Аппараты защиты

Для защиты электрооборудования и электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий применяются плавкие предо­хранители, автоматические выключатели и реле защиты. Чрезмерные токи перегрузки и короткого замыкания возникают в цепи, когда сопротивление ее оказывается значительно меньше номинального сопротивления электрооборудования. Под действием больших токов за короткое время может выделиться такое количество тепла, которое превысит его критическое зна­чение для изоляции. Если не обеспечить своевременного отключения электрической цепи, то произойдет воспламенение изоляции проводов и электрооборудования.

Плавкие предохранители устанавливаются в рассечку про­водов, соединяющих электрическое оборудование с источником питания, т. е. последовательно электрическому приемнику. Плав­кий предохранитель состоит из основания и плавкой вставки. Основание предохранителя — несъемная его часть — предназна­чена для установки плавкой вставки. В основании имеются выводы для присоединения внешних проводников электрической цепи.

Плавкая вставка предохранителя — это та его часть, кото­рая отключает ток электрической цепи и подлежит замене по­сле срабатывания предохранителя для восстановления его работоспособности. В основном плавкая вставка состоит из держателя и плавкого элемента. Она может иметь указатель срабатывания предохранителя и боек, который механически воздействует на свободные контакты предохранителя или рас­цепляющее устройство другого аппарата.

Основания предохранителей выпускаются на токи 10; 25; 31,5; 63; 80; 100; 125; 160; 200 А и т. д., а плавкие вставки на токи 2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 60; 80; 100; 120 А и т. д.

Плавкий элемент предохранителя представляет собой про­волоку или пластину в основном из меди значительно мень­шего сечения, чем сечение проводов цепи. При увеличении тока цепи до значения, превышающего значение номинального тока предохранителя в несколько раз, плавкий элемент через неко­торое время нагревается до температуры плавления. Расплав­ляясь, он разрывает электрическую цепь, в результате чего прохождение тока прекращается.

Плавкие предохранители срабатывают (плавкий элемент их расплавляется) при больших токах в цепи, чем номинальный ток плавкой вставки. Предохранитель с плавкой вставкой на 10 А не срабатывает при токах до 15 А, т. е. при токах, кото­рые в 1,5 раза больше номинального. Предохранитель с плав­кой вставкой на 25 А не срабатывает при токах до 35 А. Предохранитель с плавкой вставкой на 10 А срабатывает че­рез 1 ч при токе 19 А, а на 25 А — при токе 42,7 А. При боль­ших токах они срабатывают через меньший отрезок времени. Так, при токе, в четыре раза превышающем номинальный ток плавкой вставки предохранителя, последний срабатывает при­мерно через 2—10 с, в семь раз — через 0,1—0,5 с.

Конструктивно предохранители могут быть резьбовыми, на­пример типа Е27, и трубчатыми типа ПР-2. Резьбовые предо­хранители выпускаются на токи до 25 А и напряжение до 380В с плавкими вставками двух исполнений: без индикатора сраба­тывания и с индикатором срабатывания. Резьбовой предохра­нитель Е27 (рис. 1.5, а, б) состоит из трех основных частей: основания 12, головки 1 и плавкой вставки 3 (15, 18, 19).На основании 12 укреплены контакты 8,10 с выводами 7. Провод сети 6 подсоединяется к центральному контакту 10, а провод 13 – от электрооборудования к резьбовой гильзе 8. Этим обеспечивается безопасность работы персонала при вывернутой головке предохранителя. Под напряжением остается наиболее удаленный центральный контакт 10, до которого очень трудно дотронуться.

Для плавких вставок 15 с индикатором срабатывания 14 применяется головка 1 со стеклом 2 (рис. 1.5, г). Внутри корпуса 16 этой плавкой вставки (рис. 1.5,е) имеется плавкий элемент 9, электрически соединенный контактом 17 и индикатором срабатывания 14. При срабатывании предохранителя индикатор 14 смещается. Смещение его можно увидеть через окно 2 головки 1.

