Номинальные токи тепловых реле магнитных пускателей

Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронного двигателя

На примерах рассмотрен принцип выброра магнитного пускателя для управления электродвигателем и автоматического выключателя для его защиты от токов короткого замыкания и перегрузки.

Содержание статьи

Для пуска, реверсирования, принудительной остановки противотоком асинхронных электродвигателей электрики используются контакторы и магнитные пускатели. От правильности выбора коммутационной аппаратуры зависит, как и безотказность системы в целом, так и электробезопасность обслуживающего персонала.

Выбор пускателя и избыточным коммутируемым током ведет к большим финансовым затратам, при его коммутации слышны шлепки большей громкости, чем те что издают маленькие пускатели. Недостаточные по коммутируемой мощности пускатели долго не прослужат, будут греться, и подгорать клеммники и контакты. В результате переходное сопротивление контакта будет расти до тех пор, пока контакт не исчезнет полностью, что приведет к преждевременной замене аппарата.

Автоматические выключатели также должны быть правильно подобраны, особенно при тяжелом пуске двигателя. Слишком чувствительный автомат будет выбивать при пуске, а если он наоборот взят с излишним запасом по току, то в аварийной ситуации может и не отреагировать, что приведет к повреждению кабеля, обмотки двигателя вплоть до возгорания.

Пуск для электродвигателя сопровождается повышенным током в период разгона его до номинальных оборотов, в случае перегрузки и нехватки мощности двигателя для вращения исполнительных механизмов возможно пониженное число оборотов с повышенными токами, в плоть до того, что он вообще не начнет раскручиваться. И наоборот если мощность двигателя избыточна, то потребляемый им ток будет ниже номинального.

Из-за вышеперечисленных причин и появляется необходимость правильного подбора пусковой и защитной аппаратуры в виде магнитных пускателей, контакторов, тепловых реле и автоматических выключателей.

Автоматические выключатели устанавливаются до магнитного пускателя, чтобы в случае необходимости полностью обесточить систему, как силовую цепь, так и цепь управления (питания катушки).

Вместо автоматических выключателей могут использоваться плавкие вставки или предохранители, но в последнее время такие решения встречаются реже, чем раньше. Это усложняет обслуживание и вызывает необходимость иметь в запасе хотя бы комплект предохранителей.

Выбор магнитного пускателя

Магнитные пускатели выпускаются на определенный номинальный ток, из ряда: 6.3 – 10 – 25 – 40 – 63 – 100 – 160 – 250. Интересно, что линейка номиналов пускателей соотвествует золотому сечению. Еще ему соотвествуют стандартные значения сечения проводов. Подробнее об этом смотрите здесь: Какая связь между сечениями проводов и популяцией кроликов

Схемы магнитных пускателей ПМЛ:

Часто магнитные пускатели разделяют не по токам, а по величинам от 0 до 7, чем больше ток (или величина пускателя) тем больше его габариты и площадь контактов (0 — 6, 3, 1 — 10, 2 — 25, 3 — 40 и т.д.). Опытный электромонтер может отличить по размеру корпуса, конструкции дугогасителя и габаритам контактных площадок примерный коммутируемые ток и напряжение.

Однако если номинальный ток пускателя соответствует току двигателя, это еще не значит, что их можно использовать в паре. Если такое понятие как категория применения, она характеризует режим работы коммутируемой аппаратуры, частоту и условия коммутации. Иначе говоря – это способность переносить пусковые токи. Пусковые токи асинхронного двигателя могут превышать номинальные и в 10 раз, это зависит от условий пуска, напряжения в сети и прочих факторов.

Категории применения обозначаются: «АС-номеркатегории». Сводная таблица величин и категорий применения для магнитных пускателей расположена ниже.

Из неё нас интересует строка «АС-3 – управления двигателями с короткозамкнутым ротором (пуск, отключение без предварительной остановки)». Из этого очевидно, что коммутационные аппараты с такой категорией созданы для того, что бы включать и отключать электродвигателя. Они выдерживают прямой пуск.

Далее нужно определиться с номинальным током пускателя. Для этого нам нужно знать технические характеристики коммутируемого двигателя, а именно:

cos Ф – коэффициент мощности,

P – мощность двигателя номинальная;

U – рабочее напряжение (коммутируемое);

Тогда номинальный ток пускателя равен:

Для быстрых расчетов иногда применяют другую методику, когда мощность двигателя умножают на 2 и получают номинальный ток (приблизительно).

