Как рассчитать мощность пускателя?

Магнитный пускатель, для чего он нужен? И по каким параметрам его выбирать

Магнитный пускатель обеспечивает пуск, остановку, принудительное торможение противотоком, реверс (запуск в обратную сторону) и защиту от перегрузок трёхфазных электродвигателей, имеющих пусковой ток в несколько раз больший, чем номинальный рабочий ток.

Магнитный пускатель серии ПМ 12

Конструктивно он состроит из комбинации всех элементов и коммутационных аппаратов, необходимых для нормальной эксплуатации электродвигательных установок. Коммутационными аппаратами называют устройства для коммутации (включения – отключения) тока в электрических цепях.

К ним относятся реле, контакторы, предохранители, автоматические выключатели, разъединители, рубильники, кнопочные посты. Соединённые по определённой схеме контактор, тепловое реле и кнопки управления составляют единое устройство – электромагнитный пускатель. Он обеспечивает функционирование и защиту электродвигателей в различных режимах работы.

Обозначение магнитного пускателя , теплового реле, контакторов на схеме

Принцип коммутации

Замыкание контактов силовой цепи осуществляется контактором – аппаратом, в котором сцеплённая с якорем электромагнитного реле группа контактных пластин замыкается на неподвижные контакты, соединённые с входными и выходными клеммами подключения питающего напряжения сети и линий нагрузки.

Таким образом, с помощью малых токов в катушке электромагнитного реле и слаботочных сигналов управления удаётся коммутировать сильноточные цепи больших нагрузок. Небольшой ток и малое напряжение сигнальной цепи делает работу оператора намного безопаснее, а для автоматических систем контроля и управления даёт широкий простор их применения, благодаря внедрению в процесс компьютеризированных алгоритмов.

Параметры пусковых устройств

Для разнообразного предназначения выпускаются такие серии магнитных пускателей: ПА, ПМ, ПМА, ПМЕ, ПМЛ. Исходя из параметров нагрузки, выбор и применение данных устройств происходит по соответствию.

Магнитный пускатель серии ПМЛ

1.Величине электромагнитного пускателя – условный термин, характеризирующий допустимые продолжительные токи контактов главной силовой цепи. На данный момент имеются такие числовые обозначения величин и соответствующие им номинальные токи при напряжении 380В в рабочем режиме 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.

2.Режиму работы пускового устройства, определяющему характер коммутируемой нагрузки:

1. АС-1, нагрузка только активная, или мало индуктивная;
2. АС-3, запуск электродвигателя и его отключение при вращении;
3. АС-4, тяжёлый запуск двигателя, отключение его на низких оборотах и при неподвижном роторе, торможение противотоком.

Величины магнитного пускателя и категории их применения

3.Рабочему (коммутационному) напряжению катушки реле, которое бывает таких значений:

• Переменное: 24; 36; 42; 110; 220; 380 В.
• Постоянное: 24В.

4.Количеству дополнительных контактов, имеющих такое обозначение латинскими буквами и кириллицей:

1. Нормально разомкнутые (NO), (НО);
2. Нормально замкнутые (NC), (НЗ).

Также существуют специальные, защёлкивающиеся на корпус пускателя приставки, дополнительно добавляющие несколько сигнальных контактов.

Магнитный пускатель серии ПМЛ с защелкивающейся приставкой

5.Степени защиты прибора:

• IP00 — открытые, устанавливаются в обогреваемых помещениях в закрытых электрощитах защищённых от попадания посторонних предметов, воды и пыли;
• IP40 – изготовляются в корпусе, применяются внутри не обогреваемых помещений, где имеется малое количество пыли в воздухе и исключено попадание воды на прибор;
•  IP54 – выпускаются в корпусе, применение внутреннее и наружное в местах, защищённых от воздействия атмосферных осадков и прямой солнечной радиации.

6.Наличию теплового реле, обеспечивающего защиту подключённых цепей от продолжительных перегрузок.

7. Наличию реверса, конструктивно исполненного путём объединения в одном корпусе двух электромагнитных реле, имеющих по три контактных группы, с механической или электрической блокировкой одновременного их включения.

8.Классу износостойкости, означающему возможное количество надёжных коммутаций.

9.Дополнительным элементам управления.

Необходимое соответствие параметров

Поскольку правильный выбор электромагнитного пускателя является залогом успешной и бесперебойной работы подключаемых электроустановок, необходимо соответствие вышеописанным параметрам характеристик коммутируемой цепи, напряжения управления, схемы включения, типа окружающей среды. Важнейшим правилом является требование, чтобы ток нагрузки не превышал допустимого тока контактов.

Для подключения активной нагрузки (без двигателей) определённой мощности Р, силу протекающего тока I определяют из упрощённой формулы:

I=P/(√3*U) (А),

где U – напряжение сети, 380  (В), .

Соответственно полученному значению выбирают пусковое устройство с номинальным током не меньше расчётного ниже по таблице.

