2.6 Електромагнітні пускачі

Електромагнітним пускачем називається комутаційний апарат, призначений для вмикання і вимикання трифазних асинхронних електродвигунів при напрузі до 660 В змінного струму частотою 50, 60 Гц. Пускачі виготовляються на номінальні струми головних контактів від 6,3 до 200 А.

Головним апаратом пускача є електромагнітний контактор. Пускач, призначений для нереверсивного керування двигуном, має один контактор, для реверсивного – два, а для пуску двигуна з перемиканням обмоток статора із зірки на трикутник – три. Крім того, в пускач можуть бути вмонтовані теплове реле або пристрій позисторного захисту, які призначені для захисту двигуна від перевантажень недопустимої тривалості, кнопки “Пуск” і “Стоп”, а також сигнальні лампи. За ступенем захисту від дії навколишнього середовища пускачі виконуються відкритими (ІР00), захищеними (ІР40) і пиловодозахищеними (ІР54).

Контактори сучасних пускачів, наприклад, серії ПМЛ, мають прямоходову систему головних і допоміжних контактів місткового типу. Оскільки пусковий струм асинхронних електродвигунів може бути в 7,5 рази більше за номінальний, то для забезпечення достатньої стійкості проти комутаційних спрацювань вібрація контактів повинна бути якнайменшою. Цього досягають зменшенням маси рухомих частин контактора.

Для приводу контактів використовуються прямоходові електромагніти з котушками, розрахованими на змінний або постійний струм різної напруги. Головні і допоміжні контакти мають накладки із срібла або металокераміки.

У контакторів з номінальним струмом більше 10 А біля кожного розриву головних контактів розміщені дугогасні решітки, а до 10 А – дугогасні вузькі щілини. На основі контактора передбачені напрямні для вмонтування додаткових пристроїв: контактних приставок типу ПКЛ або ПКБ, кнопки "Пуск" і сигнальної лампи або пневмоприставки типу ПВЛ. У крайні стержні осердя магнітопровода вмонтовані короткозамкнені витки, на середньому стержні розміщена котушка.

В контактній приставці може бути встановлено до чотирьох допоміжних контактів у різних комбінаціях. Привод контактної приставки ПКЛ або пневмоприставки витримки часу ПВЛ також здійснюється електромагнітом контактора через траверсу. Теплове реле серії РТЛ приєднується безпосередньо до вихідних клем головних контактів.

Контактори пускачів серії ПМЛ на струми 80…200 А мають прямоходову магнітну систему П- подібного типу. Контактна система контакторів розміщена збоку від магнітної системи. Передача зусилля від електромагніта до контактної траверси здійснюється важелем. На кожному контакторі встановлено по два уніфікованих вузли з допоміжними контактами у різних комбінаціях. Теплові реле кріпляться до контактора перемичкою.

Пускачі із ступенем захисту ІР54 вмонтовані в оболонку з ущільненням.

Реверсивні пускачі мають два контактори, якорі яких з'єднані між собою важелем механічного блокування. Коли верхній контактор увімкнений, його якір притягується і через важіль утримує якір нижнього контактора у вимкненому стані. Завдяки цьому поява напруги на котушці нижнього контактора не спричиняє до його спрацювання. Але оскільки магнітопровід розімкнений, то котушка споживає струм, у 9…12 разів більший за номінальний. Для запобігання перегоранню котушки у схемах керування реверсивними пускачами передбачається і електричне блокування допоміжними розмикаючими контактами.

Електромагнітні пускачі серії ПМА виготовляють на номінальні струми від 40 до 160 А. Їх контактори мають також прямоходову магнітну систему і контакти місткового типу. Пускачі можуть комплектуватися тепловими реле серії РТТ, призначеними для захисту двигунів від перевантажень недопустимої тривалості та при обриві однієї із фаз, або апаратами позисторного захисту типу АЗП чи УВТЗ-1М.

Апарати позисторного захисту спрацьовують при недопустимому перевищенні температури обмоток статора. ІІускачі, вмонтовані в оболонку із ступенем захисту ІР40 або ІР54, можуть бути обладнані кнопками “Пуск” і “Стоп” та сигнальними лампами.

Основними технічними даними пускачів є номінальна напруга, номінальний струм головних і допоміжних контактів, механічна і комутаційна стійкість проти спрацювання, допустима кількість вмикань за годину.

Слід розрізняти номінальні і номінальні робочі напруги і струми пускачів.

Номінальною напругою пускача вважають напругу мережі, для якої пускач призначений. Номінальною робочою називають напругу мережі, при якій пускач може працювати. Так, номінальна напруга пускачів серії ПМЛ і ПМА становить 380 В. Пускачі ж можуть працювати у мережах з напругою 500 і 660 В. При цьому номінальні струми повинні бути зменшені.

Номінальним струмом пускачів є струм, який визначений за умовами нагрівання пускача в основному конструктивному виконанні при роботі в основному номінальному режимі і номінальній напрузі.

Номінальним робочим струмом називають допустимий струм через головні контакти пускача в конкретних умовах його роботи, які визначаються ступенем захисту апарата, категорією застосування, режимом роботи, номінальною напругою мережі.

Стійкість пускачів проти механічних спрацювань досить висока і становить 5…16 млн. циклів при допустимій частоті вмикання 3600 або 2400 за годину.

За стійкістю проти комутаційних спрацювань пускачі поділяються на три виконання: А, Б, В. Пускачі у виконанні А залежно від номінального струму у категорії застосування АС-3 допускають від 2,5 до 4 млн. циклів вмикання-вимикання, виконання Б – 1…1,25 млн циклів, а виконання В – 0,3…0,5 млн циклів. У категорії застосування АС-4 стійкість апаратів значно нижча: 0,05…0,4 млн циклів.

Електромагнітні пускачі вибирають за такими параметрами:

І) за номінальною напругою пускача, яка повинна бути не нижчого номінальної напруги мережі: U_п.ном ≥ U_м ;

2) за номінальним робочим струмом – так, щоб номінальний робочий струм пускача був не меншим номінального струму керованого двигуна: І_п.ном.р ≥ І_дв.ном ;

3) за призначенням – реверсивний, нереверсивний, для пуску електродвигунів з перемиканням обмоток із зірки на трикутник, з апаратом захисту (теплове реле, позисторний захист) чи без нього;

4) за ступенем захисту від дії навколишнього середовища і наявністю кнопок “Пуск” і “Стоп” та сигнальних ламп;

5) за кількістю і видом контактів допоміжного кола;

б) за кліматичним виконанням і категорією розміщення;

7) за родом струму і напругою втягувальної котушки пускача. При цьому номінальна напруга котушки повинна дорівнювати напрузі кола керування пускачем: U_{кот.ном} = U_кер .

8) за стійкістю контактів головного кола проти комутаційних спрацювань залежно від частоти вмикань пускача, категорії застосування і необхідного строку його служби (6…10 років). Так, при застосуванні апаратів в категорії АС-3 і частоті вмикань за добу більше 400 приймаються пускачі виконання А, при частоті вмикань від 120 до 400 циклів за добу – виконання Б і при частоті вмикань менше 120 циклів за добу – виконання В.

При виборі пускачів для роботи у повторно-короткочасному режимі допустима частота вмикань апарата за годину відповідно до категорії застосування повинна бути не меншою за фактичну: Z_доп. ≥ Z_ф.

Вибраний пускач потрібно перевірити за умовами комутації, щоб пусковий струм двигуна не перевищував шестикратного робочого струму пускача: 6I_п.ном.р ≥ І_{дв.пуск} .