Монтажная схема реверса асинхронного двигателя 380 вольт с отдельным блоком кнопок

Сегодня мы с Вами попробуем собрать монтажную схему (для запуска и реверса асинхронного двигателя 380 вольт) с блоком кнопок, расположенным отдельно (вдали) от места установки пускателей. Что нам для этого понадобится Два магнитных пускателя, у которых имеется только один дополнительный нормально-открытый контакт — в магазинах сейчас в основном только такие.

Два дополнительных контакта с нормально-закрытыми контактами (для электрической блокировки магнитных пускателей).

Тепловое реле (для защиты электродвигателя от перегрузок) Выносной кнопочный пост с 3-мя кнопками («вперёд», «назад» и «стоп»). Блок зажимов (например ТВ25-04) для присоединения кабеля выносного кнопочного поста в шкафу управления (но можно обойтись и без него).  Существуют уже готовые решения, когда пускатели и кнопки управления расположены в одном корпусе, они уже собраны в схему на заводе изготовителе. К такому корпусу нужно подключить все

Что нам для этого понадобится

• Два магнитных пускателя, у которых только один лишний нормально разомкнутый контакт, сейчас в основном только в магазинах.
• Два дополнительных контакта с нормально замкнутыми контактами (для электрической блокировки магнитных пускателей).
• Тепловое реле (для защиты двигателя от перегрузки)
• Дистанционно-управляемая кнопочная стойка с 3 кнопками («вперед», «назад» и «стоп»).
• Клеммная колодка (например, ТВ25-04) для подключения кабеля к выносной кнопочной станции в шкафу управления (но можно обойтись и без нее).

Есть уже готовые решения, когда пускатели и кнопки управления размещены в одном корпусе, уже на заводе собраны в схему. К такому корпусу нужно подключить всего два кабеля – один кабель, по которому подается напряжение, и другой кабель, который уже подключен к электродвигателю.

Но иногда удобнее управлять приводом электродвигателя с определенного расстояния, для этого часто приходится собирать электрическую цепь самостоятельно (или ремонтировать, как здесь, на стройке).

Реверсивная схема запуска асинхронного электродвигателя

Как и обещал в предыдущей статье, привожу схему реверсивного пуска асинхронного двигателя с помощью двух магнитных пускателей.

Принцип действия аналогичен необратимому пуску, поэтому подробно останавливаться не будем. Основное отличие заключается в использовании дополнительных блокирующих контактов КМ1:5 и КМ2:5 .

Известно, что для изменения направления вращения необходимо изменить чередование фаз (на схеме выше фазы А и С поменяны местами). А при одновременном включении обоих магнитных пускателей произойдет короткое замыкание на контактах магнитного пускателя КМ1:1. 3 / км2:1. 3.

Для защиты от случайного включения реверса в цепи питания катушек КМ1 и КМ2 включены нормально замкнутые контакты КМ1:5 и КМ2:5.

Например, при нажатии кнопки SB2:1 «Вперед» контакты КМ1:5 размыкаются, и только потом замыкаются силовые контакты КМ1:1.3 и блок контактов КМ1:4. Нажатие кнопки SB3:1 «Назад» не приведет к включению второго магнитного пускателя, а следовательно, к короткому замыканию.

Для запуска двигателя в обратном направлении необходимо остановить двигатель, нажав кнопку SB1:1 «Стоп«.

Возможна также вариация вышеописанной схемы с использованием блокирующих контактов на кнопках, а не на магнитных пускателях. Как видите, разница в схеме минимальна. Только работа другая. Теперь для изменения направления вращения не нужно нажимать кнопку SB1: 1 «Стоп« .

Например, если двигатель вращался «вперед», то при нажатии кнопки SB3 «Назад» сначала размыкается блокирующий контакт SB3:2, что отключит магнитный пускатель КМ1, и только потом замыкаются контакты SB3: 1, который включит стартер КМ2.

Где применяется реверс

Легче перечислить случаи, когда реверс не используется. Почти вся механика построена на передаче крутящего момента по часовой стрелке и наоборот. Это может включать:

• Бытовая техника: стиральные машины, аудиоплееры.
• Электроинструменты: дрели реверсивные, отвертки, гаечные ключи.
• Станки: сверлильные, токарные, фрезерные.
• Транспортное средство.
• Спецтехника: крановое оборудование, лебедки.
• Элементы автоматики.
• Робототехника.

