Контактор принцип работы и подключение

Назначение, устройство и работа магнитного пускателя.

11 Фев 2014г | Раздел: Электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. С этой статьи мы начнем изучение магнитного пускателя и все, что с ним связано, а идею этой темы подсказал постоянный читатель сайта Сергей Кр.

Магнитный пускатель является коммутационным аппаратом и относится к семейству электромагнитных контакторов, позволяющий коммутировать мощные нагрузки постоянного и переменного тока, и предназначен для частых включений и отключений силовых электрических цепей.

Магнитные пускатели применяются в основном для пуска, останова и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей, однако, из-за своей неприхотливости они прекрасно работают в схемах дистанционного управления освещением, в схемах управления компрессорами, насосами, кран-балками, тепловыми печами, кондиционерами, ленточными конвейерами и т.д. Одним словом, у магнитного пускателя обширная область применения.

Как таковой магнитный пускатель уже трудно встретить в магазинах, так как их практически вытеснили контакторы. Причем по своим конструктивным и техническим характеристикам современный контактор ничем не отличается от магнитного пускателя, а различить их можно только по названию. Поэтому, когда будете приобретать в магазине пускатель, обязательно уточняйте, что это — магнитный пускатель или контактор.

Мы рассмотрим устройство и работу магнитного пускателя на примере контактора типа КМИ – контактор малогабаритный переменного тока общепромышленного применения.

Принцип работы магнитного пускателя.

Принцип работы очень простой: напряжение питания подается на катушку пускателя, в катушке возникает магнитное поле, за счет которого вовнутрь катушки втягивается металлический сердечник, к которому закреплена группа силовых (рабочих) контактов, контакты замыкаются, и через них начинает течь электрический ток. Управление магнитным пускателем осуществляется кнопками «Пуск», «Стоп», «Вперед» и «Назад».

Устройство магнитного пускателя.

Магнитный пускатель состоит из двух частей: сам пускатель и блок контактов.

Хотя блок контактов и не является основной частью магнитного пускателя и не всегда он используется, но если пускатель работает в схеме где должны быть задействованы дополнительные контакты этого пускателя, например, реверс электродвигателя, сигнализация работы пускателя или включение дополнительного оборудования пускателем, то для размножения контактов, как раз, и служит блок контактов или, как его еще называют — приставка контактная.

Блок контактов или приставка контактная.

Внутри блока контактов (приставки контактной) встроена подвижная контактная система, которая жестко связывается с контактной системой магнитного пускателя и стает с ним как бы одним целым. Крепится приставка в верхней части пускателя, где для этого предусмотрены специальные полозья с зацепами.

Контактная система приставки состоит из двух пар нормально замкнутых и двух пар нормально разомкнутых контактов.

Чтобы идти дальше давайте сразу разберемся: что есть нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты. На рисунке ниже схематично показана кнопка с парой контактов под номерами 1-2 и 3-4, которые закреплены на вертикальной оси. В правой части рисунка показано графическое изображение этих контактов, используемое на электрических принципиальных схемах.

Нормально разомкнутый (NO) контакт в нерабочем состоянии всегда разомкнут, то есть, не замкнут. На рисунке он обозначен парой 1–2, и чтобы через него прошел ток контакт необходимо замкнуть.

Нормально замкнутый (NC) контакт в нерабочем состоянии всегда замкнут и через него может проходить ток. На рисунке такой контакт обозначен парой 3–4, и чтобы прекратить прохождение тока через него, надо контакт разомкнуть.

Теперь, если нажать кнопку, то нормально разомкнутый контакт 1-2 замкнется, а нормально замкнутый 3-4 разомкнется. О чем показывает рисунок ниже.

Вернемся к блоку контактов.
В исходном состоянии, когда магнитный пускатель обесточен, нормально разомкнутые контакты 53NO–54NO и 83NO–84NO разомкнуты, а нормально замкнутые 61NC–62NC и 71NC–72NC замкнуты. Об этом говорит шильдик с номерами клемм контактов, расположенный на боковой стенке блока контактов, а стрелка показывает направление движения контактной группы.

