Магнитный пускатель

Магнитный пускатель – это низковольтный коммутационный аппарат, при помощи которого осуществляются частые включения и отключения мощных нагрузок, как постоянного, так и переменного тока. По сути, пускатели являются модифицированными контакторами, снабженными дополнительным оборудование, например, тепловым реле, плавкими предохранителями, дополнительной контактной группой либо автоматом для запуска электрического двигателя.

Магнитный пускатель необходим для осуществления дистанционного подключения мощных нагрузок. Такое подключение может осуществляться:

• в ручном режиме;
• при помощи промышленной автоматизированной установки.

Магнитные пускатели применяются, как правило, для включения, отключения и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей. Они применяются в  схемах дистанционного управления освещением, в схемах управления компрессорами, насосами, кран-балками, тепловыми печами, кондиционерами, ленточными конвейерами и т.д. Используются для включения и выключения электродвигателей и электропривода (насосы, вентиляторы и многих других потребители электрического тока).
Конструкция магнитного пускателя представляет собой систему, состоящую из якоря и сердечника, помещенную в диэлектрический корпус, выполненный, как правило, из пластика.  На сердечнике помещена втягивающая катушка. По направляющим верхней части пускателя скользит траверса, на которой собраны якорь магнитной системы и мостики главных и блокировочных контактов с пружинами.

Конструкция магнитного пускателя включает в себя:

• система подвижных контактов;
• дугогасительная камера;
• силовые контакты;
• электромагнит;
• катушка;
• возвратная пружина;
• корпус.

Также в конструкции магнитного пускателя зачастую присутствует дополнительные устройства, например, тепловое реле, кнопки управления, а также автомат защиты.

Дополнительные устройства:

• тепловое реле, например, РТТ, РТЛ, РТЛУ; 
• промежуточные реле, например, РПЛ, РПЛУ;
• дополнительные контактные основания, например, ПКЛ ПКЛУ;
• ограничители напряжения (варисторы и RC цепочки);
• приставки времени ПВЛ.

Тепловое реле устанавливается на контакторы, пускатели и обеспечивает защиту электродвигателя от токов перегрузки и перекоса фаз.
Промежуточные реле устанавливаются на монтажную панель и служат дополнительным управляющим устройством для работы контакторов.
Дополнительные контактные основания устанавливаются на корпус и служат для увеличения вспомогательных контактов.
Ограничители напряжения (варисторы и RC цепочки) необходимы для защиты микроэлектроники от бросков напряжения.
Приставки времени ПВЛ предназначены для задержки выключения, выключения пускателя, контактора после подачи управляющего сигнала на контакты магнитной катушки.

Обратите внимание, выпускаются магнитные контакторы, не оснащенные кнопками управления и тепловым реле.

Система подвижных контактов состоит из двух пар нормально замкнутых и двух пар нормально разомкнутых контактов.

• Нормально разомкнутый (NO) контакт – это тот контакт, который в нерабочем состоянии всегда разомкнут и для того чтобы через него прошел ток контакт необходимо замкнуть.
• Нормально замкнутый (NC) контакт это тот контакт, который в нерабочем состоянии всегда замкнут и через него может проходить ток.

Электромагнитная катушка – это часть прибора, создающая электромагнитное поле.
Система гашения дуги выступает в роли токоограничителя в случае скачков напряжения или внезапного обрыва электрической цепи. При размыкании силовых контактов при протекании через них тока возникает электрическая дуга.  Для защиты силовых контактов автомата от воздействия электрической дуги применяется дугогасительное устройство (дугогасительная камера). Мощность дуги, как правило, пропорциональна току в коммутируемой цепи. Электрическая дуга опасна тем, что она разрушает силовые контакты, повреждает пластмассовые детали корпуса.
Дополнительные контакты необходимы для коммутации цепей сигнализации и контроля. Они выполняют переключение в цепи управления контактора, его сигнализации и блокировки. Могут быть как замыкающими, так и размыкающими. Дополнительные контакты магнитного пускателя необходимы для, например, реверса электродвигателя, сигнализации работы пускателя или включения дополнительного оборудования пускателем.

