Пр №46 Изучение устройства и принципа работы магнитного пускател. Занятие 46 Изучение устройства и принципа работы магнитного пускателя
 Скачать 4.61 Mb.
|
|
Практическое занятие № 46 Изучение устройства и принципа работы магнитного пускателя Цель работы: изучить назначение, устройство и принцип работы магнитного пускателя. Порядок проведения работы: 1.Изучить теоретический материал, посмотреть видео «Схемы подключения магнитного пускателя. Принцип действия» 2.Выполнить задания, предложенные преподавателем. 3.Написать вывод по работе. 4.Подготовиться к защите работы. Теоретический материал Магнитный пускатель является коммутационным аппаратом, позволяющий коммутировать мощные нагрузки постоянного и переменного тока, и предназначен для частых включений и отключений силовых электрических цепей. Магнитные пускатели применяются в основном для пуска, останова и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей, однако, из-за своей неприхотливости они прекрасно работают в схемах дистанционного управления освещением, в схемах управления компрессорами, насосами, кран-балками, тепловыми печами, кондиционерами, ленточными конвейерами и т.д. Одним словом, у магнитного пускателя обширная область применения. 1.1 Принцип работы магнитного пускателя Принцип работы очень простой: напряжение питания подается на катушку пускателя, в катушке возникает магнитное поле, за счет которого вовнутрь катушки втягивается металлический сердечник, к которому закреплена группа силовых (рабочих) контактов, контакты замыкаются, и через них начинает течь электрический ток. Управление магнитным пускателем осуществляется кнопками «Пуск», «Стоп», «Вперед» и «Назад». 1.2 Устройство магнитного пускателя Магнитный пускатель состоит из двух частей: сам пускатель и блок контактов (Рис.1). Рис.1 Устройство магнитного пускателя Блок контактов не является основной частью магнитного пускателя и не всегда используется, но если пускатель работает в схеме где должны быть задействованы дополнительные контакты этого пускателя, например, реверс электродвигателя, сигнализация работы пускателя или включение дополнительного оборудования пускателем, то для размножения контактов, как раз, и служит блок контактов или, как его еще называют — приставка контактная. 1.2.1 Блок контактов или приставка контактная Рис.2 Блок контактов или приставка контактная Внутри блока контактов (приставки контактной) встроена подвижная контактная система, которая жестко связывается с контактной системой магнитного пускателя и стает с ним как бы одним целым. Крепится приставка в верхней части пускателя, где для этого предусмотрены специальные полозья с зацепами (Рис.3). Рис.3 Соединение блока контактов с контактной системой магнитного пускателя Контактная система приставки состоит из двух пар нормально замкнутых и двух пар нормально разомкнутых контактов. На рисунке 4 схематично показана кнопка с парой контактов под номерами 1-2 и 3-4, которые закреплены на вертикальной оси. В правой части рисунка показано графическое изображение этих контактов, используемое на электрических принципиальных схемах. Нормально разомкнутый (NO) контакт в нерабочем состоянии всегда разомкнут, то есть, не замкнут. На рисунке 4 он обозначен парой 1–2, и чтобы через него прошел ток контакт необходимо замкнуть. Рис.4 Нормально разомкнутый (NO) контакт в нерабочем состоянии Нормально замкнутый (NC) контакт в нерабочем состоянии всегда замкнут и через него может проходить ток. На рисунке 5 такой контакт обозначен парой 3–4, и чтобы прекратить прохождение тока через него, надо контакт разомкнуть. Теперь, если нажать кнопку, то нормально разомкнутый контакт 1-2 замкнется, а нормально замкнутый 3-4 разомкнется. О чем показывает рисунок 5. Рис. 5 Нормально замкнутый (NC) контакт в нерабочем состоянии Таким образом у блока контактов в исходном состоянии, когда магнитный пускатель обесточен, нормально разомкнутые контакты 53NO–54NO и 83NO–84NO разомкнуты, а нормально замкнутые 61NC–62NC и 71NC–72NC замкнуты. Об этом говорит шильдик с номерами клемм контактов, расположенный на боковой стенке блока контактов, а стрелка показывает направление движения контактной группы. Теперь, если на катушку пускателя подать напряжение питания, то сердечник потянет за собой контакты блока контактов и нормально разомкнутые замкнутся, а нормально замкнутые разомкнутся. Фиксируется блок контактов на пускателе специальной защелкой. А чтобы блок снять, достаточно приподнять защелку и выдвигать блок в сторону защелки. 1.2.2 Магнитный пускатель Магнитный пускатель состоит как бы из верхней и нижней части (Рис.6). Рис. 6 Устройство магнитного пускателя В верхней части находится подвижная контактная система, дугогасительная камера и подвижная половинка электромагнита, которая механически связана с группой силовых контактов подвижной контактной системы (Рис. 7). Рис. 7 Устройство верхней части магнитного пускателя Нижняя часть пускателя состоит из катушки, возвратной пружины и второй половинки электромагнита (Рис.8). Возвратная пружина возвращает верхнюю половинку в исходное положение после прекращения подачи питания на катушку, тем самым, разрывая силовые контакты пускателя. Рис. 8 Устройство нижней части магнитного пускателя Обе половинки электромагнита набраны из Ш-образных пластин, сделанных из электромагнитной стали (Рис. 9). Это наглядно видно, если вытащить нижнюю половинку электромагнита. Рис. 9 Электромагнит Катушка пускателя намотана медным проводом, и содержит N-ое количество витков, рассчитанное на подключение определенного питающего напряжения равного 24, 36, 110, 220 или 380 Вольт (Рис.10). Рис. 10 Катушка пускателя При подаче напряжения питания в катушке возникает магнитное поле и обе половинки стремятся соединиться, образуя замкнутый контур. Как только отключаем питание, магнитное поле пропадает, и верхняя часть возвращается возвратной пружиной в исходное положение. 