Магнитный пускатель: принцип работы и устройство

Во многих промышленных сферах применяется оборудование, оснащенное асинхронными трехфазными электрическими двигателями. Оно обладает высокой мощностью и производительностью, что требует своевременного управления (желательно в автоматическом и удаленном формате) и постоянного контроля над основными параметрами. Магнитный пускатель – одно из коммутационных устройств, посредством которых можно дистанционно включать и выключать стационарные установки разной мощности, бытовое или промышленное оборудование.

Зачем нужен магнитный пускатель

Что такое магнитный пускатель? Конструктивно он представляет собой устройство в компактном корпусе, функционирование которого обеспечивается электромагнитом: во время подачи сигнала он отвечает за размыкание и замыкание контактов. Коммутационные аппараты выполняют следующие функции:

• запускают и останавливают двигатель в дистанционном формате, позволяя контролировать плавность и скорость этих процессов,
• предотвращают возможные перегрузки или перегрев мотора из-за скачков напряжения,
• обеспечивают обратную связь, если была остановка в аварийном режиме, например, из-за отключения электроэнергии,
• отвечают за удаленное управление кнопкой, таймером, датчиком и другими компонентами.

Малогабаритный прибор может оснащать разное оборудование – от вентиляторов или насосов до систем автоматики в промышленности, обеспечивая надежную и безопасную коммутацию оборудования, работающего при высокой нагрузке. Для осуществления пуска и во избежание перегрузок может дополнительно использоваться тепловое реле.

Важно. При выборе нужно учитывать, что механизмы могут иметь разный номинальный ток. Например, для малых мощностей будет достаточно номинала в 10 ампер, а наиболее часто используемыми являются варианты в 100 ампер.

Основные компоненты

Аппарат выпускается в компактном корпусе, чаще всего пластиковом или металлическом, и состоит из нескольких ключевых элементов – каждый из них выполняет свою задачу. Подобное исполнение означает, что его можно установить и внутри помещения, и снаружи: за счет прочности корпус выдерживает воздействие влаги, атмосферных осадков. Конструктивно в нем две секции – нижняя и верхняя. Нижняя секция состоит из катушки к электромагнитам, клемм и неподвижной части магнитопровода. В верхней части расположены элементы электрической цепи, возвратная пружина и подвижная часть магнитопровода. Иногда встречается дугогасительное устройство, защищающее от появления искр.

Как устроен магнитный пускатель и какую роль играет каждый компонент в нем:

• Электромагнитная катушка. Катушка индуктивности – это маленькое устройство с сердечником (магнитом или воздухом), обмотанным проволокой. Взаимодействие сердечника с проволокой создает поле, на котором строится работа приборов переменного тока.

• Силовые контакты. Выполняются из сплавов технического серебра, отвечают за доставку электрического заряда к нагрузке, то есть к мотору.

• Подвижный якорь. Как только начинается действие силового поля, происходит притягивание подвижного якоря к сердечнику, что способствует замыканию цепи.
• Дуговые камеры. Как только элементы цепи размыкаются, возникает электрическая дуга. Ее гашение происходит в специальной дуговой камере. Особенность процесса в том, что достигается повышенная защита от преждевременного износа или перегрева.

• Блок-контакты. Блок-приставки расширяют возможности применения компонентов в системах с автоматическим управлением.

• Тепловое реле. Защищает мотор от перегрузки, которая может возникнуть на фоне перекоса фаз или выхода из строя подшипников. Реле работает в автоматическом режиме (после остывания включение происходит без участия оператора) и вручную (после устранения причины срабатывания оператор сам включает реле).

Важно. На сердечнике устанавливаются короткозамкнутые кольца, задача которых – снизить вибрации при включении. Если на поверхность попадает грязь, во включенном состоянии появляется сильное гудение. Места кнопок и разъемов оснащаются уплотнителями, что предотвращает попадание в корпус влаги, пыли.