Таблица выбора магнитного пускателя

Народный способ выбора

Для подключения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором также существует «народная» формула, согласно которой номинальный ток Iном двигателя принимается равным удвоенному значению мощности в киловаттах, то есть, если

Р=3,7кВт, то Iном= 3,7*2 =7,4А.

Исходя из этого значения делают выбор контактора магнитного пускателя, чтобы его номинальный рабочий ток был не меньше данного значения. В таких расчётах подразумевается, что контакторы с подходящим номинальным значением нагрузки способны выдерживать запуск электродвигателей, имеющих многократное превышение пусковых токов Iп над рабочим номинальным Iном, поэтому расчёт пусковых токов не производится. Для данного подключения подходит пускатель с номинальным током 10 А.

Расчёт по параметрам двигателя

Для более точного выбора пускового устройства, расчёт начинают с изучения паспорта подключаемого электроприбора и применяют такие формулы, исходя из потребляемой мощности:

Iном=P/ (U*η* cosφ*√3),

где P- мощность нагрузки (Вт), cosφ – коэффициент мощности, а η – коэффициент полезного действия электродвигателя (%), U-напряжение сети 380 (В), √3-3-х фазное напряжение.

Iпуск = k* Iном,

где k – кратность пускового тока.

Ударный пусковой ток — это полный ток короткого замыкания , который состоит из трех составляющих и определяется по формуле :

i= (1,2-1,4)*Iп*√2

Рассчитываем:

Iном=3700/(380*0,87*0,88*√3) = 7,34 А.

Определяем стартовые нагрузки:

Iпуск = 7,5*7,34 = 55,05 А.

Нужно учитывать, что в паспорте указывается номинальный ток In магнитного пускателя. В режиме работы АС-3 данный прибор обеспечивает запуск при шестикратном превышении его номинального тока. Imax=6* In.

Проверяем, подходит ли пусковое устройство с In = 10А, выбранное по народному методу, где максимальный ток контактора должен быть больше пускового тока электродвигателя Imax> Iпуск.

Imax = 6*10 = 60А > 55,05 А = Iпуск.

Также определяем ударный пусковой ток (амплитудное значение):

i= 1,3*55,05*√2=101,2 А.

Как видим, условие выбора соблюдается, народный метод себя оправдал.

Также подбор по мощности можно осуществлять по таблицам(см. выше) из справочников, где указано значение её значение в киловаттах и соответствующий ему номинал контактора.

В следующих статьях рассмотрим как правильно необходимо подключать магнитный пускатель к двигателю с реверсом и без него.

Источник: http://infoelectrik.ru/vybor-kommutacionnoj-apparatury-dlya-montazha/magnitnyj-puskatel-dlya-chego-on-nuzhen.html

Пускатель и контактор. Выбор и характеристики — блог СамЭлектрик.ру

Пускатель ПМЛ-1220 0*2Б с кнопками в корпусе

Пускатели применяют для подключения мощной нагрузки – электродвигателей, ТЭНов, мощных ламп, и др. Область применения – там, где реле уже не справляются, а полупроводниковые силовые элементы либо малы по току, либо дороги.

Контакторы (пускатели) электромагнитные

Следует внести немного порядка в терминологию. Часто путают пускатели и контакторы. Для некоторых это одно и то же, а некоторые говорят, что контактор – это просто большой мощный пускатель. Но насколько мощный – никто толком объяснить не может…

Раньше, во времена СССР, так оно и было. Теперь пускатели, которые выпускались или разрабатывались в те времена, так и называют пускателями (например, ПМЛ,  который выпускается до сих пор на Украине), а новые и зарубежные модели называют контакторами.

Одни и те же устройства электрики называют пускателями, а продавцы – контакторами. Честно говоря, и мне привычней говорить именно пускатели.

Чем отличается контактор от пускателя?

На самом деле контактор – это устройство, состоящее только из электромагнитной катушки и контактов. При подаче напряжения на катушку контакты замыкаются (или размыкаются). Контактор не содержит приспособлений для защиты, фиксации, коммутации, индикации, и др.

Пускатель – это устройство, содержащее в себе контактор как главный составляющий элемент. Кроме того, пускатель как правило содержит тепловое реле для защиты от перегрузки по току, кнопки ПУСК и СТОП, индикацию, может быть заключен в корпус, иметь автоматический выключатель для защиты от КЗ.

Иначе говоря, пускатель служит для пуска (включения) различных потребителей электроэнергии.

Подробно о том, как трехфазный электродвигатель подключается к пускателю, различные схемы включения электродвигателя приведены в моей статье про подключение асинхронных двигателей. А ещё пример применения пускателей – в статье про схему гидравлического пресса. Различные схемы включения магнитных пускателей подробно рассмотрены здесь.

