Магнитные пускатели

Судовые магнитные пускатели переменного тока предназначены для дистанционного пуска, остановки и реверса, а также для защиты от перегрузок трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Пускатели обеспечивают, кроме того, нулевую защиту при мгновенном исчезновении напряжения.

Магнитные пускатели серии ПММ. Судовые магнитные пускатели серии ПММ выпускаются четырех величин на номинальные токи от 22, 5 до 135А в брызгозащищенном и водозащищенном исполнении. Они могут быть реверсивными и нереверсивными и выполняются в различных модификациях, отличающихся встроенными элементами (предохранители, кнопки управления и пакетные переключатели).

Магнитные пускатели состоят из следующих основных частей: магнитного контактора серии КМ-2000, двух тепловых реле, кнопок управления, пакетного переключателя (в пускателях со встроенным пакетным переключателем), предохранителей (в пускателях со встроенным предохранителем) и кожуха.

Рис. 6.3.1. Электрическая схема реверсивного пускателя серии ПММ

Детали контактора и тепловых реле собраны на общем стальном основании, которое прикреплено винтами к днищу кожуха.

Обычно в пускатель встраивается один замыкающий вспомогательный контакт, служащий для шунтирования контактов кнопки «Пуск» и осуществляющий нулевую защиту, т. е. отключающий пускатель при исчезновении напряжения и предотвращающий самопроизвольное включение при появлении напряжения. Однако в пускателях серии ПММ могут быть встроены и дополнительные вспомогательные контакты как замыкающие, так и размыкающие.

Реверсивные пускатели снабжены механической блокировкой, не допускающей одновременного включения реверсирующих контакторов.

В пускателях рассматриваемой серии тепловая защита двигателей осуществляется тепловыми реле типа ТРТ. Они включаются в две фазы главной цепи пускателя. Контакты тепловых реле включаются последовательно с втягивающей катушкой контактора. Тепловая защита не осуществляет защиту от токов короткого замыкания, поэтому для защиты от токов короткого замыкания необходимо использовать предохранители или автоматы.

На рис. 6.3.1 приведена электрическая схема реверсивного пускателя серии ПММ со встроенными предохранителями и пакетным переключателем питания ПП.

При нажатии на кнопку «Вперед» получает питание втягивающая катушка контактора В через контакты тепловых реле, контакт Н и кнопку «Стоп». Контактор В срабатывает, своим замыкающим вспомогательным контактом шунтирует кнопку «Вперед» и замыкает главные контакты в цепи статора двигателя. Поэтому для включения пускателя достаточно кратковременно нажать на кнопку «Вперед». Размыкающий вспомогательный контакт В размыкает цепь катушки контактора Я. Таким образом, достигается взаимная электрическая блокировка реверсирующих контакторов, исключающая возможность одновременного их включения. Аналогично работает схема и при нажатии кнопки «Назад».

Для отключения пускателя нажимают на кнопку «Стоп». При этом обесточивается цепь втягивающей катушки, и контактор отключается. При возвращении кнопки «Стоп» в исходное положение пускатель вновь не включается, так как замыкающий вспомогательный контакт контактора остается разомкнутым.

Отключение двигателя от сети может произойти при нажатии на кнопку «Стоп» обслуживающим персоналом, срабатывании тепловой защиты, срабатывании нулевой защиты вследствие мгновенного исчезновения или значительного снижения (провала) напряжения сети.

При недопустимой перегрузке двигателя срабатывает тепловое реле ТРТ, разрывая своим размыкающим контактом цепь питания втягивающих катушек контактов В или Я.

При мгновенном или значительном снижении напряжения якорь контактора отпадает. Главные контакты и вспомогательный контакт шунтирующей кнопки «Вперед» или «Назад» размыкается. При восстановлении напряжения сети до своего номинального значения самопроизвольного включения пускателя не происходит, так как при его отключении замыкающий вспомогательный контакт разомкнулся и цепь катушки контактора разомкнута.

Автоматические переключатели сетей — пускатели серии АПП рассчитаны на работу в сетях переменного тока напряжением 220 и 380В и частотой 50 Гц. Они выпускаются пяти величин на номинальные токи от 50 до 540А (без тепловых реле). Номинальный ток АПП с тепловыми реле определяется номинальным током реле ТРТ.

Переключатели (пускатели) осуществляют автоматическое переключение питания потребителей с основного фидера на резервный при снижении напряжения на основном до (0, 65 ± 0, 05) U_ном. Обратное переключение происходит при восстановлении напряжения на основном фидере до (0, 9 ± 0, 05) U_ном. Выдержка времени при переключении составляет 0, 5; 0, 8 и 1с, а на отключение — 0, 2с.