Особенности функционирования

Комбинированный механизм, имеющий контактор, тепловое реле и дополнительную контактную группу, отвечает за коммутирование больших токов при любых нагрузках в электросети. Их применяют преимущественно в трехфазных сетях со стандартным напряжением 220 В, а также при необходимости запуска маломощных установок.

Как это происходит:

1. Нажатие на кнопку ПУСК для запуска провоцирует замыкание и поступление заряда частиц на катушку.
2. Катушкой создается магнитный поток параллельно со втягиванием подвижной части сердечника – якоря.
3. Он способствует коммутации контактов траверсы с неподвижными контактами.
4. Формируется ток, который протекает по силовым и дополнительным контактам.

Последовательность процессов при остановке обратная:

1. При остановке работы через кнопку СТОП происходит размыкание цепи, питающей катушку.
2. Силовое поле пропадает, пружина отталкивает якорь.
3. Траверса принимает изначальное положение, соединение размыкается.

Для коммутации мощной нагрузки требуется правильная схема подключения. Ее можно выбрать любую в зависимости от особенностей использования оборудования. В наиболее простом варианте блоки оснащаются всего несколькими кнопками, используя которые легко включать и выключать их в зависимости от ситуации.

Важно. Принцип работы прибором настолько прост, что можно без проблем управлять даже мощной установкой, в дистанционном формате запуская системы или отключая их из-за аварийной ситуации. Приспособление позволяет контролировать любую нагрузку и создавать коммутации с большой частотой, выполняя запуск или прекращение работы, или реверсирование рабочих движений моторов.

Основные параметры выбора

Электронные агрегаты выполняют три основные функции в электрике, оснащенной асинхронными двигателями, — пуск, реверсирование и принудительная остановка. Чтобы коммутационная аппаратура работала стабильно и без сбоев, важно правильно ее подобрать. На какие параметры стоит обратить внимание.

Применение

Аппараты оснащены тремя парами силовых цепей и еще одной, которая отвечает за удержание во включенном состоянии. Механизм применяется в основном с целью запуска моторов разной мощности, а также для подачи питания на системы освещения, отопления, кондиционирования.

Количество фаз

Наиболее распространенными модификациями являются одно- и трехфазные устройства. В трехфазных аппаратах 4 коммутируемые линии – три из них могут включать и отключать нагрузку, а последняя четвертая имеет небольшую мощность и отвечает за удержание состояния включения.

Степень защиты

Исполнение конструкции выбирается в зависимости от того, в каких условиях планируется ее установить:

• открытые без защитного кожуха подходят для монтажа в закрытых шкафах, панелях в помещениях, которые хорошо просушиваются, отапливаются и защищены от пыли, влаги;
• защищенные могут устанавливаться внутри и снаружи помещений, так как размещены внутри надежного корпуса;
• влагонепроницаемые могут также эксплуатируются в любых условиях, так как они не пропускают влагу;
• специального исполнения: такой корпус используется на предприятиях, где нужна защита от искр, взрывов, возгораний, например, в горнодобывающей или нефтегазовой сфере.

Степень коммутационной износостойкости

Этот параметр позволяет понять, сколько циклов включения и выключения может выдержать установка. Предлагается три класса коммутационной износостойкости – А, Б, В. Они рассчитаны на от 0,1 до 4,0 млн циклов включения/отключения.

Наличие теплозащиты

Некоторые электрические модели оснащаются встроенным тепловым реле, задачи которого – предотвратить длительную перегрузку сети, продлить срок службы основных механизмов. Может идти в изначальной комплектации или покупаться и устанавливаться отдельно.

Наличие дополнительного оснащения

Если аппараты созданы для ручного применения, воспользоваться их основными опциями проще всего через стандартные кнопки ПУСК, СТОП, РЕВЕРС. Они, как и световые индикаторы, упрощающие обслуживание, располагаются на передней панели.

Тип напряжения катушки

Наиболее распространены модели 220 В (этого напряжения достаточно, если приборы используются в быту или на небольшом предприятии). Вариант 380 В подбирают для управления от 3-фазной сети. Некоторые системы отличаются пониженным безопасным напряжением – для них будет достаточно 24 В.

