Методические указания.

       Магнитным пускателем обычно называют совокупность электромагнитного контактора и теплового реле, включенных в общий корпус. Иногда в общий корпус помещают кроме теплового реле и другие защитные реле: реле максимального тока, реле минимального напряжения.

       Магнитные пускатели предназначены для дистанционного и местного полуавтоматического управления электродвигателями и другими электроприемниками.

       Основной аппарат магнитного пускателя – электромагнитный контактор – представляет собой электрический аппарат для коммутации силовых цепей низкого напряжения с приводом от электромагнита.

       При изучении магнитных пускателей нужно уяснить устройство и назначение основных частей контактора: главных (силовых) контактов, блокировочных контактов, дугогасительных устройств, их разновидностей. Изучить привод контактора, состоящий из магнитной системы (сердечника и якоря) и катушки контактора.

       Принцип действия контакторасостоит в том, что при подаче электропитания на катушку контактора происходит срабатывание контактора. Якорь магнитной системы притягивается к сердечнику. Это приводит к замыканию контактов и размыканию размыкающих контактов. При обесточивании катушки контактора якорь под действием собственного веса или специальных пружин отпускается, замыкающие контакты размыкаются, размыкающие контакты замыкаются.

       Изучая конструкции контакторов, обратите внимание на следующее:

1. На конструктивные различия в устройстве магнитных систем контакторов переменного и постоянного тока, в частности, на наличие короткозамкнутых витков у контакторов переменного тока, постоянного тока, в частности, на наличие короткозамкнутых витков у контакторов переменного тока, на форму и конструкции силовых контактов, блок – контактов.

2. На величину растворов и провалов контактов.

Раствором контактов называют расстояние между подвижными и неподвижными контактами в отключенном состоянии контактора. Провалом контактора называют расстояние, которое пройдет подвижный контакт под действием контактной пружины, если убрать неподвижный контакт. Величины растворов и провалов и нажатия контактов нормируется заводом изготовителем, и приводятся в заводских инструкциях. В процессе эксплуатации величины провалов, растворов, нажатий должны оставаться в пределах нормы.

Магнитные пускатели помимо выполнения основной своей функции (включения и выключения электроприемников)выполняют еще важные функции защиты электропривода. В общем случае у магнитного пускателя может быть четыре вида защиты:

1.Нулевая защита – состоит в том, что при исчезновении напряжения в сети (снижение его до нуля) магнитный пускатель отключается, а при восстановлении напряжений в сети до нормального пускатель самопроизвольно не включается. Эта защита осуществляется самим контактором при наличии блокировочной цепи, которая ставит катушку на самопитание при срабатывании контактора. Если контактор отключился при исчезновении напряжения блокировочная связь самовосстановиться не может. Нулевая защита предупреждает аварии и травмы на производстве от самопроизвольного включения двигателей при неожиданном восстановлении напряжения в сети.

2.Защита минимального напряжения (минимальная защита) – это отключение магнитного пускателя при снижении напряжения в сети до некоторого минимального значения. При снижении напряжения в сети до некоторого минимума контактор не может удержать свой якорь и магнитный пускатель отключается. Защита минимального напряжения предохраняет двигатель от работы на сниженном напряжении, так как это может привести к увеличению тока двигателя и выходу двигателя из строя.

Контакторы переменного тока отключаются при весьма глубоких снижениях напряжения, составляющих 50 - 60 % от номинального.

При колебаниях напряжения на катушках контакторов от (+10%) до (-15%) от номинального магнитные пускатели должны работать нормально.

3.Тепловая защита – предназначена для защиты двигателей от небольших, но длительных перегрузок по току. Перегрузки небольшие по величине, но недопустимые по длительности вызывают опасный перегрев двигателя. Осуществляется тепловая защита с помощью термобиметаллических тепловых реле, встроенных в магнитные пускатели.

Основной элемент реле – термобиметаллическая пластина – сваривается из двух пластин с различным коэффициентом линейного расширения. При нагревании такая пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом расширения.

Для нагревании пластины пропускается ток защищаемого двигателя или непосредственно через пластину или через специальный нагреватель, расположенный рядом.

При перегрузке двигателя током термобиметаллическая пластина изгибается значительно сильнее, чем при номинальном токе и размыкает контакт в цепи катушки контактора. Благодаря этому контактор отключается и отключает защищаемый двигатель.

Термобиметаллические реле имеют падающую защиту (время - тоновую) характеристику: с увеличением тока перегрузки, время выдержки реле уменьшается. В виду значительной тепловой инерции тепловые реле не могут защищать двигатель от коротких замыканий, когда ток короткого замыкания превышает номинальный ток двигателя в 10 – 15 раз.

Основные величины, характеризующие тепловые реле:

I_н.р. – номинальный ток реле. Это наибольший ток, который длительно выдерживают токоведущие части реле, не перегреваясь сверх допустимой температуры при температуре окружающей среды 35 ⁰С.

I_н.н. – номинальный ток нагревателя. Это наибольший длительный ток, при котором реле не срабатывает при температуре окружающей среды 35⁰С. 

Тепловые реле выбирают по условиям:

                                                I_н.р. >= I_н.д.                                          (1)

                                              I_н.н. =~ I_н.д. ,                                          (2)

где :I_н.д. – номинальный ток защищаемого двигателя.

Выбранное таким образом тепловое реле должно быть отрегулировано и настроено с учетом приблизительного равенства номинального тока нагревателя и номинального тока двигателя и с учетом температуры окружающей среды.

4.Максимальная токовая защита – защита от кратковременного протекания токов перегрузки или токов короткого замыкания. Осуществляется максимальная токовая защита с помощью встроенных реле максимального тока. Применяется сравнительно редко в специальных пускателях, когда тепловые реле не могут защищать двигатель от перегрузки, например, при повторно – кратковременном режиме работы двигателя.

Основные технические характеристики магнитных пускателей:

U_н.п. – номинальное напряжение пускателя. Наибольшее напряжение, при котором может работать пускатель.

U_н.к. – номинальное напряжение катушки контактора.

I _н.п. – номинальный длительный ток, на который рассчитаны силовые токоведущие части пускателя.

P _п. – предельно – допускаемая мощность короткозамкнутого двигателя при определенном напряжении.

Пускатель выбирают по условиям:

                                              U _н.п. >= U _н.с.                                         (3)

                                              U _н.к.  = U _н.с.                                          (4)

                                               I _н.п. >= I _н.д.                                          (5)

                                               P _п. >= P _н.д. ,                                         (6)

где:U_н.с. – номинальное линейное напряжение сети

I _н.д. – номинальный ток двигателя

P _н.д. – номинальная мощность двигателя.

При заказе указывают марку пускателя (тип) и U_н.п., I _н.п., P _п., U _н.к.

Коэффициент возврата электромагнитного контактора (или реле)

К – отношение параметра отпускания к параметру срабатывания реле.

Для контактора напряжения коэффициент возврата:

                                                К= U_отп. /U_срб                                    (7)

где:U _отп. – наибольшее напряжение на катушке, при котором отпадает якорь реле;

U _срб. – минимальное напряжение на катушке, при котором до конца втягивается якорь.

Для контактора напряжения величина “K” меньше единицы, характеризует пределы напряжения, на которые может быть настроена минимальная защита.