Подключение трехфазного двигателя через магнитный пускатель

Подбираем схему подключения магнитных пускателей по принципу действия

Магнитные пускатели – электромеханические устройства, предназначенные для одновременного подключения потребителя электрической энергии к трем питающим фазам. В основе его действия – эффект возникновения магнитного поля при прохождении электрического тока через индуктивную нагрузку (втягивающую катушку). Они применяются, как правило, для управления трехфазными электрическими двигателями, а также, например, в системах аварийного ввода резерва.

Главное различие в схемах подключения и управления магнитным пускателем заключается в том, какой тип втягивающей катушки в нем используется.

Основные типы втягивающих катушек

Втягивающая катушка магнитного пускателя является его «сердцем», которое инициирует магнитное поле при прохождении через нее электрического тока и втягивает якорь с тремя (иногда пятью) парами подвижных контактов. Тип катушки зависит от величины напряжения срабатывания. Они бывают:

• Срабатывающими от напряжения 220 V.
• Рассчитанными на напряжение 380 V.

Клеммы катушки на 220 V подключаются между фазой и нейтралью (заземлением). Трехсот восьмидесяти вольтовые – между фазами. Величина рабочего напряжения катушки обычно написана на ее диэлектрическом выводе рядом с зажимным болтом для провода.

Двухсот двадцати вольтовые катушки при включении между фазами эффектно взрываются.

Как правильно подключить магнитный пускатель

Когда якорь магнитного пускателя втягивается в отверстие электромагнитной катушки, то происходит два действия:

1. Замыкаются пары подвижных контактов на якоре с неподвижными на корпусе пускателя, за счет чего происходит коммутация питающего напряжения и подключение потребителя (электродвигателя).
2. Срабатывают группы управляющих контактов (они бывают замыкающимися и размыкающимися), к которым подключены кнопки «Пуск» и «Стоп», а также управляемая клемма электромагнитной катушки.

В зависимости от конструкции магнитного пускателя, управляющие контакты могут располагаться на его корпусе или на свободном конце якоря как дополнительное устройство, но на построение схемы управления это не влияет.

При монтаже магнитного пускателя одна фаза с его питающей клеммы (со стороны электролинии) подается на любую клемму втягивающей катушки. Это соединение постоянное. Вторая клемма электромагнитной катушки подключается к схеме управления.

Трехфазные моторы часто используют в домашних условиях. Для правильного подключения такого устройства необходимо знать его характеристики, преимущества и недостатки, а также принцип работы асинхронного двигателя .

Для установки высокомощных устройств в однофазную сеть достаточно ознакомиться со следующей инструкцией.

Если катушка рассчитана на срабатывание от 220 V, то цепь управления коммутирует нейтраль. Если рабочее напряжение электромагнитной катушки 380 V, то в цепи управления протекает ток, «снятый» с другой питающей клеммы пускателя.

Тип цепи управления зависит от того, собираетесь ли вы реверсировать двигатель или нет.

Цепь управления без реверсирования двигателя

Если изменять направление вращения двигателя не требуется, то в цепи управления используются две не фиксируемые подпружиненные кнопки: одна в нормальном положении разомкнутая – «Пуск», другая замкнутая – «Стоп». Как правило, они изготавливаются в едином диэлектрическом корпусе, при этом одна из них красного цвета.

Такие кнопки обычно имеют две пары групп контактов – одну нормально разомкнутую, другую замкнутую. Их тип определяется во время монтажных работ визуально или с помощью испытательного прибора (тестера), включенного в режиме звуковой сигнализации.

Благодаря светорегуляторам можно не только сэкономить на освещении, но и создать интересный световой дизайн квартиры или дома. Учитывая напряжение рабочей сети, подбирают оптимальную схему подключения диммера. опираясь на его характеристики.

Для организации домашнего освещения используются датчики движения. Как их выбирать, можно прочитать тут. а особенности схемы его подключения раскрыты здесь.

Провод цепи управления подключается к первой клемме замкнутых контактов кнопки «Стоп». Ко второй клемме этой кнопки подключают два провода: один идет на любой ближайший из разомкнутых контактов кнопки «Пуск», второй – подключается к управляющему контакту на магнитном пускателе, который при отключенной катушке разомкнут. Этот разомкнутый контакт соединяется коротким проводом с управляемой клеммой катушки.