Пускатель может содержать два контактора. Это бывает в случаях, когда применяется реверсивное управление двигателем, либо при плавном пуске, когда мощный двигатель включают сначала по схеме “звезда”, а затем – по “треугольнику”.

Хотя, такую схему нельзя назвать “плавной”, для плавного пуска существуют специальные устройства. Читайте мои статьи про Мягкий пускатель и про Реальную схему включения устройства плавного пуска.

Разобранный пускатель ПМЛ-1220 0*2Б. Видно контактор и тепловое реле.

Реле от контактора отличаются лишь конструкцией и назначением, и разница иногда между ними слабо различима.

Как правило,

• Реле не имеет дугогасительных камер.
• Реле заключено в герметичный корпус.
• Реле рассчитано на слабый ток и чисто активную нагрузку.
• Реле имеет переключающие контакты, а значит нормально разомкнутые и замкнутые.
• Реле не рассчитано на подключение реактивной трехфазной нагрузки.
• Реле может иметь от 1 до 6 равнозначных контактов, а контактор обязательно имеет 3 силовых и (как опция) 1-2 слаботочных контакта.
• Реле не имеет дополнительных функций и контактов, а контактор может быть дополнен приставками различной установки и назначения.
• Реле устанавливается на панель, и легко может быть заменено лишь с помощью рук. Для того, чтобы заменить контактор, нужно обесточивать оборудование и использовать отвертку.

Характеристики и виды пускателей по характеристикам

Перед тем, как выбрать контактор, нужно определиться с нагрузкой, и выбор делать исходя прежде всего мощности нагрузки. Параметры контакторов можно уточнить на сайтах производителей или у торгующих организаций, а здесь мы приведем и рассмотрим самые важные. Основные параметры (ток, мощность нагрузки) обычно указывают на корпусе пускателя.

Величина (условный габарит) пускателя (контактора)

Самый главный параметр, величина характеризует условно мощность и габариты пускателя. Существуют такие величины пускателей:

• нулевая величина – на максимальный ток до 6 А  (через каждый рабочий контакт)
• первая – на максимальный ток до 9 – 18 А (в зависимости от исполнения контактов)
• пускатель 2 величины – до 25 – 32 А
• пускатель 3 величины – до 40 – 50 А
• пускатель 4 величины – до 65 – 95 А
• пускатель 5 величины – до 100 – 160 А
• шестая величина – от 160 А и выше

Имеется ввиду ток по категории применения АС-3 (для индуктивной нагрузки), для категории АС-1 (резистивная или малоиндуктивная нагрузка – например, ТЭНы) максимальный ток для того же пускателя будет в полтора – два раза выше. От величины пускателя зависит, какую мощность он может коммутировать (трехфазная цепь 380 В, индуктивная нагрузка).

• 1 – до 2,2 – 7,5 кВт
• 2 – до 11 – 15 кВт
• 3 – до 18 – 22 кВт
• 4 – до 30 – 45 кВт

Сразу надо сказать, что эта мощность – действительно максимальная, реально надо смотреть на величину тока конкретного пускателя (как правило, вторая и третья цифра в названии). Величина пускателя указывается в названии первой цифрой. При превышении тока или токе, близком к максимальному, количество срабатываний (надежность) резко уменьшается, поэтому пускатель надо выбирать с запасом по мощности.

Количество контактов (полюсов)

В основном выпускаются контакторы с тремя рабочими контактами (для коммутации) и одним дополнительным. Дополнительный, или блокировочный контакт нужен для блокировки, или “самопитания”, чтобы зафиксировать контактор во включенном состоянии при использовании стандартной схемы включения. Дополнительные контакты бывают нормально разомкнутые (чаще всего используются) и нормально замкнутые.

Для увеличения количества дополнительных контактов используют контактные приставки, применение которых существенно расширяет круг схемотехнических решений. В СССР такие дополнительные приставки  назывались ПКИ, сейчас в продаже есть и другие модели, но суть одна.

Дополнительные контактные приставки ПКИ, и др.

Максимальный ток дополнительных контактов, как правило, равен (в пускателях первой и второй величин) или меньше максимального тока основных контактов. Существуют также дополнительные контакты (приставки) выдержки времени ПВЛ, в которых контакты включаются или выключаются через время задержки. Подробнее – в статье про пневматические реле выдержки времени.

А что там свежего в группе вк самэлектрик.ру?

Электромагнитные катушки контакторов, как правило, выпускаются на следующие напряжения: 24, 36, 110, 230, 380 Вольт. В пускателях большой величины используются катушки бОльшей мощности. Катушки продаются и отдельно, и её можно легко заменить в контакторе, если нужна другая величина напряжения.

Катушки контакторов

Как правило, при наличии нулевого проводника целесообразно применять катушки контактора на напряжение 220 В, а при его отсутствии (чисто трехфазные потребители) – катушки на 380 В.

Виды пускателей по назначению

Теперь приведу пару примеров пускателей – реальных схем.

