Магнитный пускатель: схема и технические характеристики

Магнитный пускатель (МП) представляет собой низковольтный электроаппарат, предназначенный для управления различными электроприемниками переменного (постоянного) тока, главным образом асинхронными электродвигателями (АД). Он может (в зависимости от схемы включения) выполнять прямой пуск и остановку АД, его реверсирование, а также за счет комплектации тепловым реле и защиту от перегрузки.

Классификация МП

Согласно «Общим техусловиям» по ГОСТ 2491-82, действующим по настоящее время, а также по ГОСТ Р 50030.4.1-2002 они классифицируются по следующим признакам:

1. По назначению:

1.1 МП для прямого пуска при полном напряжении:

1.1.1 без обеспечения реверса АД (нереверсивные);

1.1.2 с обеспечением реверса АД (реверсивный магнитный пускатель).

1.2 МП для прямого пуска при пониженном напряжении:

1.2.1 МП со схемой переключения обмоток АД со звезды в треугольник;

1.2.2 двухступенчатые автотрансформаторные МП.

1.3 Реостатные роторные МП для пуска АД с фазным ротором.

2. По комплектации устройством защиты АД:

2.1 МП без защитного устройства;

2.2 с защитным токовым реле;

2.3 с защитным устройством на позисторе.

3. По виду блокировки в МП по п.1.1.2:

3.1 с электроблокировкой;

3.2 с электромехблокировкой;

3.3 имеющие только механическую блокировку.

4. По комплектации управляющими и сигнальными элементами:

4.1 без таких элементов;

4.2 укомплектованные только управляющими кнопками;

4.3 укомплектованные как кнопками, так и лампами сигнализации.

5. По номинальному току при открытом исполнении МП подразделяются на 12 исполнений согласно ГОСТ 2491-82.

6. По напряжению коммутируемой цепи: 380 В и 660 В.

7. По току в катушке управления:

7.1 с катушкой переменного тока;

7.2 с катушкой постоянного тока.

8. По напряжению катушки управления МП подразделяются на 16 исполнений при катушке переменного тока и 6 исполнений – при катушке постоянного тока согласно ГОСТ 2491-82.

Устройство МП

Конструктивная схема магнитного пускателя состоит из электромагнитной системы (ЭМС), главных контактов, дугогасительной камеры, а также вспомогательных контактов в корпусе самого МП или в дополнительно устанавливаемом на него блоке контактов. ЭМС конструктивно разделена на две отдельные части – верхний подвижный якорь и нижний неподвижный сердечник, между которыми расположена возвратная пружина. Представьте себе типовой дроссель броневой конструкции с катушкой на среднем стержне магнитопровода, разрежьте его горизонтальной секущей плоскостью выше катушки, и вы получите такие же две части, из которых состоит магнитный пускатель.

При этом в верхней части расположены подвижные главные контакты, которые по сути являются контактными перемычками – они двигаются вверх-вниз при соответственно выключении/включении МП и замыкают между собой находящиеся с противоположных сторон нижней части МП входные и выходные неподвижные главные контакты. Число их обычно равно четырем, хотя встречаются и варианты с тремя и даже двумя главными контактами. Поэтому профессионалы говорят о двух-, трех и четырехполюсных МП.

Принцип работы МП

Магнитные реле, пускатели, контакторы работают по одному принципу. При подаче на катушку МП соответствующего напряжения (переменного или постоянного) электроток аналогичного рода, проходя по ней, образует магнитное поле, силовые линии которого замыкаются по магнитопроводу верхней части МП, т. е. якорю. Как известно, магнитные силовые линии всегда испытывают стремление сократиться по длине, вследствие чего подвижная часть магнитопровода МП притягивается к нижней ее части, преодолевая сопротивление возвратной пружины. При этом жестко связанные с подвижным магнитопроводом контактные перемычки опускаются вниз и замыкают входные и выходные главные контакты в нижней части МП. Поэтому электрическая схема магнитного пускателя весьма проста.

Одновременно с изменением состояния главных контактов изменяется и состояние всех вспомогательных контактов в корпусе МП или в блоке контактов. При прерывании тока в катушке верхняя часть МП под действием усилия пружины возвращается в верхнее положение, и главные, а также дополнительные контакты размыкаются.