Второй провод с кнопки «Пуск» подключается непосредственно на клемму втягивающей катушки. Таким образом, к управляемой клемме «втягивающей» должно быть подключено два провода – «прямой» и «блокирующий».

Принцип работы магнитного пускателя в такой схеме следующий: при замыкании кнопки «Пуск» клемма втягивающей катушки соединяется с фазой или нейтралью, что вызывает срабатывание магнитного пускателя. При этом замыкаются пары подвижных контактов на якоре с неподвижными и на двигатель подается напряжение.

Одновременно замыкается управляющий контакт и, благодаря замкнутой кнопке «Стоп», управляющее воздействие на втягивающую катушку фиксируется. При отпускании кнопки «Пуск» магнитный пускатель остается замкнутым. Размыкание контактов кнопки «Стоп» вызывает отключение электромагнитной катушки от фазы или нейтрали и электродвигатель отключается.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя

Перед тем, как подключить реверсивный магнитный пускатель, необходимо разобраться в составных элементах предполагаемой цепи.

Для реверсирования двигателя необходимо два магнитных пускателя и три управляющие кнопки. Магнитные пускатели устанавливаются рядом друг с другом. Для большей наглядности условно отметим их питающие клеммы цифрами 1–3–5, а те, к которым подключен двигатель как 2–4–6.

Для реверсивной схемы управления пускатели соединяются так: клеммы 1, 3 и 5 с соответствующими номерами соседнего пускателя. А «выходные» контакты перекрестно: 2 с 6, 4 с 4, 6 с 2. Провод, питающий электродвигатель, подключается к трем клеммам 2, 4, 6 любого пускателя.

При перекрестной схеме подключения одновременное срабатывание обоих пускателей приведет к короткому замыканию. Поэтому проводник «блокирующей» цепи каждого пускателя должен проходить сначала через замкнутый управляющий контакт соседнего, а потом – через разомкнутый своего. Тогда включение второго пускателя будет вызывать отключение первого и наоборот.

В некоторых конструкциях магнитных пускателей есть только пять пар замыкаемых контактов. В этом случае провод блокирующей цепи одного пускателя подключается к постоянно замкнутым контактам кнопки «Пуск» другого. В результате она начинает работать в режиме «пуск – стоп».

Ко второй клемме замкнутой кнопки «Стоп» подключаются не два, а три провода: два «блокирующих» и один питающий кнопки «Пуск», включаемых параллельно друг другу. При такой схеме подключения кнопка «Стоп» выключает любой из скоммутированных пускателей и останавливает электродвигатель.

Все установочные и ремонтные работы в монтажных схемах подключения магнитного пускателя проводятся со снятым напряжением, даже если цепь управления коммутирует нейтраль.

Пример использования реверсивного магнитного пускателя — схема подключения на видео

Схема подключения пускателя

В основе всех или, по крайней мере, большинства схем запуска асинхронных электродвигателей, применяемых очень широко как в промышленности, так и в обычном быте, лежит очень простая схема. Плох тот электрик, который ее не знает.

Упрощенный вариант схемы пускателя.

Итак, вся схема, кроме электродвигателя, который установлен непосредственно на конкретном оборудовании или устройстве, монтируется либо в щитке, либо в специальной коробке (ПМЛ).

Кнопки ПУСК и СТОП могут находиться как на передней стороне этого щитка, так вне его (монтируются на месте, где удобно управлять работой), а может быть и там, и там, в зависимости от удобства. К данному щитку подводится трёхфазное напряжение от ближайшего места запитки (как правило, от распределительного щита), а с него уже выходит кабель, идущий на сам электродвигатель.

А теперь о принципе работы. На клеммы Ф1, Ф2, Ф3 подается трехфазное напряжение. Для запуска асинхронного электродвигателя требуется срабатывание магнитного пускателя (ПМ) и замыкание его контактов ПМ1, ПМ2 и ПМ3. Для срабатывания ПМ необходимо подать на его обмотку напряжение. Кстати, величина его зависит от самой катушки, то есть от того, на какое именно напряжение она рассчитана. Это также зависит от условий и места работы оборудования. Катушки бывают на 380, 220, 110, 36, 24 и 12 В). Данная схема рассчитана на напряжение 220 В, поскольку берётся с одной из имеющихся фаз и нуля.