Пускатель звезда-треугольник

Эта схема пускателя собрана на трех контакторах второй величины и служит для подключения электродвигателя по схеме “звезда-треугольник”. Вверху слева подается три фазы, внизу – три фазы уходит на питания двигателя. Красные провода – питание катушек контакторов и проверка работы. Защита (мотор-автомат) не показана.

реверсивный пускатель с мотор-автоматом

Здесь – пускатель реверсивный, на двух взаимно блокированных контакторах. Мотор-автомат защиты двигателя – справа.

Бонус

В заключение – несколько фотографий контакторов, верой и правдой отслуживших свой век.

Пускатель 2 величины. Совнархоз Латвийской ССР, 1964 г.

пускатель ПМЕ 211

Пускатель ПМЛ, справа – его прототип Telemecanique

Страшно смотреть, но именно такие пускатели применялись в СССР…

…и такие. Не правда ли, очень похоже на музейный экспонат?

Где можно купить сейчас контакторы? Конечно, в соседнем электро магазине. И главное. Не забудьте сообщить продавцу напряжение катушки!

Статья понравилась?
Добавьте её в свою соц.сеть и дайте оценку!

(8 4,00 из 5)
Загрузка…

Источник: https://SamElectric.ru/spravka/vybor-puskatelya-kontaktora.html

Правила выбора магнитного пускателя

Магнитный пускатель представляет собой низковольтный коммутационный аппарат, предназначенный для дистанционного отключения и включения электрической нагрузки в сеть напряжением до 1000 Вольт. Данный аппарат может использоваться как в промышленности, так и в быту, поэтому важно знать о нюансах выбора его характеристик. В этой статье мы расскажем, как выбрать магнитный пускатель по мощности, току и другим параметрам.

Функциональные возможности

Ниже приведены типичные функции, выполняемые магнитными пускателями, далеко не исчерпывающие сферы их применения:

• Управление асинхронными электродвигателями в приводах механизмов промышленного назначения.
• Включение наружного (уличного) городского освещения, наружной и внутрицеховой подсветки промышленных объектов.
• Коммутация электронагревательных приборов (ТЭНов или инфракрасных обогревателей) систем электрического отопления.
• Использование в качестве пусковых органов в цепях промышленной автоматики.

Выбор магнитных пускателей производится при проектировании схем управления и автоматики, либо в процессе их ремонта, когда для замены устаревшего или отсутствующего аппарата необходимо выбрать его аналог.

Критерии выбора

При выборе необходимого электрического аппарата рассматриваются его технические характеристики и конструктивные особенности. Остановимся на главных из них.

Номинальное напряжение коммутируемой цепи. Наиболее часто магнитные пускатели применяются для запуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на промышленное напряжение 220/380 Вольт. Именно на такой выбор рассчитано большинство выпускаемых моделей коммутационных аппаратов. При использовании аппаратов для электродвигателей на 380/660 Вольт, встречающихся значительно реже, необходимо выбрать пускатель соответствующего напряжения.

Номинальный ток основных контактов. Сопоставление тока подключаемой нагрузки с номинальным током коммутационного аппарата – одно из первых действий при выборе последнего. Магнитные пускатели, выпускаемые в РФ по советским ГОСТам, например ПМЛ, условно классифицируются по величинам, соответствующим номинальному току аппарата. Ниже представлена таблица соотношений величин и номинальных токов. По ней можно правильно выбрать магнитный пускатель по току, либо по мощности, произведя пересчет по формуле.

Величина	O	I	II	III	IV	V	VI
Iном	6,3 А	10 А	25 А	40 А	63 А	100 А	160 А

Продукты зарубежных производителей представлены широким выбором контакторов разнообразных вариантов исполнения на различные номинальные токи.

Коммутационная износостойкость. Эта характеристика отображает количество срабатываний, которое гарантировано производителем. Существует 3 класса износостойкости: А, Б и В. Класс А самый высокий и гарантирует от 1,5 до 4 млн. циклов срабатывания магнитного пускателя. Модели класса Б гарантировано срабатывают от 0,63 до 1,5 млн. циклов. Класс В самый низкий и характеризуется от 0,1 до 0,5 млн. циклов срабатывания.

Механическая износостойкость. Не менее важная характеристика, которая отображает количество циклов включения/отключения аппарата без ремонта либо замены его деталей. При этом включения и отключения должны осуществляться без нагрузки (когда ток в цепи отсутствует). Механическая износостойкость может быть от 3 до 20 млн. циклов срабатывания.

Количество полюсов. Для питания трехфазных электродвигателей используются аппараты, имеющие три полюса. Именно такое исполнение наиболее распространено. Однако, возникает целых ряд ситуаций, когда требуется выбрать аппарат с другим количеством полюсов. Например, когда нагрузкой являются цепи освещения или электронагревательные приборы. В этом случае удобно выбрать коммутационный прибор из линейки контакторов зарубежных производителей, представленных большим разнообразием исполнения.