 Принцип действия магнитных пускателей основан на замыкании и размыкании рабочих контактов под действием магнитного поля. Без напряжения контакты разомкнуты и находятся в состоянии покоя (две пары нормально разомкнутых контактов разомкнуты, а пар нормально замкнутых контактов замкнуты). Когда при включении магнитного пускателя, на электромагнитную катушку подается напряжение, создается электромагнитное поле, создающее электродвижущую силу. Благодаря ее действию металлический сердечник притягивается к катушке. А так как металлический сердечник связан с группой иловых (рабочих) контактов, они замыкаются, и через них начинает течь ток. Управление магнитным пускателем осуществляется кнопками «Пуск», «Стоп», «Вперед» и «Назад». Катушка индуктивности включается в цепь управления, состоящую из последовательно включенных кнопок «Стоп» с нормально замкнутыми контактами и «Пуск» с нормально разомкнутыми. Параллельно кнопке «Пуск» включается еще одна контактная пара, которая замыкается одновременно с подключением нагрузки.
Современные магнитные пускатели выпускают с двумя однотипными контактами от одного вывода катушки.
Магнитный пускатель работает следующим образом: при нажатии «Пуска» замыкается электрическая цепь, ток проходит через замкнутые контакты этой кнопки и кнопки «Стоп» (ведь они нормально замкнутые), что означает — пока не нажмут на эту кнопку, цепь не разомкнется. При прохождении электрического тока по катушке в ней возникает магнитное поле, притягивающее якорь, который, в свою очередь, соединяет контакты — всего их четыре пары. Три пары – это силовые (основные) контакты. Они предназначены для включения трехфазной полезной нагрузки, например мощного электродвигателя. Три контакта являются входящими и используются для подвода напряжения питания. Еще три контакта являются выходящими и используются для подключения нагрузки.
 Четвертая пара является вспомогательной. Она включена параллельно пусковой кнопке, которую после этого можно отпускать, и ток в цепи будет проходить через эти контакты, т.е. при включении в работу, например, двигателя, все время его работы не пришлось держать нажатой кнопку «Пуск».
Для того чтобы отключить нагрузку, Для этого и предназначена кнопка «Стоп», контактная группа которой в обычном положении замкнута, а размыкается при нажатии. Кнопку «Стоп» можно отпускать — ток больше по управляющей цепи не пойдет, ведь контакты кнопки «Пуск» в не нажатом положении разомкнуты. Все, магнитный пускатель выключен. В случае прекращения подачи питания на катушку возвратная пружина возвращает контакты исходное положение, разрывая силовые контакты пускателя.
Фиксируется блок контактов на пускателе специальной защелкой. А чтобы блок снять, достаточно приподнять защелку и выдвигать блок в сторону защелки.

Магнитные пускатели можно классифицировать в зависимости от следующих особенностей конструктивного исполнения и характеристик:

• номинальный рабочий ток (In), А;
• номинальный тепловой ток, A (Ith);
• максимально допустимый ток главной цепи, А;
• максимально допустимый ток вспомогательных контактов, А;
• номинальное напряжение, В (Ue);
• номинального напряжения катушки управления, В;
• максимально допустимое напряжение главной цепи, В;
• номинальной частоты переменного тока, Гц;
• категории применения АС;
• предельная коммутационная износостойкость;
• диапазон рабочих температур;
• электрическая износостойкость, циклов В-О;
• механическая износостойкость, циклов В-О;
• степень защиты корпуса (IP);
• климатическое исполнение;
• габариты, вес, объем;
• производитель, бренд, марка.