Схема подключения магнитного пускателя через кнопочный пост.

Подача электропитания на катушку магнитного пускателя осуществляется по такой цепи. С ф1 поступает фаза на нормально замкнутый контакт тепловой защиты электродвигателя ТП1, далее проходит через катушку самого пускателя и выходит на кнопку ПУСК (КН1) и на контакт самоподхвата ПМ4 (магнитного пускателя). С них питание выходит на нормально замкнутую кнопку СТОП и после замыкается на нуле.

Для запуска требуется нажать кнопку ПУСК, после чего цепь катушки магнитного пускателя замкнётся и притянет (замкнёт) контакты ПМ1-3 (для пуска двигателя) и контакт ПМ4, который даст возможность при отпускании кнопки пуска продолжать работу и не отключить магнитный пускатель (называется самоподхватом). Для остановки электродвигателя требуется всего лишь нажать кнопку СТОП (КН2) и тем самым разорвать цепь питания катушки ПМ. В результате контакты ПМ1-3 и ПМ4 отключатся и работа будет остановлена до следующего запуска Пуска.

Для защиты обязательно ставятся тепловые реле (на нашей схеме это ТП). При перегрузке электродвигателя повышается ток и двигатель резко начинает нагреваться, вплоть до выхода из строя. Данная защита срабатывает именно при повышении тока на фазах, тем самым размыкает свои контакты ТП1, что подобно нажатию кнопки СТОП.

Данные случаи бывают в основном при полном заклинивании механической части или при большой механической перегрузке в оборудовании, на котором работает электродвигатель. Хотя и нередко причиной становится и сам движок, из-за высохших подшипников, плохой обмотки, механического повреждения и т.д.

Подключения пускателя по схеме реверс

Подключения пускателя по схеме реверс.

Вариант приведенной выше схемы пускателя по упрощенному варианту используется для запуска электродвигателей, работающих в одном режиме, т. е. не меняя вращения (насосы, циркулярки, вентиляторы). Но для оборудования, которое должно работать в двух направлениях (кран-балки, тельферы, лебедки, открывание-закрывание ворот и др.) необходима другая электрическая схема.

Для такой схемы нам понадобится не один, а два одинаковых пускателя и кнопка ПУСК-СТОП трехкнопочная, т. е. две кнопки ПУСК и одна СТОП. Могут в схемах реверс использоваться пульты и на две кнопки, на участках, где промежутки работы очень короткие. Например, для небольшой лебедки с промежутками работы 3-10 секунд. Для работы этого оборудования вариант на две кнопки более подходящий, но кнопки обе пусковые, т. е. только с нормально открытыми контактами, и в схеме блок-контакты (пм1 и пм2) самоподхвата не задействуются. Пока вы держите кнопку нажатой, оборудование работает, как отпустили кнопку — оборудование остановилось. В остальном схема реверс аналогична схеме упрощенный вариант.

Подключение пускателя по схеме звезда — треугольник

Подключение пускателя по схеме звезда — треугольник.

Переключение двигателя со звезды на треугольник применяют для защиты электрических цепей от перегрузок. В основном переключают со звезды на треугольник мощные трехфазные асинхронные двигатели от 30-50 кВт и высокооборотные

3000 об/мин, иногда 1500 об/мин.

Если двигатель соединен в звезду, то на каждую его обмотку подается напряжение 220 Вольт, а если двигатель соединен в треугольник, то на каждую его обмотку приходится напряжение 380 Вольт. Здесь в действие вступает закон Ома I=U/R: чем выше напряжение, тем выше ток, а сопротивление не изменяется.

Проще говоря, при подключении в треугольник (380) ток будет выше, чем при подключении в звезду (220).

Когда электродвигатель разгоняется и набирает полные обороты, картина полностью меняется. Дело в том, что двигатель имеет мощность, которая не зависит от того, подключен он в звезду или в треугольник. Мощность двигателя зависит в большей степени от железа и сечения провода. Здесь действует другой закон электротехники W=I*U.

Мощность равна силе тока, умноженной на напряжение, то есть чем выше напряжение, тем ниже ток. При подключении в треугольник (380) ток будет ниже, чем в звезду (220). В двигателе концы обмоток выведены на «клеммник» таким образом, что, в зависимости от того, каким образом поставить перемычки, получится подключение в звезду или в треугольник. Такая схема обычно нарисована на крышке. Для того чтобы производить переключения со звезды на треугольник, мы вместо перемычек будем использовать контакты магнитных пускателей .

