RSS
people

Технические характеристики и принцип работы магнитного пускателя

Здесь мы рассмотрим не только принцип работы магнитного пускателя и его технические характеристики, но и разграничим эту группу приборов с контакторами.

В статьях рунета настолько размытые определения, что даже эта информация уже многим будет полезна.

Попутно мы рассмотрим назначение пускателей, объясним, почему в некоторых случаях без них обойтись нельзя.

Вы узнаете много интересного – это не просто перечисление сухих фактов, но одновременно и анализ многих и многих вещей, связанный с темой.

Чем магнитные пускатели отличаются от контакторов

Простой магнитный пускательВо-первых, терминология: почему здесь используется слово «магнитный»?

Да по той простой причине, что внутри обязательно имеется катушка магнитного пускателя, позволяющая выполнить быстрый и безошибочный старт.

Причём производится это не движением руки, а при помощи импульса тока.

Это делает возможным создание дистанционных устройств управления.

И там, и там присутствуют катушки, чем же отличаются контакторы и магнитные пускатели?

Рассмотрим сначала причины, вызывающие необходимость в принятии защитных мер:

  • Дороговизна

Двигатель является сложным механизмом, а на практике эта гора железа ещё может быть и дорогой. Следовательно, мы должны бережно обращаться со своим оборудованием, чтобы не тратить много денег. И это первая причина.

При традиционном прямом пуске развивается большой крутящий момент, но одновременно резкие толчки не всегда подходят для данного типа устройств.

Какой магнитный пускатель лучшеНапример, применительно к насосам может образоваться гидравлический удар, что потенциально приводит к выходу из строя различных клапанов.

Да что там долго ходить вокруг да около: каждый бытовой водонагреватель должен эксплуатироваться бок о бок с защитой от такого рода перегрузок.

Частично удар может на себя принять гидроаккумулятор. Но скачки все равно вредят защитной эмали.

В результате: трещины, в перспективе разрушение защитного покрытия. Вредит слишком резкий пуск и самому двигателю.

Некоторые детали быстрее приходят в негодность. Таким образом, магнитный пускатель является необходимым сопровождением для любого дорогого оборудования.

  • Токопотребление и перегрузка

На старте асинхронный двигатель потребляет очень большой ток. Когда речь идёт о сети 220 В, то с этим ничего не поделаешь. Но на заводе обычно таких двигателей очень много, а лишние помехи по шине питания никому не нужны.

Схема магнитного пускателяЕсть и ещё одна веская причина: возможность одновременного запуска нескольких устройств, что в перспективе грозит не только перегрузкой электропроводки, но и срабатыванием систем защиты.

В какой-то мере они будут ложными, но повреждение изоляции кабелей тоже не приветствуется.

Их замена – долгий и сложный процесс, не говоря уже о цене. Вот почему пусковой ток можно снижать. И рассматриваемый класс устройств, как раз это и позволяет сделать.

  • Многофункциональность

Одновременно магнитные пускатели могут предоставлять целый ряд других функций. Например, это может быть реверс.

При необходимости изменением коммутации обмоток реверсивный магнитный пускатель меняет направление вращения вала на противоположное.

Установка магнитного пускателяВнутри имеется схема предохранения от одновременного включения обеих цепей.

В результате магнитный пускатель позволяет выполнить процесс реверса безболезненно.

Есть и некоторые другие специфические особенности, которые мы рассмотрим ниже.

Некоторые модели прекращают питание при исчезновении одной из фаз или даже могут контролировать перекосы напряжения.

Из сказанного должно быть понятно, что контактор просто замыкает и размыкает цепь, тогда как магнитные пускатели одновременно выполняют дополнительные функции по защите, либо снижению пускового тока.

Другими словами, можно сказать, что контактор территориально входит в состав пускателя и может выполнять примерно те же функции (но не во всех случаях) совместно с другим оборудованием.

Как устроены магнитные пускатели, и какими они бывают

Виды магнитных пускателейОсновной исполнительной частью магнитного пускателя является контактор. Представляет он собой катушку, часть сердечника которой подвижная.

За счёт возникающих магнитных полей в нужный момент контактор срабатывает под действием напряжения.

В ход идёт магнитная индукция, и чтобы не получилось, как в электрической плитке, сердечник состоит из тонких пластин.

Понятно, что используется специальная электротехническая сталь. Этим обеспечивается разбиение всего объёма сердечника на части. Меж пластинами применяется лаковая изоляция.

Читайте также: Как соединить провода в распределительной коробке

В результате, вихревые токи по толще материала не наводятся, за счёт чего снижаются потери. Вдобавок к общей части может идти целый сонм оборудования. Но прежде, нежели описать всю эту груду, рассмотрим, как проводится запуск электродвигателя, исключающий перегрузку сети.

Перекоммутация типа объединения

Перекоммутация магнитного пускателяПервой из методик является перекоммутация типа объединения обмоток со звезды на треугольник. Первый используется в период запуска, а второй – когда двигатель разгонится.

Эффект снижения пускового тока достигается за счёт изменения напряжения, приложенного к обмоткам.

В первом случае это 220 В (разница между фазой и нейтралью), а во втором – 380 В (линейное напряжение сети).

В результате такого оборота мощность понижается, что закономерно вызывает меньший пусковой момент, ну, и, конечно, ток пуска падает. Когда вал наберёт обороты, магнитный пускатель перекоммутирует обмотки на треугольник, за счёт чего оборудование выйдет на режим.

В этом случае реле внутри целых два. Причём сконструированы они так, чтобы одновременно не замкнуться (этим блокируется возникновение аварийной ситуации на линии). Внешнее питание подходит только к реле, отвечающему за включение треугольника.

