Найбільш поширеним пристроєм, застосовуваним в електриці і силової електроніки вважається магнітний пускач. Саме його можна назвати проміжною ланкою між різними системами управління та силовими частинами. У першому наближенні, типовий варіант пускача являє звичайне реле, що працює з високими номіналами струму і напруги, щодо низьковольтної електроніки. Конструктивно, електромагнітний пускач (ЕП) складається з котушки індуктивності, магнітного сердечника, корпусу з різними механічними вузлами і деталями (пружини, власники, направляючі), контактні групи, вхідних і вихідних клем.
Магнітний пускач відноситься до сімейства електромагнітних контакторів, здатний комутувати потужні навантаження як постійного так і змінного струму, і використовується для численних включень і відключень різних силових електричних схем.
Як і в типовому електромагнітному реле в пускачі на вхідні клеми, з'єднані з кінцями котушки індуктивності, надходить необхідна напруга живлення (наприклад 220 вольт в схемі силового інвертора рентгенівської установки МЦРУ ), В результаті чого відбувається спрацьовування електромагнітного пристрою, при цьому не рухається частина магнітного сердечника притягує до себе рухомий сердечник, жорстко пов'язаний з силовими електричними контактами. Як тільки, магнітний пускач спрацює і замкне або розімкнеться електричну схему.
Магнітні пускачі використовуються в основному для пуску, зупинки і реверсування трифазних асинхронних двигунів, однак, їх ще часто застосовують в ланцюгах дистанційного керування освітленням, і управлінні компресорами, насосами, тепловими печами, кондиціонерами, і багатьом ніж ще. Таким чином, у абсолютно будь-якого магнітного пускача широка область використання.
Магнітний пускач складається з двох частин: власне з магнітною котушки з сердечником і так званого блоку контактів, його ще іноді називають - приставка контактна. Усередині блоку контактів є рухома контактна система, яка зчеплена з контактною системою магнітного пристрою. Кріпиться приставка у верхній частині пристрою, де для цього є спеціальні полози з зачепами.
Контактна система складається з двох пар нормально замкнутих і двох пар нормально розімкнутих контактів. На схемі трохи нижче схематично зображено кнопка з парою контактів під номерами 1-2 і 3-4.
Нормально розімкнутий (NO) контакт в знеструмленому стані завжди розімкнути, тобто, не замкнутий. На схемі він позначений 1-2, і щоб через нього потік струм контакт необхідно замкнути.
Нормально замкнутий (NC) в неробочому стані завжди замкнутий і через нього може вільно протікати електричний струм. На малюнку він позначений 3-4, і щоб припинити рух струму через нього, його слід розімкнути.
Як тільки ми натиснемо на кнопку, то нормально розімкнутий 1-2 замкнеться, а нормально замкнутий контакт 3-4 розімкнеться.
Таким чином, в той момент часу, коли пускач знеструмлений, нормально розімкнуті контакти 53NO-54NO і 83NO-84NO розімкнуті, а нормально замкнуті 61NC-62NC і 71NC-72NC навпаки замкнуті. Про це підказує таблиця з номерами клем, розташована на боковій стінці контактора, а стрілка вказує на напрямок руху контактора.
Як тільки на котушку магнітного пускача подати напруга живлення, то сердечник потягне за собою контакти контактора, тому нормально розімкнуті замкнуться, а нормально замкнуті розімкнуться.
Фіксується блок контактів спеціальної пластикової засувкою. А щоб його зняти, потрібно трохи підняти засувку і висунути блок в сторону засувки.
Сам пускач складається з верхньої і нижньої половинки. У верхній є рухома контактна система, дугогасильні камери і рухома частина електромагніту, пов'язана з групою силових контактів.
Нижня половинка конструкції складається з котушки, поворотної пружини і іншій частині електромагніту. Поворотна пружина рухає верхню частину магніту в початкове положення після завершення подачі живлення на котушку, тим самим, перериваючи силові ланцюги.
Обидві частини магніту зібрані з Ш-образних пластин, виконаних зі спеціальної електромагнітної стали. Це добре видно, якщо витягнути нижню частину електромагніту.
Котушка пускача виготовлена з мідного дроту, і містить задану кількість витків, розраховане на підключення напруги живлення необхідної номіналу.
