Как работает реверсивный пускатель

Реверсивный магнитный пускатель применяется для пуска асинхронного электродвигателя в двух направлениях вращения- в прямом и обратном. О технических характеристиках и о том, как работает магнитный пускатель рекомендую прочитать в нашей предыдущей статье.

Принцип работы

Реверсивная схема состоит из двух одинаковых пускателей. Один из которых при включении запускает электромотор в одну сторону, а второй- в обратную. По сути подключается также как и два одиночных. С той лишь разницей, что будет одна общая кнопка «стоп» и две пусковые кнопки «Назад» и «Вперед». А также применяются дополнительно блокировки: электрическая и механическая, для того что бы избежать возникновения короткого замыкания или аварийной ситуации при одновременном включении двух пускателей.

Почему возникнет КЗ? Для того что бы изменить вращение асинхронного электрического двигателя на противоположное, необходимо две фазы поменять местами. Например, на первом пускателе фазы подключены по очередности «А»- «В» -«С», то на втором что бы поменять направление вращения, нужно подключить по очередности «С»- «В» -«А», или «В»- «А»- «С», либо «А» -«С»- «В». Заменой двух фаз и занимается второй пускатель в схеме. А значит при одновременном выключении двух произойдет межфазное короткое замыкание. Что бы этого избежать, при помощи постоянно замкнутых контактов при включении магнитного пускателя делается разрыв цепи управления второго или электрическая блокировка. Но есть и механическая. Суть ее в том, что при включении одного пускателя- второй при помощи механического устройства блокируется.

Если Вы никогда не подключали пускатели, рекомендую сразу собрать схему состоящую из одного, что бы понять принципы работы, потом гораздо легче будет собрать реверс. Незабываем установить тепловое реле на фазы, отходящие к электродвигателю для его защиты . Рекомендую прочитать нашу статью «Схема подключения пускателя и теплореле«.

Можно поступить проще, купив в сборе в одном металлическом или пластиковом корпусе собранный реверсивный пускатель с кнопками. Вам останется только подключить провода электропитания и к тепловому реле- кабель на электромотор.

Схема реверсивного магнитного пускателя

Собрать схему несложно будет самостоятельно большинству людей. Единственное Вы должны учитывать, что механическую блокировку своими руками не сделать- необходимо приспособление заводского изготовления. В принципе достаточно будет и правильно собранной электрической блокировки.

Начнем рассматривать описание схемы с силовой части. На автомат приходит три разноименные фазы. Желтая «А», зеленная «В» и красная «С». Далее они идут на силовые контакты двух пускателей с обозначением КМ1 и КМ2. С другой стороны делаются 3 перемычки между центральными зелеными фазами, и между желтой на первом и красной на втором, а также между красным на первом и на втором желтым.

Далее фазы идут на электродвигатель через тепловое реле, которое контролирует ток только в 2 фазах. В контроле третей нет необходимости, потому что все три фазы тесно взаимосвязаны между собой. Проще говоря, рост тока в одной вызывает тоже самое в другой. Если ток потребляемый двигателем вырастет за безопасные пределы происходит размыкание цепи питания обоих катушек сразу.

Схема управления выполняет функцию включения-отключения силовых контактов КМ1 и КМ2. Она состоит из кнопок, блок контактов и катушки, которая при подаче на нее напряжения втягивает якорь, замыкающий контакты. При ее отключении размыкаются КМ1 или КМ2 под действием возвратной пружины.

Описываемая схема с катушкой на 380 Вольт, которая запитывается от 2 разных фаз. Если на катушке указано рабочее напряжение 220 Вольт, тогда для подключения используйте любую одну фазу и ноль.

В нашем случае одна зеленая фаза через контакт теплового реле идет напрямую на первые контакты обоих катушек.

Другая фаза на вторые контакты идет через общую кнопку «Стоп». И далее делаются перемычки на постоянно разомкнутые контакты кнопок «Вперед» и «Назад». От туда же на соответствующие пускатели подключаются провода на разомкнутые контакты в выключенном состоянии- КМ 1.3 и КМ 2.3. А со второй стороны этих блок контактов проводами соответственно подключаются ко вторым контактам пусковых кнопок.