1.3 Категории применения магнитных пускателей Для характеристики коммутационной способности магнитных пускателей переменного тока установлены четыре категории применения, являющиеся стандартны- ми: АС1, АС2, АС3, АС4. Каждая категория применения характеризуется значениями токов, напряжений, коэффициентов мощности или постоянных времени, условиями испытаний и других параметров установленных ГОСТ Р 50030.4.1-2002. Магнитные пускатели категории АС-1 рассчитываются на применение в цепях электропечей сопротивления и коммутируют только номинальный ток. Магнитные пускатели категории АС-2 рассчитываются на пуск электродвигателей с фазным ротором и коммутируют ток 2,5 I ном Магнитные пускатели категории АС-З рассчитываются на пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и на отключение вращающихся электродвигателей и коммутируют ток 6-10 I ном Магнитные пускатели категории АС-4 рассчитываются на пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и на отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, они коммутируют токи 6-10 I ном 1.4 Питание и характеристиками магнитных пускателей На боковой стенке пускателя (Рис.11), так же, как и у блока контактов, нанесена информ- ация об электрических параметрах пускателя и для удобства условно разделена на три сектора: Рис. 11 Информация об электрических параметрах пускателя Сектор №1 В первом секторе дана общая информация о пускателе и его область применения (Рис.12): Рис. 12 Информация о пускателе и его область применения 50Гц – номинальная частота переменного тока, при которой возможна бесперебойная работа пускателя; Категория применения АС-3 – двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, отключение без предварительной остановки. Например: этот пускатель можно использовать для запуска и останова асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, используемых в лифтах, эскалаторах, ленточных конвейерах, элеваторах, компрессорах, насосах, кондиционерах и т.д. 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. Категория применения АС-1 – неиндуктивные или слабо индуктивные нагрузки, печи, сопротивления. Например: лампы накаливания, ТЭНы. 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. Сектор №2 В этом секторе указана номинальная мощность нагрузки, которую могут коммутировать силовые контакты пускателя, и которая характеризуется категорией применения АС3 и измеряется в кВт Рис. 13). Например, через контакты пускателя можно пропустить нагрузку мощностью 2,2 кВт, питающуюся переменным напряжением не более 230 Вольт. Рис. 13 Информация о номинальной мощности нагрузки Сектор №3 Здесь показана электрическая схема пускателя (Рис.14): катушка и четыре пары нормально разомкнутых контактов – три силовых (рабочих) и один вспомогательный. От катушки через все контакты проходит пунктирная линия, которая указывает, что все четыре контакта замыкаются и размыкаются одновременно. Рис. 14 Электрическая схема пускателя Напряжение питания 220В подается на катушку через контакты, обозначенные как А1 и А2. 1.5 Устройство современных магнитных пускателей Современные магнитные пускатели выпускают с двумя однотипными контактами от одного вывода катушки (Рис.15). Их выводят с противоположных сторон, маркируют одинаковым буквенным и цифровым значением, и соединяют между собой проволочной перемычкой. В нашем случае это выводы с маркировкой А2. Все это сделано для удобства монтажа схемы. И если придется собирать схемы с участием магнитного пускателя, используйте оба эти контакта. Рис. 15 Устройство современных магнитных пускателей 1.5.1 Рассмотрим контактную группу пускателя Силовыми контактами являются три пары (Рис.16): 1L1–2T1; 3L2–4T2; 5L3–6T3 — к ним подключается нагрузка, которую Вы хотите запитывать через магнитный пускатель или контактор. Причем контакты 1L1; 3L2; 5L3 являются входящими – к ним подводится напряжение питания, а 2Т1; 4Т2; 6Т3 являются выходящими – к ним подключается нагрузка. Хотя разницы здесь нет — что куда, но это считается за правило, чтобы можно было разобраться в монтаже другому человеку, не производившему монтаж. Рис. 16 Силовые контакты магнитного пускателя Последняя пара контактов 13НО–14НО является вспомогательной и эту пару используют для реализации в схеме самоподхвата пускателя. То есть, эта пара нужна, чтобы при включении в работу, например, двигателя, все время его работы не пришлось держать нажатой кнопку «Пуск». 1 . 