Как подобрать магнитный контактор и автоматизированный выключатель для асинхронного мотора

Для пуска, реверсирования, принудительной остановки противотоком асинхронных электрических двигателей электрики применяются пускатели и магнитные контакторы. От качественного подбора коммутационной аппаратуры зависит, как и безотказность системы в общем, так и электробезопасность персонала .
Выбор контактора и избыточным коммутируемым током ведет к большим материальным затратам, при его коммутации слышны шлепки большей громкости, чем те что издают небольшие контакторы. Недостаточные по коммутируемой мощности контакторы долго не будут служить, будут греться, и подгорать клеммники и контакты.

В результате переходное сопротивление контакта будет расти до той поры, пока контакт не пропадет полностью, что приводит к досрочной замене аппарата.

Пускатель для двигателя

Автовыключатели тоже должны быть правильно выбраны, тем более при тяжёлом пуске мотора. Чрезмерно восприимчивый автомат будет выбивать при пуске, а если он наоборот позаимствован с лишним запасом по току, то в опасной ситуации может и не отозваться, что приводит к повреждению кабеля, обмотки мотора аж до загорания.
Пуск для электрического двигателя сопровождается очень высоким током в период разгона его до номинальных оборотов, в случае перегрузки и нехватки мощности мотора для вращения исполнительных механизмов возможно пониженное число оборотов с очень высокими токами, в плоть до того, что он совсем не начнет раскрутиться.

И наоборот если мощность мотора избыточна, то потребляемый им ток окажется ниже номинального.
Из-за перечисленных выше причин и возникает необходимость правильного выбора пусковой и защитной аппаратуры в виде магнитных контакторов, пускателей, теплореле и автовыключателей.

Автовыключатели ставятся до магнитного контактора, чтобы если понадобится полностью выключить систему, как силовую цепь, так и цепь управления (питания катушки).
Взамен автовыключателей могут применяться плавкие вставки или предохранители, но в наше время эти решения встречаются реже, чем до недавнего времени.

Это затрудняет обслуживание и вызывает необходимость иметь в запасе хотя бы набор предохранителей.

Пускатель для двигателя

Выбор магнитного контактора
Магнитные контакторы выпускаются на конкретный минимальный ток, из ряда: 6.3 – 10 – 25 – 40 – 63 – 100 – 160 – 250

Подключение электродвигателя. Чем заменить ПНВС.

Часто их делят не по токам, а по величинам от 0 до 7, чем больше ток (или величина контактора) тем больше его размеры и площадь контактов.

Опытный электромонтер может отличить по размерам корпуса, конструкции дугогасителя и размерам контактных площадок примерный коммутируемые ток и напряжение.
Но если минимальный ток контактора отвечает току мотора, это еще не означает, что их можно применять в паре.

Если подобное понятие как категория использования, она определяет рабочий режим коммутируемой аппаратуры, частоту и условия коммутации. Говоря по другому – это способность переносить токи пуска. Токи пуска асинхронного мотора могут превосходить номинальные и на порядок, это зависит от условий пуска, напряжения в сети и других факторов.

Категории использования обозначаются: «АС-номеркатегории». Сводная таблица величин и категорий использования для магнитных контакторов расположена ниже.

Пускатель для двигателя

Из неё нас интересует строка «АС-3 – управления двигателями с короткозамкнутым ротором (пуск, выключение без подготовительной остановки)». Из данного понятно, что коммутационные аппараты с данной категорией созданы для того, что бы включать и отключать электрического двигателя.

Они могут выдержать прямой пуск.
Дальше необходимо определиться с минимальным током контактора. Нам для этого необходимо знать технические специфики коммутируемого мотора, а конкретно:
cos Ф – показатель мощности,

P – мощность мотора номинальная;
U – напряжение эксплуатации (коммутируемое);

Тогда минимальный ток контактора равён:

Для быстрых расчетов иногда используют иную методику, когда мощность мотора умножают на 2 и получают минимальный ток (примерно).
Дальше необходимо определить пусковой ток, в справочниках это указывается либо как «k» либо как «Iп/Iн».

