Магнитный пускатель для освещения

Схемы управления освещением через контакторы и магнитные пускатели

Основы

Для включения магнитных пускателей и контакторов используют кнопочные посты. Это устройства, в которых есть 2 или 3 кнопки типа «Пуск» и «СТОП» или «Вперёд», «Назад» и «СТОП», есть и другие менее распространённые варианты. Кнопки эти представляют собой кнопку без фиксации с нормально-замкнутой и нормально разомкнутой парой контактов.

Пускатели и контакторы – это электромагнитные коммутационные приборы. Чтобы его силовые контакты замкнулись, нужно подать напряжение на катушку. Она притянет сердечник (якорь) на котором закреплены контакты (конструкция может различаться). Когда вы снимите напряжение с катушки – прибор отключится, и его силовые контакты разомкнуться.

Кроме силовых в этих приборах есть блок-контакты (обычно несколько их групп). Они не способны выдерживать большую нагрузку, а предназначены для реализации схемы самоподхвата и индикаций. Дело в том, что если просто через кнопочный пост подать напряжение на катушку – аппарат включится, но когда вы отпустите кнопку – сразу же отключится. Это нужно, например, в лебёдках и других грузоподъемных механизмах, но не в цепях, которые работают длительное время без остановок, как свет и электродвигатели вентиляционных систем.

Чтобы этого избежать и нужна схема самоподхвата – нормально-разомкнутый блок контакт подключают параллельно кнопкам «ПУСК» на кнопочном посту.

Обычно такие коммутационные аппараты используют для подключения к сети электроприборов большой мощности: тэнов, двигателей или как в нашем случае больших осветительных установок.

Схема подключения кнопочного поста и её принцип работы

Чтобы подключить контактор или пускатель для управления светом с двух кнопок (как и любой другой системой) нам понадобится:

1. Кнопочный пост.
2. Контактор или пускатель с количеством силовых контактов (полюсов) равным количеству фаз.
3. Три жилы провода.

Подключение контактора к кнопочному посту выполняется так:

1. Определяют напряжение катушки аппарата (обычно 220 или 380).
2. Фазу берут с силовых контактов (если катушка на 380 – берём две разноименных фазы, если 220 – фазу и ноль).
3. Подключают фазный провод на нормально-замкнутые контакты кнопки «СТОП».
4. Последовательно с кнопкой «СТОП» подключают кнопку «ПУСК».
5. От нормально-разомкнутой пары блок-контактов контактора или пускателя прокладывают два провода к кнопочному посту (от двух контактов соответственно) и подключают их к «ПУСКу», так чтобы её нормально-разомкнутая пара и разомкнутые блок-контакты были подключены параллельно. При этом контакты, на которые теперь пришла фаза, назовем условно «1», а на которые фаза подастся после нажатия на клавишу и срабатывания блок-контактов «2». Важное примечание: к этому шагу у нас уже есть приходящая фаза через нормально-замкнутый «СТОП» на разомкнутый «ПУСК», к этой же цепи подключены и блок-контакты пускателя или контактора.
6. К блок-контакту «2» подключаем вывод катушки (часто на современных контакторах они обозначаются как A1 и A2).
7. Второй вывод катушки подключаем к нулю, если она рассчитана на напряжение 220В или к другой фазе – если на 380В соответственно.
8. Подключаем силовые питающие провода, с этих же клемм обычно берут фазу на кнопочный пост.
9. Подключают провода от системы освещения (самих осветительных установок).

Всё что описано выше, но в графическом виде вы можете увидеть на этой схеме.

На рисунке дополнительно установлена индикация включения – лампочка в цепи управляющих кнопок и блок-контактов. Она позволит понять, включен ли контактор и наружный свет, не отходя от кнопочного поста.

Примечание: схема управления светом с помощью пускателей также хороша и тем, что можно легко организовать управление светом из двух и более мест – нужно просто добавить кнопочные посты параллельно имеющимся.

Дополнительные датчики

Как уже было сказано выше, управление освещением с помощью контакторов и пускателей часто используется в паре со средствами автоматики, такими как датчик освещенности и датчик движения. Обычно такие устройства содержат в себе небольшое реле или симистор, но максимальная мощность подключаемой активной нагрузки, как правило, ограничена 1-2 кВт. А о нагрузке с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами и речи не стоит вести. Контакты таких реле не предназначены для их питания. К такой нагрузке можно отнести мощные лампы типа ДНаТ, ДРЛ, МГЛ и прочие, которые активно используются в уличных фонарях и прожекторах.

Для этого схема включения освещения контактором или пускателем с помощью датчиков отличается от схемы с кнопочным постом лишь тем, что вместо кнопочного поста мы соединяем катушку коммутационного аппарата с контактом выходного сигнала датчика. Ниже вы видите схему подключения датчика движения и фотореле к контактору на примере однофазной сети:

Схемы можно совместить, организовав принудительное включение освещения, для этого параллельно сигналу с датчика устанавливаем тумблер, который будет подавать фазу на катушку.

