Reverzní startér: princip činnosti, použití v elektromotorech a bezpečnostní opatření

Stykače nebo magnetické spouštěče se používají k napájení motorů nebo jiných zařízení. Zařízení určená k častému zapínání a vypínání. Schéma zapojení pro magnetický spouštěč pro jednofázovou a třífázovou síť bude dále diskutováno.

Stykače a startéry – jaký je rozdíl?

Stykače i spouštěče jsou určeny k sepnutí/rozepnutí kontaktů v elektrických obvodech, obvykle silových. Obě zařízení jsou sestavena na bázi elektromagnetu a mohou pracovat ve stejnosměrných i střídavých obvodech různých výkonů – od 10 V do 440 V stejnosměrného a až do 600 V střídavého proudu. Mít:

• určitý počet pracovních (výkonových) kontaktů, přes které je přiváděno napětí do připojené zátěže;
• množství pomocných kontaktů – pro organizaci signálních obvodů.

Jaký je tedy rozdíl? Jaký je rozdíl mezi stykači a startéry? V první řadě se liší stupněm ochrany. Stykače mají výkonné zhášecí komory oblouku. To vede ke dvěma dalším rozdílům: kvůli přítomnosti obloukových svodičů mají stykače velké rozměry a hmotnost a používají se také v obvodech s vysokými proudy. Pro nízké proudy – do 10 A – se vyrábí pouze spouštěče. Mimochodem, pro vysoké proudy se nevyrábějí.

Je tu ještě jeden designový prvek: startéry jsou vyráběny v plastovém pouzdře, zvenčí jsou odkryté pouze kontaktní plošky. Stykače ve většině případů nemají pouzdro, proto musí být instalovány v ochranných pouzdrech nebo krabicích, které budou chránit před náhodným dotykem živých částí a také před deštěm a prachem.

Kromě toho existuje určitý rozdíl v účelu. Spouštěče jsou určeny pro spouštění asynchronních třífázových motorů. Mají proto tři páry výkonových kontaktů – pro připojení tří fází a jeden pomocný, kterým po uvolnění tlačítka „start“ dále proudí energie pro chod motoru. Ale protože podobný provozní algoritmus je vhodný pro mnoho zařízení, je přes ně připojena široká škála zařízení – osvětlovací obvody, různá zařízení a zařízení.

Zřejmě proto, že „náplň“ a funkce obou zařízení jsou téměř stejné, v mnoha cenících se startérům říká „malé stykače“.

Zařízení a princip činnosti

Abyste lépe porozuměli schématům připojení magnetického startéru, musíte pochopit jeho strukturu a princip fungování.

Základem startéru je magnetický obvod a induktor. Magnetické jádro se skládá ze dvou částí – pohyblivé a stacionární. Jsou vyrobeny ve formě písmen „Ш“ s „nohami“ obrácenými k sobě.

Spodní část je připevněna k tělu a je nehybná, horní část je odpružená a může se volně pohybovat. Cívka je instalována ve štěrbině ve spodní části magnetického obvodu. V závislosti na tom, jak je cívka navinuta, se mění hodnocení stykače. Jsou zde cívky pro 12 V, 24 V, 110 V, 220 V a 380 V. Na horní straně magnetického obvodu jsou dvě skupiny kontaktů – pohyblivé a pevné.

Při výpadku napájení pružiny vytlačí horní část magnetického obvodu, kontakty jsou v původním stavu. Když se objeví napětí (např. stiskněte tlačítko start), cívka generuje elektromagnetické pole, které přitahuje horní část jádra. Kontakty v tomto případě změní svou polohu (obrázek vpravo).

Při poklesu napětí zmizí i elektromagnetické pole, pružiny vytlačí pohyblivou část magnetického obvodu nahoru a kontakty se vrátí do původního stavu. Toto je princip činnosti elektromagnetického spouštěče: při použití napětí se kontakty zavřou a při ztrátě napětí se otevřou. Na kontakty lze přivést libovolné napětí a připojit je k nim – buď konstantní, nebo střídavé. Je důležité, aby jeho parametry nebyly větší než ty, které deklaruje výrobce.

Existuje ještě jedna nuance: kontakty spouštěče mohou být dvou typů: normálně uzavřené a normálně otevřené. Princip jejich fungování je zřejmý z názvu. Normálně sepnuté kontakty jsou při spuštění vypnuty, zatímco normálně otevřené kontakty jsou sepnuté. Druhý typ se používá k napájení, je nejběžnější.