Далее нужно определить пусковой ток, в справочниках это указывается либо как «k» либо как «Iп/Iн». Это кратность или соотношение пускового тока к номинальному. Показывает, насколько ток в момент пуска превышает номинальную величину.

Пускатель с категорией применения АС-3 может коммутировать ток в 5-7 раз больше чем номинальный, для чего это сказано я покажу при расчетах ниже.

Выбираем пускатель

Допустим, у нас есть асинхронный двигатель с мощностью 2.2 кВт типа 4АМ100L6У3. На его шильдике написано, что кпд 81.0%, коэффициент мощности – 0.73, в интернете я нашел его технические данные, чтобы узнать кратность пускового тока, она оказалась – 5.5

1. Быстрый способ: IН=2.2*2 = 4.4А

2. Сложный способ: IНОМ=2200/(380*0.81*0.73*1.73)=5.6А

Результаты такого расчета дали больший ток.

Теперь считаем пусковой ток: IП=5.6*5.5=30.8А

Подбираем пускатель, с номинальным током более чем 5.6 А, с категорией применения АС-3. В результате обзора рынка, нам подходит пускатель ПМЕ 111 на 10А с тепловым реле.

Выбор автоматического выключателя

Автомат может сработать при пуске или затяжном пуске электродвигателя, когда потребляемый ток значительно превышает максимальный. В автоматическом выключателе за защиту отвечают два узла:

1. Электромагнитный расцепитель. Срабатывает при пиковом токе перегрузке. Этот ток зависит от типа автомата.

2. Тепловой расцепитель. Срабатывает при незначительном но длительном превышении номинального тока.

Номинальный ток двигателя у нас 5.6 А, значит нам нужен автомат не меньше этого значения. Типы автоматов куказывают на доустипое превышение по току в пике:

тип D – 10-50 раз.

Виды защитных характеристик автоматических выключателей

Пример выбора автоматического выключателя

Так как у нас пусковой ток в 5.5 раз больше чем номинальный, это значит что нам подходит автомат типа С и D. Например, автоматический разъединитель EZ9F34306 Schneider Easy9, рассчитан на 6 А и его тип C, позволит выдержать пусковые токи до 60 А.

Но такой автомат будет работать на пределе да и реальная уставка по току может быть ниже 5.5, т.к. тип С находится в пределах 5-10, нужен запас по току хотя бы в 20%.

Поэтому лучше установить автоматический выключатель на тот же ток или немного больший, но типа D, например ИЭК 6-8А ВА47-29

Или на ток 10А с типом C, например PL4-C10/3 Moeller / Eaton

Требования к автомату заключаются в том, чтобы он стабильно выдерживал номинальный ток, и его не выбило при пуске. Если планируется режим работы двигателя с частыми включения и выключениями лучше использовать автомат типа D, он менее чувствителен к всплескам тока.

Приниципы выбора других электрических аппаратов:

Эксплуатация и ремонт электрических аппаратов:

Заключение

Автоматический выключатель нужен для защиты питающего кабеля и дополнительной защиты двигателя, в случае затяжного пуска или заклинивания вала, дополнительно лучше использовать тепловую защиту. Магнитный пускатель должен выдерживать как напряжение, так и ток, который он будет коммутировать.

Электродвигатель должен быть исправен, отсутствовать витковые замыкания, а его вал должен свободно вращаться. В случае пуска двигателя под нагрузкой лучше брать коммутационную аппаратуру с запасом до 2-х раз для уменьшения вероятности преждевременного подгорания контактов и ложных срабатываний автоматического выключателя.

Питающий кабель должен соответствовать номинальному току, с учетом пусковых токов, как и способ соединения кабеля (использование гильз, наконечников, клеммников и прочего). Состояние всех соединений должно быть в норме – отсутствовать окислы, нагар и прочие механические дефекты, которые могут уменьшить площадь прилягания контакта.