Это кратность или соотношение пускового тока к номинальному. Показывает, насколько ток в момент пуска превосходит номинальную величину.

Контактор с категорией использования АС-3 может коммутировать ток в 5-7 раз более чем номинальный, для чего это сказано я покажу при расчетах ниже.
Выбираем контактор
Например, у нас есть асинхронный мотор с мощностью 2.2 кВт типа 4АМ100L6У3. На его шильдике написано, что кпд 81.0%, показатель мощности – 0.73, на просторах интернета я отыскал его технические данные, чтобы выяснить кратность пускового тока, она оказалась – 5.5

1. Быстрый способ: IН=2.2*2 = 4.4А
2. Сложный способ: IНОМ=2200/(380*0.81*0.73*1.73)=5.6А
Результаты такого расчета дали больший ток.

Теперь считаем пусковой ток: IП=5.6*5.5=30.8А
Подбираем контактор, с минимальным током более чем 5.6 А, с категорией использования АС-3.

В результате обзора рынка, нам подходит контактор ПМЕ 111 на 10А с теплореле.

Пускатель для двигателя

Выбор автоматизированного выключателя
Автомат может работает при пуске или затяжном пуске электрического двигателя, когда ток который потребляется существенно превосходит самый большой. В автоматизированном выключателе за защиту отвечают два узла:

1. Электромагнитный расцепитель. Срабатывает при пиковом токе перегрузке.

Этот ток зависит от типа автомата.
2. Тепловой расцепитель.

Срабатывает при незначительном но долгом превышении минимального тока.
Минимальный ток мотора у нас 5.6 А, это означает нам необходим автомат не меньше данного значения.

Типы автоматов куказывают на доустипое превышение по току в пике:
Так как у нас пусковой ток в 5.5 раз более чем номинальный, это означает что нам подходит автомат типа С и D. К примеру, автоматизированный разъединитель EZ9F34306 Schneider Easy9, рассчитывается на 6 Но и его вид C, даст возможность выдерживать токи пуска до 60 А.

Но подобный автомат будет работать на пределе да и реальная уставка по току может быть ниже 5.5, т.к. вид С находится в границах 5-10, необходим запас по току хотя бы в 20%.
Благодаря этому лучше установить автоматизированный выключатель на тот же ток или чуть больший, но типа D, к примеру ИЭК 6-8А ВА47-29

Пускатель для двигателя

Или на ток 10А с типом C, к примеру PL4-C10/3 Moeller / Eaton

Пускатель для двигателя

Требования к автомату находятся в том, чтобы он стабильно выдерживал минимальный ток, и его не выбило при пуске. Если предполагается рабочий режим мотора с нередкими включения и выключениями лучше применять автомат типа D, он менее чувствительный к всплескам тока.
Автоматизированный выключатель необходим для защиты питающего кабеля и добавочной защиты мотора, в случае затяжного пуска или заклинивания вала, дополнительно лучше применять тепловую защиту.

Магнитный контактор должен держать как напряжение, так и ток, который он будет коммутировать.
Электрический двигатель должен быть исправный, отсутствовать витковые замыкания, а его вал должен свободно вращаться.

В случае пуска мотора под нагрузкой лучше всего взять коммутационную аппаратуру с запасом до 2-х раз Для снижения допустимости преждевременного подгорания контактов и ложных срабатываний автоматизированного выключателя.
Питающий провод должен подходить минимальному току, с учетом пусковых токов, как и способ соединения кабеля (применение гильз, наконечников, клеммников и другого).

Состояние всех соединений должно быть в норме – отсутствовать окислы, нагар и другие механичные недостатки, которые могут сделать меньше площадь прилягания контакта.

Магнитные контакторы

Устройства, предназначенные (главное их назначение) для автоматизированного включения и выключения трехфазных электродвигателей от сети, а еще их реверсирования именуют магнитными контакторами. В основном, они применяются для управления асинхронными электрическими двигателями с напряжением питания до 600 В. Контакторы могут быть реверсивные и не реверсивные. Более того, в них очень часто встраивается теплореле для защиты электрических машин от перегрузки по току в продолжительном режиме.