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети с реверсом и кнопкой для подключения пускового конденсатора.

Схема подключения трехфазного асинхронного двигателя, в пусковом положении которого обмотки статора соединяются звездой, а в рабочем положении — треугольником.

К двигателю подходит шесть концов. Магнитный пускатель КМ служит для включения и отключения двигателя. Контакты магнитного пускателя КМ1 работают как перемычки для включения асинхронного двигателя в треугольник. Обратите внимание, что провода от клеммника двигателя должны быть включены в таком же порядке, как и в самом двигателе. Главное — не перепутать.

Магнитный пускатель КМ2 подключает перемычки для включения в звезду к одной половине клеммника, а к другой половине подается напряжение.

При нажатии на кнопку «ПУСК» питание подается на магнитный пускатель КМ. Он срабатывает, и на него подается напряжение через блок-контакт. Теперь кнопку можно отпустить. Далее напряжение подается на реле времени РВ, оно отсчитывает установленное время. Также напряжение через замкнутый контакт реле времени подается на магнитный пускатель КМ2, и двигатель запускается в «звезду».

Через установленное время срабатывает реле времени РТ. Магнитный пускатель Р3 отключается. Напряжение через контакт реле времени подается на нормально-замкнутый (замкнутый в отключенном положении) блок-контакт магнитного пускателя КМ2, а оттуда на катушку магнитного пускателя КМ1. И электродвигатель включается в треугольник.

Схема включения нереверсивного пускателя.

Пускатель КМ2 следует также подключать через нормально-замкнутый блок контакт пускателяКМ1 для защиты от одновременного включения пускателей.

Магнитные пускатели КМ1 и КМ2 лучше взять сдвоенные с механической блокировкой одновременного включения.

Кнопкой «СТОП» схема отключается.

1. Автоматический выключатель.
2. Три магнитных пускателя КМ, КМ1, КМ2.
3. Кнопка пуск — стоп;- Трансформаторы тока ТТ1, ТТ2;- Токовое реле РТ;- Реле времени РВ.
4. БКМ, БКМ1, БКМ2– блок-контакты своего пускателя.

Подключения магнитного пускателя и малогабаритных его вариантов, для опытных электриков не представляет никакой сложности, но для новичков может оказаться задачей над которой пройдется задуматься.

Магнитный пускатель является коммутационным устройством для дистанционного управления нагрузкой большой мощности.
На практике, зачастую, основным применением контакторов и магнитных пускателей есть запуск и остановка асинхронных электродвигателей, их управления и реверс оборотов двигателя.

Но свое использование такие устройства находят в работе и с другими нагрузками, например компрессорами, насосами, устройствами обогрева и освещения.

При особых требованиях безопасности (повышенная влажность в помещении) возможно использования пускателя с катушкой на 24 (12) вольт. А напряжение питания электрооборудования при этом может быть большим, например 380вольт и большим током.

Кроме непосредственной задачи, коммутации и управления нагрузкой с большим током, еще одной немаловажной особенностью есть возможность автоматического «отключения» оборудования при «пропадание» электричества.
Наглядный пример. При работе какого то станка, например распиловочного, пропало напряжение в сети. Двигатель остановился. Рабочий полез к рабочей части станка, и тут напряжение опять появилось. Если бы станок управлялся просто рубильником, двигатель сразу бы включился, в результате — травма. При управлении электродвигателем станка с помощью магнитного пускателя, станок не включится, пока не будет нажата кнопка «Пуск» .

Схемы подключения магнитного пускателя

Стандартная схема. Применяется в случаях когда нужно осуществлять обычный пуск электродвигателя. Кнопку «Пуск» нажали – двигатель включился, кнопку «Стоп» нажали – двигатель отключился. Вместо двигателя может быть любая нагрузка подключенная к контактам, например мощный обогреватель.

В данной схеме силовая часть питается от трехфазного переменного напряжения 380В с фазами «А» «В» «С». В случаях однофазного напряжения, задействуются лишь две клеммы.

В силовую часть входит: трех полюсный автоматический выключатель QF1, три пары силовых контактов магнитного пускателя 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3 и трехфазный асинхронный электродвигатель М.

