Меню Закрити

Реверсивний пускач принцип дії, застосування в електродвигунах і техніка безпеки

Застосування реверсивного пускача в схемі управління електродвигуном

У промисловості і в побуті широко використовуються електродвигуни. При експлуатації деяких механізмів необхідно забезпечити обертання валу двигуна в різний напрямках, тобто потрібно здійснювати реверс. Для цього використовують певну схему управління і застосовують додатковий магнітний пускач (контактор) або реверсивний пускач.

Теоретичні основи

Вид схеми реверсивного пуску двигуна залежить від наступних факторів:

  • тип електродвигуна;
  • напругу живлення;
  • призначення електрообладнання.

Тому схеми реверсу можуть сильно відрізнятися, але, зрозумівши принципи їх побудови, ви зможете зібрати або відремонтувати будь-яку подібну схему.

Перш ніж розбирати схеми реверсу двигуна, потрібно визначитися з поняттями, які будуть використовуватися при описі роботи:

  • Нормально розімкнутий (відкритий) контакт – це контакт, який без зовнішнього впливу знаходиться в розімкнутому стані. Під зовнішнім впливом, перш за все, розуміють подачу напруги на котушку управління реле або магнітного пускача. У випадку з кнопками комутація контактів проводиться механічно.
  • Нормально замкнутий (закритий) контакт – це контакт, який без впливу зовнішніх сил знаходиться в замкнутому стані.
  • Магнітний пускач – це електромагнітне пристрій, що має три силових нормально розімкнутих контакту і кілька допоміжних контактів. При подачі напруги живлення на котушку електромагніта, якір притягається і всі контакти одночасно перемикаються. Силові контакти використовуються для підключення електродвигуна до мережі, а допоміжні потрібні для побудови схеми управління, тому вони можуть бути нормально відкритими або закритими. Після зняття напруги, що управляє, під дією пружин пристрій повертається в початковий стан.
  • Реверсивний пускач – це два однакових магнітних пускача, закріплені на одній підставі, із загальним корпусом. Призначений апарат для реверсування трифазних двигунів, тому силові контакти з'єднані між собою певним чином.
  • Теплове реле – пристрій для захисту двигуна від перегріву, викликаного підвищеними струмами в обмотках.
  • Контактор – комутуючі пристрій багато в чому аналогічне магнітному пускачі. Але на відміну від нього може мати від двох до чотирьох нормально відкритих силових контактів з дугогасильними камерами і призначений для перемикання великих струмів.
  • Автоматичний вимикач – апарат для захисту від струмів короткого замикання.

Для того щоб електродвигун поміняв своє обертання потрібно змінити його магнітне поле. Для цього необхідно провести деякі перемикання, які залежать від типу електричної машини.

Принцип роботи асинхронного двигуна

Робота електродвигуна може здійснюватися як в трифазному, так і однофазному режимі. Принцип дії схем змінюється незначно, однак є деякі доповнення в пристрої харчування від однофазної мережі.

трифазна мережа

Електрична принципова схема реверсивного пуску трифазного електродвигуна з короткозамкненим ротором виглядає наступним чином (схема представлена ​​на Рис.1) Харчування всієї схеми здійснюється від трифазної мережі змінного струму з напругою 380 В через автомат АВ.

Для того щоб зробити реверс такої електричної машини (М), потрібно змінити чергування двох будь-яких фаз, підключених до статора. На схемі магнітний пускач МП1 відповідає за пряме обертання, а Мп2 – за зворотне. На малюнку видно, що при включенні МП1 відбувається чергування фаз на статорі А, В, С, а при включенні Мп2 – С, В, А, тобто фази А і С міняються місцями, що нам і потрібно.

При подачі на схему напруги, котушки МП1 і Мп2 знеструмлені. Їх силові контакти Мп1.3 і Мп2.3 розімкнуті. Електродвигун не обертається.

При натисканні на кнопку Пуск1, подається харчування на котушку МП1, пускач спрацьовує і відбувається наступне:

  1. Замикаються силові контакти Мп1.3, напругу живлення подається на обмотки статора, двигун починає обертатися.
  2. Замикається нормально розімкнутий допоміжний контакт Мп1.1. Цей контакт забезпечує самоблокування пускача МП1. Тобто, коли кнопка Пуск1 буде відпущена, котушка МП1 залишиться під напругою завдяки контакту Мп1.1 і пускач не відключиться.
  3. Розмикається нормально закритий допоміжний контакт Мп1.2. Цей контакт розриває ланцюг управління котушкою Мп2, таким чином, забезпечується захист від одночасного включення обох контакторів.

Якщо виникла необхідність зупинити двигун або зробити реверс, Потрібно натиснути

кнопку Стоп. При цьому розмикається ланцюг харчування МП1, контактор відключається, його контакти повертаються в первинний стан, показане на малюнку, електродвигун зупиняється.

Для того щоб двигун почав обертатися у зворотний бік, потрібно натиснути кнопку Пуск2. За аналогією з МП1, спрацюють контакти Мп2.3, Мп2.1, Мп2.2, відбудеться перемикання фаз на обмотці статора і двигун почне обертатися в протилежному напрямку.

Харчування схеми управління здійснюється від двох фазових проводів. При такому включенні повинні бути використані контактори з котушками на 380 В. Запобіжники Пр1 і Пр2 забезпечують захист від струмів короткого замикання. Крім того, витяг цих запобіжників дозволяє повністю знеструмити всі елементи управління і уникнути ризику отримання електротравм при обслуговуванні та ремонті.

