Зміст:
- Чим магнітні пускачі відрізняються від контакторів
- Як влаштовані магнітні пускачі, і якими вони бувають
- Перекоммутация типу об’єднання
- Зміна напруги
- Зміна частоти
- Автотрансформатор
- Додаткові опції магнітних пускачів
Тут ми розглянемо не тільки принцип роботи магнітного пускача і його технічні характеристики, але і розмежуємо цю групу приладів з контакторами. У статтях рунета настільки розмиті визначення, що навіть ця інформація вже багатьом буде корисна. Попутно ми розглянемо призначення пускачів, пояснимо, чому в деяких випадках без них обійтися не можна. Ви дізнаєтеся багато цікавого – це не просто перерахування сухих фактів, але одночасно і аналіз багатьох і багатьох речей, пов’язаний з темою.
Чим магнітні пускачі відрізняються від контакторів
Пускач магнітний
По-перше, термінологія: чому тут використовується слово «магнітний»? Та з тієї простої причини, що всередині обов’язково є котушка магнітного пускача, що дозволяє виконати швидкий і безпомилковий старт. Причому робиться це не рухом руки, а за допомогою імпульсу струму, що робить можливим створення дистанційних пристроїв керування. І там, і там присутні котушки, чим же відрізняються контактори і магнітні пускачі? Розглянемо спочатку причини, що викликають необхідність у вживанні захисних заходів:
- Дорожнеча
Двигун є складним механізмом, а на практиці ця гора заліза ще може бути і дорогий. Отже, ми повинні дбайливо поводитися зі своїм обладнанням, щоб не витрачати багато грошей. І це перша причина. При традиційному прямому пуску розвивається великий крутний момент, але одночасно різкі поштовхи не завжди підходять для даного типу пристроїв. Наприклад, стосовно до насосів може утворитися гідравлічний удар, що потенційно призводить до виходу з ладу різних клапанів. (Див. також: Технічні характеристики люмінесцентних ламп і світильників)
Та що там довго ходити навколо: кожен побутової водонагрівач повинен експлуатуватися пліч-о-пліч з захистом від такого роду перевантажень. Частково удар може на себе прийняти гідроакумулятор. Але скачки однаково шкодять захисної емалі. У результаті: тріщини, в перспективі руйнування захисного покриття. Шкодить занадто різкий пуск і самому двигуну. Деякі деталі швидше приходять в непридатність. Таким чином, магнітний пускач є необхідним супроводом для будь-якого дорогого обладнання.
- Токопотребление і перевантаження
На старті асинхронний двигун споживає дуже великий струм. Коли мова йде про мережі 220 В, то з цим нічого не поробиш. Але на заводі зазвичай таких двигунів дуже багато, а зайві перешкоди по шині живлення нікому не потрібні. Є ще одна вагома причина: можливість одночасного запуску декількох пристроїв, що в перспективі загрожує не тільки перевантаженням електропроводки, але і спрацюванням систем захисту. В якійсь мірі вони будуть помилковими, але пошкодження ізоляції кабелів теж не вітається, тому що заміна їх – довгий і складний процес, не кажучи вже про ціну. Ось чому пусковий струм можна знижувати. І розглянутий клас пристроїв, як раз це і дозволяє зробити.
Схема магнітного пускача з реверсивною можливістю
- Багатофункціональність
Одночасно магнітні пускачі можуть надавати цілий ряд інших функцій. Наприклад, це може бути реверс. При необхідності зміною комутації обмоток реверсивний магнітний пускач змінює напрямок обертання вала на протилежне. Усередині є схема оберігання від одночасного включення обох ланцюгів. В результаті магнітний пускач дозволяє виконати процес реверсу безболісно. Є і деякі інші специфічні особливості, які ми розглянемо нижче. Деякі моделі припиняють живлення при зникненні однієї з фаз або навіть можуть контролювати перекоси напруги.
Зі сказаного повинне бути зрозуміло, що контактор просто замикає й розмикає ланцюг, тоді як магнітні пускачі одночасно виконують додаткові функції по захисту, або зниження пускового струму. Іншими словами, можна сказати, що контактор територіально входить до складу пускача і може виконувати приблизно ті ж функції (але не у всіх випадках) спільно з іншим обладнанням.
Як влаштовані магнітні пускачі, і якими вони бувають
Основний виконавчої частиною магнітного пускача є контактор. Він являє собою котушку, частина осердя якої рухома. За рахунок виникаючих магнітних полів в потрібний момент контактор спрацьовує під дією напруги. У хід йде магнітна індукція, і щоб не вийшло, як в електричній плитці, сердечник складається з безлічі тонких пластин. Зрозуміло, що використовується спеціальна електротехнічна сталь. Цим забезпечується розбивка всього обсягу сердечника на частини. Між пластинами застосовується лакова ізоляція.