Основным элементом пускателя ПП является контактор КМ-2000.

Управление АПП может осуществляться как местным постом управления, так и дистанционно с помощью двух дистанционно-импульсных реле серии РЭМ, которые питаются от источника постоянного тока напряжением 24В.

Автоматические переключатели сетей — пускатели рассчитаны на работу с частотой включений не более 15 в час.

Аппараты АПП монтируются на стальной раме и электрически соединяются между собой проводами или проводом и медными шинами. Рама с установленными на ней аппаратами встраивается в стальной ящик брызгозащищенного исполнения.

Магнитные пускатели серии ПМЧ рассчитаны на переменный ток частотой 400 Гц, напряжением 220 и 380В. Они предназначены для защиты и управления высокоскоростными короткозамкнутыми асинхронными двигателями и выпускаются пяти величин на токи от 10 до 200А. Принципиальная схема пускателя аналогична схеме пускателя ПММ.

Управление пускателями осуществляется или с помощью кнопок управления, или дистанционно — с помощью импульсных реле. Режим работы пускателей — длительный, с частотой пусков до 15 в час. В качестве коммутационных аппаратов в пускателях используются контакторы серии КНТ, а защитных реле — специальные температурно-токовые реле серии ТРМТ. Вся аппаратура пускателей располагается в корпусе брызгозащищенного исполнения.

Пускатели ПМЧ выдерживают 50 000 включений допустимого пускового тока и столько же отключений номинального тока при cos j = 0, 4 и напряжении 50 В. Ток динамической и односекундной термической устойчивости составляет 20I_ном.

Автоматические пускатели-переключатели серии АППЧ рассчитаны на переменный ток частотой 400 Гц, напряжением 220, 380В и выпускаются четырех величин на токи от 25 до 200А. Они предназначены для защиты и управления высокоскоростными асинхронными двигателями и автоматического переключения потребителей с основного фидера на резервный и обратно.

Автоматическое переключение на резервный фидер происходит при снижении напряжения на основном фидере ниже 85% номинального. Пускатель-переключатель не реагирует на провалы напряжения, если их длительность менее 1с.

Основная коммутационная и защитная аппаратура, способы управления в АППЧ и их коммутационная способность такие же, как у магнитного пускателя ПМЧ.

Магнитные пускатели серии ПП-1000—5000. Судовые магнитные пускатели постоянного тока серии ПП-1000—5000 предназначены для пуска, реверса, остановки и защиты двигателей постоянного тока.

Магнитный пускатель постоянного тока представляет собой комплектный аппарат, предназначенный главным образом для пуска двигателей с ограничением пускового тока.

В зависимости от модификации пускатели выполняются: с одноступенчатым и двухступенчатым пуском, реверсивными и нереверсивными, односетевыми и двухсетевыми. Двухсетевые пускатели при питании от двух сетей обеспечивают автоматическое переключение двигателя на резервную сеть при снижении напряжения в основной сети до 50—70% номинального. При восстановлении напряжения в основной сети пускатель переключается на нее.

Рис. 6.3.2 Контактор типа Р-30У

Пускатели рассчитаны на напряжение 110, 220, 95—170, 175— 320В постоянного тока. В зависимости от номинального тока выпускаются пускатели пяти величин: на 20, 60, 100, 200 и 400А. Допустимый пусковой ток не должен превышать четырехкратного номинального тока пускателя. Управление пускателем может осуществляться кнопками управления или дистанционно — с помощью электромагнитных реле.

Нереверсивные пускатели позволяют осуществить не более 15 пусков в час через равные промежутки времени или произвести три пуска подряд с последующими тремя пусками не ранее чем через 10 мин. Реверсивные пускатели позволяют произвести до 200 пусков в час при ПВ = 40%.

Магнитные пускатели серии ПП-1000 —5000 выполняются в брызгозащищенном и водозащищенном исполнении. В корпусе из алюминиевого сплава размещены следующие основные элементы пускателя: линейный контактор, контактор ускорения, тепловое реле, дифференциальное реле, пусковые резисторы, добавочный резистор, сигнальная лампа, предохранители и кнопки управления. В качестве линейного контактора используется контактор постоянного тока серии КН. Двигатель от перегрузок защищает тепловое реле серии ТРТ.

В качестве контактора ускорения и дифференциального реле в пускателях применяется специальный контактор типа Р-30У. Он выполняется дифференциальным двухкатушечным (рис. 6.3.2). Посредине С-образного магнитопровода 6 шарнирно укреплен плоский якорь 3, на конце которого находится контактный мостик 7. На верхнем сердечнике 4 расположена удерживающая катушка 5, а на нижнем сердечнике 2 — рабочая катушка 1. Усилие пружины 8, фиксирующей положение якоря, направлено согласно с тяговым усилием, создаваемым удерживающей катушкой. Срабатывание контактора происходит при определенной разности усилий удерживающей и рабочей катушек.