Если основание предохранителя изготовляется на ток 6,3; 10 и 16 А, то на центральный контакт 10 устанавливаются кон­трольные фарфоровые гильзы 11 с внутренним отверстием раз­ного диаметра. Для предохранителя на 6,3 А диаметр отвер­стия должен составлять 6,5 мм, на 10 А — 8,5 и на 16 А— 10,5 мм. Нельзя применять плавкую вставку на больший ток в ос­новании предохранителя и в цепи, рассчитанных на меньший ток. Так, в основание предохранителя на 6,3 А не ввернется (не обеспечит замыкания контактов 10 и 8) головка с плавкой вставкой на 10 А и более. Диаметр контакта 17 плавкой встав­ки на 10 А — 8 мм, а отверстие в контрольной гильзе 6,5 мм. Индикатор срабатывания и контрольная гильза окрашены в одинаковый цвет. Для плавкой вставки на 6,3 А применя­ется зеленый цвет, на 10 А — красный и на 16 А — серый. Инди­катор срабатывания плавкой вставки на 20 А окрашен в синий цвет, на 25 А — в желтый.

Внутреннее пространство плавкой вставки, в котором рас­положен плавкий элемент, заполнено кварцевым песком или другим дугогасящим наполнителем.

Рис. 1.5. Плавкие предохранители:

а, б – резьбовые; в – трубчатый; г- с плавкой вставкой с индикатором срабатывания;

д, ж – с плавкой вставкой без индикатора срабатывания; е – с плавкой вставкой с индикатором срабатывания.

Головка с плавкой вставкой 19 без индикатора срабатыва­ния изображена на рис. 1.5, д, ж. Плавкая вставка состоит из фарфорового корпуса 18 и двух контактов 17, к которым при­соединен плавкий элемент.

Предохранитель Е27 имеет квадратное или прямоугольное основание 12 с пластмассовой или фарфоровой крышкой 5. Плавкая вставка 3 контактирует с резьбовой гильзой 4 го­ловки 1.

Трубчатый плавкий предохранитель (рис. 1.5, в) состоит из основания 12 (с выводами 7 и контактами 22) и плавкой встав­ки 21 с пластинчатым плавким элементом 9. Последний за­креплен на двух ножевых контактах 23, которые вставляются в неподвижные пружинящие губки — контакт 22 основания 12. Перегоревший (расплавленный) плавкий элемент 9 заменяют. Для этого плавкую вставку вынимают из губок основания пре­дохранителя и разбирают путем отворачивания гаек 20.

В держатель плавкой вставки ПР-2 можно устанавливать плавкие элементы на различные токи. Например, в держатель на номинальный ток 60 А можно установить плавкие элементы на 15, 20, 25, 40 и 60 А.

Выпускаются также трубчатые предохранители ПН-2, у ко­торых в качестве контактов плавкой вставки используются не ножи, а гайки 20. Корпус плавкой вставки ПН-2 заполнен квар­цевым песком, облегчающим гашение дуги при срабатывании предохранителя, т. е. при расплавлении плавкого элемента.

В настоящее время наряду с плавкими предохранителями для защиты электрических сетей широкое распространение по­лучили автоматические выключатели и тепловые реле защиты. Кроме защиты электрической сети и приемников электроэнер­гии автоматические выключатели используются также для не­частых включений и отключений цепей вручную при нормаль­ной работе приемников.

В автоматических выключателях и реле могут быть исполь­зованы как электромагнитные силы притяжения, так и тепло­вое действие тока. Поэтому они подразделяются на электромаг­нитные и тепловые. Применяются также и комбинированные автоматические выключатели, в которых используются как элек­тромагнитная сила притяжения тока, так и тепловое действие тока (рис. 1.6, а,г).

Электромагнитные автоматические выключатели. Применя­ются для защиты проводов сети и приемников электроэнергии от токов короткого замыкания и больших перегрузок.

Принципиальная схема электромагнитного автоматического выключателя изображена на рис. 1.6,6.

Нажатием на кнопку или поворотом рукоятки (на рисунке они не указаны) замыкают контакт 2. При этом преодолевается усилие размыкающей пружины 1. В замкнутом положении контакт удерживается защелкой 3. Как только ток в защищае­мой цепи превысит заданное значение, сердечник 6 втянется в катушку 5 и через рычаг 4 освободит защелку 3. Под дей­ствием пружины 1 контакт 2 разомкнется. На схеме изображен один контакт главной цепи, а в действительности их может быть два или три, столько же будет и катушек 5 с сердечни­ками 6. Все сердечники при втягивании действуют на одну и ту же защелку 3. Это позволяет при увеличении тока (в лю­бом проводе) до значения, превышающего значение тока сра­батывания, размыкать все главные контакты. Электромагнит с механизмом отключения называется электромагнитным рас­цепителем. Время отключения автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями незначительное, поэтому они относятся к автоматам мгновенного действия.

