Электромагнитные реле (тока и напряжения, для энергосистем и электроприводов)

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Пускатели (магнитные пускатели, далее МП) главным образом предназначены для применения в стационарных установках дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжении до 380 и 660В переменного тока частотой 50 Гц.

Классификация:

Пускатели классифицируются по:

- виду схемы включения нагрузки (как правило, электродвигателя): не реверсивный или реверсивный;

- номинальному напряжению главной цепи.

Категории размещения:

- степень защиты IР00 (открытые): для установки в отапливаемых помещениях на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания воды, пыли и посторонних предметов.

- степень защиты IP40 (в оболочке): для установки внутри не отапливаемых помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли и исключено попадание воды на оболочку пускателя.

- степень защиты IP54 (в оболочке): для внутренних и наружных установок в местах, защищенных от непосредственного воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков.

МП осуществляет следующие виды защиты электродвигателя:

1) тепловая - электротепловым реле;

2) от глубокого понижения напряжения (ниже 0,6 Uн) - выполняет приводной электромагнит контактора;

3) нулевая, т. е. исключение повторного включения МП при появлении в сети ранее исчезнувшего напряжения,- замыкающим вспомогательным контактом МП.

Основными параметрами МП являются:

1) номинальный ток;

2) номинальный рабочий ток;

3) номинальное рабочее напряжение;

4) номинальное напряжение главной цепи.

1. Реверсивные и не реверсивные пускатели

Принцип работы магнитного пускателя не реверсивного типа состоит в следующем: после включения пускателя электрический ток проходит через катушку пускателя, намагничивается сердечник и, соответственно, притягивает якорь, замыкая при этом главные контакты, и ток начинает протекать по главной цепи. Во время отключения электромагнитного пускателя катушка обесточивается, якорь под воздействием возвратной пружины возвращается в исходное положение, и размыкаются главные контакты.

Если вследствие перебоев в снабжении электричеством электромагнитный пускатель отключается, то все его контакты размыкаются, как главные, так и вспомогательные.

Магнитный пускатель состоит из кнопочного поста, контактора и теплового реле. Контактор магнитного пускателя имеет, в основном, три главные системы контактов, служащие для включения в трехфазную сеть, и блок контактов количеством от 1 до 5 штук.

Если нажать на кнопку пуск, то на обмотку ОР контактора (обмоток реле) будет подано напряжение, контактор сработает, замкнув главные контакты ГК и блок-контакты БК. Блок-контакты производят шунтирование контактов нажатой кнопки, чем позволяют отпустить ее после того, как двигатель запустится.

Рисунок 1 - Схема пускателя не реверсивного магнитного

При нажатии на кнопку «стоп» происходит разрыв цепи питания обмоток реле и размыкание главных контактов. Если резко возрастет сила потребляемого тока вследствие неисправности или перегрузки электрического двигателя, то произойдет срабатывание теплового реле (ТР) и разомкнутся его контакты (КТР), которые включены в цепи питания обмоток реле ОР. Высокий коэффициент возврата электрических магнитов контактора переменного тока дает возможность защитить двигатель от резкого понижения напряжения в электрической сети. После того, как напряжение восстановится, не происходит самопроизвольное включение магнитного пускателя, так как после размыкания контакта БК цепь катушки пускателя остается, не замкнута.

Принцип действия реверсивного магнитного пускателя (схема реверсивного пускателя).

Чтобы изменить направление вращения ротора асинхронного электрического двигателя, требуется изменение порядка фаз обмотки его статора. В электромагнитном пускателе реверсного типа применяют два идентичных устройства: КМ2 и КМ1. Если случайно одновременно включить оба контактора, то произойдет короткое замыкание. Чтобы это исключить, схему электромагнитного пускателя снабжают специальной блокировкой.

Если после того, как будет нажата кнопка SB3 «Вперед» и включится контактор КМ1 надавить на кнопку «Назад» SB2, размыкающий контакт кнопки SB2 моментально произведет отключение катушки контактора КМ1, а, в свою очередь, контакт замыкающий в катушку контактора КМ2 подаст электричество. Так происходит реверсирование электрического двигателя.