Номинальный ток пускателя, А (In) - это ток, который может проходить через устройство длительное время, не разрушая его конструкцию и защитных функций. Конструктивно каждый механизм контакторов рассчитан на определенную величину номинального тока. При его превышении возможно повреждение механизма. Параметр может маркироваться на корпусе изделия.
Номинальный  ток контакторов определяется условиями нагрева главной цепи при отсутствии включения или отключения контактора.
Номинальный ток главных контактов - это ток, который главные контакты устройства могут пропускать длительное время в рабочем режиме.
Максимально допустимый ток главной цепи нормируется для каждого пускателя в зависимости от категории применения (АС-1, АС-3 или АС-4), режима работы и отдельно для каждого из значений напряжения главной цепи (рабочего напряжения пускателя).
Максимально допустимый ток вспомогательных контактов нормируется для каждого пускателя в зависимости от заданного напряжения на контактах.
Номинальное напряжение, В - действующее значение напряжения, при котором защитное устройство полностью работоспособно, т.е. максимальное напряжение сети на которое рассчитано устройство. Номинальное напряжение маркируется на передней панели устройства    - переменное напряжение,   - постоянное напряжение.
Магнитные пускатели, как правило, имеют номинальное рабочее напряжение переменного тока, равное 230В, 400В, 660В.
Магнитные пускатели, как правило, имеют номинальное рабочее напряжение катушки управления, равное 24, 36, 110, 220 или 380 Вольтам. 
Магнитные пускатели, как правило, имеют потребляемую мощность катушки управления в момент срабатывания, равное 60 ВА.

Магнитные пускатели, как правило, имеют потребляемую мощность катушки управления в состоянии удержания, равное 7 ВА.
Номинальная частота переменного тока, при которой осуществляется бесперебойная работа пускателя, составляет 50 Гц.

Время замыкания контактов модульных контакторов составляет, как правило, от 12 до 22 мили секунд.
Время размыкания контактов модульных контакторов составляет, как правило, от 4 до 16 мили секунд.

Электрическая износостойкость, циклов В-О - допустимое число циклов В-О токов, допустимое в нормальных условиях эксплуатации.
Механическая износостойкость, циклов В-О - допустимое число циклов «включение — произвольная пауза — отключение» (В—tn—О) без тока. 
Коммутационная износостойкость пускателя – это число включений-отключений аппарата. Исчисляется в миллионах циклов включения-выключения. Зависит от режима работы пускателя, величины напряжения главной цепи, величины тока главной цепи или мощность управляемого двигателя.

Предельная коммутационная способность (предельный ток короткого замыкания, А или кА). Предельное значение токов короткого замыкания в цепи, при прохождении которых аппарат отключается, но не теряет при этом свою работоспособность. Другими словами, это максимально возможный ток короткого замыкания, при возникновении которого магнитный пускатель сможет отключить защищаемую им цепь и не потерять при этом своих рабочих характеристик. Ряд основных и наиболее часто встречающихся предельных токов короткого замыкания составляет: 4500А, 6000А, 10000А, 25000А. Если предельные коммутационные способности, при которых замыкания для переменного и постоянного тока отличаются друг от друга, то их указывают непосредственно на корпусе изделия в двух расположенных рядом прямоугольниках, помеченных символами постоянного и переменного тока   - переменное напряжение,  - постоянное напряжение.
Iе 9А – номинальный рабочий ток. Это ток нагрузки, который в нормальном режиме работы может проходить через силовые контакты пускателя. В нашем примере этот ток составляет 9 Ампер.
Ith 25A – условный тепловой ток (t° ≤ 40°). Это максимальный ток, который контактор или пускатель может проводить в 8-часовом режиме так, чтобы превышение температуры его различных частей не выходило за пределы 40°С.
Категория применения – это характеристика  коммутационной способности пускателей и контакторов переменного тока. ГОСТ Р 50030.41-2002 установлены четыре стандартные категории применения, характеризуемые значениями токов, напряжений, коэффициентами мощности, условиями испытаний и другими параметрами: АС-1, АС-2, АС-3 и АС-4.

Магнитные пускатели можно классифицировать в зависимости от категории применения:

• категория применения АС-1;
• категория применения АС-3;
• категория применения АС-4.

Категория применения АС-1. Пускатели данной категории применения предназначаются для работы в сетях переменного тока. Область их применения: электроцепи сопротивления, неиндуктивная или малоиндуктивная нагрузка.
Категория применения АС-3. Пускатели данной категории применения предназначаются для работы в сетях переменного тока. Они используются для осуществления прямого пуска электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключения вращающихся двигателей (может предусматривать случайные повторно-кратковременные включения или торможение противотоком ограниченной длительности, например при наладке механизма). 
Например, пускатель категории применения АС-3 можно использовать для запуска и останова асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, используемых в лифтах, эскалаторах, ленточных конвейерах, элеваторах, компрессорах, насосах, кондиционерах и т.д.
Категория применения АС-4. Пускатели данной категории применения предназначаются для работы в сетях переменного тока. Область их применения: пуск электродвигателя с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся двигателей, торможение противотоком.