Но для того что бы была электрическая блокировка, необходимо провод от пусковых кнопок к катушке не сразу подключать, а через постоянно замкнутые контакты другого пускателя.

При включении постоянно разомкнутые смыкаются, а постоянно сомкнутые наоборот размыкаются. Раньше все блок контакты делались на боковой стороне пускателя. Сегодня же для постоянно разомкнутого используется четвертый рядом с 3 силовыми контактами. А для постоянно замкнутого используется специальная приставка сверху над силовыми. Пример на картинке.

Как работает схема

При нажатии кнопки «Вперед» срабатывает катушка и включаются силовые контакты. Одновременно с этим происходит шунтирование пусковой кнопки постоянно разомкнутыми контактами пускателя КМ 1.3, благодаря чему при отпускании кнопки питание на катушку поступает по шунтированию.

После включения первого пускателя размыкаются контакты КМ 1.2, что обрубает катушку К2. В результате при нажатии на кнопку «Назад» ничего не происходит.

Для того что бы включить двигатель в обратную сторону надо нажать «Стоп» и обесточить К1. Все блок контакты вернуться в обратное положение, после этого можно включить мотор в обратном направлении. Аналогично при этом включается К2 и отключается блок контактами возможность включения катушки другого пускателя К1.

К2 включает силовые контакты КМ2, а К1- КМ1.

К кнопкам для подключения от пускателя необходимо проложить пяти жильный кабель.

Реверсивный пускатель часто встречается в оборудовании, обеспечивающем работу механизмов и агрегатов, в которых есть функциональное назначение изменения вращения вала электрического двигателя. Схема подключения магнитного пускателя с реверсивным пуском электродвигателя всегда является предметом изучения электриков-любителей и профессионалов для создания собственных конструкций.

В промышленности существует два вида магнитных пускателей: для прямого пуска асинхронного электродвигателя, а также для реверсного пуска электрического двигателя.

Нереверсивное подключение электродвигателя

Специалисты для лучшего понимания реверсного пуска электродвигателя предлагают рассмотреть, как работает нереверсивная схема включения электрического двигателя. В конкретном примере рассматривается пускатель с катушкой управления 220 вольт. Электродвигатель подключается к цепи по следующей цепочке:

• автоматический трехфазный выключатель;
• силовые клеммы пускателя (КМ);
• тепловое реле (ТР).

Катушка управления пускателя (КМ) с одной стороны подключена к рабочему нулю, а другая сторона через цепочку кнопок управления «Пуск» и «Стоп» — к фазе цепи.

Пост управления (КМ) имеет две кнопки: «Пуск» и «Стоп»:

• у кнопки «Пуск» контакты нормально разомкнутого вида;
• у кнопки «Стоп» контакты нормально замкнутого вида.

Нормально разомкнутый контакт катушки управления включается параллельно пусковой кнопке. Тепловое реле в этой схеме играет для электродвигателя защитную функцию от перегрузки и включено в разрыв питающей фазы. Контакт нормально замкнутый (ТР) включается в цепь катушки управления (КМ).

После включения автоматического трехфазного выключателя напряжение поступает на силовые контакты пускателя и в управляющую цепь катушки — схема приведена в рабочее состояние.

Нереверсивный запуск

Для осуществления пуска электрического двигателя оператору необходимо нажать кнопку «Пуск», тогда в управляющую цепь катушки поступает напряжение, цепь замыкается и срабатывает, втягивая якорь с одновременным замыканием шунтирующего контакта катушки управления. Силовые контакты электрического двигателя получают питание, он начинает вращаться.

Когда оператор отпускает кнопку «Пуск», обмотка (КМ) получает питание от его вспомогательного контакта, двигатель работает.

Остановка

Оператору для остановки нереверсивного двигателя надо нажать кнопку «Стоп», в этом случае происходит разрыв питания катушки управления (КМ), шунтирующий контакт размыкается, якорь катушки приходит в начальное положение, тем самым размыкая силовые контакты. На электродвигателе пропадает напряжение, он останавливается.