Преимущество автоматических выключателей перед плав­кими предохранителями состоит в том, что они обладают мно­гократностью действия. После срабатывания плавкого предо­хранителя требуется замена плавкой вставки, а автоматический выключатель можно подготовить к повторной работе нажа­тием на кнопку или поворотом рукоятки.

Рис. 1.6. Схема автоматического выключателя:

а – общий вид автоматического выключателя АП50Б-3МТ с разрезом и снятой крышкой;

б – с магнитным расцепителем; в – с тепловым расцепителем; г - схема АП50Б-3МТ.

Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями. Металлы имеют различные коэффициенты теплового линейного расширения и поэтому при нагревании удлиняются неодинаково. Если две металлические пластины с различными коэффициен­тами расширения наложить одну на другую и прочно соеди­нить, получится биметаллическая пластина. При нагревании она деформируется в результате разного удлинения активного и пассивного слоев. Активным называют слой металла, кото­рый обладает большим коэффициентом расширения по отноше­нию к другому слою, который называют пассивным. Активный слой обычно делают из стали, а пассивный из инвара — сплава, состоящего из 64 % железа и 36 % никеля. Коэффициент ли­нейного расширения последнего в 12 раз меньше, чем стали.

Если один конец биметаллической пластины закрепить, то другой при нагревании будет деформироваться (изгибаться) в сторону пассивного слоя. Это свойство пластины используется для освобождения защелки автоматического выключателя. Степень деформаций пластины зависит от ее температуры.

Применяют два способа нагревания пластины — непосред­ственный и косвенный. При первом способе ток проходит не­посредственно через пластину; количество тепла, выделяемого в ней, пропорционально сопротивлению пластины и квадрату тока.

При втором способе ток проходит по нагревательному элементу (небольшой спирали), выполненному из нихрома или дру­гого сплава. Спираль располагают рядом с пластиной или на­матывают на нее. Выделяющееся в спирали тепло нагревает биметаллическую пластину.

На рис. 1.6, в изображена схема автоматического выключа­теля с тепловым расцепителем. Контакт 2 главной цепи замы­кают вручную кнопкой или рукояткой. В замкнутом положении он удерживается защелкой 3. При прохождении по цепи тока, значение которого меньше заданного, биметаллическая пла­стина 7 нагревается незначительно и ее изгиба вверх недоста­точно для того, чтобы передать усилие на защелку 3. Если же по спирали 8 будет проходить ток, значение которого пре­вышает заданное, то через некоторое время правый конец пла­стины 7 изогнется вверх и через толкатель 4 поднимет рычаг защелки 3. Под действием пружины 1 контакт 2 разомкнется.

Автоматические выключатели с комбинированным (электро­магнитным и тепловым) расцепителем. Применяют их в основ­ном для цепей с электродвигателями. Обмотки электромагни­тов и нагревательные элементы тепловых расцепителей включают последовательно приемнику электроэнергии. Электромаг­нитные расцепители мгновенно отключают электродвигатель при токе короткого замыкания, который в семь и более раз превышает номинальный хотя бы в одном из проводов цепи. Тепловые расцепители отключают двигатель при незначитель­ных, но длительных токах перегрузки. Последние превышают номинальный ток приемника, но значительно меньше тока ко­роткого замыкания.

Значение тока электродвигателя зависит от значения на­грузки на его валу и значения колебания напряжения сети. Если при работе трехфазного двигателя нагрузка остается не­изменной, но произошел обрыв одного из проводов, то по двум другим будет проходить ток, значение которого превышает но­минальное значение. При этом обмотки двигателя быстро пе­регреваются. Отключают двигатель в этом случае тепловые реле.

Если нагрузка на валу выше номинальной, потребляемая мощность и ток также превышают номинальные значения. При этом обмотка электродвигателя через некоторое время перегре­вается, а изоляция начинает разрушаться и может даже вос­пламениться. Во избежание этого тепловые расцепители зара­нее отключают двигатель от сети. При кратковременных небольших перегрузках, которые не опасны для двигателя, теп­ловые расцепители не производят его отключения. Уменьшение напряжения на двигателе также влечет за собой увеличение тока в его обмотках.