Если вы собираетесь использовать датчики в чистом виде – учтите, что они не предназначены для оперирования сигналом напряжением в 220В переменного тока. Поэтому такие устройства как фотореле семейства ФР, которые столь распространены в быту, содержат схему питания датчиков, триггеры или другие пороговые элементы, схемотехнику которых мы в этой статье рассматривать не будем! Если вам интересна эта тема – пишите в комментариях и мы подробно о ней расскажем. Надеемся, вам стало понятно, как производится управление освещением через контактор и магнитный пускатель. Как вы видите, схема не сложная, главное разобраться с особенностями ее работы.

Напоследок рекомендуем посмотреть видео, на котором наглядно демонстрируется применение такой схемы в быту:

Магнитные пускатели

Устройства, которые предназначены (основное их назначение) для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для управления асинхронными электродвигателями с напряжением питания до 600 В. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Кроме того, в них довольно часто встраивается тепловое реле для защиты электрических машин от перегрузки по току в длительном режиме.

Магнитные пускатели могут выпускаться в различных исполнениях:

• Реверсивные;
• Не реверсивные;
• Защищенного типа – устанавливаются в помещениях, где в окружающей среде не содержится большого количества пыли;
• Пыленепроницаемые – устанавливаются в местах, где они не будут подвергаться прямому воздействию на них солнца, дождя, снега (при наружном размещении располагаются под навесом);
• Открытого типа – предназначены для установки в местах, защищенных от попаданий посторонних предметов а также пыли (шкафы электрические и прочее оборудование)

Устройство магнитного пускателя

Устройство магнитного пускателя довольно простое. Он состоит из сердечника, на котором помещена втягивающая катушка, якоря, пластмассового корпуса, механических индикаторов включения, а также основных и вспомогательных блок – контактов.

Принцип работы магнитного пускателя

Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:

При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.

Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.

Схемы включения магнитных пускателей

Одна из простейших схем подключения магнитного пускателя показана ниже:

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 жизнеспособна.

Схема с нейтральным проводником:

Единственное отличие этих схем включения, что в первом случае питание системы управления подключено к двум фазам, а во втором к фазе и нейтральному проводнику. При автоматическом управлении системой пуска вместо кнопки «Пуск» может включатся контакт из системы управления.

Посмотреть как подключить не реверсивное магнитное пусковое устройство вы можете здесь:

Реверсивная схема включения показана ниже:

Эта схема более сложная, чем при подключении не реверсивного устройства. Давайте рассмотрим принцип ее 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.

И видео подключения реверсивного магнитного пускового устройства:

Советы по монтажу магнитных пускателей

При монтаже магнитных пусковых устройств с тепловыми реле необходимо устанавливать с минимальной разностью температур окружающей среды между электродвигателем и магнитным пусковым устройством.

Нежелательна установка магнитных устройств в местах подверженных сильным ударам или вибрациям, а также рядом с мощными электромагнитными аппаратами, токи которых превышают 150 А, так как они при срабатывании создают довольно большие удары и толчки.

Для нормальной работы теплового реле температура окружающей среды не должна превышать 40 0 С. Также не рекомендуется установка рядом с нагревательными элементами (реостаты) и не устанавливать их в наиболее нагреваемых частях шкафа, например вверху шкафа.

Сравнение магнитного и гибридного пускателя:

Подробно об электромагнитных пускателях

Обычно мы видим это устройство в виде аккуратной коробки с двумя кнопками: «пуск» и «стоп». Если снять верхнюю крышку, внутри обнаружится коммутатор довольно сложной конструкции, который может выполнять несколько задач (как по очереди, так и одновременно).

Это электромагнитный пускатель. Возникает вопрос: а зачем создавать сложные электротехнические устройства, если нужно всего лишь замкнуть два (или больше) контакта? Есть кнопки с фиксацией, рычажные включатели, защитные автоматы, рубильники. Рассмотрим типовое применение магнитного пускателя: включение мощной электроустановки (например, асинхронный электродвигатель).

• Необходима мощная контактная группа с дугогасителями, соответственно потребуется большое усилие для смыкания контактов. Ручной привод будет достаточно громоздким (использование классического рубильника не всегда вписывается в эстетику рабочего места).
• Ручными переключателями сложно обеспечить оперативное изменение режима работы (например, изменение направления вращения мотора). Устройство магнитного пускателя позволяет собрать такую схему подключения.
• Организация защиты. Любой автомат с аварийным отключением не рассчитан на многократное включение. Назначение (пусть и не основное) магнитного пускателя не только многократно производить коммутацию, но и отключать цепь питания при перегрузках и коротком замыкании. При этом, у него есть неоспоримое преимущество перед иными коммутаторами. Отключение необратимо: то есть, после аварийного размыкания контактов, или кратковременного прекращения подачи энергии, рабочие контакты не возвращаются в положение «ВКЛ» по умолчанию. Принцип работы магнитного пускателя подразумевает только принудительное повторное включение.