Магнитные контакторы выпускаются в самых разных исполнениях:

  • Реверсивные;
  • Не реверсивные;
  • Защищенного типа – ставятся в помещениях, где во внешней среде не содержится приличного количества пыли;
  • Пыленепроницаемые – ставятся в местах, где они не подвергнуться непосредственному действию на них солнечного света, дождя, снега (при наружном размещении размещаются под навесом);
  • Открытого типа – предназначаются для установки в местах, защищенных от попаданий инородних предметов а еще пыли (шкафы электрические и другое оборудование)
Пускатель для двигателя

Устройство магнитного контактора

Устройство магнитного контактора очень простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, корпуса из пластмассы, механических индикаторов включения, а еще ключевых и добавочных блок – контактов.

Рабочий принцип магнитного контактора

Необходимо рассмотреть на примере, показанном ниже:

Пускатель для двигателя

Устройство и принцип работы магнитного пускателя (контактора)

При подаче напряжения на катушку контактора 2, текущий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а еще замыкание (или отключение питания в зависимости от выполнения) добавочных блок контактов, которые со своей стороны, сообщают в систему управления о включении или отключении устройства.

При снятии напряжения с катушки магнитного контактора под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, другими словами вернутся в собственное первое положение.
Рабочий принцип реверсивных магнитных контакторов аналогичный как и не реверсивных.

Отличие состоит в чередовании фаз, которые подключает к контакторам (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Данное условие нужно для выполнения реверса мотора электрического тока.

Также при реверсивном включении магнитных контакторов предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтобы избежать короткого замыкания.

Пускатель для двигателя

Схемы включения магнитных контакторов

Одна из простых схем подсоединения магнитного контактора показана ниже:

Пускатель для двигателя

Рабочий принцип этой схемы очень прост: при замыкании автоматизированного выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного контактора. Предохранитель PU гарантирует защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт теплореле Р замкнут.

Итак, для запуска асинхронника жмем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного контактора Км начинает протекать ток, сердечник втягивается, таким образом замыкая силовые контакты Км, а еще блок контакт БК. Блок контакт БК необходим для того, чтобы замкнуть цепь управления, так как кнопка как только ее отпустят, вернется в начальное положение.

Для остановки этой электрического двигателя нужно только нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления.
При долгом токе перегрузке сработает датчик тепла Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приводит к остановке машины.

При схеме включения вышеприведенной нужно учитывать напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а мотора (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему принимать нельзя, а можно задействовать с нейтральным проводником, а если в обмотки мотора соединены треугольником (220 В), то эта система вполне жизнеспособна.

Схема с нейтральным проводником:

Пускатель для двигателя

Только одно отличие данных схем включения, что в первом варианте питание системы управления подключено к двум фазам, а в другом к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска взамен кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.

Увидеть как подключить не реверсивное магнитное устройство пуска вы можете тут:

Реверсивная схема включения показана ниже:

Пускатель для двигателя

Эта схема более непростая, чем при подключении не реверсивного устройства. Необходимо рассмотреть ее рабочий принцип. Если нажать на кнопку «Вперед» происходят все выше описанные действия, но как вы видите из схемы, перед кнопкой вперед появился хорошо закрытый контакт Км2.

Это необходимо для выполнения электрической блокировки одновременного включения 2-ух устройств (избежание короткого замыкания). Если нажать на кнопку «Назад» в рабочий период электрического привода ничего не случится, так как контакт Км1 перед кнопкой «Назад» будет разомкнут.

Для произведения реверса машины нужно нажать кнопку «Стоп» и лишь после выключения одного устройства можно будет включить второе.
И видео подсоединения реверсивного магнитного устройства пуска:

Рекомендации по монтажу магнитных контакторов

При установке магнитных устройств пуска с теплореле следует устанавливать с небольшой разностью температур внешней среды между электрическим двигателем и магнитным устройством пуска.
Нежелательна установка магнитных устройств в местах подверженных большим ударам или вибрациям, а еще рядом с сильными электромагнитными аппаратами, токи которых превышают 150 А, так как они при срабатывании формируют достаточно большие удары и толчки.