Ситуация, с которой чаще всего сталкивается на практике обычный человек, — это необходимость собрать схему подключения инвертированного асинхронного электродвигателя переменного тока или коллекторного двигателя постоянного тока.

Разновидности простейших движков-трансформаторов

Двигатели переменного тока могут быть синхронными. Схема проще, а мотор дешевле. Хотя все асинхронные двигатели содержат статор, аналогичный синхронной машине, конструкция ротора определяет их существенное отличие от них.

Его не нужно каким-то образом намагничивать, как это делается в синхронном двигателе. Несмотря на различия моделей асинхронных машин, конструкция их ротора соответствует короткозамкнутой вторичной обмотке.

Самый простой вариант – ротор с короткозамкнутым ротором. Его можно просто отлить из ферромагнитного материала и правильно обработать. Сплавы на основе железа проводят электричество и взаимодействуют с магнитным полем. Цельнометаллическая конструкция имеет следующие преимущества:

• самый простой в производстве и по этой причине имеет минимальную стоимость;
• лучше всего выдерживает силы, возникающие при работе двигателя;
• хорошо разгоняется за счет эффективного взаимодействия магнитных полей.

Как преодолеваются недостатки болванки

Однако совершенно очевидно, что такой короткозамкнутый ротор не будет лучшим проводником токов, наводимых статором. Сплавы железа проводят электричество намного хуже, чем алюминий или медь. Кроме того, недаром магнитопроводы трансформаторов делают из стальных пластин, а не из цилиндрических заготовок.

Вихревые токи нагревают литой металл и снижают общий КПД электроустановки. Поэтому недостатки массивности конструкции из сплава железа конструктивно учитываются наиболее экономичным двигателем с короткозамкнутым ротором.

В таком электродвигателе используются алюминиевые или медные детали. Функции в отношении формирования магнитного поля и линии электропередач конструктивно разделены. Для получения переменного магнитного поля с малыми потерями по аналогии с трансформаторами используются тонкие пластины с изоляцией. Каждая из них содержит углубления и эквивалентна по форме поперечному сечению ротора. Материал трансформаторная сталь.

Как получается беличье колесо (клетка)

После сборки пластин получается рифленый цилиндр. Они образованы углублениями, куда помещаются алюминиевые или медные стержни. На концы цилиндра надеты пластины или кольца из того же металла, что и стержни, концы которых прикреплены к ним.

Таким образом, каждая пара диаметрально противоположных стержней создает короткозамкнутую катушку. Его сопротивление наведенному току намного меньше, чем у сплава железа. Брусья с тарелками выглядят как беличья клетка.

Поэтому двигатель с короткозамкнутым ротором такой конструкции имеет меньшие потери и по этой причине широко используется. Но сходство этого электродвигателя с асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, аналогичным обычному нагруженному силовому трансформатору, ограничивается применением в некоторых электрических сетях.

Не все из них выдерживают большой пусковой ток. Если асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором запустить одновременно, величина тока будет большой и сравнимой с коротким замыканием.

В начале пуска происходит процесс, аналогичный включению трансформатора с короткозамкнутой вторичной обмоткой. В этом исходном положении магнитное поле почти стационарно, и в связи с этим так называемое скольжение оказывается наибольшим.

Неподвижный короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя создает при запуске сильнейшее электромагнитное поле. Ведь он состоит из листовой стали, отличающейся минимальными вихревыми потерями, а беличье колесо отличается минимальным электрическим сопротивлением.

Реверс электродвигателя — полное описание функций реверсирования

Реверс – это изменение направления вращения электродвигателя. Реверсирование можно осуществить изменением полярности питающего напряжения, поступающего на пускатель. Это могут быть регуляторы, используемые для двигателей постоянного тока.

Реверсирование может быть выполнено с помощью реверса фазы в сети переменного тока. Это действие выполняется автоматически при изменении полярности опорного сигнала или после получения определенной команды на желаемом логическом входе.

Реверсирование может осуществляться с использованием информации, передаваемой по полевой шине, эта возможность входит в определенный набор стандартных функций и присуща большинству современных регуляторов, применяемых в цепях переменного тока.

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка фаз, независимо от того, как соединены обмотки статора — звезда или треугольник.

Например, если на входные клеммы 1, 2 и 3 подать фазы А, В, С, то вращение будет (предполагается) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1 и 3, то против часовой стрелки.

Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в распределительной коробке и физически переставлять провода.

Распространено подключение трехфазных асинхронных машин на 380 вольт с магнитным пускателем, где три контакта находятся на одном корпусе и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой обратной катушки — магнитного соленоида, работающего от и 380 и 220 вольт.

Это избавляет оператора от тесного контакта с токоведущими частями, что может быть небезопасно при токах свыше 20 ампер.

Для реверсивного пуска используется пара стартеров. Зажимы напряжения питания на вводе соединены по прямой линии: 1–1, 2–2, 3–3. А в конце наоборот: 4-5, 5-4, 6-6.

Во избежание короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на обратные катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Чтобы при замыкании основной группы контактов линия, идущая на соленоид соседнего блока, была разомкнута.

На панели управления установлена ​​трехкнопочная панель с одним положением — одно действие на одно нажатие — кнопки: одна «Стоп» и две «Старт». Проводка выглядит следующим образом:

• фазный провод подводится к кнопке «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перескакивает с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
• От кнопки «Стоп» к вспомогательным контактам пускателей идут два провода, которые замыкаются при срабатывании. Это обеспечивает блокировку.
• От кнопки «Пуск» по проводу к вспомогательным контактам пускателей, которые размыкаются при срабатывании.

Реверс однофазных синхронных машин

Для запуска этим двигателям необходима вторая обмотка на статоре, в цепь которой включен фазосдвигающий элемент, обычно бумажный конденсатор. Реверсировать можно только те, где обе обмотки статора равны — по диаметру провода, количеству витков, а также при условии, что одна из них не отключается после набора витков.

Суть реверсивной схемы в том, что фазосдвигающий конденсатор будет подключен к одной из обмоток, затем к другой. Например, рассмотрим асинхронный однофазный двигатель АИРЭ 80С2 мощностью 2,2 кВт.

В распределительной коробке имеется шесть резьбовых клемм, обозначенных буквами W2 и W1, U1 и U2, V1 и V2. Чтобы заставить двигатель вращаться по часовой стрелке, коммутация выглядит следующим образом:

• Сетевое напряжение подается на клеммы W2 и V1.
• Концы обмотки подключаются к клеммам U1 и U2. Для его управления их соединяют перемычками по схеме U1-W2 и U2-V1.
• Концы второй обмотки подключаются к клеммам W2 и V2.
• Конденсатор с изменяемой фазой подключен к клеммам V1 и V2.
• Терминал W1 остается свободным.

Для вращения против часовой стрелки измените положение перемычек, они расположены по схеме W2–U2 и U1–W1. Схема автоматического реверса также построена на двух магнитных пускателях и трех кнопках – двух нормально разомкнутых «Пуск» и одной нормально замкнутой «Стоп».

Реверс коллекторных двигателей

Схема питания обмоток аналогична той, что используется в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением. Одна токосъемная щетка коллектора подключена к обмотке статора, а на другую щетку и другой вывод обмотки статора подается напряжение питания.

При изменении положения вилки в розетке магниты ротора и статора меняются местами одновременно. Поэтому направление вращения не меняется. Так же, как это происходит в двигателе постоянного тока при одновременном изменении полярности питающих напряжений на обмотках возбуждения и якоря.

Необходимо изменить порядок фазы — ноль только в одном элементе электрической машины — коллекторе, что обеспечивает не только пространственное, но и электрическое разделение проводников — обмотки якоря изолированы друг от друга. На практике это делается двумя способами:

1. Физическое изменение расположения кистей. Это нерационально, так как связано с необходимостью внесения изменений в конструкцию устройства. Кроме того, это приводит к преждевременному выходу из строя щеток, так как форма износа на их рабочем конце не соответствует форме контактной поверхности.
2. Изменение положения перемычки между щеточным узлом и обмоткой возбуждения в клеммной коробке, а также точки подключения сетевого кабеля. Может быть реализован с одним многопозиционным переключателем или двумя магнитными пускателями.

Не забывайте, что все работы по перестановке перемычек в распределительной коробке или подключению реверсивной цепи необходимо проводить при полном обесточивании.

Реверсивная схема подключения электродвигателя

Направление вращения вала двигателя иногда необходимо изменить. Для этого нужна обратная схема подключения. Его тип зависит от того, какой у вас двигатель: постоянного или переменного тока, 220В или 380В. А обратная сторона трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть, устроена совершенно иначе.