Автоматический выключатель типа АП50Б. Предназначен для нечастых включений и отключений электрических приемников вручную, а также автоматического отключения их при то­ках перегрузки или короткого замыкания с помощью тепло­вых и электромагнитных расцепителей.

В цепях электродвигателей широко применяются автомати­ческие выключатели типа АП50Б-3МТ с установленными в них тремя электромагнитными (максимальными) М и тремя теп­ловыми Т расцепителями. При срабатывании одного из них все контакты размыкаются и двигатель полностью отключается. При токах короткого замыкания срабатывают электромагнит­ные расцепители, а при небольших, но длительных токах пере­грузки— тепловые расцепители.

На рис. 1.6, а изображен автоматический трехполюсный вы­ключатель АП с незамкнутыми контактами. Гашение дуги об­легчают дугогасительные камеры 19 (одна из которых на ри­сунке отсутствует).

Автоматические выключатели АП50Б-3МТ выпускаются на токи 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 50 и 63 А. В выключателе АП50Б-3МТ на 10 А ток уставки тепловых расцепителей мож­но изменять в интервале от 6,4 до 10 А, а в выключателе АП50Б-3МТ на 6,4 А — соответственно от 4 до 6,4 А.

На рис. 1.6, г изображена принципиальная схема аппарата.

Провода от сети подводятся к клеммам Л, а провода от двигателя — к клеммам С. При нажатии на кнопку «Вкл» контакты замыкаются и ток проходит к двигателю через неподвижной контакт 8, подвижный контакт 7, нагревательный эле­мент 10 теплового расцепителя и обмотку 17 электромагнит­ного разделителя.

При нажатии на кнопку «Откл» контакты размыкаются. При этом рычаг 18 поворачивает валик 16 по часовой стрелке, в результате чего рычаг 1 выходит из зацепления с ним. Под действием пружины 4 каретка 6 поворачивается вокруг оси и подвижные контакты отходят от неподвижных. Большая ско­рость размыкания обеспечивается пружиной 4 и пружиной кнопки «Вкл». При нажатии кнопки «Вкл» валик, находящийся в прорези 3, поднимает концы рычагов 2 и 5.

При небольших, но длительных токах перегрузки контакты размыкаются тепловыми разделителями. Биметаллическая пла­стина 11 свободным концом изгибается вверх и нажимает на рычаг 13, который поворачивается вместе с кулачком 12 и че­рез коромысло 14 передает усилие пластинке 15 валика 16. Последний поворачивается по часовой стрелке, а рычаг 1 вы­ходит из зацепления с ним. Контакты размыкаются так же, как и при нажатии на кнопку «Откл».

Как только значение тока превысит заданное значение тока срабатывания электромагнитного расцепителя, сердечник его, преодолев усилие пружины, втягивается в катушку и нажимает на рычаг 13. Через кулачок 12 и коромысло 14 усилие пере­дается пластинке 15 валика 16. Валик 16 поворачивается по часовой стрелке, и рычаг 1 выходит из зацепления с ним. Кон­такты размыкаются. Электромагнитные расцепители срабатывают так быстро, что нагревательные элементы тепловых рас­цепителей не успевают разогреться.

В автоматическом выключателе АП50Б-3МТ три электро­магнитных и три тепловых расцепителя воздействуют на один и тот же рычаг 13. При повороте каретки 6 происходит одно­временное отключение всех трех контактов, которые установ­лены на общей каретке и имеют индивидуальные пружины для обеспечения контактного давления. С помощью рычага 9 и рас­положенной рядом с ним шкалы задают ток уставки автома­тического выключателя.

Автоматический выключатель типа АЕ20. В последнее время в холодильном оборудовании получили широкое применение ав­томатические выключатели АЕ2016—10 и АЕ2036—10 на номи­нальные токи максимальных расцепителей 1,6; 2; 2,5 А. Они так же, как и АП50Б, имеют по три тепловых и три электро­магнитных (максимальных) расцепителя и предназначены для нечастых включений и отключений электрических приемников вручную, а также автоматического отключения их при токах перегрузки и короткого замыкания. Выпускаются они в двух исполнениях — открытыми (IРОО) и защищенными (IР20).Последние защищены от проникновения воды и соприкосновения с токопроводящими деталями. У них вводные и выводные за­жимы закрываются пластмассовыми кожухами.