МП с катушкой переменного тока

Если магнитный пускатель укомплектован катушкой переменного тока, то магнитный поток в его магнитопроводе периодически снижается до нуля одновременно со снижением тока в катушке. При этом сила притяжения верхней части магнитопровода МП к нижней уменьшается также до нуля, и возвратная пружина немного поднимает ее вверх. Затем, по мере роста магнитного потока верхняя часть снова притягивается к нижней. В результате МП вибрирует. Кроме того, за счет эффекта магнитострикции возникает гудение, исходящее от магнитопровода, подобно тому как это имеет место в трансформаторе.

Для предотвращения этих явлений на торце сердечника магнитопровода МП закладывается к.з. медный виток, охватывающий примерно треть его сечения. При изменении потока внутри витка в нем также наводится переменный ток, создающий собственный поток, сдвинутый по фазе относительно основного. В результате взаимодействия этих двух потоков возникает результирующий поток, имеющий постоянную составляющую, действия которой достаточно для надежного притяжения друг к другу частей магнитопровода в течение всего времени включения МП.

МП серии ПМЕ

В этой серии МП выпускаются двух величин: 1-й с током главных контактов до 10 А и 2-й – до 25 А. Кроме того, в каждой из этих величин может быть три исполнения без кнопок – 1 (открытое исполнение), 2 (защищенное исполнение) и 3 (закрытое исполнение) – в зависимости от степени защиты от внешних факторов. Таким образом, всего исполнений МП ПМЕ может быть 2 х 3=6.

Возможность обеспечения реверса АД и укомплектованность электротепловым реле (ЭТР) дают еще четыре модификации МП в каждом из шести исполнений: 1 – без реверса и без ЭТР, 2 – без реверса, но с ЭТР, 3 – с реверсом, но без ЭТР, 4 – с реверсом и с ЭТР. Таким образом, всего может быть 6х4 = 24 модификации МП серии ПМЕ.

Так, например, ПМЕ 211 означает магнитный пускатель на 10 А открытого исполнения без реверса и ЭТР.

МП серии ПМА

В этой серии МП выпускаются четырех величин в зависимости от номинального тока главных контактов: 3-й – до 40 А, 4-й – до 63 А, 5-й до 100 А, 6-й – до 160 А. Кроме того, каждая из этих величин может быть десяти модификаций в зависимости от возможности обеспечения реверса АД и укомплектованности ЭТР или позистором:

1 – без реверса и без ЭТР;

2 – без реверса с ЭТР;

3 – с реверсом без ЭТР с электроблокировкой;

4 – с реверсом, ЭТР и электроблокировкой;

5 – с реверсом без ЭТР;

6 – с реверсом, ЭТР и электромехблокировкой;

7 – без реверса с позистором;

8 – с реверсом и мехблокировкой;

9 – без реверса с позистором;

0 – с реверсом и электромехблокировкой.

Таким образом, всего модификаций МП ПМА может быть 4 х 10=40.

Каждая из 40 модификаций может быть в семи исполнениях по степени защиты и наличию управляющих и сигнальных элементов, из которых первые три такие же, как у МП ПМЕ, а остальные приведены ниже:

3 – защищенное исполнение с кнопками;

4 – закрытое исполнение с кнопками;

5 – защищенное исполнение с кнопками и лампой сигнализации;

6 – закрытое исполнение с кнопками и лампой сигнализации.

Таким образом, всего может быть 40 х 7 = 280 исполнений МП серии ПМА.

И наконец, по роду тока в катушке МП может быть трех видов: 0 – с катушкой переменного тока напряжением 380 в, 1 – с катушкой постоянного тока напряжением 660 В, 2 – с катушкой переменного тока напряжением 660 В.

Так, например, ПМА 3030 означает МП на 40 А с реверсом и обеими блокировками, защищенного исполнения с кнопками.

МП серии ПМЛ

Они выпускаются от 1-й до 8-й величин по номинальному току, причем 4-я величина может иметь значение тока 63 или 80 А. Последние две величины на ток 125 (160) А и 250 А начали выпускаться относительно недавно.