Переменная сеть: мотор 380 к сети 380

Для обратного включения трехфазного асинхронного электродвигателя начнем со схемы его включения без реверса. Такое расположение позволяет оси вращаться только в одном направлении – вперед. Чтобы он превратился в другой, нужно переключить две фазы. Но в электрике принято менять только А и В, несмотря на то, что замена А на С и В на С приведет к тому же результату. Схематично это будет выглядеть так:

Для подключения также необходимо:

• Магнитный пускатель (или контактор) — КМ2;
• Трехкнопочная станция, состоящая из двух нормально замкнутых и одного нормально разомкнутого контактов (добавлена ​​кнопка Start2).

Схема обратного подключения мало чем отличается от простой. Основное отличие заключается в электрической блокировке. Необходимо предотвратить запуск двигателя одновременно в двух направлениях, что приведет к поломке. Конструктивно блокировка представляет собой блок выводов магнитных пускателей, соединенных в цепь управления.

Как запустить двигатель:

1. Включите машины AB1 и AB2;
2. Нажмите Start1 (SB1) для вращения по часовой стрелке или Start2 (SB2) для вращения против часовой стрелки;
3. Двигатель работает.

Если вам нужно изменить направление, сначала нажмите кнопку «СТОП». Затем нажмите еще одну кнопку запуска. Электрическая блокировка не позволит ему активироваться, пока двигатель не будет выключен.

Переменная сеть: электродвигатель 220 к сети 220

Противоположность электродвигателю 220В возможна только в том случае, если провода обмотки находятся вне дома. На рисунке ниже показана схема однофазного подключения, когда пусковая и рабочая обмотки размещены внутри и не имеют выводов наружу. Если это ваш вариант, вы не сможете изменить направление вращения вала.

Во всех остальных случаях для реверсирования однофазного конденсатора АД необходимо изменить направление рабочей обмотки. Для этого вам нужно:

• Машина;
• Пуговичные вставки;
• Контакторы.

Схема для однофазного устройства почти ничем не отличается от представленной для трехфазного асинхронного двигателя. Ранее мы поменяли местами фазы: А и В. Теперь при смене направления вместо фазного провода с одной стороны рабочей обмотки будет подключен ноль, а с другой вместо нулевой фазы. Наоборот.

Переменная сеть: 380В к 220В

Для подключения трехфазного асинхронного двигателя к сети 220В необходимо использовать один или два конденсатора для компенсации пропадающей фазы: рабочий и пусковой. Направление вращения зависит от того, к чему подключена третья обмотка.

Чтобы заставить вал вращаться в другую сторону, обмотку № 3 необходимо подключить конденсатором к двухпозиционному кулисному переключателю. Он должен иметь два контакта, подключенных к обмоткам №1 и №2. Подробная схема показана ниже.

Такой мотор будет играть роль однофазного, так как подключение выполнено с помощью однофазного провода.

Для его запуска переведите тумблер реверса в нужное положение («вперед» или «назад»), затем переведите тумблер «пуск» в положение «включено».

При запуске нужно нажать одноименную кнопку — «старт». Нельзя удерживать ее более трех секунд. Этого будет достаточно для разгона.

Постоянный электроток: особенности

Двигатели постоянного тока подключить сложнее, чем двигатели с питанием от переменной сети. Потому что для того, чтобы соединить обмотки, нужно точно знать, какой марки ваш прибор. Только после этого можно найти подходящий вариант. Но в любом электродвигателе постоянного тока есть якорь и обмотка возбуждения. По способу включения они делятся на блоки:

• с независимым напряжением,
• с независимым возбуждением (делятся на три дополнительные группы: последовательное, параллельное и смешанное включение).

Двигатели постоянного тока с независимым возбуждением (схематично показаны ниже) используются в промышленности. Их обмотка никак не связана с якорем, поскольку подключена к другому электрическому источнику.

Однофазные силовые двигатели с параллельным намагничиванием применяются в станках и вентиляторах. Нет необходимости в другом источнике. В электротранспорте применяют устройства с последовательным возбуждением. Если одна обмотка параллельна якорю, а другая последовательно, то такой способ соединения является смешанным. Это редкость.

Все способы включения двигателей постоянного тока обратимы:

• При последовательном возбуждении необходимо изменить направление тока либо в обмотке возбуждения, либо в якоре;
• Во всех остальных случаях рекомендуется менять обмотку только в якоре. Если менять обмотку, есть риск ее обрыва. Это приведет к резкому увеличению электродвижущей силы, что приведет к повреждению изоляции.

Аналогичным образом осуществляется реверсирование двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

Помните, что ток в розетке переменный. Но это не значит, что она переменная во всех электроприборах, оснащенных электродвигателем и входящих в его состав. Ток из фазы переменного тока может стать постоянным, проходя через выпрямитель. Фазного тока может вообще не быть, если двигатель питается от аккумулятора.

Ошибки при подключении реверсивных пускателей

На схеме выше подключение электродвигателей выполнено с ошибками, рассмотрим некоторые из них:

1. Нет тепловых реле — при перегрузке или заклинивании механизмов электродвигателей они (электродвигатели) могут просто сгореть, что грозит простоем оборудования и дорогостоящим ремонтом.

2. Нет ни электрической, ни механической блокировки пускателей — при случайном нажатии не той кнопки одновременно включаются два пускателя (одного из электродвигателей) — происходит короткое замыкание (КЗ), первоначальный срабатывает автоматический выключатель и оба электродвигателя (а иногда и выключатель в щитке «проводит», и вся стройка обесточивается).

Механическая блокировка пускателей

Для механической блокировки пускателей предусмотрены специальные устройства, соединяющие два пускателя.

Пока один из пускателей включен, другой пускатель не сможет включиться, даже если через катушку протекает ток.

Чтобы катушка пускателя не сгорела, в цепи управления должен быть предохранитель (или автоматический выключатель, обычно для защиты достаточно автоматического выключателя на 6А).

Механическая блокировка пускателейМеханическая блокировка пускателейМеханическая блокировка, устанавливаемая между пускателямиМеханическая блокировка, устанавливаемая между пускателями

Электрическая схема реверсивного пускателя

Например, рассмотрим схему реверсивного пускателя с электрическим контактным замком.

схема реверсивного пускателя с электрической блокировкой контактов схема реверсивного пускателя с электрической блокировкой контактов

Для подключения электродвигателя к 3-х фазной сети нулевой рабочий проводник не используют, а используют нулевой защитный проводник (защитное заземление), для этого подбирают 4-х жильный кабель необходимого сечения. В пускателях без нулевого проводника используются катушки на 400 (380) вольт, которые включаются между двумя фазами.

Для реверсирования (изменения направления вращения) электродвигателя используются магнитные пускатели, подающие напряжение на электродвигатель, изменяя последовательность фаз .

При включении пускателя ПМ 1 на двигатель подается напряжение L1-L2-L3 — двигатель вращается в одну сторону, при включении пускателя ПМ 2 чередование фаз меняется на L3-L2-L1, и двигатель вращается в противоположном направлении.

С одной из фаз (L1) через предохранитель подается напряжение на нормально замкнутый контакт теплового реле, затем на нормально замкнутый контакт кнопки «Пуск».

Нормально замкнутые контакты РМ 1.2 и РМ 2.2 находятся в нормальном (замкнутом) положении, так как оба пускателя обесточены.

При нажатии кнопки «Вперед» через катушку пускателя РМ 1 начинает протекать ток, пускатель включается, контакты РМ 1.1 замыкаются («происходит самоподхват»), электродвигатель начинает вращаться «Вперед». Контакты РМ 1.2 разомкнуты (выполнить электрическую блокировку пускателя РМ 2).

При нажатии кнопки «Назад» ничего не произойдет — ток через разомкнутые контакты ПМ 1.2 не пойдет.

При нажатии кнопки «Стоп» схема вернется в исходное состояние.

Теперь снова включить электродвигатель можно любой кнопкой, например кнопкой «Назад».

Контакты PM 2.1 будут удерживать пускатель PM 2 во включенном состоянии, а контакты PM 2.2 будут «блокировать» (разрывать цепь управления) пускатель PM 1.

Читайте также: Реле поворотов: как работает, неисправности, ремонт

Кнопочный пост регулировки

Представим другое видение реализации реверса — для кнопочной записи. Этот элемент отвечает за обеспечение реверса в трехфазных электродвигателях и обладает всеми характеристиками, характерными для управляемого компонента. Каждая такая система имеет кнопочные контакты с определенной раскладкой, которые фактически связаны с одной кнопочной стойкой.