Устройство и принцип работы устройства

Главное отличие пускателя от любого другого коммутационного устройства — подключенное к нему электропитание одновременно является и управляющим. Как это работает?

Рассмотрим общий принцип действия магнитного пускателя с помощью иллюстрации:

• Силовые контакты (3), через которые проходит питание с высоким током на потребителя (электроустановку).
• Они соединяются между собой с помощью контактных мостиков (2). Сила нажатия обеспечивается пружинами (1), которые представляют собой особым образом отформованную стальную пластину. Сами контактные группы изготовлены из медных сплавов, для лучшей электропроводности.
• Пластиковая траверса (4), на которой закреплены мостики (2), соединена с подвижным якорем (5). Вся конструкция может перемещаться вертикально с помощью внешнего усилия (кнопки), и возвращается обратно после прекращения давления на нее.
• С помощью катушки электромагнита (6) создается магнитное поле, которое прижимает подвижный якорь (5) к неподвижной части сердечника (7). Силы достаточно, чтобы преодолеть сопротивление возвратной пружины.
• Питание на электромагнит подается с помощью дополнительных контактов (8). Чтобы обеспечить правильную работу схемы, питание на эти контакты заводится параллельно силовым (3), от единого источника. Для размыкания всей контактной группы предусматривается кнопка отключения, которая устанавливается в цепь дополнительных контактов.

Виды контакторов

По оснащению средствами защиты: практически все модели включают в себя блок термореле, который размыкает цепь дополнительных контактов в случае перегрузки по току. В этом смысле принцип работы магнитного пускателя не отличается от защитного автомата. После аварийного отключения, и остывания защитной группы (цепь питания обмотки электромагнита восстанавливается), замыкание силовых контактов не происходит. Предполагается, что оператор устранит причину возникновения аварийной ситуации, и произведет повторный пуск электроустановки.

По способу замыкания контактов, имеются следующие виды магнитных пускателей:

1. Прямого подключения, то есть с одной группой силовых контактов. Он работает по принципу: «вкл» или «выкл», плюс защита от перегрузки или короткого замыкания.
2. Реверсивного подключения. Электромагнитный пускатель такого типа оснащен двумя группами контактов, с помощью которых можно комбинировать линии питания. Например, чередование фаз для асинхронного электромотора. При замыкании различных групп контактов, вал электродвигателя вращается в разные стороны, то есть происходит реверс.
3. Работающие только на замыкание силовых контактов, либо имеющие нормально замкнутые и нормально разомкнутые контактные группы.Такие коммутаторы могут управлять (в противофазе) двумя электроустановками. Одно устройство подключается, второе синхронно обесточивается.
4. По количеству контактов силовой группы:
   • Двух контактные (для однофазных потребителей).
   • Трех контактные (подключаются только фазные группы, нейтраль всегда соединена). Это самая распространенная модель пускателя, к ней можно подключать как одно — так и трех фазные электроустановки.
   • Четыре и более контакта в силовых группах. Под группой подразумевается либо нормально замкнутый, либо нормально разомкнутый комплект. Применяются редко, только в специальных устройствах, работающих по особой схеме подключения.

Большинство пускателей выглядят так:

Силовые контакты (три фазы), в одной плоскости расположены дополнительные, для питания обмотки.

Для удобства монтажа, дополнительные контакты вынесены на отдельную площадку, ниже и сбоку.

Схемы подключения

Для чего нужен магнитный пускатель? 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 банальном коротком замыкании), управляющая линия разрывается, питание на катушку «KM» не подается. Соответственно, силовые контактные группы «KM» размыкаются.

Классическая схема прямого включения трехфазного электродвигателя

Схема управления использует питание от напряжения между двумя соседними фазными линиями. При нажатии кнопки «Пуск», с помощью основного ее контакта замыкается цепь катушки «KM». При этом все контактные группы, включая дополнительные контакты в цепи управления, соединяются под управлением электромагнита катушки. Разомкнуть цепь можно двумя способами: при срабатывании аварийного реле, или нажав на кнопку «Стоп». В этом случае магнитный пускатель возвращается в исходное положение «все выключено» (или в случае с двумя категориями контактов, нормально замкнутые группы будут подключены).

Этот же вариант подключения, только управляющая цепь соединяется с фазой и нейтралью. С точки зрения работы пускателя, разницы нет. Так же точно срабатывают кнопки, и защитное термореле.

Реверсивное подключение трехфазного электродвигателя

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.

