Пускатель двигателя — описание сборки и схемы

Интересуетесь электродвигателями? Узнайте об устройстве и сборке пускателя двигателя с помощью нашей статьи. Вам представлено описание сборки и схемы работы, которые помогут вам лучше разобраться в работе этого важного устройства.

Пускатель электродвигателя — значимое изобретение, успешно применённое в области управления электрическими моторами. Выступающая своего рода стартерным устройством, такого вида конструкция обеспечивает регулирование подводимой электрической мощности, способствует безопасному запуску двигателя. На практике такие аппараты применяются для остановки, реверсирования, защиты электромоторов.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

• Пускатель электродвигателя + основные компоненты системы
  • 1.1 Какой тип пускателей электродвигателей существует?
  • 1.2 Схемы подключения пускателей электродвигателей
  • 1.3 Типовое исполнение магнитных пускателей электродвигателей
  • 1.4 Стандартизация на пускатель электродвигателя

Пускатель электродвигателя + основные компоненты системы

Существуют два основных компонента конструкции классического стартерного устройства:

1. Контактор.
2. Реле перегрузки.

Компонентом контактор включаются или отключаются цепи питания статорных обмоток мотора. Главной функцией контактора является обеспечение прохождения электрического тока через статорные обмотки.

Очевидный момент — потребление обмотками чрезмерных токов приводит не просто к бесполезности работы мотора, но к перегреву проводников обмоток и в конечном итоге к разрушению системы. Реле перегрузки призвано предотвращать такие ситуации, то есть защищать электрический двигатель от существующей потенциальной опасности.

В целом, пускатель электродвигателя конструктивно представляет сборку двух отмеченных компонентов. Системная сборка позволяет включать и выключать электродвигатель (оборудование), обеспечивает защиту цепи от перегрузки.

Какой тип пускателей электродвигателей существует?

По сути, существуют и применяются на практике несколько типов пускателей электродвигателей. Однако наиболее широко применяемыми устройствами такого рода считаются два типа:

1. Ручные.
2. Магнитные.

Ручные устройства, соответственно, управляются вручную. Ручной пускатель электродвигателя отличается простотой системы и эксплуатации. Конструкция содержит кнопку (или поворотную ручку), посредством которой включается или выключается рабочее оборудование.

Кнопка имеет механические связи, через которые размыкаются или замыкаются контакты (запускается или останавливается мотор). Существующие особенности ручного стартерного устройства в некотором смысле делают предпочтительным выбор именно этой системы по сравнению с другими имеющимися типами.

Очевидные преимущества здесь:

• безопасность эксплуатации,
• экономичность применения,
• компактность сборки,
• эффективная защита,
• широкий ассортимент корпусов,
• приемлемая рыночная стоимость.

Магнитный пускатель электродвигателя представляет популярную в пользовательской сфере конструкцию, которая работает от электромагнита. То есть токовая нагрузка на мотор передаётся посредством низкого, безопасного напряжения, по сравнению с питающим двигатель напряжением.

Как и другие типы пускателей электрических двигателей, магнитный пускатель электродвигателя также имеет контактор и реле перегрузки для защиты устройства от чрезмерного течения тока или от перегрева.

Схемы подключения пускателей электродвигателей

Независимо от типа рассматриваемых устройств, при подключении аппаратуры под эксплуатацию, учитываются две схемы системы в целом:

1. Силовая часть.
2. Часть управления.

Отмеченная в списке первой, силовая цепь является схемой, питающей током обмотки статора. Фактически этой схемой обеспечивается передача электроэнергии через контакты стартерного устройства, через реле перегрузки, на клеммы мотора. То есть полный ток двигателя передаётся по силовым (главным) цепям контактора.

ПУСКАТЕЛИ

Схема пускателя прямого действия: 1 — контактор; 2 — мотор; 3 — трансформатор; 4 — предохранитель; 5 — кнопки «пуск» / «стоп»; 6 — катушка пускателя; 7 — контрольная лампа; 8 — цепь защиты

Вторая часть — схема управления, включает в работу или выключает из работы сам контактор. Схема управления питает напряжением катушку контактора, которой создаётся электромагнитное поле. Создаваемым электромагнитным полем приводится в движение металлическое основание, на котором закреплены силовые контакты.

Таким движением контактная группа пускателя электродвигателя устанавливается  в замкнутое положение. То есть замыкается силовая цепь передачи энергии на двигатель. Благодаря схеме управления становится допустимой организация дистанционного управления включением/отключением оборудования.

В свою очередь схема управления мотором предполагает подключение одним из двух способов:

1. Двумя проводниками.
2. Тремя проводниками.

Первый метод списка считается наиболее часто применяемым при подключении схемы  управления. В этом случае для подключения управляющей цепи используется пилотное устройство:

• датчик присутствия,
• термостат,
• поплавковый выключатель и т.п.

Вторая методика несколько отличается от первой тем, что здесь при подключении схемы управления используется выключатель с функцией самовозврата.

Схема управления пускателем электродвигателя как таковая допускает подвод питания одним из трёх способов:

1. Общий.
2. Автономный.
3. Трансформаторный.

Если для первого варианта используется тот же источник питания, что обеспечивает энергией мотор, во втором варианте применяется отдельный питающий схему модуль. Для третьего варианта, как понятно из наименования, используется понижающий трансформатор.

Типовое исполнение магнитных пускателей электродвигателей

Для применения на практике разработаны разные по исполнению магнитные пускатели электродвигателей. В зависимости от конкретной схемы соединения, в частности, могут использоваться:

• прямой,
• резистор в цепи ротора,
• резистор в цепи статора.
• автотрансформаторный,
• переключаемый «звезда» / «треугольник».