Номинальное напряжение катушки. Магнитные пускатели, применяемые в схемах управления электрооборудования, удобнее всего использовать с катушками на то же напряжение, что и коммутируемая нагрузка. По этой причине наиболее распространены варианты исполнения с катушками на 220 или 380 Вольт.

При построении разного рода автоматических схем, по ряду причин может возникнуть необходимость применения управляющих катушек на другой уровень напряжения. Это обусловлено применением в этих схемах реле, датчиков или других компонентов, рассчитанных на определенное напряжение питания.

На этот случай в линейках отечественных и зарубежных производителей имеется выбор вариантов питания катушек любым напряжением из номинального ряда от 9 Вольт и выше (9, 12, 24, 36, 110, 220 или же 380 В).

Количество и характеристики вспомогательных контактов. Кроме основных силовых контактов, коммутирующих главные электрические цепи нагрузки, магнитные пускатели оснащаются вспомогательными контактами, срабатывающими синхронно основным.

Потребность в выборе определенного количества дополнительных контактов того или иного типа определяется той схемой, в которой используется аппарат.

Например, для организации простейшего управления механизмом с помощью двухкнопочного поста, достаточно выбрать вариант с одной парой нормально разомкнутых вспомогательных контактов, осуществляющих подхват катушки управления при нажатии кнопки «Пуск».

Существуют варианты исполнения магнитных пускателей закрытого типа, оборудованные кнопками пуска и останова на корпусе. При необходимости выполнить сигнализацию состояния механизма, нужно выбрать пускатель, имеющий еще две пары контактов.

Наличие реверса. Если вам нужно выбрать магнитный пускатель для управления реверсивным двигателем, отдавайте предпочтение реверсивной модели, в корпусе которого находятся два отдельных пускателя, соединенных между собой.

Наличие защиты. В базовом варианте исполнения, магнитный пускатель не оборудован защитой подключаемого электрооборудования. Модуль защиты с тепловым реле, поставляется опционально и его можно выбрать исходя из требуемых характеристик. Более подробно о том, что такое тепловое реле, вы можете узнать из нашей статьи.

Кроме перечисленных выше критериев, необходимо правильно выбрать климатическое исполнение и степень защиты IP изделия. Методика такого подбора такая же, как для любого электрооборудования. К примеру, если пускатель будет размещен в защищенном шкафу, можно выбрать степень защиты IP20. Если же условия размещения аппарата неблагоприятные (высокая запыленность, влажность и т.д.), рекомендуем выбрать магнитный пускатель в корпусе, степень защиты которого составляет IP54 или же IP65.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, как выбрать магнитный пускатель по мощности, току и другим параметрам:

Источник: https://samelectrik.ru/pravila-vybora-magnitnogo-puskatelya.html

Расчет пускателя по мощности двигателя — Все об электричестве

Ознакомиться с методом выбора пускозащитных электрических аппаратов для заданных условий эксплуатации

Программа работы в лаборатории

1. Рассчитать номинальный ток двигателя.
2. Выбрать магнитный пускатель.
3. Выбрать тепловые реле.

Для прямого пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя серии 4А мощностью $P$, питающегося от сети с номинальным напряжением $U_{ном}=380$ В, используется магнитный пускатель, схема включения которого представлена на рис. 1.

В состав пускателя входят контактор КМ и тепловые реле КК1 и КК2. Данные для расчета приведены в табл. 1. Технические данные некоторых типов пускателей и тепловых реле приведены в табл. 3 и 4.

Таблица 1

Вар.	$P$, кВт	$\cos φ_{дв}$	$η$	Вар.	$P$, кВт	$\cos φ_{дв}$	$η$
1	11,0	0,86	0,875	11	11,0	0,75	0,870
2	15,0	0,91	0,880	12	15,0	0,88	0,885
3	18,5	0,92	0,885	13	18,5	0,88	0,895
4	22,0	0,91	0,885	14	22,0	0,90	0,900
5	11,0	0,82	0,865	15	11,0	0,80	0,800
6	15,0	0,87	0,875	16	15,0	0,82	0,870
7	18,5	0,90	0,850	17	18,5	0,86	0,860
8	22,0	0,92	0,890	18	22,0	0,88	0,880
9	11,0	0,84	0,850	19	15,0	0,85	0,865
10	18,5	0,82	0,850	20	22,0	0,86	0,870

Рисунок 1. Схема нереверсивного пускателя АД

Таблица 2

Категории применения контакторов в соответствии с ГОСТ 11206-77 (МЭК 947-4)
Род тока	Категория применения	Область применения
Переменный AC alternatingcurrent	AC-1	Электропечи сопротивления, неиндуктивная или слабоиндуктивная нагрузка
AC-2	Пуск и отключение электродвигателей с фазовым ротором, торможение противотоком
AC-3	Прямой пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся электродвигателей
AC-4	Пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противотоком
Постоянный DC directcurrent	DC-1	Электропечи сопротивления, неиндуктивная или слабоиндуктивная нагрузка
DC-2	Пуск электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением и отключение вращающихся электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением
DC-3	Пуск электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противотоком
DC-4	Пуск электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением и отключение вращающихся электродвигателей посто-янного тока с последовательным возбуждением
DC-5	Пуск электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, отключение неподвижных или медленно вращающихся двигателей, торможение противотоком