Кода отпускается кнопка «Стоп», контакт управляющей обмотки остается разомкнутым, ожидая следующего пуска электросхемы.

Как происходит защита двигателя при нереверсивном пуске

Защита электрического двигателя реализуется при помощи биметаллических контактов (ТР), они изгибаются при увеличении тока, и расцепитель воздействует на контакт в пусковой обмотке, прекращая подачу электрической энергии. Все контакты пускателя (КМ) возвращаются в начальное положение, а двигатель останавливается. Ниже представлена принципиальная схема подключенного электродвигателя с защитой.

В схеме защиты работы электрического двигателя предусматривается дополнительная защита управления пуском и остановкой механизма, это включение в цепь предохранителя, который реагирует на межвитковое замыкание катушки управления пускателя (КМ).

Устройство магнитного пускателя для реверсного пуска

Реверсивный магнитный пускатель имеет функциональное назначение — запуск электрического двигателя, а также других механизмов, у которых есть функциональное назначение работы в прямом и обратном направлении с изменением вращения вала двигателя. Пускатель выполняет коммутационную функцию силовыми контактами и подачу напряжения на двигатель.

В отличие от контакторов пускатель используется как защита при частых пусках и остановках механизмов и устройств. Пускатели марки ПМЛ широко применяются в схемах реверса трехфазного двигателя для реализации дистанционного пуска в насосных станциях, в башенных кранах и вентиляционных системах, в других механизмах.

Магнитный пускатель в своей конструкции имеет следующие функциональные составляющие:

• электромагнитная часть с катушкой и подвижным якорем, нормально разомкнутый магнитопровод;
• главные силовые контакты, назначение которых — соединение и отключение фаз электродвигателя при пуске и остановке. Реверсивные магнитные пускатели в своем устройстве могут иметь контакты в верхней части конструкции и на стороне обмотки якоря (КМ);
• блок-контакты функционально предназначены для коммутации цепи управления;
• переход в начальное положение пускатель осуществляет при помощи возвратного механизма, это пружина, которую якорь катушки управления (КМ) возвращает в начальное положение, размыкая все контакты.

Как подключается реверсивный пускатель

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя необходима для работы электрического двигателя в прямом, а также в обратном направлении. Подключить этот вид пускового устройства для специалиста не составит труда. Очень часто в промышленности реверсивное подключение используется для работы станочного оборудования разного вида (сверлильный, токарный станок и др.). Реверсивная схема реализуется в работе лифтов не бытового назначения.

Реверсивные пускатели имеют отличие в подключении, это дополнительная цепочка управления, а также разница соединения силовой части. В схеме реализована защита от короткого замыкания, это контакты КМ1.2 и КМ2.2, которые имеют нормально замкнутый вид и размещены на пускателях КМ1 и КМ2. Реверсивная схема, представленная на фото, имеет цветовое отличие силовой и управляющей цепей:

Как происходит включение

Схему реверса асинхронного двигателя можно образно разбить на этапы включения: выключатель (QF1) переводим в рабочее положение, в этом случае все реверсивные магнитные пускатели на силовых контактах получают напряжения КМ1 и КМ2 и остаются в таком положении.

Одна фаза задействована в цепи управления обмоток пускателей, ее прохождение:

• защитный автомат (SF1) — кнопка «Стоп» (SB1) — контактная группа №3 (функционируют с кнопками (SB2) и (SB3);
• контакт 1ЗНО в пускателях КМ1 и КМ2 становится в ожидание — у него дежурное значение;
• пускатель реверсивный готов к работе.

Как происходит переключение

Схема реверса электродвигателя предусматривает следующие манипуляции в пускателе: когда оператор нажимает кнопку SB2, он дает питание управления катушкой пускателя (КМ1), далее срабатывают нормально разомкнутые контакты и размыкаются нормально замкнутые контакты в конфигурации КМ1, катушка обеспечивает «подпитку», и питание через силовые контакты поступает на мотор, он начинает вращение.

