберемся каким образом собрать схему управления которая бы отключала двигатель от сети при возникновении аварийной ситуации перегрузки или обрыва фазы. Из нашей статьи про подключение двигателя через магнитный пускатель. вы уже узнали некоторые нюансы. Если еще не успели ознакомится то просто перейдите по ссылке.
Рассмотрим схему из статьи в которой трехфазный двигатель вращается в одну сторону и управление включением осуществляется с одного места двумя кнопками СТОП И ПУСК.
Автомат включен и на верхние клеммы пускателя поступает напряжение. После нажатия на кнопку ПУСК, катушка пускателя А1 и А2 оказывается подключена к сети L2 и L3. В данной схеме используется пускатель с катушкой на 380 вольт, вариант подключения с однофазной катушкой 220 вольт ищите в нашей отдельной статье (ссылка выше).
Катушка включает пускатель и замыкаются дополнительные контакты No(13) и No(14), теперь можно отпустить ПУСК, контактор останется включенным. Данная схема называется «пуск с самоподхватом». Теперь для того чтобы отключить двигатель от сети необходимо обесточить катушку. Проследив по схеме путь тока, видим что это может произойти при нажатии СТОП или размыкании контактов теплового реле (выделен красным прямоугольником).
То есть, при возникновении внештатной ситуации, когда теплушка сработает, она разорвет цепь схемы и снимет пускатель с самоподхвата, обесточив двигатель от сети. При срабатывании данного устройства контроля тока, перед повторным запуском необходимо осмотреть механизм, для выяснения причины возникновения отключения, и не включать до ее устранения. Часто причиной срабатывания является высокая внешняя температура окружающего воздуха, данный момент необходимо учитывать при эксплуатации механизмов и их настройке.
Сфера применения в домашнем хозяйстве тепловых реле не ограничивается только самодельными станками и прочими механизмами. Правильно было бы использовать их в системе контроля тока насоса системы отопления. Специфика работы циркуляционного насоса в том, что на лопастях и улитке образуется известковый налет, который может стать причиной заклинивания мотора и выхода его из строя. Используя приведенные схемы подключения, можно собрать блок контроля и защиты насоса. Достаточно установить в цепи питания нужный номинал теплушки и подключить контакты.
Кроме того будет интересна схема подключения теплового реле через трансформаторы тока, для мощных двигателей, таких как насос воды полива для дачных поселков или фермерских хозяйств. При установке трансформаторов в цепи питания, учитывается коэффициент трансформации, к примеру 60/5 это при токе через первичную обмотку в 60 ампер, на вторичной обмотке он будет равен 5А. Применение такой схемы позволяет сэкономить на комплектующих, при этом не потеряв в эксплуатационных характеристиках.
Как видно, красным цветом выделены трансформаторы тока, который подключены к реле контроля и амперметру для визуальной наглядности происходящих процессов. Трансформаторы подключены схемой звезда, с одной общей точкой. Такая схема не представляет из себя больших трудностей в реализации, поэтому вы можете самостоятельно ее собрать и подключить к сети.
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается процесс подключения теплового реле к магнитному пускателю для защиты электродвигателя:
Вот и все, что вы должны знать о подключении теплового реле своими руками. Как вы видите, монтаж не представляет особой сложности, главное правильно составить схему подсоединения всех элементов в цепи!
Будет интересно прочитать:
Тепловое реле магнитного пускателя
Тепловое реле в магнитных пускателях устанавливают для защиты, электродвигателя от перегрузок.
Тепловое реле 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.
Схема теплового реле. 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. 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 «О» 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:
Конструкция теплового реле ТРН-10: 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-10 A;
- 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. 2.16 и 2.17.
Однофазные тепловые реле ТРП-60 и ТРП-150 (рис. 2.18), 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. 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.
Кратность тока срабатывания по отношению к току установки
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)
Кратность тока срабатывания по отношению к току установки
Защитные характеристики реле ТРН-10А
1 — зона защитных характеристик при срабатывании реле из холодного состояния; 2 — зона защитных характеристик при срабатывании реле из горячего состояния (после прогрева)
Тепловые реле типа ТРП: 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
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.
Источники: http://poznayka.org/s88614t1.html, http://samelectrik.ru/kak-podklyuchit-teplovoe-rele.html, http://leg.co.ua/info/nizkovoltnoe-oborudovanie/teplovoe-rele-magnitnogo-puskatelya.html