6 Схемы включения магнитных пускателей Магнитный пускатель применяется преимущественно для организации безопасного подключения (и управления) асинхронных трехфазных двигателей. Поэтому рассмотрим варианты работы схемы при различных условиях. На всех иллюстрациях присутствует защитное реле, обозначенное литерой «P». Биметаллические пластины, приводящие в действие аварийный размыкатель (установленный в цепи управления), располагаются на силовых линиях контактной группы. Они могут размещаться на одном или нескольких фазных проводниках. При перегреве (он возникает при превышении нагрузки или коротком замыкании), управляющая линия разрывается, питание на катушку «KM» не подается. Соответственно, силовые контактные группы «KM» размыкаются. 1.6.1 Классическая схема прямого включения трехфазного электродвигателя Схема управления использует питание от напряжения между двумя соседними фазными линиями (Рис.17). Рис.17 Классическая схема прямого включения трехфазного электродвигателя Принцип работы данной схемы довольно прост: при замыкании автоматического выключателя QF собирается схема питания катушки магнитного пускателя. Предохранитель PU обеспечивает защиту схемы управления от коротких замыканий. При нормальных условиях контакт тепловых реле Р замкнут. Итак, для запуска асинхронника нажимаем кнопку «Пуск», цепь замыкается, через катушку магнитного пускателя КМ начинает протекать ток, сердечник втягивается, тем самым замыкая силовые контакты КМ, а также блок контакт БК. Блок контакт БК нужен для того, чтоб замкнуть цепь управления, поскольку кнопка после того как ее отпустят, вернется в исходное положение. Для остановки этой электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп», которая разберет схему управления. При длительном токе перегрузке сработает тепловой датчик Р, который разомкнет контакт Р, и это тоже приведет к остановке машины. При схеме включения приведенной выше следует учесть напряжение номинальное катушки. Если напряжение катушки 220 В, а двигателя (при соединении в звезду) 380 В, то данную схему употреблять нельзя, а можно применить с нейтральным проводником, а если в обмотки двигателя соединены треугольником (220 В), то данная система вполне применима. 1.6.2 Схема с нейтральным проводником (Рис.18) Единственное отличие этой схем включения от классической в том, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. Так же точно срабатывают кнопки, и защитное термореле. Рис.18 Схема включения магнитного пускателя с нейтральным проводником 1.6.3 Реверсивная схема включения магнитного пускателя Эта схема более сложная, чем при подключении не реверсивного устройства. Как правило, для этого применяются два электромагнитных пускателя, в которых выхода фазных контактов комбинированы со сдвигом. Устройства скомбинированы в один коммутатор, поэтому его можно рассматривать как единый элемент (Рис.19). Единая схема управления с двумя группами кнопок пуска: «Вперед» и «Назад». Каждая из них включает соответствующую катушку электромагнита. Принцип работы: при нажатии кнопки «Вперед» происходят все описанные выше действия, но как вы видите из схемы, перед кнопкой вперед появился нормально замкнутый контакт КМ2. Это нужно для выполнения электрической блокировки одновременного включения двух устройств (избежание короткого замыкания). При нажатии кнопки «Назад» во время работы электропривода ничего не произойдет, так как контакт КМ1 перед кнопкой «Назад» будет разомкнут. Для произведения реверса машины необходимо нажать кнопку «Стоп» и только после отключения одного устройства можно будет включить второе. Рис.19 Реверсивная схема включения магнитного пускателя Список использованных источников: 1. https://sesaga.ru/naznachenie-ustrojstvo-i-rabota-magnitnogo-puskatelya.html 2. https://elenergi.ru/magnitnye-puskateli.html Практическое занятие № 46 Изучение устройства и принципа работы магнитного пускателя Группа__________________________ ФИО студента___________________ Цель работы: ________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Дать определение магнитного пускателя (max 0,2 балла) Записать категории применения магнитных пускателей и особенности их применение (max 0,3 балла) Зарисовать нормально разомкнутый (NO) контакт в нерабочем состоянии и записать, что это означает (max 0,2 балла) Какая информация указывается на боковой стенке магнитного пускателя (max 0,4 балла) Принцип работы магнитного пускателя (max 0,2 балла) Изобразить классическую схему прямого включения трехфазного электродвигателя с магнитным пускателем и описать принцип ее работы (max 0,8 балла) В каких случаях и с какой целью используется контактная приставка (max 0,2балла) Записать характеристики магнитного пускателя (max 0,2 балл) Записать характеристики магнитного пускателя (max 0,2 балл) Изобразить реверсивную схему включения магнитного пускателя и описать принцип ее работы (max 0,8 балла) Записать особенности устройства магнитного пускателя (его частей) (max 0,5 балла) В чем отличие схе- мы с нейтральным проводником от классической схмы включения магнит- ного пускателя (max 0,2 балла) Написать синквейн к слову «магнитный пускатель» Пример Пушкин 1.Два прилагательных (великий, талантливый) 2.Три глагола (писал, творил, любил) 3.Суть (великий русский писатель) 4.Синоним (гений). ( max 0,5 балла) Составить 3 ребуса, слова подобрать согласно изученной темы (max 0,5 балла) Оценка: _________________________ Дата проверки:_________________________ Подпись преподавателя:_________________________ |