Магнитный пускатель

Пуска́тель электромагни́тный (магни́тный пускатель) — электрический аппарат, который предназначен для пуска, остановки, реверсирования и защиты электродвигателя. [1] Магнитный пускатель состоит из контактора, кнопочного поста и теплового реле. Наряду с тепловой защитой магнитный пускатель предотвращает самовключение после восстановления исчезнувшего питающего напряжения. Главным образом магнитный пускатель применяется для дистанционного пуска, останова и защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. [2] Контакты магнитных пускателей, коммутирующих токи выше 20..25 А, снабжают дугогасительными устройствами. [3]

В рамках стандартизации к пускателям относят комбинацию всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузок. Электромагнитным является пускатель, у которого сила, необходимая для замыкания главных контактов, обеспечивается электромагнитом. Наряду с электромагнитными существуют полупроводниковые, [4] реостатные, ручные, с двигательным приводом, пневматические, электропневматические пускатели. Пускатель, включающий расширенные функции с возможностью обмена информацией называется пускатель управления электродвигателя (motor management starter). [5]

Содержание

• 1 Устройство и применение
• 2 Литература
• 3 Примечания
• 4 Ссылки

Устройство и применение [ править | править код ]

Помимо простого включения, в случае управления электродвигателем пускатель может выполнять функцию переключения направления вращения его ротора (т. н. реверсивная схема), путём изменения порядка следования фаз, для чего в пускатель встраивается второй контактор.

Для уменьшения пускового тока двигателя также применяется переключение обмоток трёхфазного двигателя со «звезды» на «треугольник». При такой схеме включения двигатель разгоняется до номинальных оборотов будучи включённым по схеме «звезда» и переключается на питание по схеме «треугольник» в нормальном режиме работы.

Исполнение магнитных пускателей может быть открытым и защищенным (в корпусе); реверсивным и нереверсивным; со встроенной тепловой защитой электродвигателя от перегрузки и без неё.

Реверсивный магнитный пускатель (реверсивная сборка) осуществляет реверсирование трёхфазных двигателей путём изменения чередования фаз и представляет собой два трёхполюсных контактора, смонтированных в общем устройстве и сблокированных механической или электрической блокировкой, исключающей возможность одновременного включения контакторов, что вызывает короткое межфазное замыкание.

Магнитный пускатель, контактор или реле имеют силовые и блокировочные контакты. Силовые используются для коммутации мощной нагрузки; блок-контакты — в управляющей цепи. Силовой и блок-контакт может быть нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми. Нормально открытый контакт в нормальном положении контактора разомкнут. Нормально закрытый контакт в нормальном положении контактора замкнут. Контакты контактора, пускателя или реле на принципиальных схемах показываются в нормальном положении [6] .

На территории СНГ некоторые производители электрооборудования в каталогах и списках оборудования не акцентируют различие между контакторами и магнитными пускателями.

Модульный контактор (для установки на DIN-рейку) — это электромагнитный пускатель, сконструированный для установки в электрические распределительные щиты для стандартных модульных устройств с креплением на DIN-рейку. Их достоинства: электробезопасность класса 2 — постоянная безопасность для операторов и неквалифицированного персонала. Недостатки: максимальное число коммутационных операций в день до 100.

Величины магнитных пускателей — для того, чтобы обеспечить приличную работу электроприборов в тех цепях, что коммутируется пускателями, требуется, чтобы характеристики последних целиком соответствовали эксплуатационным условиям. Насчитывается восемь параметров этой самой величины и каждая из них подразумевает свой параметр нагрузочного тока. Допускается небольшое несоответствие (в большую сторону) по допустимому значению тока. Выражение «величина» является условным термином, обозначающим то, какой ток может пропустить через главные рабочие контакты выбранный магнитный пускатель. При присвоении величины считается, что пускатель работает при напряжении 380 В, а его рабочий режим АС-3.

Список различий приборов по их величинам (токи в зависимости от величин):

• 0 – 6,3 А;
• 1 – 10 А;
• 2 – 25 А;
• 3 – 40 А;
• 4 – 63 А;
• 5 – 100 А;
• 6 – 160 А;
• 7 – 250 А.

Как выбрать пускатель?

Как выбрать пускатель?

Контактор — это группы контактов, которые осуществляют переключение эл.цепей в течение некоторого отрезка времени и управляется каким-либо внешним источником.

Пускатель электромагнитный (Магнитный пускатель) — это низковольтное электромагнитное комбинированное устройство распределения и управления, предназначено для пуска и разгона эл.двигателей до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты эл.двигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Магнитный пускатель по своей сути — контактор, который укомплектован дополнительным оборудованием: контактной группой, тепловым реле или автоматом для запуска.

При включении пускателя по катушке проходит эл.ток, сердечник намагничивается и притягивает якорь, при этом главные контакты замыкаются, по главной цепи протекает ток. При отключении пускателя, катушка обесточивается, под действием возвратной пружины, якорь возвращается в исходное положение и главные контакты размыкаются.