Методические указания

1. Определение номинального тока двигателя:

где $\cos φ_{дв}$ – коэффициент мощности двигателя; $η$ – его КПД (см. табл. 1). По величине этого тока из табл. 3 производится выбор пускателя таким образом, чтобы максимальный рабочий ток пускателя в категории применения AC-3 (см. табл. 2) был не менее номинального тока двигателя и максимально близким к нему.

2. Определение номинального тока уставки теплового реле.
Для лучшего согласования перегрузочной способности двигателя и защитной (время-токовой) характеристики реле номинальный ток уставки выбирается на 15÷20 % выше номинального тока двигателя, т.е.

$I_{уст.ном}=(1,15÷1,20)I_{ном.дв.}$,

Так как в тепловое реле выбранного выше пускателя могут быть установлены тепловые элементы с различными номинальными токами, то необходимо выбрать тепловой элемент с номинальным током, ближайшим к рассчитанному значению $I_{уст.ном}$ и проверить, попадает ли величина $I_{уст.ном}$ в пределы регулирования уставки реле.

Таблица 3

Тип пускателя	Номинальный ток, А	Максимальный рабочий ток при категорииприменения AC-3, А	Тип встроенного теплового реле
ПМЕ-122	10	7,5	ТРН-8
ПМЕ-222	23	18	ТРН-25
ПА-322	40	30	ТРН-32
ПА-422	56	50	ТРП-60
ПА-522	115	100	ТРП-150
ПА-622	140	135	ТРП-150

Таблица 4

Тип теплового реле	Номинальный ток, А	Номинальные токи тепловых элементов реле, А	Пределы регулирования тока уставки
ТРН-8	10	2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,8; 8;10	от $0,75I_{ном}$ до$1,25I_{ном}$
ТРН-25	25	5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25
ТРН-32	40	16; 20; 25; 32; 40
ТРП-60	60	25; 30; 40; 50; 60
ТРП-150	150	50; 60; 80; 100; 120; 150

Выбранные таким образом параметры реле обеспечивают отключение двигателя, например, при токе перегрузки $1,3I_{ном.дв.}$ – за время не более 10÷20 мин., а при перегрузке током $10I_{ном.дв.}$ – за время не более 2÷5 с.

15.07.2013

Источник: http://model.exponenta.ru/eApparaty/Lr06.htm

Магнитный пускатель

Магнитный пускатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для частого включения — выключения мощной нагрузки постоянного и переменного тока.

Наиболее распространенное применение магнитных пускателей — управление асинхронными двигателями, при помощи пускателя осуществляется пуск, останов и реверс (изменение направления вращения) двигателей, а также при наличии теплового реле — защита от токовой перегрузки. Но помимо этого пускатели нашли широкое применение и в схемах дистанционного управления освещением, управлении электронагревательными приборами, насосами, компрессорами и т.д.

Магнитные пускатели классифицируются по:

степени защиты

• открытого исполнения ( степень защиты IP00) — предназначены для установки в закрытых шкафах, а также других местах, защищенных от пыли, влаги, посторонних предметов.
• защищенного исполнения (степень защиты IP40) — предназначены для установки внутри неотапливаемых помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли и исключено попадание влаги.
• пылевлагозащищенного исполнения ( степень защиты IP54) — используются в условиях повышенного содержания пыли и влаги, например при наружней установке.

номинальному току нагрузки на силовые контакты

Номинальный ток нагрузки или величина пускателя — один из наиболее важных параметров магнитного пускателя. Он показывает максимально допустимый ток, который может протекать через контакты главной цепи пускателя.

В основном используются пускатели первой величины (10А), второй величины (25А), третьей величины (40А), четвертой величины (63А). При указании этих величин считается, что напряжение составляет 380 В и пускатель работает в режиме AC-3.

В зависимости от напряжения на контактах главной цепи и категории применения -AC-1,AC-3 или AC-4 допустимый ток будет отличаться.

категории применения

Для большинства пускателей используются три категории — AC-1, AC-3 и AC-4.

• AC-1 — активная нагрузка или слабоиндуктивная, печи сопротивления.
• AC-3 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором; пуск, отключение без предварительной остановки.
• AC-4 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, торможение противотоком, повторно-кратковременные включения.

Источник: https://contur-sb.com/raschet-puskatelya-po-moschnosti-dvigatelya/

Как выбрать контактор для электродвигателя с частыми пусками

Выбор контактора для электродвигателей с частыми пусками отличается от выбора для обычных силовых соединений. Прежде всего необходимо обратить внимание на категории применения, допустимую частоту включения, механическую и коммутационную износостойкость.