Для правильной работы теплореле температура воздуха не должна быть больше 40 0 С. Также не рекомендуется установка рядом с элементами нагрева (реостаты) и не ставить их в наиболее нагреваемых частях шкафа, к примеру вверху шкафа.
Сравнение магнитного и гибридного контактора:

Реверсивная схема подключения магнитного пускателя

Зачем нужен магнитный контактор и как его подключить

Магнитный контактор, или электромагнитный пускатель, это коммутационный аппарат, коммутирующий мощные потоки переменного и постоянного тока. Его роль — постоянное включение и выключение источников электричества.

Пускатель для двигателя

Назначение и устройство

Магнитные контакторы встраиваются в электрические цепи для удалённого пуска, остановки и оснащения защиты электрического оборудования, электрических двигателей. В основе работы лежит применение принципа действия электромагнитной индукции.
Основой конструкции являются теплореле и пускатель, соединенные в одно устройство.

Устройство такого типа может работать в том числе и в трёхфазной системе электроснабжения.
Устройства такого типа понемногу вытесняются с рынка пускателями. Они по собственным конструктивным и техническим свойствам ничем не выделяются от контакторов, и разпознать их может быть только по наименованию.

Между собой они выделяются напряжением питания магнитной катушки. Оно бывает 24, 36, 42, 110, 220, 380 Вт электрического тока. Устройства выпускают с катушкой для постоянного тока.

Их применение в сети электрического тока тоже возможно, зачем нужен выпрямитель.
Конструкцию контактора как правило делят на нижнюю и верхнюю часть. Сверху находится подвижная система контактов, соединенная с дугогасительной камерой.

Также тут размещается подвижная часть электромагнита, механически совмещенная с силовыми контактами. Все это составляет подвижную контактную схему.

Снизу находится катушка, вторая часть электромагнита и возвратная пружина. Возвратная пружина возвращает верхнюю половину в первое состояние после обесточивания катушки.

Так происходит разрыв контактов контактора.

  1. Хорошо замкнутые. Контакты замкнуты, и питание подается регулярно, выключение происходит лишь после срабатывания контактора.
  2. Хорошо разомкнутые. Контакты замкнуты, и питание подается, пока работает контактор.

Наиболее нередко встречается другой вариант.

Рабочий принцип

Рабочий принцип магнитного контактора базируется на явлении электромагнитной индукции. Если через катушку ток не проходит, значит, магнитное поле в ней отсутствует. Это приводит к тому, что пружина механически отталкует двигающиеся контакты.

Как только питание катушки восстановлено, в ней появляются магнитные потоки, сжимающие пружину и притягивающие якорь к неподвижно закрепленной части магнитопровода.
Так как работает контактор исключительно под воздействием электромагнитной индукции, отключение питания контактов происходит при перебоях с электротоком и при снижении напряжения в сети более чем на 60% от номинального критерия.

Когда напряжение вновь восстановлено, пускатель не включается своими силами. Для его активации потребуется нажатие кнопки «Пуск».
Если понадобится изменения направления вращения асинхронного мотора используются реверсивные устройства.

Реверс происходит за счет 2 пускателям, активирующимся попеременно. При одномоментном включении пускателей происходит короткое замыкание.

Чтобы исключить ситуаций такого рода в конструкцию входит специализированная блокировка.

Разновидности и типы

Контакторы, изготавливающиеся по российским нормам, делят на 7 групп в зависимости от номинальной нагрузки. Нулевая группа выдержит нагрузку в 6,3 A, седьмая группа — 160 A.
Об этом нужно не забывать во время выбора магнитных контакторов.

