Реверсивная схема подключения магнитного пускателя

Электродвигатели используются в подавляющем большинстве для приводных механизмов и самостоятельных агрегатов. Когда требуется изменение направления вращения его вала, для пуска применяют реверсивный пускатель, схема подключения которого является объектом изучения профессионалов и простых обывателей.

Как устроен и для чего нужен пускатель?

Как можно логически определить из названия, это устройство предназначено для пуска электродвигателей различных приводных механизмов и техники. Это специфическое оборудование, которое необходимо для коммутации силовых целей с большими нагрузками, как на постоянном, так и на переменном токе. Пускатель обладает более широким функционалом, нежели базовый контактор и кроме обеспечения частых пусков и остановок, может выступать в роли защитного барьера при перегрузках. Кроме этого, реверсивный и нереверсивный пускатели, например, серии ПМЛ, нашел свое применение при организации дистанционных схем управления, пуска насосных, вентиляционных, крановых агрегатов, кондиционеров и т.д.

Любой магнитный пускатель состоит из следующих основных частей:

• Электромагнитная часть. Она состоит из катушки и разъединенных магнитопроводов – неподвижного сердечника и подвижного якоря,
• Блок главных контактов. Они нужны для замыкания/размыкания силовых мощных нагрузок. С учетом параметров пускателя, он может иметь до 5 пар контактов. Одна их половина расположена на траверсе якоря, а другая – на верхней части корпуса,
• Блокирующие контакты. Они используются при коммутации управляющих цепей схемы, например, когда включение/остановка происходит пусковыми кнопками. Происходит блокировка основных контактов, а значит, устраняется необходимость удерживания кнопки управления,
• Возвратный механизм. По сути, это просто пружина, которая при размыкании контактов возвращает якорь в исходное положение, обеспечивая необходимый зазор между парами.

Разница между прямым и реверсивным пускателями

Главное отличие нереверсивного и реверсивного пусковых устройств, состоит в схеме подключения. Также меняется комплектация. Контактор прямого типа является одиночным, тогда как реверсивный – блочным, состоящим из двух прямых, объединенных в одном корпусе. Визуальные отличия этих двух реле можно видеть на сравнении моделей ПМЛ-1100 (слева) и ПМЛ-1500 (справа):

При этом, должно соблюдаться одно крайне важное условие: реверсивное соединение пускателей должно полностью исключать возможность их одновременного срабатывания. Это неизбежно приведет к возникновению явления короткого замыкания.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя электродвигателей делится на два основных вида:

1. Подключение к сети с напряжением 220 В,
2. Запуск контактора на 380 В.

Далее рассмотрим подробнее каждый из вариантов, опираясь на уже упомянутые модели контакторов ПМЛ серии 1500.

Вид и функционирование реверсивной схемы на 220 В

На этой монтажной схеме можно видеть следующие основные элементы (обозначены цифрами):

1. Блокирующие или блок-контакты,
2. Катушки магнитных пускателей, рассчитанные на напряжение питания 220 В,
3. Контакты тепловой или токовой защиты (релейные элементы),
4. Силовые контакты пускателей.

Вид реверсивной схемы на 220 В

Кроме этого, буквенно-числовыми обозначениями выделяются:

• МП-1, МП-2 – магнитные пускатели. Их границы на схеме выделены штриховыми линиями,
• Стоп, Пуск – органы управления (сам блок выделен штриховой линией). Отдельно выделена лишь кнопка Стоп. Пусковые кнопки (прямой ход и реверс) обозначены, как две пары контактов, связанных с пускателями МП-1 и МП-2,
• М – электродвигатель.

Принцип функционирования

Как можно видеть, на силовые контакты пускателей подводятся три разноименные фазы от сети 380 В. На приведенной схеме обозначения нет никакого, но в других случаях можно встретить символы А, В, С или L1, L2, L3. Организовывается блочная связка путем прямой перемычки центральных фаз реле, а также диагональных перемычек боковых фаз (условно 1 фаза МП-1 соединяется с 3 фазой МП-2 и т.д).

После этого провода идут на электродвигатель М. На этом промежутке, в разрыв цепи подключается тепловое реле. Оно осуществляет контроль двух из трех фаз, чтобы при перегрузке отключить питание двигателя.

Блок управления с пусковыми кнопками подключается от одной из центральных фаз в разрыв теплового реле, и нулевого провода (заземления) от катушек пускателей ПМЛ. Защита от одновременного включения пускателей организовывается путем перекрестного соединения контактов кнопок пуска/реверса с блокирующими контактами противоположного контактора.

При включении с блока управления прямого хода, замыкаются контакты на первый пускатель, который запускает двигатель. Одновременно, контакты второго пускателя размыкаются, а на катушку не поступает должное напряжение.

Включение реверса происходит после остановки двигателя кнопкой Стоп с последующим нажатием обратного хода. Таким образом, мы имеем на катушках измененные местами боковые фазы, что приводит к вращению двигателя в обратную сторону. Блокирование первого пускателя происходит по аналогичному принципу.

Вид и функционирование реверсивной схемы на 380 В

Здесь мы имеем, фактически, все те же элементы, что используются для ПМЛ на 220 В, но катушки пускателей рассчитаны на более высокое напряжение (имеют больше витков). Кроме того, отличием от предыдущей схемы является подключение блока управления не через одну, а через две фазы, не используя общий ноль.

Вид реверсивной схемы на 380 В

Где еще используются реверсивные пускатели?

Область применения двойных пусковых реле довольно широка. Она не ограничивается одними только электродвигателями. Необходимость изменения направления вращения или перемещения приводных механизмов может возникнуть также в других случаях.

К примеру, каждый человек имеет дома систему водоснабжения, отопления, где всегда есть место различной запорной арматуре. Для промышленных масштабов, при больших расходах, диаметрах трубопроводов, большой точности контроля расхода, обычными кранами не обойтись. Здесь используются задвижки электрической, а также механической системой управления рабочим органом. Вращение диска или перемещение задвижки происходит в разных направлениях, а значит, применение реверсивных схем пуска обосновано.

Не удаляясь далеко, можно найти реверсивные пускатели типа ПМЛ или другие в подъемной системе лифтов. Движение вверх-вниз происходит за счет изменения направления вращения главного барабана.

Изменение направления вращения двигателя, связанных с ним исполнительных механизмов – довольно востребованная процедура. При этом питание от трехфазной сети происходит через промежуточное коммутирующее реле – реверсивный магнитный пускатель типа ПМЛ 1500 или любой другой.

Подключение реверсивного магнитного пускателя

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.