Пускатель, автоматический выключатель и мотор-привод: в чем отличия

Электрические установки могут оснащаться сразу несколькими видами низковольтных агрегатов, которые помогают управлять оборудованием и защищать его. При общей схожести принципа действия они выполняют разные задачи.

Монтаж и обслуживание

Конструкция приспособления позволяет выполнить его монтаж в электрощите, при этом важно соблюдать правила:

1. Монтаж выполняется в местах, где нет риска возникновения вибраций, ударов, толчков – при таком расположении сводятся к минимуму ложные срабатывания. Поверхность должна быть ровной, плоской и вертикальной.
2. Монтаж теплового реле требует расположения в месте, где нет чрезмерного нагревания со стороны посторонних источников тепла.
3. Если помещение пыльное, грязное, постоянно находится под воздействием влаги, нужная хорошая защита корпуса.
4. От количества звеньев электрической цепи зависит количество дополнительных механизмов, которое можно подключить. Если планируется контроль сразу над несколькими процессами, нужно больше контактов.

Перед началом эксплуатации устройства предварительно осматривается и оценивается исправность основных элементов. Также необходимо проверить, соответствует ли соединение нормативной схеме. В рамках технического обслуживания стоит обращать внимание на следующие моменты:

• загрязнения, пыль, строительный мусор, осевшие на поверхности или контактных группах, необходимо своевременно очищать,
• появление трещин, дефектов или деформаций на корпусе, клеммах и других компонентах говорят о необходимости замены отдельных частей,
• пружины и кнопки должны хорошо срабатывать без сбоев.

Для проверки состояния рабочих параметров, а также сопротивления используется специальная техника.

Особенности применения

Магнитный пускатель – это электрический прибор, подходящий для коммутации нагрузок бытового или промышленного типа. Универсальный и простой в подключении, он позволяет контролировать работу систем освещения, вентиляции и других приспособлений, оснащенных двигателем. Агрегаты применяются в разных установках – от промышленных станков высокой производительности до лифтового оборудования в многоэтажном доме или насосной станции на загородной территории.

Современные модели отвечают следующим требованиям:

• повышенная износостойкость за счет изготовления деталей на основе серебра,
• удобство размещения в помещениях с разными условиями за счет нескольких типов степеней защиты (IP00, IP20, IP40, IP54),
• эксплуатация без риска образования шума и высокая надежность даже при интенсивной нагрузке,
• возможность применения при температуре воздуха от -40 до +55 градусов.

При выборе учитываются характеристики оборудования, условия его эксплуатации, схема управления им. Некорректный подбор кроме перегрева чреват ложными срабатываниями и выходом установки из строя. На какие моменты обратить внимание:

• Ток нагрузки. Он либо равняется рабочему току мотора, либо превышает его с запасом примерно в 10-15%.
• Наличие теплового реле. Этот компонент присутствует не всегда, но позволяет предотвратить перегрузки при запуске.
• Уровень защиты корпуса. Если цех пыльный, грязный, влажный, нужны пылевлагозащищенные конструкции.
• Способ монтажа. Применяется модульный щит или рейка.
• Перед подключением важно проверять уровень напряжения катушки, чтобы защитить устройство от сгорания. В комплектации электротехнического приспособления может идти тепловое реле.

Заключение

Каждый прибор имеет маркировку, которая расскажет о его типе, количестве контактов, климатическом исполнении, номинальном токе, степени износостойкости. Он прекрасно справится с управлением силовыми цепями, если подобран в соответствии с показателями мощности. Чтобы расширить функциональные возможности коммутационных механизмов, их оснащают дополнительными модулями. Для этого используются блок дополнительных контактов, модуль защиты от перенапряжения или модуль реверсивной блокировки. Если вам нужно заказать электротехническую продукцию в Екатеринбурге, вы можете обратиться в торговый дом «Сфера». Даем гарантию на всю продукцию.