Прислушайтесь к запуску двигателя конвейера мощностью 15 кВт, и вы услышите один сплошной хлопок, а не серию щелчков. Этот единственный звук отвечает на вопрос, как работает стартер двигателя. Управляющее напряжение достигает катушки, катушка создает магнитное поле, подвижный якорь втягивается в неподвижный сердечник, и три тяжелых контакта замыкаются, чтобы подать линейное напряжение на двигатель. С этого момента стартер продолжает измерять ток, поэтому двигатель никогда не работает без защиты.
Короткий ответ: пускатель двигателя представляет собой контактор плюс реле перегрузки, подключенное таким образом, что кнопка пуска подает питание на катушку контактора, а кнопка остановки, срабатывание по перегрузке или потеря питания обесточивают ее. Контактор переключает питание. Реле перегрузки определяет, когда двигатель слишком долго потребляет слишком большой ток. Схема управления решает, когда действует любой из них.
Все остальное в семействе — реверс, звезда-треугольник, плавный пуск — построено на той же основе.
Две задачи, которые выполняет каждый стартер двигателя
Двигателю необходим переключатель, который выдержит пусковой импульс, и ему нужна защита, которая не спутает нормальный запуск с неисправностью. Только контактор может переключиться, а автоматический выключатель может прервать короткое замыкание, но ни один из них не защищает обмотку от длительной перегрузки, такой как заклинивание конвейера или изношенный подшипник.
Таким образом, эти две функции разделены. Контактор выбирается для режима работы двигателя, который, согласно IEC, относится к категории использования AC-3, поэтому его контакты рассчитаны на замыкание и размыкание примерно в шесть-восемь раз больше тока полной нагрузки двигателя. Реле перегрузки выбрано в соответствии с тепловой моделью, позволяющей проходить броску напряжения и отключаться при меньшем токе, который сохраняется после того, как двигатель должен достичь скорости.
Таблица: рабочие части пускателя двигателя прямого действия и функции, которые каждая из них выполняет. | Часть | Что он делает | Что проверить при указании |
| Катушка контактора | Создает магнитное поле, замыкающее основные контакты. | Напряжение катушки и мощность управляющего трансформатора |
| Основные контакты | Перенос и прерывание тока двигателя | Рейтинг AC-3, а не только номинал резистивной нагрузки |
| Вспомогательный контакт | Обеспечивает путь уплотнения и сигналы состояния. | Количество нормально открытых и нормально закрытых контактов |
| Тепловое реле перегрузки | Отключения при длительном перегрузке по току | Установить ток, класс отключения, компенсацию окружающей среды |
| Электронное реле перегрузки | Отключения по перегрузке по току, потере фазы или дисбалансу | Регулируемый класс и функции обнаружения |
| Схема управления | Пуск, остановка, герметизация и блокировки | Управляющее напряжение и падение напряжения в проводке |
Внутри контактора: как катушка замыкает контакты
Когда управляющее напряжение достигает катушки, ток протекает через тысячи витков медного провода и создает магнитное поле в сердечнике. Поле притягивает пластину якоря к сердечнику под действием возвратной пружины. Поскольку подвижные контакты расположены на одном якоре, главные контакты замыкаются и цепь двигателя замыкается. Вспомогательные контакты одновременно меняют состояние, при этом замыкающий контакт берет на себя функцию кнопки пуска. Тот же магнитный принцип приводит в действие электромагнитное реле общего назначения , только на гораздо более низких текущих уровнях.
Здесь имеют значение две цифры, и они разные. Мощность срабатывания, пусковая мощность, необходимая для втягивания якоря, намного выше, чем герметичная мощность, необходимая для его удержания. Катушка переменного тока на 230 В может потреблять 70 ВА для закрытия и только 7 ВА для удержания. При просадке управляющего напряжения якорь дребезжит, контакты образуют дугу и катушка перегревается. Управляющие трансформаторы недостаточной мощности вызывают больше отказов пускателей в полевых условиях, чем изношенные контакты.
Когда катушка обесточена, пружина отталкивает якорь назад и контакты размыкаются. При прерывании тока образуется дуга, а дугогасительная камера расщепляется, охлаждается и гасит ее. Вот почему срок службы контактов указывается в рабочих циклах при номинальной нагрузке, а не в годах.
Реле перегрузки: более медленная и умная защита
Реле перегрузки намеренно работает медленно. При нормальном запуске двигатель потребляет в шесть-восемь раз больше номинального тока, поэтому устройство, реагирующее мгновенно, никогда не позволит двигателю запуститься.
В тепловом реле перегрузки ток двигателя проходит через нагревательные элементы или через первичную обмотку трансформатора тока. Биметаллическая полоска при нагревании изгибается и через достаточное время срабатывает механизм, размыкающий нормально замкнутый контакт в цепи катушки. Класс отключения описывает скорость, в шесть раз превышающую установленный ток. Класс 10 срабатывает в течение 10 секунд, класс 20 — в течение 20 секунд, а класс 30 — в течение 30 секунд. Вентиляторы с высокой инерцией, загруженные конвейеры и длительные запуски обычно требуют класса 20 или выше.
Электронные реле перегрузки заменяют биметаллические трансформаторы тока и измерительную схему. Они по-прежнему следуют тепловой модели, но добавляют потерю фазы, дисбаланс фаз и обнаружение замыкания на землю, а класс отключения можно регулировать. В панели с предохранителями, где один перегоревший предохранитель может оставить двигатель работающим на двух фазах, такое дополнительное обнаружение стоит дополнительных затрат. Установите ток в соответствии с амперами полной нагрузки, указанными на паспортной табличке двигателя, затем отрегулируйте эксплуатационный коэффициент и температуру внутри корпуса, а не температуру в помещении.
Цепь управления: пуск, стоп и герметичный контакт
Схема управления — это то, что заставляет стартер вести себя предсказуемо. Его последовательность проста, и каждый шаг имеет значение:
- Питание управления доступно на кнопке остановки, которая обычно закрыта.
- Нажатие кнопки пуска замыкает нормально разомкнутый контакт и ток поступает на катушку контактора.
- На катушку подается напряжение, главные контакты замыкаются, а нормально разомкнутый вспомогательный контакт замыкается параллельно кнопке пуска.
- При отпускании кнопки запуска катушка остается под напряжением через этот вспомогательный контакт, известный как уплотняющий или удерживающий контакт.
- Нажатие кнопки «Стоп», потеря управляющего напряжения или срабатывание реле перегрузки приводит к разрыву цепи катушки, контакты размыкаются, и герметичный контакт сбрасывается.
Последний шаг объясняет правила безопасности, которые стоит запомнить. Если напряжение питания пропадает, стартер отключается и не запускается самостоятельно при восстановлении напряжения. Оператору приходится снова нажимать старт. Это защита от пониженного напряжения, и это одно из явных различий между пускателем на основе контактора и магнитным реле с фиксацией, которое удерживает свое последнее положение вообще при отсутствии тока в катушке.
Когда игроку на старте приходится делать больше, чем просто начинать и останавливаться
- Реверсивный пускатель: два контактора с механической и электрической блокировкой, меняющие местами две фазы для изменения направления вращения.
- Пускатель звезда-треугольник: три контактора изменяют конфигурацию обмотки, снижая пусковой ток примерно до одной трети от значения прямого тока в сети.
- Устройство плавного пуска: тиристоры повышают напряжение, затем шунтирующий контактор передает рабочий ток.
- Частотно-регулируемый привод: контролирует скорость, а также пуск, при этом контактор используется в качестве разъединителя, а не в качестве переключающего устройства.
Релейные модули и реле с блокировкой внутри панели стартера
Не каждое коммутационное задание на панели управления принадлежит контактору. Промежуточные реле изолируют выход ПЛК от цепи катушки, умножают контакты для индикации и сигнализации, а также переключают небольшие нагрузки, которые могут привести к потере срока службы большого контактора. Для этих работ на рельсе модули промышленного управления поддерживайте панель в чистоте и исправности.
Модуль реле с тонкими направляющими является практичным решением, когда панель должна увеличиваться без нового места в шкафу, поскольку в ширину одного обычного устройства умещается несколько каналов.
M41F Тонкий релейный модуль на DIN-рейку, 6А Компактный рельсовый релейный модуль с количеством каналов до 32, коммутацией 6 А, встроенной защитой и изоляцией сильного/слабого тока для компактных шкафов управления. Посмотреть продукт → Когда коммутируемой нагрузкой является блок резистивных нагревателей или сильноточный выход, а не двигатель, сильноточное реле передает ток без использования контактора.