В связи с тем, что у каждого электродвигателя собственный характер работы, данные параметры подбираются индивидуально для каждой модели.

Категории применения

Первое, на что нужно обратить внимание при выборе, это категории применения — режимы срабатывания расцепителя. Электродвигатель — сложный механизм с пусковым током и повторно-кратковременными включениями, при которых он работает не в штатном режиме. При этом нагрузка на сеть также отличается от номинальной, и механизм расцепления должен нормально срабатывать в нестандартных условиях.

Для переменного тока категории применения обозначаются маркировкой AC. Отличаются характером срабатывания:

• AC-1 — для электрических моторов с активной или малоиндуктивной нагрузкой;
• AC-2 — старт с фазным ротором, реверсивное торможение;
• AC-3 — прямой пуск короткозамкнутого ротора, отключение вращающихся двигателей;
• AC-4 — пуск и остановка электромоторов с короткозамкнутым ротором посредством противовключения. Для такого режима применяются спаренные (реверсивные) контакторы с механической блокировкой, не допускающей одновременного запуска нескольких потребителей. При этом уменьшается In и базовое количество циклов.

Для постоянного существуют собственные категории — DC:

• DC-1 (аналог AC-1) — активная или малоиндуктивная нагрузка;
• DC-2 — пуск электродвигателей с параллельным возбуждением, отключение при номинальной частоте вращения;
• DC-3 — запуск моторов с параллельным возбуждением, отключение при медленном вращении ротора или в неподвижном состоянии;
• DC-4 — пуск электродвигателей с последовательным возбуждением и остановка при номинальных оборотах;
• DC-5 — старт двигателей с последовательным возбуждением и остановка с неподвижным или медленно вращающимся ротором, торможение противотоком.

Промышленные электромоторы с частыми пусками должны поддерживать категорию AC-3, AC-4 — для переменного электротока, и DC-3, DC-4, DC-5 для постоянного.

Номинальный ток и напряжение питания катушки управления

Номинальный ток — наиболее значимый параметр, подбираемый по мощности потребителя. Главный вопрос: как правильно считать? Любой электродвигатель при запуске кратковременно выдает мощность, часто в 5-7 раз превышающую номинальную. Тем не менее такая нагрузка сохраняется долю секунды и на работу расцепителя не влияет. Исходя из этого, берем во внимание только номинальную мощность.

Для определения номинала необходимо рассчитать In . В этом нам поможет формула из учебника по физике: In = P/(U √3xcosφ), где P — мощность (Вт), U — напряжение (В), а cosφ- коэффициент мощности двигателя.

Для наглядности рассмотрим конкретный пример: предположим, что у Вас трехфазный станок на 5,5 кВт c cosφ= 0,8 (данное значение записано в паспорте электрооборудования). При включении, по сети будет протекать:

5500Вт / (380Вx√3×30,8)= 10,6А.

К полученному значению еще необходимо прибавить 30% запаса, в итоге оптимальным номиналом будет 13А.

Например, если In будет равен 11,8А, ни в коем случае нельзя брать модель на 12А, иначе при увеличении мощности она сгорит.

Электропитание катушки управления подбирается по двум критериям: тип электротока (переменный или постоянный) и напряжение (от 12В до 440В — постоянный, от 12В до 660В — переменный при частоте 50 Гц и от 24В до 660В — переменный при 60 Гц). Существуют также универсальные модели с катушкой работающей и от переменного, и от постоянного тока.

Механическая и коммутационная износостойкость

Данная характеристика показывает предельное количество циклов включения-выключения — срабатываний расцепителя. Чем их больше, тем дольше будет срок службы. Это значение особенно важно для двигателей с частыми пусками.

Механическая износостойкость показывает количество включений-выключений при отсутствии напряжения. Как правило, средний механизм выдерживает около 10-20 млн. операций.

Коммутационная износостойкость определяет допустимое количество циклов срабатывания и зависит от категории применения. Например, если контактор в режиме AC-3 может переносить 1,7 млн циклов, то в AC-4 — 200 тыс. Как правило, данную характеристику производитель всегда указывает в техническом паспорте.

Коммутационная износостойкость делится на три класса:

• А — самый высокий, гарантирует от 1,5 млн. до 4 млн. операций срабатывания магнитного пускателя в рабочем режиме;
• Б — средний, модели данного класса выдерживают от 630 тыс. до 1,5 млн. переключений;
• В — самый низкий, количество циклов от 100 тыс. до 500 тыс.

Частота включений и время срабатывания

Для электродвигателей с частыми пусками важна частота включений, группируемая по собственным классам.