Если возникла рабочая необходимость сделать реверс электродвигателя, оператору надо поменять приложение силовых контактов (фаз), это реализуется при помощи КМ2. Важно! Всегда, когда делается подключение двигателя для обратного вращения, должна происходить его остановка, это достигается отключением в управлении обмотки КМ1 фазы №1, контакты пускателя занимают начальное положение, электродвигатель обесточен.

Оператор, нажимая кнопку SB3, подает питание на управление обмоткой КМ2, а оно изменяет включение силовых контактов «фаза №2» и «фаза №3» для подключения трехфазного электродвигателя. Он начинает вращение в другом направлении до тех пор, пока не произойдет размыкание контактов управления обмоткой.

Защита работы реверсного включения электродвигателя

Всегда, перед тем как изменить порядок подключения 3-фазного двигателя, изменяя порядок фаз на обмотках электродвигателя, надо его остановить. Это реализуют в схеме включения нормально замкнутые контакты, которые «подстраховывают» работу оператора и не допускают межфазного замыкания в электрическом двигателе, когда происходит реверсирование его подсоединения. В рассмотренной схеме подключения реверсного пускателя видно, что работать может только один пускатель.

Ежедневно происходит работа по подключению электродвигателей прямого и обратного вращения, схема включения пускателей не составляет сложностей для квалифицированных электриков. Необходимо всегда помнить, что должна реализовываться функция остановки двигателя перед его обратным вращением.

Устройства, которые предназначены (основное их назначение) для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для управления асинхронными электродвигателями с напряжением питания до 600 В. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Кроме того, в них довольно часто встраивается тепловое реле для защиты электрических машин от перегрузки по току в длительном режиме.

Магнитные пускатели могут выпускаться в различных исполнениях:

• Реверсивные;
• Не реверсивные;
• Защищенного типа – устанавливаются в помещениях, где в окружающей среде не содержится большого количества пыли;
• Пыленепроницаемые – устанавливаются в местах, где они не будут подвергаться прямому воздействию на них солнца, дождя, снега (при наружном размещении располагаются под навесом);
• Открытого типа – предназначены для установки в местах, защищенных от попаданий посторонних предметов а также пыли (шкафы электрические и прочее оборудование)

Устройство магнитного пускателя

Устройство магнитного пускателя довольно простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, пластмассового корпуса, механических индикаторов включения, а также основных и вспомогательных блок – контактов.

Принцип работы магнитного пускателя

Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:

При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.

Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.

Схемы включения магнитных пускателей

Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:

Принцип работы данной схемы довольно прост: при замыкании автоматического выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного пускателя. Предохранитель PU обеспечивает защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт тепловых реле Р замкнут. Итак, для запуска асинхронника нажимаем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного пускателя КМ начинает протекать ток, сердечник втягивается, тем самым замыкая силовые контакты КМ, а также блок контакт БК. Блок контакт БК нужен для того, чтоб замкнуть цепь управления, поскольку кнопка после того как ее отпустят, вернется в исходное положение. Для остановки этой электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления.

При длительном токе перегрузке сработает тепловой датчик Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приведет к остановке машины.

При схеме включения приведенной выше следует учесть напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а двигателя (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему употреблять нельзя, а можно применить с нейтральным проводником, а если в обмотки двигателя соединены треугольником (220 В), то данная система вполне жизнеспособна.

Схема с нейтральным проводником:

Единственное отличие этих схем включения, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска вместо кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.

Посмотреть как подключить не реверсивное магнитное пусковое устройство вы можете здесь:

Советы по монтажу магнитных пускателей

При монтаже магнитных пусковых устройств с тепловыми реле необходимо устанавливать с минимальной разностью температур окружающей среды между электродвигателем и магнитным пусковым устройством.

Нежелательна установка магнитных устройств в местах подверженных сильным ударам или вибрациям, а также рядом с мощными электромагнитными аппаратами, токи которых превышают 150 А, так как они при срабатывании создают довольно большие удары и толчки.

Для нормальной работы теплового реле температура окружающей среды не должна превышать 40 0 С. Также не рекомендуется установка рядом с нагревательными элементами (реостаты) и не устанавливать их в наиболее нагреваемых частях шкафа, например вверху шкафа.

Сравнение магнитного и гибридного пускателя: