Контакторами (силовыми реле) называют электромагнитные реле, которые имеют мощную контактную систему, служащую для коммутации рабочих цепей электродвигателя.
Магнитный пускатель — это специальный контактор переменного тока, предназначенный для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями.
Магнитные пускатели имеют силовую контактную группу из трех мощных контактов и несколько дополнительных замыкающихся и размыкающихся маломощных контактов, которые называются блок-контактами.
Для защиты двигателей от перегрева совместно с магнитными пускателями используют тепловые реле, представляющие собой устройства, которые допускают протекание кратковременных пусковых токов в двигателях, но размыкают цепь питания двигателей при длительных перегрузках по току.
Рис. 6. Устройство теплового реле (я):
I — биметаллическая пластинка; 2— нагреватель; 3— контакт. Условные обозначения теплового реле: б— нагревателя, в — контакта
Тепловое реле состоит из биметаллической пластинки 1 (рис. 6, а), нагревательного элемента 2 и контактов 3. Нагревательный элемент включается после силовых контактов магнитного пускателя последовательно с обмоткой двигателя, а контакты теплового реле включаются в цепь катушки магнитного пускателя.
При номинальной нагрузке электродвигателя нагревательный элемент и биметаллическая пластинка теплового реле не нагревателя, поскольку они успевают отдать теплоту окружающему воздуху. При перегрузках двигателя ток в его обмотках возрастает, температура нагревательного элемента теплового реле увеличивается, вследствие чего нагревается биметаллическая пластинка, которая, изгибаясь, разрывает контакты в цепи катушки магнитного пускателя.
На принципиальных электрических схемах нагревательные элементы изображают так, как показано на рисунке 6, б, а контакты — так, как на рисунке 6, в.
Рис. 7. Схема включения асинхронного двигателя с помощью магнитного пускателя
Типовая принципиальная схема включения трехфазного асинхронного двигателя с помощью магнитного пускателя приведена на рисунке 7. Линейные провода трехфазной питающей сети А, В и ('подсоединяют к силовым контактам магнитного пускателя КМ (условные буквенные обозначения определены стандартом). С другой стороны через нагревательные элементы теплового реле КК к контактам подключены обмотки двигателя М. Эта часть схемы называется силовой цепью.
Цепь управления магнитным пускателем состоит из катушки электромагнита, кнопочной станции с замыкающейся SB2 и размыкающейся SB1 кнопками, блок-контакта магнитного пускателя, включенного параллельно кнопке SB2, и контакта тепловою реле. Катушка магнитного пускателя может включаться как на линейное напряжение (как показано на рис. 7), так и на фазное. В этом случае один из проводов цепи управления подсоединяется к линейному проводу, а другой — к нулевому.
В исходном состоянии кнопка SB2 и блок-контакт КМ разомкнуты. Ток в катушке магнитного пускателя отсутствует, и его силовые контакты в цепи обмотки двигателя разомкнуты. Двигатель выключен. При нажатии на кнопку SB2 создается следующая электрическая цепь: линейный провод С— замкнутая кнопка SB 1 — замкнутая кнопка SB2 — катушка магнитного пускателя — замкнутый контакт теплового реле — линейный провод В. По этой цепи через катушку магнитного пускателя протекает электрический ток. Магнитный пускатель срабатывает и замыкает все свои контакты: силовые и блокировочный в цепи управления. Двигатель начинает работать.
Если бы нс было блокировочною контакта, включенного параллельно кнопке пуска SB2, то при ее отпускании цепь питания катушки разорвалась и двигатель тут же выключился. При наличии данного контакта в случае отпускания кнопки SB2 ток продолжает протекать через пего и катушка магнитного пускателя остается включенной. Двигатель продолжает работать.
Чтобы выключить двигатель, необходимо разорвать цепь питания катушки магнитного пускателя (обесточить ее). Для этой цели служит кнопка SB1 «Стоп». При нажатии на нее двигатель останавливается и для того, чтобы его включить, необходимо вновь нажать на кнопку SB2.
Применение кнопки и блокировочного контакта для пуска двигателя обусловлено соображениями техники безопасности.
Рис. 8. Реверсирование асинхронного электродвигателя
Если внезапно исчезнет напряжение, то контакты магнитного пускателя (в том числе блокировочный) разомкнутся и при внезапном появлении напряжения двигатель самопроизвольно не запустится. Для его пуска необходимо вновь нажать кнопку SB2 «Пуск».
Часто возникает проблема включения двигателя для вращения в различном направлении — реверсировании (например, в подъемных механизмах, транспортерах и т. д.). На рисунке 8 показана силовая часть включения реверсивного двигателя с помощью магнитного пускателя. Как известно, для реверсирования асинхронного электродвигателя необходимо изменить порядок следования фаз (линейных проводов), подводимых к обмотке. Поэтому в схеме используют два магнитных пускателя: KM1 и КМ2. При включении пускателя КМ1 на обмотку двигателя подается трехфазное напряжение в порядке А, В, С и двигатель вращается по ходу часовой стрелки.
Рис. 9. Схема управлении реверсивным магнитным пускателем
Если же включить магнитный пускатель КМ2, то порядок следования фаз изменится: С, В, А, и двигатель будет вращаться против хода часовой стрелки.
Схема управления катушками магнитных пускателей должна обеспечивать возможное и их по очередного включений, но не допускать одновременного включения, так как в этом случае возникает короткое замыкание между фазами А и С.
На рисунке 9 показана принципиальная схема управления реверсивным магнитным пускателем. В ее состав входят: кнопка SB1 «Стоп», кнопка SB2 «Назад», кнопка SB3 «Вперед», катушки магнитных пускателей КМ1, КМ2, контакт теплового реле Кк и блокировочные контакты магнитных пускателей. Кнопки SBI и SB2 имеют две пары контактов — размыкающиеся и замыкающиеся. При нажатии на такую кнопку сначала происходит размыкание контактов, а затем замыкается вторая пара.
Схема работает следующим образом. При нажатии на кнопку SB3 происходит размыкание цепи питания катушки КМ2, и если двигатель был включен, то происходит его выключение. Если же он по какой-либо причине не выключился, то его нормально замкнутый контакт в цепи катушки КМ1 не позволит ее включить.
Аналогично происходит включение двигателя «Назад» при нажатии кнопки SB2. Такая схема позволяет переключать направление вращения двигателя без нажатия кнопки SB1 «Стоп». Она нужна только для аварийного отключения двигателя. Использование кнопок с двумя парами контактов и дополнительных блокировочных контактов в цепи катушек магнитных пускателей позволяет надежно защитить цепь от короткого замыкания.
С помощью реле и магнитных пускателей можно созданы сложные схемы управления электроприводами, решающие самые разнообразные логические задачи: блокировки, включения с зaданной последовательностью, выдержки времени и т. д.