Schémata zapojení pro magnetický startér s cívkou 220 V

Než přejdeme k diagramům, pojďme zjistit, co a jak lze tato zařízení připojit. Nejčastěji jsou vyžadována dvě tlačítka – „start“ a „stop“. Mohou být vyrobeny v samostatných pouzdrech nebo mohou být samostatné. Jedná se o tzv. tlačítkový sloupek.

U jednotlivých tlačítek je vše přehledné – mají dva kontakty. Jeden sílu přijímá, druhý ji opouští. V příspěvku jsou dvě skupiny kontaktů – dvě pro každé tlačítko: dvě pro spuštění, dvě pro zastavení, každá skupina na své straně. Obvykle je zde také zemnící svorka. Taky nic složitého.

Připojení startéru s cívkou 220 V do sítě

Ve skutečnosti existuje mnoho možností pro připojení stykačů, popíšeme několik. Schéma pro připojení magnetického startéru k jednofázové síti je jednodušší, takže začneme s ním – bude snazší pochopit dále.

Napájení, v tomto případě 220 V, je přiváděno na svorky cívky, které jsou označeny A1 a A2. Oba tyto kontakty jsou umístěny v horní části pouzdra (viz foto).

Pokud k těmto kontaktům připojíte kabel se zástrčkou (jako na fotografii), bude zařízení po zasunutí zástrčky do zásuvky v provozu. V tomto případě může být na silové kontakty L1, L2, L3 přivedeno libovolné napětí a může být odstraněno, když je startér spuštěn z kontaktů T1, T2 a T3. Na vstupy L1 a L2 lze například přivést konstantní napětí z baterie, které bude napájet některé zařízení, které bude potřeba připojit k výstupům T1 a T2.

Při připojení jednofázového napájení k cívce je jedno, který výstup je napájen s nulou a který s fází. Můžete přepínat dráty. Dokonce nejčastěji je fáze dodávána do A2, protože pro pohodlí je tento kontakt umístěn na spodní straně pouzdra. A v některých případech je pohodlnější jej použít a připojit „nulu“ k A1.

Ale, jak víte, toto schéma pro připojení magnetického startéru není nijak zvlášť výhodné – můžete také napájet vodiče přímo ze zdroje energie zabudováním běžného spínače. Existují ale mnohem zajímavější možnosti. Můžete například napájet cívku přes časové relé nebo světelný senzor a ke kontaktům připojit elektrické vedení pouličního osvětlení. V tomto případě je fáze připojena ke kontaktu L1 a nulu lze odebrat připojením k odpovídajícímu výstupnímu konektoru cívky (na fotografii výše je to A2).

Diagram s tlačítky start a stop

Magnetické spouštěče jsou nejčastěji instalovány pro zapnutí elektromotoru. V tomto režimu je pohodlnější pracovat, pokud jsou k dispozici tlačítka „start“ a „stop“. Jsou zapojeny do série s fázovým napájecím obvodem k výstupu magnetické cívky. V tomto případě vypadá diagram jako na obrázku níže. Všimněte si, že

Ale s tímto způsobem zapnutí bude startér fungovat pouze tak dlouho, dokud bude tlačítko „start“ drženo stisknuté, a to není to, co je nutné pro dlouhodobý provoz motoru. Proto se do obvodu přidává tzv. samochytný obvod. Realizuje se pomocí pomocných kontaktů na startéru NO 13 a NO 14, které jsou zapojeny paralelně se spouštěcím tlačítkem.

V tomto případě poté, co se tlačítko START vrátí do původního stavu, proud dále protéká těmito sepnutými kontakty, protože magnet již byl přitažen. A napájení je dodáváno, dokud se obvod nepřeruší stisknutím tlačítka „stop“ nebo spuštěním tepelného relé, pokud je v obvodu.

Napájení motoru nebo jakékoli jiné zátěže (fáze od 220 V) se přivádí na kterýkoli z kontaktů označených písmenem L a je vyvedeno z kontaktu označeného T, který se nachází pod ním.

V následujícím videu je podrobně znázorněno, v jakém pořadí je lepší připojit vodiče. Celý rozdíl je v tom, že se nepoužívají dvě samostatná tlačítka, ale tlačítkový sloupek nebo tlačítková stanice. Místo voltmetru můžete připojit motor, čerpadlo, osvětlení nebo jakékoli zařízení, které pracuje v síti 220 V.

Připojení asynchronního motoru 380 V přes startér s cívkou 220 V

Tento obvod se liší pouze tím, že tři fáze jsou připojeny ke kontaktům L1, L2, L3 a tři fáze také jdou do zátěže. Jedna z fází je napájena do startovací cívky – kontakty A1 nebo A2. Na obrázku je to fáze B, ale nejčastěji je to fáze C, protože je méně zatížená. Druhý kontakt je připojen k nulovému vodiči. Je také instalována propojka pro udržení napájení cívky po uvolnění tlačítka START.

Jak vidíte, schéma zůstalo prakticky nezměněno. Pouze přidalo tepelné relé, které bude chránit motor před přehřátím. Postup montáže je v dalším videu. Liší se pouze montáž kontaktní skupiny – všechny tři fáze jsou připojeny.

Reverzibilní obvod pro připojení elektromotoru přes startéry

V některých případech je nutné zajistit, aby se motor otáčel v obou směrech. Například pro obsluhu navijáku, v některých jiných případech. Ke změně směru otáčení dochází v důsledku přepólování fází – při připojení jednoho ze spouštěčů je třeba prohodit dvě fáze (například fáze B a C). Obvod se skládá ze dvou identických spouštěčů a bloku tlačítek, který obsahuje společné tlačítko „Stop“ a dvě tlačítka „Zpět“ a „Vpřed“.

Pro zvýšení bezpečnosti bylo přidáno tepelné relé, kterým procházejí dvě fáze, třetí je napájena přímo, protože ochrana ve dvou je více než dostatečná.

Startéry mohou být s cívkou 380 V nebo 220 V (uvedeno ve specifikacích na krytu). Pokud je to 220 V, jedna z fází (jakákoli) je přivedena na kontakty cívky a „nula“ z panelu je přiváděna do druhé. Pokud je cívka 380 V, jsou do ní napájeny libovolné dvě fáze.

Všimněte si také, že drát z tlačítka napájení (pravého nebo levého) není přiváděn přímo do cívky, ale přes trvale uzavřené kontakty jiného startéru. Kontakty KM1 a KM2 jsou zobrazeny vedle cívky spouštěče. To vytváří elektrické blokování, které zabraňuje současnému napájení dvou stykačů.

Protože ne všechny startéry mají normálně uzavřené kontakty, můžete je vzít instalací dalšího bloku s kontakty, který se také nazývá kontaktní příloha. Tento nástavec se zacvakne do speciálních držáků, jeho kontaktní skupiny spolupracují se skupinami hlavního tělesa.

Následující video ukazuje schéma zapojení magnetického startéru se zpátečkou na starém stojanu pomocí starého zařízení, ale obecný postup je jasný.

Elektromotory jsou široce používány v průmyslu a každodenním životě. Při ovládání některých mechanismů je nutné zajistit otáčení hřídele motoru v různých směrech, to znamená, že je nutné reverzovat. K tomu použijte specifický řídicí obvod a použijte přídavný magnetický startér (stykač) nebo reverzní startér.

Teoretické základy

Typ obvodu zpětného startování motoru závisí na následujících faktorech:

• typ elektromotoru;
• napájecí napětí;
• účel elektrického zařízení.

Proto se reverzní obvody mohou velmi lišit, ale jakmile pochopíte principy jejich konstrukce, můžete sestavit nebo opravit jakýkoli podobný obvod.

Před demontáží reverzních obvodů motoru musíte definovat koncepty který bude použit při popisu práce:

• Normálně otevřený (rozpojený) kontakt je kontakt, který je v rozepnutém stavu bez vnějšího vlivu. Vnějším vlivem v prvé řadě rozumíme přívod napětí do řídicí cívky relé nebo magnetického spouštěče. V případě tlačítek je spínání kontaktů provedeno mechanicky.
• Normálně sepnutý (sepnutý) kontakt je kontakt, který je v sepnutém stavu bez vlivu vnějších sil.
• Magnetický startér je elektromagnetické zařízení, které má tři výkonové normálně otevřené kontakty a několik pomocných kontaktů. Při přivedení napájecího napětí na cívku elektromagnetu dojde k přitažení kotvy a sepnutí všech kontaktů současně. Napájecí kontakty se používají k připojení elektromotoru k síti a pomocné kontakty jsou potřeba k sestavení řídicího obvodu, takže mohou být normálně otevřené nebo zavřené. Po odstranění ovládacího napětí se působením pružin zařízení vrátí do původního stavu.
• Reverzní startér jsou dva identické magnetické startéry, namontované na stejné základně, se společným tělem. Zařízení je určeno pro reverzaci třífázových motorů, takže výkonové kontakty jsou navzájem propojeny určitým způsobem.
• Tepelné relé je zařízení, které chrání motor před přehřátím způsobeným zvýšenými proudy ve vinutí.
• Stykač je spínací zařízení v mnoha ohledech podobné magnetickému startéru. Ale na rozdíl od něj může mít dva až čtyři normálně otevřené výkonové kontakty se zhášecími komorami a je určen pro spínání velkých proudů.
• Jistič je zařízení pro ochranu proti zkratovým proudům.