В отличие от АП50Б в автоматических выключателях АЕ20 для включения и отключения применяется поворотная руко­ятка, по положению которой можно определить состояние кон­тактов. В положении «1» они замкнуты, в положении «0» — ра­зомкнуты.

Автоматический выключатель АЕ2016 отличается от выклю­чателя АЕ2036 габаритными размерами (примерно в 1,5 раза меньше) и номинальным (максимальным) током: первый вы­пускается на токи до 10 А, а второй — на токи до 25 А.

Выбор аппаратов защиты для цепей с различными электри­ческими приемниками. Номинальное напряжение автомати­ческого выключателя и предохранителя должно соответство­вать напряжению сети. Применять защитные аппараты, рассчи­танные на меньшее напряжение, в сетях большего напряже­ния не допускается.

Ток уставки автоматического выключателя Iуст.а.в. и номи­нальный ток плавкой вставки предохранителя Iпл.вст. для ос­ветительной нагрузки и электротепловых аппаратов с актив­ными сопротивлениями определяется по рабочему току:

Iуст.а.в.=1.1Iраб; Iпл.вст. = 1.1Iраб

где Iраб – рабочий ток, А.

Для этих нагрузок применяются в основном автоматические выключатели с тепловыми расцепителями.

Тепловые реле защиты. Они работают по тому же прин­ципу, что и автоматические выключатели с тепловыми расцепителями. Отличаются они тем, что биметаллическая пластина воздействует не на главные контакты, а на контакты, находя­щиеся в цепи обмотки магнитного пускателя — аппарата дис­танционного управления.

В двухфазном тепловом реле типа ТРН (рис. 1.7, а) два нагревательных элемента 11 включаются последовательно трех­фазному двигателю. Количество тепла, выделяющегося в на­гревательных элементах, пропорционально квадрату тока дви­гателя. Тепло нагревательного элемента передастся находящейся рядом биметаллической пластине 13. Один конец этой пластины закреплен, а другой при нагревании изгибается так, что нажимает на толкатель 10, который через пластину 12 передает усилие защелке 6. Последняя может выйти из зацеп­ления с выступом эксцентрического регулятора 9, и тогда пру­жина 1 отведет подпружиненный контакт 3 от неподвижных контактов 2.

Размыкание контакта происходит при нагревании биметал­лической пластины 13 до большой температуры, т. е. в том случае, когда ток двигателя превышает номинальное значение.

Чем больше ток двигателя превышает номинальное значение, тем быстрей размыкается контакт теплового реле.

Второй нагревательный элемент воздействует на свою би­металлическую пластину 13, которая, изгибаясь, нажимает на тот же толкатель 10. Пластина 12 является температурным ком­пенсатором и обеспечивает правильное срабатывание теплового реле независимо от температуры окружающего воздуха. При нагревании пластина 12 изгибается в сторону, противополож­ную пластине 13.

Рис. 1.7. Реле:

а – тепловое защиты; б - электромагнитное; в - условное обозначение обмотки реле и контактов.

Для замыкания контакта после срабатывания теплового реле нужно нажать на кнопку возврата 8. При этом усилие через стержень 5 и контактную пружину 4 передается подвиж­ному контакту 3 и защелка 6 пружиной 7 вводится в зацепле­ние с регулятором 9. С помощью эксцентрика регулятора 9 можно увеличивать или уменьшать ток срабатывания относи­тельно номинального тока нагревательных элементов реле на несколько процентов, но не более 5.

АППАРАТЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

К аппаратам дистанционного управления относятся электро­магнитные реле, магнитные пускатели, которые можно также использовать и для автоматизации управления. Аппараты дис­танционного управления отличаются от рубильников и других рассмотренных выше аппаратов тем, что переключение контак­тов у них происходит под действием электромагнита. Электро­магнитное реле применяется для включения и отключения приемников электроэнергии небольшой мощности, магнитные пус­катели— приемников энергии большой мощности. В качестве конечных выключателей в основном применяются микропере­ключатели.