У момент включення живлення в котушці генерується магнітне поле і обидві частини магніту намагаються з'єднатися, утворюючи замкнутий контур. Як тільки від'єднуємо напруга, магнітне поле зникає, і верхня половинка повертається в початкове положення.
На бічній панелі електромагнітного пускача, є інформація про технічні параметри пристрою.
50Гц - частота змінного струму, на яку розрахований пускач;
Категорія застосування АС-3 для електродвигунів з короткозамкненим ротором. (для асинхронних двигунів з кз ротором, наприклад в ліфтах, ескалаторах, компресорах, насосах, кондиціонерах і т.п.) Пускачі бувають АС1, АС2, АС3, АС-4. Кожна група характеризується значеннями струмів, напруг, коефіцієнтів потужності по ГОСТ Р 50030.4.1-2002.
АС-1 - неіндуктівний або слабо індуктивні навантаження, печі, опору. Наприклад: лампи розжарювання, Тени.
Iе 9А - номінальний робочий струм. Він же струм навантаження, в д.с він дорівнює 9 Ампер.
Ith 25A - умовний тепловий струм. Це максимальне значення, яке контактор або пускач може пропустити в 8-годинному режимі так, щоб перевищення температури його різних вузлів не було більше 40 ° С.
В середньому блоці вказана номінальна потужність навантаження, яку здатні комутувати силові контакти пускача.
Крім того зазвичай наводиться схема пускача: котушка і чотири пари нормально розімкнутих контактів - три силових і один допоміжний. Якщо від котушки через всі контакти прокреслена пунктирна лінія, то всі чотири пари замикаються і розмикаються одномоментно.
Напруга харчування в даному випадку 220В слід на котушку індуктивності через контакти, А1 і А2.
Контактну група пускача. Силовими контактами є: 1L1-2T1; 3L2-4T2; 5L3-6T3 - до них приєднується навантаження, яку ми хочемо підключити через магнітний пускач. Причому 1L1; 3L2; 5L3 є вхідними, а 2Т1; 4Т2; 6Т3 - тобто до них приєднана навантаження. Хоча особливої різниці тут не існує, але є таке негласне правило електрика.
Остання пара 13ниючи-14ниючи вважається допоміжною і цю пару можна задіяти для реалізації в схемі самоблокировки.
При натисканні на кнопку старт, ток починає текти через індукційну котушку пускача і при спрацьовуванні блокує себе (тобто якщо ми навіть відпустимо кнопку «старт» контакт кнопки шунтируется паралельним контактом самого пускача, що не дає можливості перервати шлях, поточним через котушку електронів). Паралельно спрацьовують силові контакти пускача, що подають трифазну напругу на обмотки статора і ротора електродвігателядвігателя, який починає обертатися. Робота двигуна буде здійснюватися до тих пір, поки не порветься ланцюг, що подає живлення на котушку. Здійснити розрив ланцюга можна за допомогою другої кнопки «стоп». При її короткочасному натисканні харчування котушки переривається, контакти смоблокіровкі розриваються, схема зупиняє свою роботу, електродвигун відключається від трифазного напруги живлення.
Метод подачі напруги харчування на котушку електромагнітного пускача може бути і куди більш складний цем розглянута схема вище. Наприклад, контакти керівників тумблерів можна замінити вихідними контактами типових реле, транзистором, тиристором або симистором, які управляються спеціальної схемою на мікроконтролері, яка задає якийсь режим роботи всієї цієї системи. Як вже було зазначено, в схемах електромагнітне пристрій виконує функцію «моста» між схемою управління і силовими функціональними пристроями, такими як електродвигуни, нагрівальні елементи, електромагніти, силові інвертори і т.д.
Класифікація електромагнітних пускачів дуже обширна. Вони розрізняються по потужності, що розсіюється, кількості контактів, напруги харчування, умовами надійності і застосування, корпусами, матеріалами виготовлення і т.д. При виборі електромагнітного пускача обов'язково слід знати його потенційні можливості. Правильний вибір ЕП дозволить схемою працювати надійно і без збоїв. А для більш кращого ознайомлення з можливостями магнітними пускателями найкраще якщо ви просто розберете його, з наступною збіркою в початковий стан.
Визначаємо номінальний струм - максимальний струм, який може пропустити через контактну групу ЕП. Тут існує класифікація пускачів до 16А (перша величина), 25А (друга величина), 40А (третя величина), 63А (четверта величина). Є пускачі і на великі струми, але вони використовуються в наших проектах дуже рідко. Слід знати, що чим більше номінальний струм пускача, тим у нього більше габаритні розміри.