Допустимое количество циклов в час

Для нормальной работы важно, чтобы максимально возможная частота включения была близка соответствующему параметру механизма расцепления. В ином случае, механизм расцепления может выйти из строя. Например, для промышленного станка оптимальным будет класс 3, допускающий 300 включений в час (в среднем — 5 в минуту).

Скорость срабатывания электромагнитного расцепителя определяется временем:

1. включения — промежутком с момента подачи сигнала и до замыкания главных контактов;
2. отключения — периодом с момента обесточивания электромагнита до расцепления линии.

При постоянном токе время срабатывания магнитного расцепителя равно нескольким сотням миллисекунд, а при переменном нескольким десяткам миллисекунд.

Дополнительные критерии для правильного выбора

Представленные выше характеристики влияют на работоспособность контактора, тем не менее дополнительные критерии делают пользование более эффективным. Прежде всего это касается конструкционных особенностей электромоторов и условий их эксплуатации.

Коэффициент возврата

Данный параметр рассчитывается по формуле Kв=Uотп/Uср, где:

• Uотп — это напряжение отпускания якоря,
• Uср — напряжение срабатывания.

Для катушек запитанных постоянным током коэффициент возврата равен 0,2-0,3, из-за чего невозможно применить контактор для защиты нагрузки от падения напряжения. Для переменного данное значение равно 0,6-0,7, что допускает такую защиту.

Наличие реверса

Для управления реверсивным двигателем лучше выбрать реверсивный контактор с двумя пускателями в корпусе, соединенными между собой. Между ними установлена механическая защита, блокирующая при коммутации одного контакта включение второго. Это обеспечивает максимально удобную эксплуатацию.

Степень пылевлагозащиты

Выбор данного параметра такой же, как и у любого другого электрооборудования. Если местом размещения будет защищенный шкаф, можно смело брать IP20. В случае размещения в условиях запыленности или влажности, лучше выбрать IP54. При высоком риске попадания воды или оседания конденсата на корпусе, лучше отдать предпочтение IP65.

Как защитить контактор от перегрузок?

Для защиты промышленных электромоторов совместно с контактором необходимо докупить и установитьтепловое реле. Его главная функция заключается в размыкании главных контактов при нагревании до предельно высоких температур. Подобирать тепловые реле и дополнительные контакты советую у оффициального дистрибьютора — в интернет магазине АксиомПлюс.

Если надумаете покупать, то там же можно это и сделать. Но главное то что это САМЫЙ вменяемый (на мой взгляд) каталог со всеми характеристиками, которые при этом можно подбирать, а не листать печатные каталоги.

Обязательная защита

Исходя из того, что сверхвысокие температуры выведут из строя рабочий механизм, а силовые соединения при этом могут спаяться — такая защита обязательна. В данной ситуации понадобится аварийная остановка двигателя посредством обесточивания цепи.

Кроме того, тепловое реле стоит от 150 грн, и такое приобретение полностью оправдано. По сути, это страховка на будущее — она увеличит срок эксплуатации электромагнитного расцепителя и защитит его от поломки.

Совмещенный и более дешевый вариант

У популярных производителей, например IEK, есть контакторы (серия КМИ) укомплектованные вмонтированными внутри корпуса тепловыми реле. Если приобрести один из таких аналогов, можно хорошо сэкономить, так как нивелируется необходимость приобретения дополнительных защитных устройств.

Альтернативное и универсальное решение

В качестве альтернативы можно установить один из таких вот универсальных блоков защиты (УБЗ). Он защищает сеть (и электродвигатель) от:

• коротких замыканий;
• скачков напряжения;
• нарушений сопротивлений изоляции;
• технологических перегрузок;
• климатических условий — экстремальных температур, повышенной влажности.

Данная система автоматически измеряет и контролирует все рабочие параметры мотора и не допускает возникновения аварийной ситуации. УБЗ включает функции теплового реле и защищает от ряда других негативных факторов.

Тепловое реле и УБЗ подбираются по номинальному току и напряжению. По конструкционному исполнению монтируются в панель управления или DIN-рейку.

Каким должен быть контактор для электродвигателя с частыми пусками?

Проанализировав вышеизложенные характеристики, можно выделить оптимальные критерии выбора:

• Поддержка категорий применения AC-3 и AC-4 для переменного тока, и DC-3, DC-4, DC-5 — для постоянного;
• Класс коммутационной износостойкости не ниже Б;
• Дополнительная защита тепловым реле или УБЗ;
• Рекомендуемая частота включений не ниже 1200.

Тем не менее такие параметры как, например, напряжение питания катушки управления лучше подбирать исходя из частного случая, а именно марки электродвигателя и специфики его работы. С этим Вам всегда помогут опытные специалисты Аксиом-Плюс.

При написании использовались материалы AXIOMPLUS.COM.UA

Владислав Ромаха специально для METALSTANKI.COM.UA

Копирование для последующей публикации без разрешения автора ЗАПРЕЩЕНО

Источник: http://www.metalstanki.com.ua/node/1650