Электромагнитное реле. Реле (рис. 1.7, б) состоит из элек­тромагнита и контактной группы. Электромагнит включает сер­дечник 14, якорь 16, обмотку 21, пружину 15 и короткозамкнутый виток 20. Контактная группа — это подвижные контакты 17 и неподвижные 18, 19. В момент, когда ток не проходит по обмотке 21, якорь с укрепленными на нем подвижными контак­тами 17 под действием пружины 15 находится на некотором расстоянии от сердечника 14. При этом контакт 18 замкнут, а контакт 19 разомкнут.

Если к обмотке 21 приложить номинальное напряжение, то по ней будет проходить ток и создавать магнитное поле (одна магнитная линия изображена пунктиром). Якорь 16 притянется к сердечнику 14, контакт 18 разомкнется, а контакт 19 замк­нется. Контакт 18 разомкнет электрическую цепь, в которой он находится, а контакт 19 замкнет другую цепь.

Условные обозначения размыкающих 18 и замыкающих 19 контактов и обмотки 21 приведены на рис. 1.7,в. На схемах контакты изображаются для момента, когда по обмотке аппа­рата не проходит ток. На рис. 1.7, б изображено реле с двумя контактами — размыкающим и замыкающим. Количество их может быть различным.

Электромагнитные реле могут быть постоянного или пере­менного тока. Выбираются они в зависимости от сети, на кото­рую рассчитана работа обмотки электромагнита. Так, если об­мотка должна работать от сети постоянного тока, то и реле принимают постоянного тока. Контакты такого реле могут про­изводить переключения в цепях как постоянного, так и пере­менного тока.

Магнитный пускатель. Магнитный пускатель, также как и реле, состоит из электромагнита и контактной группы, но больших размеров. В магнитном пускателе, используемом для включения двигателя, могут быть установлены тепловые реле защиты. В магнитном пускателе различают две цепи: силовую – цепь электрического приемника и управления – цепь обмотки (катушки) пускателя. В схемах силовая цепь часто изображается контурными линиями, а цепь управления – вспомогательными.

Магнитопровод магнитного пускателя (рис. 1,8, в, г) со­стоит из якоря 8 и сердечника 6 одинаковых размеров. Наби­раются они из Ш-образных листов стали. На внутренний вы­ступ устанавливается катушка с обмоткой 15, которая подклю­чается двумя клеммами 1. Сечение этого выступа в два раза больше, чем каждого из боковых. По внутреннем выступу проходит весь магнитный поток, а по каждому из боковых — по половине его.

Рис.1.8. Магнитный пускатель:

а - принципиальная схема включения электронагревательных элементов НЭ магнитным пускателем; б - принципиальная электрическая схема включения двигателя Д магнитным пускателем; в - общий вид;

г – схема.

В магнитном пускателе переменного тока для устранения вибрации якоря устанавливают короткозамкнутые витки 7, ох­ватывающие половину сечения левого и правого выступов маг-нитопровода.

Для большинства магнитных пускателей применяют контак­ты мостикового типа: во время включения электромагнита каж­дый подвижный контакт замыкает два неподвижных. Принято клеммы неподвижных контактов, к которым подводят провода сети, маркировать буквой Л (линия) с цифрами 1, 2, 3. Клем­мы неподвижных контактов, к которым подводят провода от приемника, маркируют буквой С с цифрами 1, 2, 3. В магнит­ном пускателе кроме основных (главных) замыкающих контак­тов 9 могут быть один или несколько вспомогательных (блоки­ровочных). Они бывают замыкающими и размыкающими.

Когда ток проходит по обмотке 15 магнитного пускателя, то внутри якоря 8 и сердечника 6 создается магнитное поле. Подвижный якорь 8 притягивается к неподвижному сердечнику 6, преодолевая усилие двух пружин 14 (вторая пружина распо­ложена за якорем и сердечником, на рисунке ее не видно).

На якоре 8 посредством изоляционных пластин укреплены все подвижные контакты (главные 9 и блокировочные 12).

Взаимосвязь подвижных контактов с якорем па рисунке изо­бражена пунктирными линиями 11. Когда якорь подтягивается к сердечнику, главные подвижные контакты 9 соприкасаются с неподвижными.