Теперь, если на катушку пускателя подать напряжение питания, то сердечник потянет за собой контакты блока контактов и нормально разомкнутые замкнутся, а нормально замкнутые разомкнутся.

Фиксируется блок контактов на пускателе специальной защелкой. А чтобы блок снять, достаточно приподнять защелку и выдвигать блок в сторону защелки.

Магнитный пускатель.

Магнитный пускатель состоит как бы из верхней и нижней части.

В верхней части находится подвижная контактная система, дугогасительная камера и подвижная половинка электромагнита, которая механически связана с группой силовых контактов подвижной контактной системы.

Нижняя часть пускателя состоит из катушки, возвратной пружины и второй половинки электромагнита. Возвратная пружина возвращает верхнюю половинку в исходное положение после прекращения подачи питания на катушку, тем самым, разрывая силовые контакты пускателя.

Обе половинки электромагнита набраны из Ш-образных пластин, сделанных из электромагнитной стали. Это наглядно видно, если вытащить нижнюю половинку электромагнита.

Катушка пускателя намотана медным проводом, и содержит N-ое количество витков, рассчитанное на подключение определенного питающего напряжения равного 24, 36, 110, 220 или 380 Вольт.

Ну и как происходит сам процесс.
При подаче напряжения питания в катушке возникает магнитное поле и обе половинки стремятся соединиться, образуя замкнутый контур. Как только отключаем питание, магнитное поле пропадает, и верхняя часть возвращается возвратной пружиной в исходное положение.

Теперь осталось разобраться с питанием и характеристиками.
На боковой стенке пускателя, так же, как и у блока контактов, нанесена информация об электрических параметрах пускателя и для удобства условно разделена на три сектора:

Сектор №1.

В первом секторе дана общая информация о пускателе и его область применения:

50Гц – номинальная частота переменного тока, при которой возможна бесперебойная работа пускателя;

Категория применения АС-3 – двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, отключение без предварительной остановки.
Например: этот пускатель можно использовать для запуска и останова асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, используемых в лифтах, эскалаторах, ленточных конвейерах, элеваторах, компрессорах, насосах, кондиционерах и т.д.

Для характеристики коммутационной способности контакторов и пускателей переменного тока установлены четыре категории применения, являющиеся стандартными: АС1, АС2, АС3, АС4. Каждая категория применения характеризуется значениями токов, напряжений, коэффициентов мощности или постоянных времени, условиями испытаний и других параметров установленных ГОСТ Р 50030.4.1-2002.

Iе 9А – номинальный рабочий ток. Это ток нагрузки, который в нормальном режиме работы может проходить через силовые контакты пускателя. В нашем примере этот ток составляет 9 Ампер.

Категория применения АС-1 – неиндуктивные или слабо индуктивные нагрузки, печи, сопротивления. Например: лампы накаливания, ТЭНы.

Ith 25A – условный тепловой ток (t° ≤ 40°). Это максимальный ток, который контактор или пускатель может проводить в 8-часовом режиме так, чтобы превышение температуры его различных частей не выходило за пределы 40°С.

Сектор №2.

В этом секторе указана номинальная мощность нагрузки, которую могут коммутировать силовые контакты пускателя, и которая характеризуется категорией применения АС3 и измеряется в кВт (киловатт). Например, через контакты пускателя можно пропустить нагрузку мощностью 2,2 кВт, питающуюся переменным напряжением не более 230 Вольт.

Сектор №3.

Здесь показана электрическая схема пускателя: катушка и четыре пары нормально разомкнутых контактов – три силовых (рабочих) и один вспомогательный. От катушки через все контакты проходит пунктирная линия, которая указывает, что все четыре контакта замыкаются и размыкаются одновременно.

Напряжение питания 220В подается на катушку через контакты, обозначенные как А1 и А2.

Современные магнитные пускатели выпускают с двумя однотипными контактами от одного вывода катушки. Их выводят с противоположных сторон, маркируют одинаковым буквенным и цифровым значением, и соединяют между собой проволочной перемычкой. В нашем случае это выводы с маркировкой А2. Все это сделано для удобства монтажа схемы. И если придется собирать схемы с участием магнитного пускателя, используйте оба эти контакта.