Захист електричної машини від перевантажень забезпечує теплове реле РТ. При протіканні підвищеного струму в будь-який з трьох обмоток статора відбувається нагрів біметалічної пластини РТ, в результаті чого вона згинається. При певному струмі пластина нагрівається настільки, що її вигин викликає спрацьовування теплового реле, через що воно розмикає свій нормально закритий контакт РТ в схемі управління котушками МП1 і Мп2 і двигун відключається від мережі.

Час спрацювання залежить від величини струму: чим вище струм, тим менше час спрацьовування. Завдяки тому, що РТ діє з деякою затримкою, пускові струми, які можуть в 7-10 разів перевищувати номінальні, не встигають спровокувати спрацьовування захисту.

Залежно від типу пристрою і налаштувань після спрацьовування теплового реле можливі два варіанти повернення схеми в робочий стан:

  • Автоматичний – після охолодження чутливого елемента реле повертається в нормальний стан і двигун можна запустити кнопкою Пуск.
  • Ручний – потрібно натиснути спеціальний прапорець на корпусі РТ, після цього контакт замкнеться і схема буде готова до запуску.

Розглянута схема реверса трифазного двигуна може видозмінюватися залежно від умов і потреб. Наприклад, харчування схеми управління можна здійснювати від мережі 12 В, в цьому випадку всі елементи управління будуть перебувати під безпечним напругою і таку установку можна без ризику використовувати при високій вологості.

Реверс двигуна можна здійснювати тільки в тому випадку, коли двигун повністю нерухомий, інакше пускові струми зростуть у кілька разів, що призведе до спрацьовування захисту. Для того щоб контролювати виконання цієї умови, в схему управління можуть бути додані реле часу, контакти яких підключаються послідовно до МП2.2 і Мп1.2. Завдяки цьому, після натискання кнопки Стоп двигун можна буде запустити в протилежному напрямку тільки після закінчення кілька секунд, які необхідні для повної зупинки механізму.

однофазний режим

Для того щоб трифазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором працював від однофазної мережі 220 В, використовується схема підключення з пусковим і робочим конденсаторами.

Від обмотки статора електродвигуна відходить три дроти. Два дроти підключаються безпосередньо до фазного і нульового проводів, а третій з'єднується з однією з живильних жив через конденсатор. У цьому випадку напрямок обертання залежить від того, до якого з живильних провідників підключений конденсатор.

Якщо потрібно перетворити таку схему підключення в реверсивну, її потрібно доповнити тумблером, який буде перемикати ємність з одного дроти живлення на інший.

Машини постійного струму

Реверсивний пуск двигуна постійного струму можна здійснити зміною полярності підключення обмотки якоря або обмотки збудження. Залежно від того, як ці дві обмотки з'єднані між собою, двигуни постійного струму мають наступні типи порушення:

  • незалежне – обмотки збудження і якоря живиться від різних джерел;
  • послідовне;
  • паралельне;
  • змішане.

Двигуни постійного струму можуть піти в рознос – режим роботи машини, при якому обороти збільшуються настільки, що це призводить до механічного пошкодження.

У разі застосування колекторного двигуна з паралельним або незалежним збудженням такий режим може виникнути при обриві обмотки збудження. Тому схема підключення реверсивного двигуна в цьому випадку будується таким чином, щоб здійснювалося перемикання обмотки якоря, а обмотка збудження повинна бути безпосередньо підключена до джерела живлення. Тобто неприпустимо ланцюг збудження підключати через будь-які контакти або запобіжники.

В іншому схема управління відрізняється від реверсивного підключення трифазного двигуна тільки тим, що відбувається перемикання двох дротів живлення постійного струму, замість трьох фаз змінного.

Плюси використання магнітних пускачів

Основним елементом в реверсивних схемах підключення електродвигуна є магнітний пускач. Застосування цих апаратів дозволяє вирішити ряд завдань:

  • Одночасне підключення трьох фаз.
  • Здійснення комутації великих струмів малими сигналами. Деякі апарати можуть комутувати струми порядку сотень ампер, а струм необхідний для живлення котушки рідко перевищує один ампер.
  • Дистанційний запуск. Завдяки конструкції пускача і малим струмів спрацьовування, кнопки управління можуть знаходитися на відстані декількох сотень метрів від електродвигуна, що, в свою чергу, забезпечує не тільки зручність експлуатації, але і безпеку оператора.
  • Нульова захист. Якщо в процесі роботи відключиться напруга, наприклад, через спрацювання струмового захисту, то після відновлення електропостачання, механізм почне працювати мимовільно, що може привести не тільки до псування обладнання, а й до людських жертв. Застосування контактора виключає таку ймовірність, так як після знеструмлення він відключиться і буде зберігати свій стан до тих пір, поки оператор не натисне кнопку запуску.
  • Універсальність. Котушки для певного типу пускачів мають однакові характеристики і конструкцію, але напруга спрацьовування може бути різним. Завдяки цьому, встановивши відповідну котушку, контактор можна використовувати в різних мережах. Про цю особливість слід пам'ятати при заміні одного пускача на інший, так як зовні абсолютно однакові пристрої, можуть мати різний робоча напруга.

Техніка безпеки

При монтажі, налагодженні та ремонті необхідно суворо дотримуватися правил техніки безпеки.

У разі роботи зі схемою управління електродвигунами для повного відключення потрібно знеструмити силову частину і ланцюги управління.Деякі електродвигуни можуть отримувати живлення від двох незалежних джерел живлення, тому необхідно обов'язково вивчити схему підключення. Проведіть необхідні відключення і перевірте індикатором відсутність напруги не тільки на силових, але і на допоміжних контактах.

Якщо в схемі встановлені конденсатори, після відключення живлення слід дати їм час для розрядки, перш ніж торкатися струмопровідних частин.