Передвижение подвижных контактов можно наблюдать че­рез отверстие 4 в изоляционной крышке 3. При этом клемма С1 электрически соединяется с клеммой Л1, клемма С2 — с клеммой Л2 и клемма С3 — с клеммой Л3.

Электрический приемник (нагревательный элемент) при этом оказывается подключенным к электрической сети. Плот­ность прижатия подвижных контактов к неподвижным обеспе­чивается пружинами 10. Электрически соединяются также и клеммы нижних блокировочных контактов: так, клемма 2 с по­мощью подвижного контакта 12 соединяется с клеммой 5. Клем­мы же верхних блокировочных контактов размыкаются.

Когда по обмотке 15 магнитного пускателя перестает про­ходить ток, якорь 8 пружинами 14 отодвигается от сердечника 6. При этом подвижные контакты 9 прекращают соединять неподвижные и клеммы С1, С2, С3 разъединяются с клем­мами Л1, Л2, Л3. Разъединяются также и клеммы 2 и 5 ниж­него блокировочного контакта. Клеммы же верхнего блокиро­вочного контакта соединяются между собой подвижным кон­тактом.

На рис. 1.8, а изображена принципиальная схема включе­ния электронагревательных элементов НЭ электротеплового оборудования магнитным пускателем П. Схема состоит из двух частей — силовой цепи и цепи управления. В силовой цепи, изображенной более толстыми линиями, находятся плавкие предохранители Пр, силовые (главные) контакты П магнит­ного пускателя и нагревательные элементы НЭ оборудования. В цепи управления имеются кнопки управления «Стоп» с раз­мыкающим контактом и «Пуск » с замыкающим контактом. Кон­такт кнопки «Пуск» замыкается, а кнопки «Стоп» размыка­ется под действием усилия руки человека.

После прекращения нажатия контакты кнопок возвраща­ются в исходное положение (контакт кнопки «Пуск » размыка­ется, а кнопки «Стоп» замыкается). Электрическим приемни­ком цепи управления является обмотка,, магнитного пускателя. При нажатии на кнопку «Пуск » замыкается цепь обмотки маг­нитного пускателя. По виткам обмотки проходит ток, и соз­дается магнитное поле, под действием которого якорь электро­магнита пускателя подтягивается к сердечнику. Усилие от якоря передается подвижным контактам пускателя. Они пере­мещаются и входят в соприкосновение с неподвижными.

Три главных контакта пускателя замыкаются и подсоеди­няют к электрической сети нагревательные элементы НЭ. За­мыкается также и вспомогательный контакт П пускателя, зажимы которого присоединены к зажимам контакта «Пуск ». Сделано это для того, чтобы после прекращения нажатия на кнопку «Пуск » и размыкания ее контактов обмотка пускателя не отключалась. При срабатывании пускателя (происходит это через доли секунды после замыкания контакта кнопки «Пуск ») замыкается вспомогательный контакт П пускателя и шунти­рует контакт кнопки «Пуск ». Таким образом, ток по обмотке проходит и через контакт П, и через контакт кнопки «Пуск ». Размыкание контакта «Пуск » не влечет за собой разрыва цепи обмотки П пускателя.

Отключаются нагревательные элементы НЭ нажатием на кнопку «Стоп». При этом контакт кнопки «Стоп» размыкается и отключает обмотку пускателя. Прохождение тока по виткам обмотки пускателя прекращается. Усилием пружин якорь элек­тромагнита пускателя возвращается в исходное положение, и контакты его размыкаются. Главные (силовые) контакты от­ключают нагревательные элементы НЭ, а вспомогательный кон­такт размыкает цепь обмотки пускателя. При замыкании кон­такта кнопки «Стоп» после прекращения нажатия на нее вклю­чения обмотки пускателя не происходит, так как к этому времени уже разомкнут вспомогательный контакт.

Для защиты силовой цепи и цепи управления от токов ко­роткого замыкания в схеме предусмотрены плавкие предохра­нители Пр. Если ток нагревательных элементов во много раз отличается от тока цепи управления, то для цепи управления предусматриваются один или два предохранителя на меньший ток (на рисунке они не изображены).