Каждой величине соответствуют 7 модификаций в зависимости от возможности обеспечения реверса АД и укомплектованности ЭТР, из которых с 1 по 6 эквивалентны соответствующим модификациям МП серии ПМА, а модификации 7 относятся к МП со схемой переключения обмоток АД со звезды в треугольник (см. п.1.2.1 классификации МП). Таким образом, всего может быть 8 х 7= 56 модификаций.

Каждая из этих модификаций, как и в серии ПМА, может быть выпущена в семи исполнениях:

0 – открытое без кнопок;

1 – защищенное без кнопок;

2 – закрытое без кнопок;

3 – защищенное с кнопками;

4 – закрытое с кнопками;

5 – защищенное с кнопками и лампой сигнализации;

6 – закрытое с кнопками и лампой сигнализации.

Таким образом, всего может быть 56 х 7 = 372 исполнения МП серии ПМЛ.

По роду тока в катушке магнитный пускатель ПМЛ может быть двух видов: 0 – с катушкой переменного тока и одним размыкающим вспомогательным контактом (для 3-й и 4-й величин – с одним размыкающим и одним замыкающим вспомогательным контактом); 1 – с катушкой переменного тока и одним нормально разомкнутым вспомогательным контактом.

Цены на МП

Сколько же сейчас стоит на рынке электротехнической продукции магнитный пускатель? Цена его определяется прежде всего величиной МП. Так, нереверсивный аппарат 3-й величины серии ПМА обойдется от 490 руб. до 845 рублей. Реверсивный же той же величины будет стоить от 1160 до 1650 рублей. А вот нереверсивный МП той же серии 6-й величины стоит уже от 2500 до 3780 рублей, реверсивная же «шестерка» стоит максимум 6300 рублей.

А что можно сказать относительно серии ПМЛ? Сколько стоит такой магнитный пускатель? Цена его 3-й величины без реверса начинается от 560 рублей и доходит до 1600 рублей в закрытом исполнении с ЭТР. 6-я же величина МП ПМЛ без реверса стоит от 4870 рублей и доходит в реверсивном закрытом варианте до 34000 руб. Цена же 7-й величины с реверсом доходит до 18 тыс. рублей, а цена МП ПМЛ 8-й величины вообще является чисто договорной.

Магнитный пускатель: схема подключения

Первая, являющаяся классической, схема, обеспечивает обычный прямой пуск АД на полное напряжение сети: нормально разомкнутую кнопку «Пуск» нажали – двигатель включился. Если теперь отпустить кнопку «Пуск», то двигатель не отключится, так как параллельно пусковой кнопке подключен вспомогательный контакт МП. После замыкания главных контактов он также замыкается и обеспечивает питание катушки МП, т. е. происходит самоподхват пусковой кнопки.

В данном случае защита АД от перегрузки выполняется вводным автоматическим выключателем с тепловым расцепителем. Если подключение магнитного пускателя в этой схеме выполнить вместе с ЭТР, то последовательно с катушкой МП включают еще и нормально замкнутый контакт ЭТР, который размыкается при слишком большом токе через АД.

Когда нажимают нормально замкнутую кнопку «Стоп», питание катушки МП прекращается, его контакты размыкаются и двигатель отключается.

Реверсивный магнитный пускатель

Как видно, в этой схеме задействованы сразу два МП: при замыкании левого АД вращается по часовой стрелке, при замыкании правого – против часовой стрелки. Это связано с тем, что изменяется подключение к выходным клеммам АД двухфазных проводов питающей сети. На левой схеме красный провод подключен к первой слева клемме, а синий провод - третьей. На правой же схеме они поменялись местами.

Реверсивный МП получается из двух отдельных МП, помещенных в общий корпус.

Как же управляется такой магнитный пускатель? Схема подключения его органов управления (кнопок «Вправо» и «Влево») представляет собой две одинаковых параллельных однофазных цепи из последовательно включенных пусковых кнопок (с самоподхватом) и катушек пускателей, изображенных на предыдущем рисунке и имеющих общую точку ниже кнопки «Стоп». При этом за счет различных конструктивных или схемных блокировок реверсировать АД без предварительного нажатия кнопки «Стоп» нельзя.