Aby elektromotor změnil svou rotaci, musí se změnit jeho magnetické pole. Chcete-li to provést, musíte provést několik přepínačů, které závisí na typu elektrického stroje.

Princip činnosti asynchronního motoru

Elektromotor může pracovat v třífázovém i jednofázovém režimu. Princip činnosti obvodů se mírně mění, ale existují některé doplňky k napájení z jednofázové sítě.

Třífázová síť

Schéma elektrického obvodu zpětného spouštění třífázového elektromotoru s rotorem nakrátko je následující (schéma je na obr. 1) Celý obvod je napájen z třífázové sítě střídavého proudu o napětí 380 V přes automatický jistič.

Abyste mohli obrátit takový elektrický stroj (M), musíte změnit střídání libovolných dvou fází připojených ke statoru. V diagramu je magnetický startér Mn1 zodpovědný za rotaci vpřed a Mn2 je zodpovědný za rotaci zpět. Obrázek ukazuje, že při zapnutí Mp1 se střídají fáze na statoru A, B, C a při zapnutí Mp2 – C, B, A, tedy fáze A a C, mění místa, což potřebujeme. .

Když je do obvodu přivedeno napětí, cívky Mp1 a Mp2 jsou bez napětí. Jejich silové kontakty Mn1.3 a Mn2.3 jsou rozpojené. Elektromotor se neotáčí.

Když stisknete tlačítko Start1, bude cívka MP1 napájena, spustí se startér a stane se následující:

1. Napájecí kontakty Mn1.3 se sepnou, napájecí napětí je přivedeno do vinutí statoru a motor se začne otáčet.
2. Normálně otevřený pomocný kontakt Mn1.1 se sepne. Tento kontakt zajišťuje samosvornost startéru MP1. To znamená, že po uvolnění tlačítka Start1 zůstane cívka Mn1 pod napětím díky kontaktu Mn1.1 a startér se nevypne.
3. Normálně sepnutý pomocný kontakt Mn1.2 se otevře. Tento kontakt přeruší ovládací obvod cívky Mp2, čímž poskytuje ochranu před současnou aktivací obou stykačů.

Pokud je potřeba zastavit motor nebo zpátečku, musíte stisknout

Tlačítko Stop. V tomto případě se otevře silový obvod Mn1, stykač se vypne, jeho kontakty se vrátí do původního stavu znázorněného na obrázku a elektromotor se zastaví.

Aby se motor začal otáčet v opačném směru, musíte stisknout tlačítko Start2. Analogicky jako u Mp1 budou fungovat kontakty Mp2.3, Mp2.1, Mp2.2, přepínají se fáze na vinutí statoru a motor se začne otáčet v opačném směru.

Řídicí obvod je napájen ze dvou fázových vodičů. Při tomto zapojení je nutné použít stykače s cívkami 380 V Pojistky Pr1 a Pr2 zajišťují ochranu proti zkratovým proudům. Kromě toho odstranění těchto pojistek zcela odpojí napájení všech ovládacích prvků a zabrání riziku úrazu elektrickým proudem během údržby a oprav.

Ochranu elektrického stroje před přetížením zajišťuje tepelné relé RT. Když kterýmkoli ze tří statorových vinutí protéká zvýšený proud, bimetalová deska RT se zahřeje, což způsobí její ohnutí. Při určitém proudu se deska zahřeje natolik, že její ohyb způsobí sepnutí tepelného relé, díky čemuž rozepne svůj normálně zavřený kontakt PT v řídicím obvodu cívek Mp1 a Mp2 a motor se odpojí od sítě.

Doba odezvy závisí na hodnotě proudu: čím vyšší je proud, tím kratší je doba odezvy. Vzhledem k tomu, že RT pracuje s určitým zpožděním, zapínací proudy, které mohou být 7-10krát vyšší než jmenovité, nestihnou ochranu spustit.

V závislosti na typu zařízení a nastavení existují po sepnutí tepelného relé dvě možnosti pro návrat obvodu do provozního stavu:

• Automaticky – po vychladnutí citlivého prvku se relé vrátí do normálního stavu a motor lze nastartovat tlačítkem Start.
• Manuální – musíte stisknout speciální vlajku na těle RT, po které se kontakt sepne a okruh bude připraven ke spuštění.

Uvažovaný reverzní obvod třífázového motoru lze upravit v závislosti na podmínkách a potřebách. Řídicí obvod lze například napájet ze sítě 12 V, v takovém případě budou všechny ovládací prvky pod bezpečným napětím a takovou instalaci lze bezpečně používat ve vysoké vlhkosti.