Цепь управления получает питание от фазы «А».
В схему цепи управления входят кнопка SB1 «Стоп», кнопка SB2 «Пуск», катушка магнитного пускателя КМ1 и его вспомогательный контакт 13НО-14НО, подключенный параллельно кнопке «Пуск».

При включении автомата QF1 фазы «А», «В», «С» поступают на верхние контакты магнитного пускателя 1L1, 3L2, 5L3 и там дежурят. Фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку «Стоп» приходит на «3» контакт кнопки «Пуск», вспомогательный контакт пускателя 13НО и так же остается дежурить на этих двух контактах.

Обратите внимание. В зависимости от номинала напряжения самой катушки и используемого напряжения питающей сети, будет разная схема подключения катушки.
Например если катушка магнитного пускателя на 220 вольт — один ее вывод подключается к нейтрале, а другой, через кнопки, к одной из фаз.

Если номинал катушки на 380 вольт — один вывод к одной из фаз, а второй, через цепь кнопок к другой фазе.
Существуют также катушки на 12, 24, 36, 42, 110 вольт, поэтому, прежде чем подать напряжение на катушку, вы должны точно знать ее номинальное рабочее напряжение.

При нажатии на кнопку «Пуск» фаза «А» попадает на катушку пускателя КМ1, пускатель срабатывает и все его контакты замыкаются. Напряжение появляется на нижних силовых контактах 2Т1, 4Т2, 6Т3 и уже от них поступает на электродвигатель. Двигатель начинает вращаться.

Вы можете отпустить кнопку «Пуск» и двигатель не отключится, так как с использованием вспомогательного контакта пускателя 13НО-14НО, подключенного параллельно кнопке «Пуск», реализован самоподхват.

Получается так, что после отпускания кнопки «Пуск» фаза продолжает поступать на катушку магнитного пускателя, но уже через свою пару 13НО-14НО.

В случае если не будет самоподхвата, будет необходимо все время держать нажатой кнопку «Пуск» чтобы работал электродвигатель или другая нагрузка.

Для отключения электродвигателя или другой нагрузки достаточно нажать кнопку «Стоп»: цепь разорвется и управляющее напряжение перестанет поступать на катушку пускателя, возвратная пружина вернет сердечник с силовыми контактами в исходное положение, силовые контакты разомкнутся и отключат электродвигатель от напряжения сети.

Как выбрать автоматический выключатель (автомат) для защиты схемы?

Прежде всего выбираем сколько «полюсов», в трехфазной схеме питания естественно нужен будет трехполюсный автомат, а в сети 220 вольт как правило, двохполюсный автомат, хотя будет достаточно и однополюсного.

Следующим важным параметром будет ток сработки.

Например если электродвигатель на 1,5 кВт. то его максимальный рабочий ток — 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять). Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А.

Но у двигателя, мы знаем, пусковой ток намного больше рабочего, а значит обычный (бытовой) автомат с током в 3А будет срабатывать сразу при пуске такого двигателя.

Характеристику теплового расцепителя нужно выбирать D, чтобы при пуске автомат не срабатывал.

Или же, если такой автомат не просто найти, можно по подбирать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока электродвигателя.

Можно и удаться в практический эксперимент и с помощью измерительных клещей замерить пусковой и рабочий ток конкретного двигателя.

Например для двигателя на 4кВт, можно ставить автомат на 10А.

Для защиты от перегрузки двигателя, когда ток возрастает выше установленного (например пропадания фазы) — контакты теплового реле RT1 размыкаются, и цепь питания катушки электромагнитного пускателя разрывается.

В данном случае, тепловое реле выполняет роль кнопки «Стоп», и стоит в той же цепи, последовательно. Где его поставить — не особо важно, можно на участке схемы L1 — 1, если это удобно в монтаже.

С использованием теплового расцепителя, отпадает надобность так тщательно подбирать ток вводного автомата, так как с тепловой защитой вполне должно справится тепловое реле двигателя.

Источники: http://elektrik24.net/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/magnitnye-puskateli/sxema-podklyucheniya-7.html, http://fazaa.ru/proizvodstvo/sxema-podklyucheniya-puskatelya.html, http://elektt.blogspot.ru/2016/09/podklyucheniya-magnitnogo-puskatelya.html