Теперь осталось рассмотреть контактную группу пускателя. Здесь все просто.
Силовыми контактами являются три пары: 1L1–2T1; 3L2–4T2; 5L3–6T3 — к ним подключается нагрузка, которую Вы хотите запитывать через магнитный пускатель или контактор. Причем контакты 1L1; 3L2; 5L3 являются входящими – к ним подводится напряжение питания, а 2Т1; 4Т2; 6Т3 являются выходящими – к ним подключается нагрузка. Хотя разницы здесь нет — что куда, но это считается за правило, чтобы можно было разобраться в монтаже другому человеку, не производившему монтаж.

Последняя пара контактов 13НО–14НО является вспомогательной и эту пару используют для реализации в схеме самоподхвата пускателя. То есть, эта пара нужна, чтобы при включении в работу, например, двигателя, все время его работы не пришлось держать нажатой кнопку «Пуск». О самоподхвате мы поговорим в следующей части.

Ну и последнее, на что хотел обратить Ваше внимание, это на то, что современные пускатели, автоматические выключатели и УЗО теперь можно размещать в одном ящике и на одну дин рейку. Так что учитывайте это при выборе ящика.

Теперь я думаю Вам понятно назначение, устройство и работа магнитного пускателя, а во второй части мы рассмотрим схемы подключения магнитного пускателя.
А пока досвидания.
Удачи!

Как подключить освещение через контактор и в каких случаях это нужно?

Контактор — это электромагнитный коммутационный прибор, по своему устройству он почти такой же, как и обычное реле. Он состоит из трёх основных элементов:

• Катушка — при подаче на неё напряжения замыкаются (включаются) или размыкаются (отключаются) группы контактов. В магазинах можно найти контакторы с катушками, которые управляются разным напряжением. Наибольшее распространение получили контакторы с катушками на 220 и 380В переменного тока, но есть и с низким номинальным напряжением (24В). Первые могут использоваться в однофазных сетях, для вторых обязательно наличие трёх фаз. Клеммы катушки на корпусе современного контактора обозначаются так — A1, A2.
• Силовые контакты — к ним подключается нагрузка. Количество контактов также называют числом полюсов. Есть разные варианты, на практике чаще применяются 3 и 2-полюсные контакторы. При заказе в интернет-магазинах обращайте внимание на число полюсов и нормальное состояние контактов (замкнуты или разомкнуты при отсутствии напряжения на катушке). Входные контакты, которые подключаются к сети обычно обозначаются как L1, L2, L3 или цифрами 1, 3, 5. А выходные, к которым подключается нагрузка — T1, T2, T3 или цифрами 2, 4, 6.
• блок-контакты — маломощные контакты, которые нужны для самоподхвата (чтобы контактор оставался включенным после снятия управляющего сигнала или после того, как вы отпустите кнопку кнопочного поста), а также для систем индикации и сигнализации состояния цепей.

Часто для управления контакторами используют кнопочные посты. Это устройства, содержащие 1 и более кнопок без фиксации с нормальной-замкнутым и нормально-разомкнутым контактом (на задней стороне 2 пары клемм для подключения, по одной для каждой из пар контактов. Пример кнопочного поста вы можете видеть на рисунке ниже. Они применяются в схемах с самоподхватом пускателя (именно такую мы рассмотрим далее), либо без него — в схемах управления грузоподъёмными механизмами (в пределах этой статьи мы не будем их рассматривать.

Зачем нужно подключать освещение через контактор?

Нам известны три случая, когда без реле или контактора в схеме освещения не обойтись, это может быть:

1. Много мощных светильников — большая нагрузка.

2. Нужно включать или выключать всё освещение одновременно с одного места или наоборот всё освещение электроустановки нужно включать и выключать с нескольких мест, удалённых друг от друга.

3. Несовместимость автоматики со схемой питания светильника.

Рассмотрим каждый из них отдельно.

Случай первый: Много мощных источников света.

Например, при организации, освещения складского помещения, выставочного, торгового зала и других подобных объектов большой площади устанавливают ряд мощных светильников. Использовать обычный выключатель нельзя, так как зачастую бытовой выключатель света рассчитан на 10А.