Reverzaci motoru lze provést pouze při úplném zastavení motoru, jinak se rozběhové proudy několikanásobně zvýší, což povede ke spuštění ochrany. Pro kontrolu splnění této podmínky lze do řídicího obvodu přidat časová relé, jejichž kontakty jsou zapojeny sériově na MP2.2 a MP1.2. Díky tomu lze po stisknutí tlačítka Stop motor nastartovat v opačném směru až po pár sekundách. které jsou nutné k úplnému zastavení mechanismu.

Jednofázový režim

Aby mohl třífázový asynchronní motor s rotorem nakrátko pracovat z jednofázové sítě 220 V, je použito schéma zapojení s rozběhovými a provozními kondenzátory.

Ze statorového vinutí elektromotoru vycházejí tři vodiče. Dva vodiče jsou připojeny přímo k fázovému a nulovému vodiči a třetí je připojen k jednomu z napájecích vodičů přes kondenzátor. V tomto případě je směr otáčení závislý na tom, ke kterému z napájecích vodičů je kondenzátor připojen.

Pokud chcete z takového schématu zapojení udělat reverzibilní, je potřeba jej doplnit páčkovým přepínačem, který přepne kapacitu z jednoho napájecího vodiče na druhý.

DC stroje

Reverzní spouštění stejnosměrného motoru lze provést změnou polarity připojení vinutí kotvy nebo budícího vinutí. V závislosti na tom, jak jsou tato dvě vinutí zapojena, mají stejnosměrné motory následující typy buzení:

• nezávislé – vinutí pole a kotvy jsou napájeny z různých zdrojů;
• sekvenční;
• paralelní;
• smíšené

Stejnosměrné motory se mohou vybít – stav provozu stroje, kdy se otáčky zvýší natolik, že dojde k mechanickému poškození.

Při použití komutátorového motoru s paralelním nebo nezávislým buzením může tento režim nastat při prasknutí budícího vinutí. Proto je schéma zapojení reverzního motoru v tomto případě konstruováno tak, že vinutí kotvy je spínané a budicí vinutí musí být přímo připojeno ke zdroji energie. To znamená, že je nepřijatelné připojit budicí obvod přes jakékoli kontakty nebo pojistky.

Jinak se řídicí obvod od reverzibilního zapojení třífázového motoru liší pouze tím, že se místo tří střídavých fází přepínají dva stejnosměrné napájecí vodiče.

Výhody použití magnetických startérů

Hlavním prvkem připojovacích obvodů reverzibilního elektromotoru je magnetický startér. Použití těchto zařízení nám umožňuje vyřešit řadu problémů:

• Současné připojení tří fází.
• Spínání velkých proudů malými signály. Některá zařízení dokážou spínat proudy v řádu stovek ampér a proud potřebný k napájení cívky jen zřídka překročí jeden ampér.
• Vzdálený start. Díky konstrukci startéru a nízkým provozním proudům mohou být ovládací tlačítka umístěna ve vzdálenosti několika set metrů od elektromotoru, což zase zajišťuje nejen snadnou obsluhu, ale také bezpečnost obsluhy.
• Nulová ochrana. Pokud je napětí během provozu vypnuto, například kvůli činnosti proudové ochrany, pak po obnovení napájení začne mechanismus spontánně pracovat, což může vést nejen k poškození zařízení, ale také k poškození člověka. ztráty. Použití stykače tuto možnost eliminuje, protože po odpojení napájení se vypne a udrží svůj stav, dokud operátor nestiskne tlačítko start.
• Všestrannost. Cívky pro určitý typ startéru mají stejné vlastnosti a provedení, ale provozní napětí se může lišit. Díky tomu, instalací příslušné cívky, lze stykač použít v různých sítích. Tuto vlastnost je třeba pamatovat při výměně jednoho startéru za jiný, protože externě identická zařízení mohou mít různá provozní napětí.

Bezpečnostní opatření

Při montáži, seřizování a opravách je třeba přísně dodržovat bezpečnostní předpisy..

V případě práce s řídicím obvodem elektromotoru je pro jeho úplné vypnutí nutné odpojit výkonovou část a řídicí obvody. Některé elektromotory mohou být poháněny dvěma nezávislými zdroji energie, takže si nezapomeňte prostudovat schéma zapojení. Proveďte potřebná odstavení a pomocí indikátoru zkontrolujte, zda není napětí nejen na silových kontaktech, ale i na pomocných kontaktech.

Pokud jsou v obvodu instalovány kondenzátory, po vypnutí napájení by jim měl být poskytnut čas na vybití, než se dotknete živých částí.