Принцип работы этой своеобразной системы имеет много общих черт с процессом работы других элементов схемы управления (в том числе и реверсивной). Запуск контактора магнитного пускателя осуществляется с помощью управляющего импульса, поступающего сразу после нажатия клавиши «Пуск». Эта кнопка отвечает за быструю подачу напряжения на медную катушку управления.

Схема подключения кнопочного поста

Контактор во включенном состоянии способен работать длительное время. Эта функция стала возможной благодаря применению принципа самовозврата. Суть его заключается в параллельном подключении дополнительного контакта к пусковой кнопке для надежной подачи напряжения на обмотку. Эта функция позволяет вам просто нажать клавишу «Пуск» и не удерживать ее после этого.

В результате магнитный пускатель отключается только после разрыва цепи управления катушкой. Эта функция вызывает еще одну потребность – наличие кнопки с размыкающим контактом. Исходя из этого, все клавиши управления, входящие в состав кнопочной колонки, снабжены двумя парами контактов:

• НЕТ — нормально открытый;
• НС — нормально закрытый.

Кнопки выполнены в универсальном исполнении, чтобы обеспечить немедленный реверс двигателя, в любой момент, когда в этом возникнет необходимость.

Клавиша, которая работает для выключения, помечена как «Стоп» и окрашена в красный цвет. Чтобы включить реверс, нажмите «Назад» на пульте (если нужно просто запустить — просто «Старт» или «Вперед»).

Также стоит отметить, что кнопочный пост активно используется при реализации нереверсивной схемы работы двигателя, то есть когда вал вращается только в одну сторону.

Три наиболее популярные схемы управления асинхронным двигателем

Все электрические принципиальные схемы машин, установок и машин содержат определенный набор типовых блоков и узлов, которые определенным образом сочетаются друг с другом. В релейно-контакторных схемах основными элементами управления двигателем являются электромагнитные пускатели и реле.

Чаще всего в качестве привода машин и установок применяют трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели просты в сборке, обслуживании и ремонте. Они удовлетворяют большинству требований к электрической работе станков.

Основными недостатками асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются большие пусковые токи (в 5-7 раз выше номинального тока) и невозможность плавного изменения частоты вращения двигателей простыми способами.

С появлением и активным внедрением в электрические цепи преобразователей частоты такие двигатели стали активно вытеснять другие типы двигателей (асинхронные с фазным ротором и двигатели постоянного тока) с электростанций, где необходимо было ограничивать пусковые токи и плавно регулировать скорость вращения во время работы.

Одним из преимуществ использования асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является то, что их легко включить в сеть. Достаточно подать трехфазное напряжение на статор двигателя, и двигатель сразу же запустится.

В самом простом варианте для включения можно использовать трехфазный блейд-выключатель или пакетный выключатель. Но эти устройства при своей простоте и надежности относятся к устройствам с ручным управлением.

В схемах станков и установок часто необходимо предусмотреть работу того или иного двигателя в автоматическом цикле, обеспечить последовательность включения нескольких двигателей, автоматическое изменение направления вращения ротора двигателя (реверс) и так далее

Обеспечить все эти функции блоками ручного управления не представляется возможным, хотя в ряде старых металлорежущих станков тот же реверс и переключение числа пар полюсов для изменения скорости вращения ротора двигателя осуществляется очень часто с помощью пакетные переключатели.

Автоматические выключатели и автоматические выключатели часто используются в качестве вводных устройств, подающих напряжение в цепь машины. Тем не менее операции по управлению двигателем выполняются электромагнитными пускателями.

Включение двигателя через электромагнитный пускатель помимо всех удобств управления дает еще и нулевую защиту. Что это такое, будет рассмотрено ниже.

Чаще всего в машинах, установках и машинах применяют три электрические схемы:

1. схема управления нереверсивным двигателем с помощью электромагнитного пускателя и двух кнопок «пуск» и «стоп”,
2. схема управления реверсивным двигателем с помощью двух пускателей (или одного реверсивного пускателя) и трех кнопок.
3. схема управления реверсивным двигателем с использованием двух пускателей (или реверсивного пускателя) и трех кнопок, две из которых используют сдвоенные контакты.

Разберем принцип действия всех этих схем.

1. Схема управления двигателем с помощью магнитного пускателя

При нажатии на кнопку SB2 «Пуск» катушка пускателя активируется напряжением 220 В, т к оно оказывается включенным между фазой С и нулем (N). Подвижная часть пускателя притягивается к неподвижной части, замыкая контакты.