К тому же ставить выключатели каждой из групп светильников непосредственно рядом с ними — нерационально, так как для включения света нужно пройти через всё помещение. Можно, конечно, установить выключатели каждой из групп светильников в одном месте, но тогда несколько усложняется организация автоматического управления.

Поэтому если нужно организовать включение и отключения освещения с одного места, например, пульта службы охраны, диспетчерской или кнопочного поста, установленного у входа на эту территорию, используют контакторы.

Подключение освещения через контактор позволит и просто организовать управление светом с любого числа мест без использования проходных и перекрестных выключателей, что в некоторой мере упростит схему.

Магнитные пускатели

Устройства, которые предназначены (основное их назначение) для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для управления асинхронными электродвигателями с напряжением питания до 600 В. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Кроме того, в них довольно часто встраивается тепловое реле для защиты электрических машин от перегрузки по току в длительном режиме.

Магнитные пускатели могут выпускаться в различных исполнениях:

• Реверсивные;
• Не реверсивные;
• Защищенного типа – устанавливаются в помещениях, где в окружающей среде не содержится большого количества пыли;
• Пыленепроницаемые – устанавливаются в местах, где они не будут подвергаться прямому воздействию на них солнца, дождя, снега (при наружном размещении располагаются под навесом);
• Открытого типа – предназначены для установки в местах, защищенных от попаданий посторонних предметов а также пыли (шкафы электрические и прочее оборудование)

Устройство магнитного пускателя

Устройство магнитного пускателя довольно простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, пластмассового корпуса, механических индикаторов включения, а также основных и вспомогательных блок – контактов.

Принцип работы магнитного пускателя

Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:

При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.

Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.

Схемы включения магнитных пускателей

Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:

Принцип работы данной схемы довольно прост: при замыкании автоматического выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного пускателя. Предохранитель PU обеспечивает защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт тепловых реле Р замкнут. Итак, для запуска асинхронника нажимаем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного пускателя КМ начинает протекать ток, сердечник втягивается, тем самым замыкая силовые контакты КМ, а также блок контакт БК. Блок контакт БК нужен для того, чтоб замкнуть цепь управления, поскольку кнопка после того как ее отпустят, вернется в исходное положение. Для остановки этой электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления.

При длительном токе перегрузке сработает тепловой датчик Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приведет к остановке машины.

При схеме включения приведенной выше следует учесть напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а двигателя (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему употреблять нельзя, а можно применить с нейтральным проводником, а если в обмотки двигателя соединены треугольником (220 В), то данная система вполне жизнеспособна.

Схема с нейтральным проводником:

Единственное отличие этих схем включения, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска вместо кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.

Посмотреть как подключить не реверсивное магнитное пусковое устройство вы можете здесь:

Реверсивная схема включения показана ниже:

Эта схема более сложная, чем при подключении не реверсивного устройства. Давайте рассмотрим принцип ее работы. При нажатии кнопки «Вперед» происходят все описанные выше действия, но как вы видите из схемы, перед кнопкой вперед появился нормально замкнутый контакт КМ2. Это нужно для выполнения электрической блокировки одновременного включения двух устройств (избежание короткого замыкания). При нажатии кнопки «Назад» во время работы электропривода ничего не произойдет, так как контакт КМ1 перед кнопкой «Назад» будет разомкнут. Для произведения реверса машины необходимо нажать кнопку «Стоп» и только после отключения одного устройства можно будет включить второе.

И видео подключения реверсивного магнитного пускового устройства:

Советы по монтажу магнитных пускателей

При монтаже магнитных пусковых устройств с тепловыми реле необходимо устанавливать с минимальной разностью температур окружающей среды между электродвигателем и магнитным пусковым устройством.

Нежелательна установка магнитных устройств в местах подверженных сильным ударам или вибрациям, а также рядом с мощными электромагнитными аппаратами, токи которых превышают 150 А, так как они при срабатывании создают довольно большие удары и толчки.

Для нормальной работы теплового реле температура окружающей среды не должна превышать 40 0 С. Также не рекомендуется установка рядом с нагревательными элементами (реостаты) и не устанавливать их в наиболее нагреваемых частях шкафа, например вверху шкафа.