Электрическая схема электромагнитного реверсивного пускателя, имеющего блокировку на вспомогательных размыкающих контактах.



Рисунок 2 - Схема пускателя реверсивного магнитного

При такой схеме включение любого из контакторов, к примеру КМ1, приведет к тому, что разомкнется цепь питания катушки другого контактора КМ2. Чтобы произвести реверс, необходимо предварительно нажав на кнопку SB1 «Стоп» произвести отключение контактора КМ1. Чтобы схема работала надежно требуется, чтобы главные контакты контактора КМ1 были разомкнуты раньше, чем будут замкнуты размыкающие вспомогательные контакты в цепи контактора КМ2. Этого достигают, проведя соответствующую регулировку положения контактов вспомогательных по ходу якоря электрического двигателя.

2. Магнитные пускатели серии ПМЕ

Магнитные пускатели ПМЕ предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором переменного тока частоты 50 и 60 Гц; в исполнении с тепловым реле - для защиты управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности. Магнитный пускатель данной серии представлен на рисунке 3.



Рисунок 3 - Магнитный пускатель серии ПМЕ

Магнитные пускатели ПМЕ выпускаются в следующих исполнениях:

· Открытие без теплового реле;

· Открытие с тепловым реле;

· Закрытие без теплового реле;

· Закрытие с тепловым реле.

Структура условного обозначения пускателей ПМЕ: ПМЕ-ХХХ, здесь:

· Первая цифра Х - величина магнитного пускателя в зависимости от номинального тока:

0-4,0 А;

1 -10 А;

2-25 А.

· Вторая цифра Х - исполнение по степени защиты и сочетанию контактов вспомогательной цепи:

1-IP00 1 «3»;

1-IP30 1 «3»;

1-IP54 1 «3».

· Третья цифра Х- исполнение по назначению, наличию устройств защиты и встроенных элементов управления:

1 - не реверсивные, без реле;

2 - не реверсивные, с реле;

3 - реверсивные, без реле;

4 - реверсивные, с реле.

3. Магнитные пускатели серии ПМА

Магнитные пускатели серии ПМА предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, а также отключения трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Дополнительные функции пускателей : реверсирование, а при наличии тепловых реле -- защита двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности, в т. ч. возникающих при выпадении одной из фаз, изменение схемы включения обмоток Y/A . Магнитные пускатели серии ПМА используются для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющим устройством или при тиристорном управлении.

Структура условного обозначения магнитных пускателей серии ПМА: ПМА X X X X, здесь:

· Первая X - величина пускателя.

· Вторая X - тип работы электродвигателя наличие теплового реле (ТР):

1 - не реверсивный, без ТР;

2 - не реверсивный, с ТР;

3 - реверсивный, без ТР;

4 - реверсивный, с ТР;

5 - реверсивный, без ТР;

6 - реверсивный, с ТР.

· Третья X - исполнение пускателей по степени защиты, наличие кнопок управления , сигнальной лампы:

0-IP00;

1-IP40;

2-IP54;

3-IP40 с кнопками управления и сигнальной лампой;

4-IP54 с кнопками управления и сигнальной лампой;

5-IP40 с кнопками управления без сигнальной лампы;

6-IP54 с кнопками управления без сигнальной лампы.

· Четвёртая X - количество контактных групп и род тока:

- Для 0-ой величины:

0-1з;

1-1з+2р;

2-1з+4р;

3-5з;

4-4з+2р;

5-2з;

6-3з;

7-2з+1р;

8-1з+2р.

- Для 3, 4, 5, 6 величин:

Род тока главной цепи:

0 - 380В - постоянный;

1 - 660В - постоянный;

2 - 660В - переменный.

4. Магнитные пускатели ПМ12

Электрические магнитные пускатели ПМ12 предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска, непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных двигателем с короткозамкнутым ротором переменного напряжения 660В частоты 50 Гц.

При наличии тепловых реле пускатели осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз.