Силовые контакты стартера подают напряжение на двигатель, а блокировка замыкается параллельно кнопке «Пуск». Благодаря этому при отпускании кнопки катушка пускателя не теряет ток, т.к ток в этом случае идет через блокирующий контакт.

Если блокирующий контакт не был подключен параллельно кнопке (по каким-то причинам отсутствовал), то при отпускании кнопки «Пуск» катушка теряет питание и в цепи двигателя размыкаются силовые контакты пускателя, после чего он выключается. Такой режим работы называется «прыгающий». Он используется в некоторых установках, например, в устройствах с кран-балками.

Останов работающего двигателя после пуска по цепи с блокирующим контактом осуществляется с помощью кнопки SB1 «Стоп». При этом кнопка создает разрыв в цепи, магнитный пускатель теряет питание и силовыми контактами отключает двигатель от сети.

В случае отключения электроэнергии по тем или иным причинам отключается и магнитный пускатель, ведь это равносильно нажатию кнопки стоп и созданию разрыва цепи. Остановка двигателя и повторный его запуск при наличии напряжения возможны только нажатием кнопки SB2 «Пуск». Таким образом, магнитный пускатель обеспечивает т н. «нулевая защита».

Если бы его не было в цепи, а двигатель управлялся ножевым переключателем или пакетным переключателем, двигатель запускался автоматически при восстановлении напряжения, что представляло серьезную опасность для обслуживающего персонала. См здесь для более подробной информации — защита от пониженного напряжения.

2. Схема управления реверсивным двигателем с помощью двух магнитных пускателей

Схема работает так же, как и предыдущая. Изменение направления вращения (реверс) изменяет ротор двигателя при изменении последовательности фаз на статоре. При включении пускателя КМ1 приходят фазы двигателя — А, В, С, а при включении пускателя КМ2 порядок фаз меняется на С, В, А.

Плюсы использования магнитных пускателей

Основным элементом в схемах подключения реверсивных двигателей является магнитный пускатель. Использование этих устройств позволяет решить ряд задач:

• Одновременное подключение трех фаз.
• Реализация коммутации больших токов малыми сигналами. Некоторые устройства могут коммутировать токи порядка сотен ампер, а ток, необходимый для возбуждения катушки, редко превышает один ампер.
• Дистанционный запуск. Благодаря конструкции пускателя и малым токам включения кнопки управления могут быть размещены на расстоянии нескольких сотен метров от электродвигателя, что в свою очередь обеспечивает не только удобство эксплуатации, но и безопасность оператора.
• Нулевая защита. При отключении напряжения во время работы, например, из-за срабатывания токовой защиты, после восстановления подачи питания механизм начнет работать самопроизвольно, что может привести не только к повреждению оборудования, но и к травмам человека. Использование контактора исключает эту возможность, так как после отключения электроэнергии он отключится и сохранит свое состояние до тех пор, пока оператор не нажмет кнопку пуска.
• Универсальность. Катушки для того или иного типа пускателя имеют одинаковые характеристики и конструкцию, но рабочее напряжение может быть разным. Благодаря этому, установив правильную катушку, контактор можно использовать в разных сетях. Об этой особенности следует помнить при замене одного пускателя на другой, так как внешне одинаковые агрегаты могут иметь разное рабочее напряжение.
  

Чем обусловлено реверсивное включение трехфазного двигателя

Для начала посмотрим поверхностно, что вызывает обратное? Это связано с заменой 2-х проводов местами, как правило, в маркировке коробки двигателя.

На фото: образец коробки этикетки со звездообразным соединением».

На рисунке выше мы видим, что начала обмоток (С1, С3, С5) свободны для включения в сеть. Концы обмоток (С2, С4, С6) соединены между собой.

На фото: подключение с прямым подключением двигателя к сети.

На рисунке цветными кружками обозначены контакты для соединения фаз. Желтым цветом обозначена фаза А, и она подключена к контакту С1, зеленым — фаза В (С3), желтым — фаза С (С5).

Соблюдая вышеуказанные условия, будем переключать все 2 фазы и подключать следующим образом. Фаза А остается на месте, контакт С1, фаза В кладется на контакт С5, а фаза С кладется на контакт С3.

На фото: соединение звездой с обратным соединением.

Таким образом получается, что нам нужно 2 стартера. Один пускатель необходим для прямого переключения, а другой для обратного.