Степень защиты корпуса (IP).
Степень защиты корпусов от физических повреждений, атмосферных осадков, а также его износостойкость и водонепроницаемость обозначается IP (от англ. Ingress Protection Rating - степень защиты оболочки). После букв указываются цифры. Первая из них обозначает степень защиты от твердых фрагментов, вторая - от проникновения жидкостей. IP — это целая система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твердых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 и ГОСТ14254-96.
Перечислим основные данные классы: IPХ0 (защита отсутствует), IPХ1 (защита от вертикально падающих капель воды), IPХ2 (защита от диагонально падающих капель воды), IPХ3 (защита от мелких водяных брызг), IPХ4 (защита от большого количества водяных брызг, направленных со всех сторон), IPХ5 (защита от сильных струй воды, направленных со всех сторон), IPХ6 (защита даже при временном затоплении) и т.д.
Перечислим основные классы защиты корпусов светильников от попадания твердых инородных тел. IP0Х (защита отсутствует), IP1Х (защита от контакта с рукой человека и от твердых инородных тел диаметром более 50мм), IP2Х (защита от контакта с пальцами и от твердых инородных тел диаметром не менее 12мм), IP3Х (защита от повреждений инструментом, проводами и иными подобными инородными предметами диаметром более 2,5 мм), IP4Х (защита от повреждений инструментом, проводами и иными подобными инородными предметами диаметром более 1,0 мм), IP5Х (полная защита от любого внешнего контакта с инородными предметами и защита от повреждения оборудования вследствие пылевых отложений внутри корпуса светильника), IP6Х (полная защита от любого внешнего контакта с инородными предметами, а также защита от проникновения пыли) и т.д.
Ряд основных и наиболее часто встречающихся степеней защиты устройств защитного отключения: IP00, IP20, IP21, IP22, IP44.
Модели с невысокой степенью защиты IP20, IP21 или IP22 используются в сухих помещениях. Такие модели отличаются низкой ценой.
Модели с более высокой степенью защиты, например, IP44 можно использовать в помещениях с повышенной влажностью. Такие модели стоят дороже, но надежнее.
Климатическое исполнение – это стандартная система категорий, которая включает в себя условия эксплуатации, транспортировки и хранения технических изделий относительно макроклиматического районирования поверхности земного шара. Другими словами это система категорий, определяющая в каких условиях можно эксплуатировать, хранить и транспортировать то или иное электрическое изделие. Для приборов и технических изделий, произведенных в Российской Федерации, применяется ГОСТ 15150-69.
ОБОЗНАЧЕНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОГО ИСПОЛНЕНИЯ ПО ГОСТ 15150-69 СОСТОИТ ИЗ БУКВЕННОЙ ЧАСТИ И ЦИФРОВОЙ ЧАСТИ.

БУКВЕННАЯ ЧАСТЬ МАРКИРОВКИ УКАЗЫВАЕТ НА климатическую зону:

• У — умеренный климат (+40/-45 оС);
• ХЛ — холодный климат (+40/-60 оС);
• УХЛ — умеренный и холодный климат (+40/-60 оС);
• Т — тропический климат (+40/+1 оС);
• М — морской умеренно-холодный климат (+40/-40 оС);
• О — общеклиматическое исполнение (кроме морского) (+50/-60 оС);
• ОМ — общеклиматическое морское исполнение (+45/-40 оС);
• В — все климатическое исполнение (+50/-60 оС).

Цифровая ЧАСТЬ МАРКИРОВКИ УКАЗЫВАЕТ НА категорию размещения изделия:

1. открытый воздух;
2. то же что и 1 только без попадания прямых солнечных лучей и без осадков;
3. в закрытом помещении без регулирования климатических условий;
4. в закрытом помещении с вентиляцией и отоплением;
5. в помещениях с высокой влажностью, без искусственного регулирования климатических условий.