Пускатели серии ПМ12 пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющим устройством или при тиристорном управлении. Магнитный пускатель данной серии представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Магнитный пускатель серии ПМ12

Структура условного обозначения магнитных пускателей серии ПМ12:ПМ12 ХХХ Х1 Х2 Х3, здесь:

· ХХХ - величина пускателя:

1-010 - 10 ампер;

2-016-16 ампер;

3-025 - 25 ампер;

4-040 - 40 ампер;

5-063 - 63 ампер;

6-100 - 100 ампер;

7-250-250 ампер.

· Х1 - тип работы электродвигателя и наличие теплового реле:

1 - без теплового реле нереверсивный;

2 - с тепловым реле нереверсивный;

5 - без теплового реле реверсивный;

6 - с тепловым реле реверсивный.

· Х2 - исполнение пускателей по степени защиты и наличие кнопок управления и сигнальной лампы:

0 - IP00;

1 - IP54 без кнопок;

2 - IP 54 с кнопками;

3 - IP54 с кнопками и сигнальной лампой;

4 - IP40 без кнопок;

5 - IP 20;

6 - IP40 с кнопками;

7 - IP40 с кнопками и сигнальной лампой.

· Х3 - род тока и число контактов:

Возможные обозначения магнитных пускателей серии ПМ12:

Номинальный ток:

010 - 10 А;

016-16 А;

025 - 25 А;

040 - 40 А;

063 - 63 А;

100 - 100 А;

250-250 А.

5. Конструкция пускателя

Главными составляющими любого магнитного пускателя является его электромагнитная система и система контактов, состоящая из групп подвижных и неподвижных контактов (главные контакты) и блок-контактов (рисунок 5). Открутив винты и сняв крышку кожуха магнитного пускателя, можно увидеть его подвижные и неподвижные контакты. Подвижные контакты закреплены на одной изоляционной траверсе, с ней же связаны дополнительные контакты (блок-контакты), что обеспечивает одновременное замыкание или размыкание всех полюсов.

Пускатели, предназначенные для коммутирования электрических цепей с большими токами, как правило, оснащены дугогасителями, располагаемыми в специальных дугогасительных камерах над главными контактами.

Корпус магнитного пускателя состоит из двух половин, соединенных винтами. Выкрутив эти винты, можно увидеть магнитопровод, состоящий из неподвижной его части - сердечника, закрепленного в основании нижней половины пускателя и подвижной - якоря, соединенный механически с контактной системой.

Как видно из рисунка 6, на среднем стержне неподвижного сердечника расположена электромагнитная катушка, с помощью которой и осуществляется управление магнитным пускателем. При прохождении в ней электрического тока, возникает электромагнитное поле, притягивающее якорь к неподвижному сердечнику и осуществляющее замыкание главных и замыкание (размыкание) вспомогательных контактов.

Рисунок 5 - Составляющие магнитного пускателя

При размыкании цепи катушки управления, отсутствие электромагнитной силы и действие возвратной пружины вызовет возврат якоря в исходное положение, что приведет к размыканию контактов магнитного пускателя. Рабочее напряжение катушки управления магнитного пускателя, обычно указывается на корпусе. Так стандартный ряд значений Uкат: 12, 24, 110, 220 и 380 В.

Рисунок 6 - Корпус магнитного пускателя

Блок-контакты. Очень важная часть устройства магнитного пускателя. В отличие от главных силовых контактов, блок-контакты предназначены для коммутации цепи управления (рисунок 7). Их замыкание и размыкание происходит одновременно с замыканием и размыканием главных контактов, т. к. они расположены на одной изоляционной траверсе.

Рисунок 7 - Блок контакты

При срабатывании магнитного пускателя эти дополнительные контакты замыкают либо размыкают цепь катушки управления. В зависимости от состояния контактов в нормальном положении (когда пускатель отключен, т. е., его катушка находится не под напряжением) различают блок-контакты NC и NO.

Первые (NC - Normal Close) - нормально закрытые, в нормальном положении пускателя замкнуты, вторые (NO - Normal Close) - наоборот, разомкнуты в нормальном положении и замыкаются при срабатывании магнитного пускателя. На фото справа показаны блок-контакты NC и NO, находящиеся в одном корпусе.