Модели пускателей

Теперь рассмотрим некоторые модели контакторов, которые используются для быстрой регулировки работы двигателей, в том числе и на реверс.

ПМЛ 2100

Контактор общепромышленного назначения, осуществляет коммутацию электрических токов. В конструкцию эффективного управления трехфазными электродвигателями с короткозамкнутым ротором входят:

• запуск;
• останавливаться;
• задний ход

ПМЛ 2100

Магнитный пускатель ПМЛ 2100 на 380 вольт имеет следующие параметры:

• ток — В — 25А;
• максимальная потребляемая мощность — 11 кВт;
• IP20 — степень защиты;
• долговечность – 1 миллион рабочих циклов;
• винтовое крепление или DIN-рейка.

ПМЛ 1100

Рабочее напряжение устройства 220В переменного тока, реализовано 2 варианта: реверсивного и нереверсивного действия. Одна из самых простых модификаций рассчитана на 10 ампер, мощность также различается в зависимости от версии. Можно установить катушки на 380В, дополнительные размыкающие контакты.

ПМЛ 1500

Контактор реверсивный, имеет 3 полюса. Номинальный уровень тока (для категории АС3) — 10 ампер. Электромагнитная катушка управления, степень защиты IP00. Ресурс работы — 1,5 млн циклов.

Силовая часть

Схема подключения силовой части реверсивного магнитного пускателя. Схема подключения силовой части реверсивного магнитного пускателя

Для питания схемы использовался 4-жильный кабель КГ (три фазы и РЕ-проводник), таким же кабелем подключался электродвигатель.

Катушки стартера на 400 (380) вольт.

Контакты катушки А 2 продублированы снизу.

Автоматический 3-х полюсный выключатель на вводе служит для подключения силового кабеля, а также для отключения цепи при техническом обслуживании или ремонте.

Для защиты цепей управления используется автоматический 1-полюсный выключатель (вместо предохранителя).

К пускателям крепятся дополнительные боковые контактные блоки.

Для защиты электродвигателя от перегрузки используется тепловое реле.

Выносной кнопочный пост реверсивного пускателя

Панель кнопок с 3 кнопками Панель кнопок с 3 кнопками

Внешний кнопочный пост состоит из трех механизмов (кнопок) одинаковой конструкции, один из которых («Стоп») окрашен в красный цвет.

У всех трех механизмов контакты 1-2 нормально разомкнуты (нормально разомкнуты — «НО»), а контакты 3-4 нормально замкнуты (нормально замкнуты — «НЗ»).

Управляющее напряжение после «НЗ» контактов теплового реле подается на «НЗ» контакт (3) кнопки «Стоп».

С контакта «4» на кнопке «Стоп» управляющее напряжение подается на контакты «1» на кнопках «Вперед» и «Назад».

Параллельно контактам «1-2» на обеих кнопках контакты «НО» подключаются к одноименным пускателям.

С контакта «2» кнопки «Вперед» подается напряжение на дополнительный контакт «НЗ» пускателя РМ2.2 («Реверс»), а затем на катушку пускателя «Вперед». Таким образом, электрическая блокировка пускателя «Назад» осуществлялась при включении пускателя «Вперед».

С контакта «2» кнопки «Назад» подается напряжение на дополнительный контакт «НЗ» пускателя РМ1.2 («Вперед»), а затем на катушку пускателя «Назад». Таким образом, электрическая блокировка пускателя «Вперед» осуществлялась при включении пускателя «Назад».

Кнопочный пост с 3 кнопками схема подключения Кнопочный пост с 3 кнопками схема подключения

Как видно из рисунка выше, для подключения внешнего трехкнопочного поста нужен кабель с 4 жилами. Для этого я пометил их цветом и обозначил цифрами 1-2-3-4.

Монтажная схема цепей управления

Все оборудование (кроме 3-кнопочной станции) установлено в щите управления электродвигателем.

Все соединения выполняются в одном щите.

4-жильный кабель от 3-кнопочной станции подключается к клеммной колодке в соответствии с нумерацией (чипами) на жилах кабеля или их цветами.

Контакты «А 1» на обеих катушках подключены к фазе L3.

От 1-полюсного автоматического выключателя через контакты «НЗ» теплового реле подается напряжение на контакт «3» кнопки «Стоп».

Остальные соединения выполняются по схеме.

Для наглядности и лучшего понимания схемы подключения провода, соединяющие магнитные пускатели между собой, не показаны.