Классификация аналогов из-за рубежа отличается от принятой в Российской Федерации.
Следует руководствоваться типом выполнения:

  1. Открытые. Подойдут для установки в закрытых шкафах или местах, изолированных от пыли.
  2. Закрытые. Ставятся отдельно, в помещениях без пыли.
  3. Пылебрызгонепроницаемые. Может быть установка в любых местах, в том числе и вне помещений. Ключевое требование — установка отлива, защищающего от солнца и дождя.
Пускатель для двигателя

По типам контактор электромагнитный можно выбрать по таким показателям:

  1. Типовые версии, в которых подается напряжение на контактор с будущим притягиванием сердечника и активацией контактов. В данном варианте в зависимости от того, хорошо закрытый или хорошо разомкнутый это контактор, происходит включение либо выключение электрического оборудования.
  2. Реверсивные вариации. Данное устройство собой представляет реверс с электромагнитами. Подобная конструкция дает возможность исключить одновременное включение 2 устройств.

В маркировке магнитного контактора зашифрованы его технические специфики. Обозначение размещено на корпусе и может содержать следующие значения:

  1. Серия прибора.
  2. Минимальный ток, обозначение которого вписано диапазоном значений.
  3. Наличие и конструкция теплореле. Есть 7 степеней.
  4. Защитная степень и кнопки управления. Есть всего 6 позиций.
  5. Наличие дополнительных контактов и их разновидности.
  6. Соответствие креплений обычным монтажным рамкам.
  7. Климатическое соответствие.
  8. Варианты локации
  9. Устойчивость к износу.

Тепловая защита электродвигателя. Электротепловое реле

Есть пару вариантов установки магнитных пускателей в системах управления, начав с незамысловатого управления электрическими двигателями и завершая установкой с удерживанием кнопки контактов, или реверсов.

Схема подсоединения на 220 в

Любая электросхема подсоединения содержит 2 цепи, в том числе и для однофазной сети. Первая — силовая, через какую выполняется подача питания. Вторая — сигнальная.

При ее помощи происходит контроль работы устройства.
Соединенные пускатель, теплореле и кнопки управления составляют единое устройство, которое отмечается как магнитный контактор на схеме. Он обеспечивает необходимое функционирование и безопасность электрических двигателей при разных режимах функционирования.

Контакты для подсоединения питания устройства располагаются в верхней части корпуса. Они обозначаются A1 и A2.

Так, для 220 В катушки подается 220 В напряжения. Порядок подсоединения «ноля» и «фазы» не играет роли.

Снизу корпуса находятся несколько контактов с отметками L1, L2, L3. К ним подсоединяется источник питания для нагрузки.

Постоянный он или переменный — не имеет значения, основное — ограничение в 220 В. Снимается напряжение с контактов T1, T2, T3.

Пускатель для двигателя

Схема подсоединения на 380 в

Типовая схема применяется в тех случаях, когда нужен пуск мотора. Управление выполняется с помощью кнопок «Пуск» и «Стоп». Взамен мотора через магнитные контакторы может быть подключена любая нагрузка.

В случае питания от трёхфазной системы электроснабжения в силовую часть входит:

  1. Трехполюсный автоматизированный выключатель.
  2. Три пары силовых контактов.
  3. Трехфазный асинхронный электрический двигатель.

Цепь управления питается от первой фазы. В нее же включены кнопки «Пуск» и «Стоп», катушка и подключенный параллельно кнопке «Пуск» дополнительный контакт.
При нажатии на кнопку «Пуск» на катушку попадает первая фаза.

Потом контактор срабатывает, и все контакты замыкаются. Напряжение проходит на находящиеся снизу силовые контакты и по ним поступает на электрический двигатель.

Схема отличается в зависимости от номинального напряжения катушки и напряжения применяемой питающей сети.

Подключение через кнопочный пост

Схема, подключающая магнитные контакторы через кнопочный пост, учитывает применение аналогового переходника. Блоки контактов бывают на 3 или 4 выхода.

При присоединении нужно установить тенденция катода. После через переключатель подключают контакты.

Чтобы это сделать применяют триггер двухканального вида.
Если подсоединять устройство с автоматизированными переключателями, то для них применяют электронный регулятор. Блоки при этом как правило находиться на контроллере.

Очень часто встречаются устройства с широкополосными разъемами.