Удерживающая катушка включается на падение напряжения на пусковом резисторе, а рабочая катушка — на противо-ЭДС двигателя. После пуска двигателя по мере увеличения его частоты вращения возрастает противо-ЭДС якоря, а падение напряжения на пусковом резисторе уменьшается. В результате этого тяговое усилие рабочей катушки повышается, а усилие удерживающей катушки понижается. В зависимости от настройки при определенной частоте вращения двигателя происходит срабатывание контактора. Пусковые резисторы размещаются в корпусе пускателя. На крышке корпуса пускателя расположены сигнальная лампа и кнопки управления. Конструкция пускателей допускает возможность дистанционного управления.

В пускателях предусматривается тепловая или максимальная защита. Кроме того, при кнопочном управлении они имеют нулевую защиту двигателей. Цепи управления от токов короткого замыкания защищаются предохранителями.

На рис. 6.3.3 приведена принципиальная электрическая схема односетевого нереверсивного пускателя серии ПП-1000 — 5000.

Пуск двигателя осуществляется следующим образом. При нажатии на кнопку «Пуск» получает питание катушка линейного контактора КЛ. Сработав, он своими главными контактами подключает шунтовую обмотку двигателя на полное напряжение сети; якорь двигателя через пусковой резистор ПС на сеть; рабочую катушку Я дифференциального реле 1РД — на противо-ЭДС двигателя. Замыкающие вспомогательные контакты контактора КЛ шунтируют кнопку «Пуск».

Рис 6.3.3. Электрическая схема односетевого пускателя серии ПП-1000—5000

В схеме удерживающие катушки I реле 1РД и 2РД подключены параллельно пусковому резистору. Поэтому после включения линейного контактора на якорь дифференциального реле 1РД действует тяговое усилие от МДС рабочей катушки II и противоположно направленная сила от МДС удерживающей катушки I, стремящиеся удержать якорь в первоначальном положении.

В первый момент частота вращения двигателя, а соответственно и противо-ЭДС равны нулю. Следовательно, МДС рабочей катушки будут определяться только падением напряжения на резисторе цепи якоря.

По мере разгона двигателя его частота вращения и противо-ЭДС будут увеличиваться, а падение напряжения на пусковом резисторе уменьшаться. В результате этого тяговое усилие от МДС рабочей катушки будет возрастать, а от МДС удерживающей катушки убывать.

Реле 1РД настроено так, что когда противо-ЭДС на рабочей катушке достигает 50% напряжения сети, реле срабатывает и замыкающим контактом включает контактор ускорения 1КУ, который своим замыкающим главным контактом шунтирует первую ступень пускового резистора, а вспомогательным контактом подготавливает к включению дифференциальное реле 2РД.

Реле 2РД срабатывает при достижении противо-ЭДС 80% напряжения сети. Своим замыкающим контактом оно включает контактор ускорения 2КУ, который своими главными контактами полностью шунтирует пусковой резистор ПС. Замыкающий вспомогательный контакт контактора ускорения 2КУ шунтирует контакт 2РД в цепи катушки 2КУ, а размыкающий контакт 2КУ отключает рабочие катушки реле 1РД и 2РД. На этом процесс пуска заканчивается, и двигатель работает на естественной механической характеристике.

Для уменьшения бросков тока при пуске двигателя в схеме предусмотрена дополнительная блокировка рабочей катушки дифференциального реле 1РД размыкающим контактом кнопки «Пуск».

При нажатии кнопки «Пуск» ее размыкающий контакт отключает рабочую катушку реле 1PД. После отпускания кнопки ток в рабочей катушке будет изменяться с некоторым запаздыванием относительно изменения тока в удерживающей катушке. В результате' увеличится время срабатывания реле 1РД и уменьшится всплеск тока при шунтировании ступени пускового резистора.

Сигнальная лампа ЛС включается контактором KЛ и горит все время, пока работает двигатель.

Остановка двигателя осуществляется путем нажатия на кнопку «Стоп», которая разрывает цепь питания линейного контактора.

При недопустимой перегрузке срабатывает тепловое реле ТРТ и отключает контактор КЛ, который разрывает цепь питания двигателя. Нулевая защита осуществляется линейным контактором К.Л.

Для повторного включения двигателя необходимо вновь нажать кнопку «Пуск».

Электродинамическая и термическая устойчивость пускателей соответствует аналогичным параметрам контакторов серии КН. Электрическая износоустойчивость пускателей первой — четвертой величин при пусковом токе, не превышающем 4I_ном, 100 000 циклов «включено — выключено».