В зависимости от того, какая контактная группа подключена к электродвигателю, его ротор крутится в одну либо другую сторону. Такой вариант незаменим при использовании на конвейерах, станках, и прочих электроустановках, в которых предусмотрено 2 направления вращения (движения).

Как работает эта схема на практике? Смотрим иллюстрацию:

Единая схема управления с двумя группами кнопок пуска: «Вперед» и «Назад». Каждая из них включает соответствующую катушку электромагнита. Почему схема общая? Кнопка «Стоп» по условиям безопасности должна быть единой. Иначе при возникновении аварийной ситуации, оператор потеряет драгоценные секунды в поисках необходимой кнопки (для «Вперед» или для «Назад»).

Проверка работоспособности магнитного пускателя и его ремонт

Проверяется устройство путем подачи питания на управляющие (дополнительные, или блок контакты). Если происходит смыкание рабочей группы, выполняется прозвонка ее контактов с помощью мультиметра. Затем провоцируется короткое замыкание, для проверки защитного реле.

Любой коммутационный прибор состоит из схожих по конструкции элементов. Поэтому ремонт магнитного пускателя выполняется по общему принципу: поиск неисправного узла, восстановление или замена.

Механические части (мостик, прижимная либо возвратная пружина) меняются, контакты можно зачистить. Катушка управления перематывается, или производится восстановление сгоревшего витка с помощью пайки.

Видео по теме

Как подключить освещение через контактор и в каких случаях это нужно?

Контактор — это электромагнитный коммутационный прибор, по своему устройству он почти такой же, как и обычное реле. Он состоит из трёх основных элементов:

• Катушка — при подаче на неё напряжения замыкаются (включаются) или размыкаются (отключаются) группы контактов. В магазинах можно найти контакторы с катушками, которые управляются разным напряжением. Наибольшее распространение получили контакторы с катушками на 220 и 380В переменного тока, но есть и с низким номинальным напряжением (24В). Первые могут использоваться в однофазных сетях, для вторых обязательно наличие трёх фаз. Клеммы катушки на корпусе современного контактора обозначаются так — A1, A2.
• Силовые контакты — к ним подключается нагрузка. Количество контактов также называют числом полюсов. Есть разные варианты, на практике чаще применяются 3 и 2-полюсные контакторы. При заказе в интернет-магазинах обращайте внимание на число полюсов и нормальное состояние контактов (замкнуты или разомкнуты при отсутствии напряжения на катушке). Входные контакты, которые подключаются к сети обычно обозначаются как L1, L2, L3 или цифрами 1, 3, 5. А выходные, к которым подключается нагрузка — T1, T2, T3 или цифрами 2, 4, 6.
• блок-контакты — маломощные контакты, которые нужны для самоподхвата (чтобы контактор оставался включенным после снятия управляющего сигнала или после того, как вы отпустите кнопку кнопочного поста), а также для систем индикации и сигнализации состояния цепей.

Часто для управления контакторами используют кнопочные посты. Это устройства, содержащие 1 и более кнопок без фиксации с нормальной-замкнутым и нормально-разомкнутым контактом (на задней стороне 2 пары клемм для подключения, по одной для каждой из пар контактов. Пример кнопочного поста вы можете видеть на рисунке ниже. Они применяются в схемах с самоподхватом пускателя (именно такую мы рассмотрим далее), либо без него — в схемах управления грузоподъёмными механизмами (в пределах этой статьи мы не будем их рассматривать.

Зачем нужно подключать освещение через контактор?

Нам известны три случая, когда без реле или контактора в схеме освещения не обойтись, это может быть:

1. Много мощных светильников — большая нагрузка.

2. Нужно включать или выключать всё освещение одновременно с одного места или наоборот всё освещение электроустановки нужно включать и выключать с нескольких мест, удалённых друг от друга.

3. Несовместимость автоматики со схемой питания светильника.

Рассмотрим каждый из них отдельно.

Случай первый: Много мощных источников света.

Например, при организации, освещения складского помещения, выставочного, торгового зала и других подобных объектов большой площади устанавливают ряд мощных светильников. Использовать обычный выключатель нельзя, так как зачастую бытовой выключатель света рассчитан на 10А.

К тому же ставить выключатели каждой из групп светильников непосредственно рядом с ними — нерационально, так как для включения света нужно пройти через всё помещение. Можно, конечно, установить выключатели каждой из групп светильников в одном месте, но тогда несколько усложняется организация автоматического управления.

Поэтому если нужно организовать включение и отключения освещения с одного места, например, пульта службы охраны, диспетчерской или кнопочного поста, установленного у входа на эту территорию, используют контакторы.

Подключение освещения через контактор позволит и просто организовать управление светом с любого числа мест без использования проходных и перекрестных выключателей, что в некоторой мере упростит схему.