В результаті вихрові струми по товщі матеріалу не наводяться, за рахунок чого знижуються втрати. Додатково до загальної частини може йти цілий сонм обладнання. Але перш ніж описати всю цю купу, розглянемо, як проводиться запуск електродвигуна, що виключає перевантаження мережі. (Див. також: Будову і технічні характеристики світлодіодних стрічок)
Перекоммутация типу об’єднання
Першою з методик є перекоммутация типу об’єднання обмоток з зірки на трикутник. Перший використовується у період запуску, а другий – коли двигун розженеться. Ефект зниження пускового струму досягається за рахунок зміни напруги, прикладеної до обмоток. У першому випадку це 220 В (різниця між фазою і нейтраллю), а в другому – 380 В (лінійне напруга мережі). В результаті такого обороту потужність знижується, що закономірно викликає менший пусковий момент, ну, і, звичайно, струм пуску падає. Коли вал набере обертів, магнітний пускач перекоммутирует обмотки на трикутник, за рахунок чого обладнання вийде на режим. У цьому випадку реле всередині цілих два. Причому вони сконструйовані так, щоб одночасно не замкнутися (цим блокується виникнення аварійної ситуації на лінії). Зовнішнє живлення підходить тільки до реле, що відповідає за включення трикутника.
Зміна напруги
Дуже часто регулювання пускового струму виробляється варіаціями амплітуди живлячої напруги. Сенс тут той же, що і минулого разу. Необхідно яким-небудь чином знизити величину напруги, за рахунок чого впаде і потужність. Обмотках абсолютно немає різниці, за рахунок чого відбуваються зміни. В результаті найпростіші магнітні пускачі виконуються на потенциометрах, а більш складні можуть включати в свій склад тиристорні ключі. В першому випадку у нас утворюється резистивний дільник, на якому падає частина напруги. З-за цього прилад може грітися сильніше, зате конструкція гранично проста. Більш просунуті схеми на ключах вимагають у той же час складної організації. У літературі їх іноді називають напівпровідниковими магнітними пускачами.
Зміна частоти
Принцип дії магнітного пускача може ґрунтуватися на зміні частоти. Відразу потрібно сказати, що такий метод управління підходить не всім двигунів. А саме тип повинен бути з короткозамкнений ротором. Правда, велика частина устаткування саме сюди відноситься. Що стосується частоти, то з її зменшенням якість захоплення полів зростає, а швидкість обертання вала нижче. В результаті досягається потрібний ефект – надійний старт (без зриву) в поєднанні зі зниженням струму. Реалізація схеми зазвичай вимагає присутності інвертора. Вхідна напруга спочатку випрямляється, а тому знижується частота. У разі складних електронних інверторів стає можливим поступово довести параметри до потрібного рівня.
Пристрій пускача
Автотрансформатор
Пуск через автотрансформатор часто застосовується для зниження початкового струму асинхронних двигунів. Зазвичай процес має декілька етапів, протягом яких послідовно задіюються різні висновки (це одна з причин застосування саме автотрансформаторів, в результаті вдвічі знижується число перемикаючих контактів). За рахунок чого напругу ступенями зростає поступово, поки обладнання не включається в мережу і зовсім прямо.
До наведених вище способів необхідно дати пояснення, тому що деяким читачам не все може бути зрозуміло. Наприклад, як може працювати магнітний пускач 380В з більш високою напругою? Суть тут у тому, що при включенні зіркою можна використовувати вольтаж приблизно в корінь з трьох разів більший, ніж номінальний. При цьому, зрозуміло, забороняється включати обмотки трикутником. А ось зробити навпаки – зменшити харчування в корінь з трьох раз – не вийде, тому що буде спостерігатися падіння потужності.
Далі все має бути зрозуміло, за рахунок цього принципу працюють пристрої на автотрансформаторах і дільники на потенциометрах (реостатах). Розглянемо управління магнітними пускачами з точки зору плюсів і мінусів:
Сучасне обладнання
Отже, повинно бути ясно, що технічні характеристики магнітних пускачів у всіх випадках характеризуються своїми недоліками. Але загалом і в цілому для дорогого обладнання цей тип пристроїв повинен неодмінно йти в парі.
Додаткові опції магнітних пускачів
Згідно з визначеннями стандартів магнітний пускач має передбачати певну захист. Але не завжди мається на увазі перегрів. Класифікація за ГОСТ 2491 дає наступний ряд параметрів:
Але навіть в тих випадках, коли написано, що захисту немає, все-таки проводиться регулювання струму, а це вже передбачає більш дбайливе ставлення до живильної мережі. Тобто потрібно розуміти, що захист може бути внутрішньою (від перегріву двигуна, як у пускозащитном реле холодильника) або функціональної (зниження струму для запобігання спрацьовування автоматів або інших запобіжних пристроїв).
Ми сподіваємося, що тепер читачі знають, що таке магнітний пускач. Хотілося б відзначити, що викладена інформація допоможе багатьом зрозуміти, як здійснюється старт трифазного асинхронного двигуна на 220В. В цьому випадку міняти швидкість можна тільки подачею потрібної амплітуди. З цієї ж причини комутує магнітний пускач 220В зазвичай не застосовується. Йому просто нічого буде контролювати. Обмотки весь час включені за однією і тією ж схемою. А ось реверс можна забезпечити, але це вже зовсім інша історія.
З характеристик хотілося б ще зазначити кількість циклів спрацьовування. Ця величина магнітного пускача безпосередньо визначає його термін життя у багатьох випадках. А ми на цьому прощаємося, сподіваємося, що огляд вийшов цікавим, а наведена інформація принесе користь. І не тільки у вигляді теоретичних знань, але і як велика підмога в організації присадибних господарств.