Тепловое реле. Наличие этого устройства в магнитном пускателе, позволяет реализовать защиту электродвигателей от перегрузок по току недопустимой длительности. Они состоят из биметаллических пластин, отдельных для каждого полюса ("фазы"), системы рычагов, спусковой механизм и NC-контакта.

Принцип действия теплового реле, вкратце можно описать следующим образом: ток превышающий номинальный, проходя через биметаллические пластины вызывает их нагревание, отчего пластины деформируются и выгибаясь, воздействуют на систему рычагов реле, приводя в свою очередь, в действие систему рычагов, которая и размыкает NC-контакт.

Размыкаемый нормально закрытый контакт, включается в цепь электромагнитной катушки последовательно и при его размыкании размыкается цепь управления. Происходит возврат якоря с силовыми контактами в исходное положение, таким образом, двигатель обесточивается, что и убережет от преждевременного выхода его из строя.

Принцип действия.

Принцип действия пускателя заключается в следующем: при включении пускателя по катушке проходит электрический ток, сердечник намагничивается и притягивает якорь, при этом главные контакты замыкаются, по главной цепи протекает ток. При отключении пускателя катушка обесточивается, под действием возвратной пружины якорь возвращается в исходное положение, главные контакты размыкаются.

При отключении магнитного пускателя вследствие перебоев в электроснабжении размыкаются все его контакты, в том числе и вспомогательные. При появлении напряжения в сети пускатель не включается до тех пор, пока не будет нажата кнопка "Пуск". То же происходит, если напряжение в сети снижается до 50-60% номинального.

Если электродвигатель включается рубильником, пакетным выключателем или контроллером, то при перебое в электроснабжении и остановке двигателя схема не нарушится, при восстановлении напряжения двигатель самопроизвольно включится в сеть. Такой самопроизвольный пуск двигателя может явиться причиной аварии или несчастного случая.

При выборе магнитных пускателей, прежде всего, необходимо обращать внимание на наибольшую допустимую мощность электродвигателя, работой которого будет управлять пускатель. Если магнитный пускатель управляет работой двигателя большей мощности, чем указано в паспорте пускателя, то контактная система пускателя быстро выйдет из строя. Кроме того, необходимо обращать внимание на напряжение, указанное на втягивающей катушке. Если подать напряжение большее, чем номинальное напряжение катушки, то последняя сгорит при первом же включении магнитного пускателя.

Заключение

В настоящее время выпускаются МП общепромышленного применения серий ПАЕ, ПМЕ, ПМА и ПМЛ. Приводные электромагниты МП серий ПАЕ, ПМЕ, ПМЛ Ш-образные, а ПМА-И-образный с двумя катушками. Контакты мостикового типа, гашение дуги простым разрывом или в дугогасительной решетке. Подвижная система МП серии ПАЕ поворотного типа, траверса с подвижными контактами располагается между осью вращения и приводным электромагнитом. У остальных серий прямоходовая подвижная система.

ЭТР серии ТРИ - однополюсное без температурной компенсации, ТРН-двухполюсное с температурной компенсацией. Реле РТТ и РТЛ-трехполюсные, с температурной компенсацией и ускоренным срабатыванием при неполнофазном режиме работы.

Все уровни напряжения, используемые в работе, опасны для жизни (-210, -220В). В связи с этим категорически запрещается прикасаться к элементам схемы, находящимся под напряжением. При возникновении аварийной ситуации на стенде немедленно отключить выключатели SA1, SA2, SA5. Рукоятки выключателей SA1 и SA5 переводятся вниз, а рукоятка выключателя SA2 - в нейтральное положение.

электрический магнитный реверсивный

Список использованной литературы

1. М.И. Цикановская, С.В. Митрофанова. Реле. Контакторы и пускатели. Оренбург, 2005.

2. Новодворец Л.А. Регулировка и настройка магнитных пускателей переменного тока. «Энергия» Москва, 1974.

3. Гельман Р.Е. Магнитные пускатели. «Энергия» Москва, 1966.

4. Розанов Ю.К., Электрические и электронные аппараты: учебник для вузов / Под ред. Ю.К. Розанова. «Информэлектро» Москва, 2001.

Размещено на Allbest.ru