Обратите внимание, допускается эксплуатация изделий в макроклиматических районах и, отличающихся от тех, для которых предназначены изделия, если климатические факторы в период эксплуатации не выходят за пределы номинальных значений, установленных для данных изделий. Например, изделия вида климатического исполнения УХЛ4 могут в летний сухой период эксплуатироваться в условиях УХЛ2.
Обратите внимание, изделия могут быть предназначены также для эксплуатации в нескольких макроклиматических районах; в этих случаях сочетания различных условий эксплуатации или хранения со сроками пребывания в этих условиях устанавливают в стандартах или технических условиях на изделия, климатические исполнения (категория климатического исполнения) обязательно указываются в сопроводительных документах на товар.

Зачастую совместно с пускателями применяются и другие устройства, например, тепловые реле. Они необходимы для защиты электродвигателей от перегрузок. Тепловое реле содержит контакт, размыкающийся при срабатывании и разрывающий цепь питания катушки пускателя. Для повторного включения контакт нужно вернуть в исходное положение нажатием кнопки на корпусе.

На корпусе пускателей маркируются:

• номинальная мощность нагрузки в кВ, которую могут коммутировать силовые контакты пускателя;
• категория применения АС;
• электрическая схема пускателя;
• условный тепловой ток, A (Ith);
• номинальный рабочий ток, А;
• номинальное напряжение, В (Ue);
• номинальная частота переменного тока, Гц.

Разница между пускателем и контактором.
Зачастую контакторы и пускатели путают, из-за того что они выполняют схожие функции. И контакторы  пускатели применяются для коммутации силовых цепей. Однако ряд отличий выделить все же можно:

• пускатели в отличие от контакторов могут работать со слабыми токами (до 10 А), т.е. имеют меньшую характерную силу тока;
• пускатели в отличие от контакторов снабжаются пластиковыми корпусами «панцирями», что делает возможным их установку практически везде. Контакторы рекомендуют устанавливать только в специально подготовленных местах;
• пускатель может не иметь дугогасительных камер;
• пускатели обычно используют для дистанционного управления асинхронными трехфазными электрическими двигателями на переменном токе;

Обратите внимание, иногда пускатели называют малогабаритными контакторами.

Для того чтобы выбрать подходящий магнитный пускатель, необходимо обратить внимание на целый ряд характеристик, среди которых есть и так называемая «величина пускателя».  Это условный термин. Величина пускателя характеризует допустимый ток контактов главной цепи пускателя при напряжение главной цепи, равном 380В.

Для того чтобы подключить магнитный пускатель, следует знать несколько основных рекомендаций:

• магнитные пускатели рекомендовано устанавливать на ровной, жестко укрепленной вертикальной поверхности;
• магнитные пускатели с тепловым реле рекомендуется устанавливать при наименьшей разности температуры воздуха, окружающего пускатель и электродвигатель;
• магнитные пускатели с тепловым реле не рекомендуется устанавливать в местах подверженных ударам, резким толчкам и сильной тряске (например, на общей панели с электромагнитными аппаратами на номинальные токи более 150 А), так как это будет приводить к ложным срабатыванием пускателей;
• магнитные пускатели с тепловым реле не рекомендуется размещать рядом с аппаратами теплового действия (реостаты и т.д.);
• магнитные пускатели с тепловым реле не рекомендуется устанавливать в верхних, наиболее нагреваемых частях шкафов;
• перед установкой и пуском магнитного пускателя рекомендуется произвести его наружный осмотр, по возможности убедиться, что электрические соединения выполнены по схеме;
• при появлении после длительной эксплуатации магнитного пускателя гудения или дребезжания, рекомендуется очистить от грязи рабочие поверхности электромагнита, проверить наличие воздушного зазора, а также проверить отсутствие заеданий подвижных частей и трещин на короткозамкнутых витках, расположенных на сердечнике;

В процессе эксплуатации магнитный пускатель рекомендуется очищать от пыли, грязи и влаги, а также следить за состоянием контактов. При необходимости подтягивать винты контактных зажимов.