Основні технічні параметри магнітних пускачів
Для різних систем електрики випускаються різні серії вітчизняних магнітних пускачів: ПА, ПМ, ПМА, ПМЕ, ПМЛ. Виходячи з планованого навантаження, вибір і використання в схемах даних пристроїв відбувається наступним чином:
- Допустимі тривалі струми контактів головного ланцюга. На даний момент є такі числові позначення величин і відповідні їм номінальні струми при напрузі 380В в робочому режимі, наприклад АС-3: «0» - 6,3 А; «1» - 10 А; «2» - 25 А; «3» - 40 А; «4» - 63 А; «5» - 100 А; «6» - 160 А; «7» - 250 А.
- Режим роботи магнітного пускача, визначає характер комутованою навантаження пристрою: АС-1, навантаження чисто активна, або зовсім трохи индуктивная; АС-3, запуск двигуна і його подальше відключення при обертанні; АС-4, важкий запуск електродвигуна, відключення його на низьких оборотах і при нерухомому роторі, гальмування методом протитоку.
- Робочій напрузі електромагнітної котушки, яке буває наступних номіналів: Змінна напруга: 24; 36; 42; 110; 220; 380 В. Постійна напруга: 24В.
- Кількості додаткових контактів магнітного приладу, мають такі типові позначення латинськими символами і по російськи: Нормально розімкнуті (тилові) контакти (NO), (ПЗ); і Нормально замкнуті (фронтові) (NC), (НЗ). Крім того є спеціальні, замикається на корпус приставки, додатково додають кілька контрольних контактів.
- За ступенем захисту електромагнітного приладу: IP00 - відкриті, встановлюються в опалювальних і закритих щитах захищених від попадання вологи і пилу; IP40 - виготовляються тільки в корпусі, використовуються всередині не опалювальних приміщень, де є невелика кількість пилу в повітрі і відсутня ймовірність попадання вологи на електромагітной устрпойство; IP54 - випускаються в добре захищеному корпусі, можна встановлювати в трохи вологих і запилених місцях, захищених від прямих атмосферних опадів.
- Наявності теплового реле, - захищає під'єднані схеми від тривалих перевантажень.
- Функція реверсу - цікаве конструктивне рішення. У ньому об'єднані в один загальний корпус два електромагнітних реле, що мають по три різних контактних групи, з електричної або механічної блокуванням одночасного їх спрацьовування.
- По класу зносостійкості, ообозначает можливу кількість надійних комутацій
- Додатковим керуючим компонентів .
Магнітний пускач народний спосіб вибору
для під'єднання асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором є «народна» метод вибору даних магнітів комутаційних пристроїв, відповідно до нього номінальний струм Iном електродвигуна приймається рівним подвоєному значенню потужності в кіловатах, тобто, маємо ось таку просту формулу:
якщо Р = 3,7кВт, то Iном = 3,7 × 2 = 7,4 Ампера
Виходячи з цієї формули легко зрозуміти який контактор магнітного пускача нам потрібен, щоб його номінальний робочий струм був не нижче розрахованого значення. У таких розрахунках мається на увазі, що контактори здатні витримувати запуск двигунів, що мають багаторазове перевищення пускових струмів Iп над Iном. Для отриманого значення підійде електричний прилад з номінальним струмом в 10 Ампер.
Підключення трифазного двигуна робочий варіант схеми з ЕП
Багато радіоаматори нерідко намагаються використовувати трифазний електродвигун для різних електронних саморобок. Але ось біда - не кожен знає, як підключити трифазний електромотор до однофазної мережі. Серед різних способів запуску найбільш простий з підключенням третьої обмотки через фазосдвігающій конденсатор, але не всі електромотори добре працюють від однофазної мережі.
Схема управління магнітним пускачем однією кнопкою
Для управління ЕП однією кнопкою пропонується конструкція, описана в цій статті. При натисканні на тумблер SB1 через опір Rl на керуючий електрод тірістораследует позитивний імпульс. Тиристор VS1 відмикається, і включається КМ1, який своїми контактами КМ1.1, КМ1.2, КМ1.3 під'єднує навантаження, а контакти КМ 1.4 готують ланцюг відключення тиристора.