Реверсивный магнитный пускатель представляет собой два 3-х полюсных контактора, укрепленных на общем основании и сблокированных механической или электрической блокировкой, исключающей возможность одновременного включения контактов. Реверсивный пуск выполняет функцию переключения направления вращения ротора путем изменения порядка следования фаз.

Виды электромагнитных пускателей

Электромагнитные пускатели могут быть реверсивными и нереверсивными, открытыми и защищенными, с встроенной тепловой защитой и без неё, а также с разной степенью защиты:

• IP 00 (открытые) для установки в отапливаемых помещениях, закрытых шкафах и других местах защищенных от попадания влаги и пыли
• IP 40 ( в оболочке) в неотапливаемых помещениях в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли и исключено попадание воды.
• IP 54 для внутренних и наружных условий , в местах защищенных от непосредственного воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков.

Так же магнитные пускатели различаются:

0 — 6,3А 4 — 63А, 80А

1 — 10А 5 — 100 А, 125А

• По наличие кнопок «Пуск-Стоп» и на реверсивном «Пуск-Стоп-Пуск»
• по наличию контактов : Замкнутые или разомкнутые(отомкнутые)
• Напряжению катушки :12,24,36,42,110,220,380
• Максимальный ток главной цепи (величина пускателя)

При наличии трехполюсных тепловых реле серии РТЛ и РТТ пускатели осуществляют защиту управляемых эл.двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов , возникающих при обрыве одной из фаз.

Контакторы могут комплектоваться следующим оборудованием:

• Электротепловым реле РТЛ — используются для защиты двигателей от токов перегрузки, асимметрии фаз питающей цепи, затянутого пуска и заклинивания ротора.
• Контактными приставками ПКИ
• Пневмоническими выдержками времени ПВИ.

Установка пускателя может происходить как на ДИН рейку, так и на монтажную панель с помощью болтов.

Обозначение магнитных пускателей ПМЛ-ХХХХХХХХХ:

• ПМЛ — серия;

• X – величина пускателя по номинальному току (1 – 10 А, 2 – 25 А, 3 – 40 А, 4 – 63 А);

• X – исполнение пускателей по назначению и наличию теплового реле (1 – нереверсивный, без теплового реле; 2 – нереверсивный, с тепловым реле; 5 – реверсивный пускатель без теплового реле с механической блокировкой для степени защиты IP00 и IP20 и с электрической и механической блокировками для степени защиты IP40 и IP54; 6 – реверсивный пускатель с тепловым реле с электрической и механической блокировками; 7 – пускатель звезда-треугольник степени защиты 54);

• X – исполнение пускателей по степени защиты и наличию кнопок управления и сигнальной лампы (0 – IP00; 1 – IP54 без кнопок; 2 – IP54 с кнопками «Пуск» и «Стоп»; 3 – IP54 с кнопками «Пуск», «Стоп» и сигнальной лампой (изготавливается только на напряжения 127, 220 и 380 В, 50 Гц); 4 – IP40 без кнопок; 5 – IP40 с кнопками «Пуск» и «Стоп»; 6 – IP20);

• X – число и вид контактов вспомогательной цепи (0 – 1з (на ток 10 и 25 А), 1з + 1р (на ток 40 и 63 А), переменный ток; 1 – 1р (на ток 10 и 25 А), переменный ток; 2 – 1з (на ток 10, 25, 40 и 63 А), переменный ток; 5 – 1з (на 10 и 25 А), постоянный ток; 6 – 1р (на ток 10 и 25 А), постоянный ток); X – сейсмостойкое исполнение пускателей (С);

• X – исполнение пускателей с креплением на стандартные рейки Р2-1 и Р2-3;

• XX – климатическое исполнение (О) и категория размещения (2, 4);

• X – исполнение по коммутационной износостойкости (А, Б, В).

Пускатели на токи 10, 25, 40 и 63 А допускают установку одной дополнительной контактной приставки ПКЛ или пневмоприставки ПВЛ.

Номинальный ток контактов приставок ПВЛ и сигнальных контактов пускателей – 10 А.

Номинальный ток контактов приставок ПКЛ – 16 А. Приставки ПВЛ имеют 1 замыкающий и 1 размыкающий контакты, приставки ПКЛ имеют 2 или 4 контакта (могут быть замыкающими и размыкающими).