Сравнение магнитного и гибридного пускателя:

Схема подключения контактора abb esb 20-20 через выключатель

Контактор, который управляется выключателем, используется для включения и выключения энергоёмого оборудования. Наиболее наглядный пример работы такой связки – система включения и выключения всего света в квартире из одного места.

Такой главный выключатель обычно устанавливается у выхода из квартиры. Уходя из дома, с его помощью, вы сможете выключить сразу всё освещение. Обратная процедура вас ждет при возвращении, нажав клавишу выключателя, вы зажигаете весь свет, который работал до ухода.

Для реализации такой логики работы освещения, потребуется контактор и выключатель. Например, модульный контактор ABB ESB 20-20 , в паре с обычным одноклавишным выключателем света.

Прежде чем подробно рассмотрим схему подключения, несколько слов об этой модели контактора.

Каждый символ в названии контакторов АББ, имеет определенное значение.

Обычно маркировка имеет следующий вид:

ABB series xx-yz

Amperage voltage , где

ABB – название компании производителя

series — Серия оборудования XX — ток, на который рассчитаны контакты Y — Количество замыкаемых контактов (нормально разомкнутных/открытых НО) Z – Количество размыкаемых контактов (нормально замкнутых/закрытых НЗ)

amperage — Номинальная сила тока, voltage – Рабочее напряжение

О том, как контактор обозначают на однолинейных схемах, мы подробно рассказывали ЗДЕСЬ.

Выбранный нами модульный контактор АББ 20-20:

— относится к серии ESB, считающейся «бытовой»;

— Номинальный ток, на который рассчитаны контакты – 20А;

— содержит 2 независимых замыкаемых контакта, которые, до получения сигнала, нормально разомкнуты;

Такая логика работы контактора (нормально открытые контакты) при управлении выключателем наиболее предпочтительна в большинстве случаев и позволяет оперировать нагрузкой до 40А (2 пары контактов по 20А каждый).

Удобнее использовать модульный контактор с катушкой 220В переменного тока (на корпусе устройства напряжение катушки указано, в нашем случае это 250 Вольт «

Схема подключения контактора ABB esb 20-20 на 220В через выключатель

Ниже показана наглядная схема работы контактора через выключатель.

Собирается она следующим образом:

На выключатель подводится «Фаза», которая, пройдя через него, возвращается на управляющую клемму А2 контактора. На второй клемме А1 постоянно подключен «Ноль».
К клемме 1 контактора, подключена так же фаза, а к клемме 2 подсоединен проводник идущий к нагрузке.

Принцип работы прост: как только вы нажимаете клавишу выключателя, электрический ток попадает на клемму контактора А1, а значит и на катушку. Далее, по принципу электромагнита, замыкаются внутренние контакты, которые в нормальном состоянии разомкнуты, и электрический ток поступает к потребителям — электрооборудованию. Стоит щелкнуть клавишей выключателя еще раз, электрическая цепь разрывается, и контакты внутри модульного контактора размыкаются, обесточивая оборудование. Всё довольно просто.

Ко вторым клеммам 3-4, вы сможете подключить еще нагрузку до 20А, например, вторую группу светильников. Соответственно суммарно, контактор выдержит порядком 9 кВт (ток — 40А) мощности.

Если собирать подобную схему без использования контактора, просто пропустив фазу общего питающего кабеля всех групп освещения через выключатель, сразу возникают проблемы:

— Вы ограничены максимальным током, который выдерживает выключатель, редко эта величина больше 10А.

— Так как выключателе отсутствуют любые системы защиты контактов – он бы быстро выйдет из строя, подгорят контактные площадки или расплавится корпус. Возможно возникновение пожара.

Как видите, в подключении контактора через выключатель нет ничего сложного. И теперь, понимая логику работы и порядок подключения, вы сможете самостоятельно разработать и реализовать интересные, а главное полезные в хозяйстве схемы управления оборудованием, с использованием контакторов.

Если же столкнетесь с какой-то проблемой или сложностью, обязательно задавайте вопросы здесь, в комментариях к статье. Постараюсь помочь.