Изменение питающего напряжения

Разновидности магнитных пускателейОчень часто регулировка пускового тока производится вариациями амплитуды питающего напряжения. Смысл здесь тот же, что и в прошлый раз.

Необходимо каким-либо образом снизить величину питающего напряжения, за счёт чего упадёт и мощность.

Обмоткам совершенно нет разницы, за счёт чего происходят изменения.

В результате простейшие магнитные пускатели выполняются на потенциометрах, а более сложные могут включать в свой состав тиристорные ключи.

В первом случае у нас образуется резистивный делитель, на котором падает часть напряжения. Из-за этого прибор может греться сильнее, зато конструкция предельно простая.

Более продвинутые схемы на ключах требуют в то же время сложной организации. В литературе их иногда называют полупроводниковыми магнитными пускателями.

Изменение частоты

Устройство магнитного пускателяПринцип действия магнитного пускателя может основываться на изменении частоты.

Сразу нужно сказать, что такой метод управления подходит не всем двигателям. А именно тип должен быть с короткозамкнутый ротором.

Правда, большая часть оборудования именно сюда и относится.

Что касается частоты, то с её уменьшением качество захвата полей растёт, а скорость вращения вала ниже.

В результате достигается нужный эффект – надёжный старт (без срыва) в сочетании с понижением тока.

Реализация схемы обычно требует присутствия инвертора. Входное напряжение сначала выпрямляется, а потому снижается частота.

В случае сложных электронных инверторов становится возможным постепенно довести параметры до нужного уровня.

Автотрансформатор

Автотрансформатор или магнитный пускательПуск через автотрансформатор часто применяется для снижения начального тока асинхронных двигателей.

Обычно процесс имеет несколько этапов, в течение которых последовательно задействуются разные выводы.

За счёт чего напряжение ступенями растёт постепенно, пока оборудование не включается в сеть и вовсе напрямую.

К приведённым выше способам необходимо дать пояснения, потому что некоторым читателям не все может быть понятно.

Например, как может работать магнитный пускатель 380 В с более высоким напряжением? Суть здесь в том, что при включении звездой можно использовать вольтаж примерно в корень из трёх раз больший, нежели номинальный.

При этом, разумеется, запрещается включать обмотки треугольником

А вот сделать наоборот – уменьшить питание в корень из трёх раз – не получится, потому что будет наблюдаться падение мощности.

Далее все должно быть понятно, за счёт этого принципа работают устройства на автотрансформаторах и делители на потенциометрах (реостатах).

Рассмотрим управление магнитными пускателями с точки зрения плюсов и минусов:

  • Включение напрямую используется наиболее часто.

В этом случае получается наибольший крутящий момент на старте, но одновременно возникает скачок тока, до 10 раз превышающий номинал.

Кроме того, оборудование подвергается наибольшему риску перегрузки

  • Коммутация соединений с звезды на треугольник убирает первый и второй недостатки прямого пуска, но обзаводится другими.

Во-первых, на треть падает начальный крутящий момент, во-вторых, невозможно таким образом обеспечить надёжную работу устройств со слишком малой нагрузкой (например, холостой ход небольшого мотора), потому сверхток будет расти лавинообразно, за счёт чего весь эффект применения устройства нивелируется

  • Современный магнитный пускательСлучай с потенциометром характеризуется примерно теми же моментами: возникают скачки тока при смене номинала сопротивлений.

Но это устранимо, если применяется плавный магнитный пускатель. Остаётся фактически только пониженный пусковой крутящий момент.

  • Частотный магнитные пускатели, как это было сказано выше, годятся не для всех типов двигателей.

Имеется также пониженный пусковой момент. Регулировка ведётся так, что резких скачков напряжения не происходит.

Благодаря высокой стоимости изделия становится возможна плавная подстройка, что устраняет различные скачки и передады.

  • Обмотки автотрансформатора меняют входное напряжение всегда резко.

Поэтому скачков напряжения не избежать, кроме того снижается и пусковой крутящий момент. Среди достоинств появляется возможность резкого уменьшения тока на старте двигателя.

Итак, должно быть ясно, что технические характеристики магнитных пускателей во всех случаях характеризуются своими недостатками. Но в общем и целом для дорогого оборудования этот тип устройств должен непременно идти в паре.

Дополнительные опции магнитных пускателей

Согласно определениям стандартов магнитный пускатель должен предусматривать некую защиту. Но не всегда имеется в виду перегрев.

Классификация по ГОСТ 2491 даёт следующий ряд параметров:

  • Лишённые устройства защиты.
  • Биметаллическое или иное тепловое реле.
  • Схема измерения на позисторе (терморезистор).

Неплохой магнитный пускательНо даже в тех случаях, когда написано, что защиты нет, все-таки производится регуляция тока, а это уже подразумевает более бережное отношение к питающей сети.

То есть нужно понимать, что защита может быть внутренней или функциональной (снижение тока для предотвращения срабатывания автоматов).

Мы надеемся, что теперь читатели знают, что такое магнитный пускатель.

Хотелось бы отметить, что изложенная информация многим поможет понять, как производится старт трёхфазного асинхронного двигателя на 220В. В этом случае менять скорость можно только подачей нужной амплитуды.

По этой же причине коммутирующий магнитный пускатель 220В обычно не применяется. Ему просто нечего контролировать. Обмотки все время включены по одной и той же схеме. А вот реверс можно обеспечить, но это уже совсем другая история.

Технические характеристики магнитного пускателяИз характеристик хотелось бы ещё отметить количество циклов срабатывания. Эта величина магнитного пускателя напрямую определяет его срок жизни во многих случаях.

А мы на этом прощаемся, надеемся, что обзор вышел интересным, а приведённая информация принесёт пользу.

И не только в виде теоретических знаний, но и как большое подспорье в организации приусадебных хозяйств.

Оставить комментарий