Пример исполнения пускателей

Контактор открытый	Контактор с тепловым реле	Контактор в корпусе	Контактор реберсивный	Контактор крановый

Основная характеристика, на которую нужно обратить внимание при выборе — это величина пускателя. Данный показатель характеризует допустимый ток при напряжении 380В в режиме прямого пуска с короткозамкнутым ротором.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Номинальный ток — пускатель

Номинальный ток пускателей с тепловой защитой определяется номинальным током теплового реле. [2]

Номинальным током пускателя является максимальный длительно допустимый пускателем рабочий ток управляемого электродвигателе. [4]

Более низкое значение номинального тока пускателей защищенного исполнения по сравнению с пускателями открытого исполнения обусловлено соблюдением требований по нагреву токоведущих частей. [6]

В технических данных указывается не только номинальный ток пускателя , но и мощность электродвигателя, с которым он может работать при разньГх напряжениях. [8]

Не следует допускать уставки, превышающие номинальные токи пускателя ( см. табл. 1 — 83) или встроенного в него теплового реле. [9]

Если рабочий ток электродвигателя или среднее значение тока при работе его в повторно-кратковременном режиме превышает номинальный ток пускателя , должен применяться пускатель следующей большей величины. [10]

Пускатели предназначены для работы в следующих условях: высота над уровнем моря до 1000 м ( допускается применение пускателей на высоте 2000 м над уровнем моря; при этом рабочее напряжение не должно превышать 380 В; ток, включаемый и отключаемый в режиме редких коммутаций, не должен превышать 7-кратного номинального, а ток, включаемый в режиме нормальных коммутаций, не должен превышать 5 5-кратного номинального тока пускателя ); температура окружающего воздух от — 40 до 40 С; относительная влажность не более 90 % при 20 С и не более 50 % при 40 С; окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая значительного количества пыли, а также агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию ( в запыленной среде допускается эксплуатация только пускателей пылебрызгонепроница-емого исполнения); отсутствие непосредственного воздействия солнечной радиации; отсутствие резких толчков ( ударов) и сильной тряски. Напряжение на зажимах втягивающей катушки должно быть в пределах от 0 85 до 1 1 и главной цепи до 1 1 номинального напряжения. С 1968 г. Рижский ордена Ленина электромашиностроительный завод выпускает пускатели со встроенными кнопками управления пуск и стоп. При использовании таких пускателей отпадает необходимость приобретать кнопочный пост и производить монтаж его — требуется подсоединить только сеть и электродвигатель. Весь остальной монтаж сделан в самом пускателе. Пускатель со встроенными кнопками имеет современный внешний вид и удобное расположение кнопок на оболочке. [11]

В пускателях используются контакторы категорий применения АС-2 и АС-3. В технических данных указывается не только номинальный ток пускателя , но и мощность электродвигателя, с которым он может работать при разных напряжениях. [12]

Применение пускателей для управления электродвигателями, рабочие токи которых превышают значения, указанные в табл. 7, не допускается. Если рабочий ток электродвигателя указанной в табл. 7 мощности или среднеквадратичное значение тока при работе электродвигателя в повторно-кратковременном режиме превышает номинальный ток пускателя соответствующей величины , то должен применяться пускатель следующей большей величины. Не допускается эксплуатация пускателя с тепловым реле, если рабочий ток двигателя больше максимального тока продолжительного режима реле. Токи уставок относятся к любой температуре окружающего воздуха и любому положению регулятора — уставки. Благодаря наличию в реле серии ТРИ температурной компенсации ток уставки мало зависит от температуры воздуха в месте установки реле и может изменяться в пределах 3 % номинального тока уставки на каждые 10 С изменения температуры окружающего воздуха от 20 С. [13]

Пускатели одной и той же серии различаются по номинальным токам, которые определяют величину ( типоразмер) пускателя. Промышленность выпускает пускатели О, I, II, III, IV, V, VI величины. Номинальный ток пускателя определяется номинальным током контактора. [14]

При наличии встроенных тепловых токовых ( термобиметаллических) реле пускатель защищает управляемые электродвигатели от перегрузок недопустимой продолжительности. По своему назначению и исполнению магнитные пускатели серии ПАЕ делятся на реверсивные и нереверсивные, открытого исполнения ( без оболочки) с тепловыми реле и без реле. Номинальный ток пускателя 40 А, а максимальный включаемый ток 280 А. Кроме того, в пускатель могут быть встроены дополнительные блок-контакты, номинальный ток которых 6 А. [15]