Пускатель электродвигателя прямого действия (схема выше) — простейшая система стартерного устройства. Традиционно представляет технически простую кнопку (правда не исключён вариант селекторного переключателя, концевого выключателя, поплавкового и т.п.).

Нажатием кнопки (подача питания на катушку контактора) замыкается силовая цепь, обеспечивая ток питания мотора. Выключение мотора осуществляется кнопкой останова, а защита от перегрузки по току цепью управления через нормально замкнутый вспомогательный контакт реле перегрузки.

МАГНИТНЫЙ

Исполнение с резисторами в цепи ротора: 1 — статорные обмотки; 2 — ротор с контактными (токосъёмными) кольцами; 3 — токосъёмные кольца; 4 — щётки; 5 — внешний реостат

Исполнение с резистором в цепи ротора предусматривает наличие трёх сопротивлений, которые включены последовательно с обмотками ротора. Таким включением значительно снижается ток ротора и увеличивается крутящий момент.

Исполнение с резистором в цепи статора также предусматривает наличие трёх резисторов, последовательно соединённых с каждой обмоткой статора асинхронного двигателя. На каждом резисторе создаётся падение напряжения, соответственно низкое напряжение подводится на каждую фазу. Требуемые сопротивления устанавливаются на этапе запуска мотора. Пусковой ток поддерживается на минимальном уровне и с учётом пускового момента мотора.

АСИНХРОННЫЙ

Исполнение с резисторами в цепях статора: 1 — трёхфазное напряжение (380В); 2 — точка полного тока; 3 — пусковое сопротивление; 4 — точка тока старта; 5 — обмотки статора асинхронного двигателя; 6 — короткозамкнутый ротор

Автотрансформаторное исполнение предполагает подачу определённого процента первичного напряжения на вторичную обмотку трансформатора. Автотрансформатор подключается по схеме звезды. Три вторичных обмотки трансформатора с ответвлениями подключены к трём фазам мотора.

АВТОТРАНС

Схема автотрансформаторного управления

Наконец, исполнение переключением звезды на треугольник – способ, который получил широкое применение. Здесь изначально три обмотки соединены звездой. Время на переключение устанавливается таймером или иным способом. То есть по истечении заданного времени от момента пуска, обмотки мотора подключаются по схеме треугольник.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Управление на переключение режимов «звезда» / «треугольник»

Следует отметить: фазное напряжение схемы «звездой» снижается до 58%. Общий потребляемый ток также составляет 58% рабочего тока, что приводит к уменьшению крутящего момента.

Стандартизация на пускатель электродвигателя

Номинальные параметры на пускатель электродвигателя определяются множеством факторов, в частности:

• тепловой ток,
• постоянный ток,
• напряжение,
• мощность.

Тепловой ток напрямую зависит от теплопроводности, которая является свойством, указывающим на теплопроводность материала. То есть по факту тепловой ток прямо пропорционален теплопроводности.

Номинальный (постоянный) ток является мерой способности пускателя, управляющего электродвигателем, выдерживать токовую нагрузку в течение непрерывного времени. Номинальная мощность пускателя электродвигателя зависит от типа используемого мотора.

Соответственно, стартерные устройства постоянного тока рассчитаны на мощность постоянного тока. С другой стороны, пускатели электродвигателей переменного тока имеют номинальную мощность однофазной и трехфазной мощности.

Характеристики стартерных систем зависят от размера и типа нагрузки, на которую эти системы рассчитаны. Применительно к таким устройствам существуют стандарты и рейтинги:

• Американской лаборатории техники безопасности (UL),
• Канадской ассоциации стандартов (CSA),
• Международной электротехнической комиссии (IEC),
• Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA).

Номинальные значения NEMA стартерной системы в значительной степени зависят от максимальной номинальной мощности, указанной в стандарте ISCS2 Национальной ассоциации производителей электрооборудования. Выбор стартерных систем NEMA осуществляется на основе размерности NEMA (величины) от 0 (нулевой) до 9 (девятой).

Таблица: стандартные величины по спецификациям NEMA

Выбор пускателя электродвигателя должен также учитывать и другие параметры:

• ускорение в функции времени,
• ускорение линии передачи тока,
• управляющее напряжение,
• количество полюсов,
• рабочая температура.

Вот таким, примерно, видится базовое представление относительно современных стартерных систем электрических моторов.

При помощи информации: c3controls

Что характеризует величина пускателя?

Величина пускателя — это техническая характеристика электрооборудования, которая определяет его способность запустить электрический двигатель или другую нагрузку при заданных условиях.

Величина пускателя может быть определена различными параметрами, в зависимости от типа и конструкции пускателя. Некоторые из основных параметров, которые могут использоваться для описания величины пускателя, включают в себя:

1. Номинальный ток пуска — это ток, который пускатель может подать на нагрузку при запуске. Он определяет, какую мощность может обеспечить пускатель при пуске двигателя.

2. Время пуска — это время, необходимое для запуска двигателя с помощью пускателя. Оно зависит от типа и конструкции пускателя, а также от мощности и характеристик запускаемой нагрузки.

3. Режимы пуска — это способы, которыми пускатель может запустить нагрузку. Например, пускатель может обеспечить плавный пуск двигателя, чтобы снизить напряжение и ток на старте, или он может обеспечить прямой пуск, чтобы максимально быстро запустить двигатель.

4. Номинальная мощность пускателя — это максимальная мощность, которую пускатель может выдерживать в непрерывном режиме работы.

5. Напряжение питания — это напряжение, которое необходимо подать на пускатель для его работы.

6. Класс защиты — это уровень защиты, который обеспечивает пускатель от пыли, влаги и других вредных внешних факторов.

Общие требования к величине пускателя зависят от конкретных условий его применения и требований к нагрузке.