Силовое силовое реле CYT90 на однополюсный контакт (SPDT) Компактное однополюсное реле на 20 А/30 А, 250 В переменного тока, подходящее для переключения сильноточного выхода в приборах, промышленных обогревателях и средствах автоматизации. Посмотреть продукт → Для выходных цепей, требующих определенного номинала контактов и чистой установки на DIN-рейку, модуль реле на промышленную рейку на 16 А выполняет большинство вспомогательных и сигнальных задач на панели пускателя.
Модуль промышленного рельсового реле MCYF3 14F 16A Модульный релейный модуль на 16 А с количеством каналов до 32, подходящий для централизованного промышленного управления и выходных цепей панели пускателя. Посмотреть продукт → Проверки выбора, которые решают, выживет ли игрок в стартовом составе
Большинство проблем с запуском связано с решением о выборе, принятым на этапе предложения, а не с производственным дефектом. Это проверки, которые стоит выполнить перед размещением заказа.
Таблица: проверки, которые необходимо выполнить перед заказом пускателя двигателя или сменного контактора и комплекта защиты от перегрузки. | Параметр | Что проверить | Почему это важно |
| Категория использования | AC-3 для двигателей с короткозамкнутым ротором, AC-1 только для резистивных нагрузок. | Контакты AC-1, используемые при работе двигателя, привариваются преждевременно |
| Напряжение катушки | Соответствует управляющему трансформатору и падению напряжения в проводке. | Низкое напряжение вызывает дребезг и перегорание катушки. |
| Настройка перегрузки | Ток двигателя при полной нагрузке, скорректированный с учетом эксплуатационного коэффициента и нагрева панели. | Скопированные настройки приводят к неприятным отключениям или полному отсутствию защиты. |
| Класс поездки | 10, 20 или 30 в зависимости от измеренного времени начала. | Слишком быстро класс сбивается при каждом нормальном старте. |
| Вспомогательный контактs | Уплотнение, блокировка и обратная связь ПЛК учитываются отдельно. | Отсутствие контактов приводит к необходимости внесения изменений на месте позже. |
| Рабочий цикл | Количество пусков в час и используется ли бег трусцой | Частое перемещение резко сокращает срок службы контактов. |
Режимы отказов и что они вам говорят
- Дребезжание при запуске: слишком низкое управляющее напряжение, ослаблена клемма катушки или неисправен управляющий трансформатор.
- Приварены главные контакты: контакты недостаточного размера, толчковый режим или механическая проблема в приводимой машине.
- Нежелательное отключение: установленная перегрузка ниже тока полной нагрузки двигателя, однофазность, горячий корпус или неправильный класс отключения.
- Перегорание катушки: непрерывная работа при пониженном напряжении или якорь, который не может правильно сесть.
- Одна фаза обрыва после отключения: проверьте контакты реле перегрузки и цепь управления перед заменой всего стартера.
Быстрые ответы
В чем разница между контактором и пускателем двигателя?
Контактор только переключает питание. Пускатель объединяет контактор с реле перегрузки и цепью управления, поэтому он одновременно переключает и защищает.
Почему стартер срабатывает через несколько секунд после запуска?
Чаще всего устанавливается слишком низкая перегрузка, слишком быстрый класс отключения для длительного пуска или отсутствует одна фаза. Сначала проверьте установленный ток по паспортной табличке, затем измерьте время пуска и ток на всех трех фазах.
Пускатель двигателя работает, потому что взаимодействуют два устройства с разными временными шкалами. Контактор реагирует за миллисекунды и переключает полный ток двигателя. Реле перегрузки срабатывает за секунды и отключает ток до того, как обмотка будет повреждена. Как только вы поймете схему катушки, герметичный контакт и настройку перегрузки, поиск и устранение неисправностей пускателя перестанет быть догадками и превратится в краткий список измерений.
Если вы указываете стартеры, сменные контакторы или реле, которые располагаются рядом с ними на панели, соответствие номиналов контактов и напряжений катушек фактическому режиму работы — это разница между панелью, которая работает в течение десяти лет, и той, которая открывается каждый квартал.