На рис. 1.8,6 изображена принципиальная электросхема включения двигателя Д магнитным пускателем П. Эта схема отличается от схемы, изображенной на рис. 1.8, а, не только видом электрического приемника. В ней наряду с плавкими предохранителями для защиты цепи двигателя предусматри­вается тепловое реле защиты РТ. Два нагревательных элемента теплового реле РТ подсоединяются последовательно к обмот­кам двигателя, а контакт РТ — последовательно к обмотке пускателя П.

Тепловое реле защиты РТ срабатывает при механической перегрузке двигателя, при большом отклонении напряжения сети от номинального значения и при обрыве одного провода во время работы. Во всех этих случаях возрастает ток в цепи обмоток двигателя и в нагревательных элементах теплового реле защиты выделяется большое количество тепла. Происхо­дит деформация биметаллической пластины, и контакт РТ теп­лового реле размыкается. Он отключает обмотку магнитного пускателя, контакты П пускателя размыкаются и отключают электродвигатель.

С помощью кнопок «Пуск » и «Стоп» производится включе­ние и отключение двигателя, а также исключается возможность самопроизвольного включения его после кратковременного снятия напряжения с цепи двигателя. Для включения нужно обя­зательно нажать на кнопку «Пуск». Если же вместо кнопок поставить выключатель, то после снятия напряжения и пов­торной его подачи будет происходить самопроизвольное вклю­чение двигателя, что во многих случаях может привести к ава­рийной ситуации.

В настоящее время выпускаются магнитные пускатели серий ПМЕ и ПА с тепловыми реле защиты и без них в открытом (IР00) и защищенном (IР20) исполнении. Магнитные пуска­тели ПМЕ выпускаются трех габаритов: нулевого (0) на ток главных контактов 3 А, первого (1) на ток 10 А, второго (2) на ток 25 А.

Магнитные пускатели серии ПА выпускаются четырех габа­ритов: третьего (3) на ток 40 А, четвертого (4) на ток 56 А, пятого (5) на ток 115 А и шестого (6) на ток 150 А.

Магнитные пускатели маркируются буквами ПМЕ, ПА и циф­рами. При этом первая цифра означает габарит, вторая — исполнение оболочки, третья — наличие теплового реле и его на-значение. Если вторая цифра 1, то исполнение пускателя откры­тое (IР00), 2 — защищенное (IР20), 3 — пылеводонепроницаемое (IР54). Если третья цифра 1, пускатель нереверсивный без теплового реле защиты, 2 — нереверсивный с тепловым реле защиты, 3 — реверсивный без теплового реле и 4 — реверсив­ный с тепловым реле.

Так, магнитный пускатель ПМЕ-214 расшифровывается сле­дующим образом: габарит второй (первая цифра 2) на ток 25 А и максимальную мощность Р_max двигателя при 3 ~ 220 В 5,5 кВт, при ЗN~380 В—10 кВт; вторая цифра 1 указывает на открытое исполнение (IР00) и третья цифра 4 — на наличие теплового реле и реверсивное исполнение.

Если магнитный пускатель применяют для включения дви­гателя, то его снабжают тепловым реле защиты.

Кнопочная станция 13 (рис. 1.8, г) применяется для включения и отключения обмотки магнитного пускателя. Со­стоит она из кнопок «Пуск» и «Стоп». Контакт кнопки «Пуск» замыкается при нажатии на нее и размыкается после отпуска­ния.

Рис. 1.9. Микропереключатели

а – общий вид и разрез микропереключателя МП-1; б – схема микропереключателя МП-1;

в - микропереключатель МИ-3.

Контакт кнопки «Пуск » замыкающий, кнопки «Стоп»— раз­мыкающий. Оба контакта с самовозвратом, т. е. возвращаются в исходное положение после прекращения нажатия на кнопки.

Микропереключатели. Микропереключатели применяются для включения и отключения электрических приемников под воздействием механических усилий машины или ее элементов (например, для отключения или переключения машины при подходе ее рабочего элемента к определенному месту). Контак­тами микропереключателя производят включение и отключение не самого приемника, а обмотки его магнитного пускателя.

Микропереключатель типа МП-1 (рис. 1.9, а) состоит из пластмассового корпуса /, внутри которого расположены два неподвижных 2, 4 контакта и один подвижный 3. При нажа­тии на кнопку 6 подвижный контакт 3 выходит из соприкос­новения с контактом 4 и входит в соприкосновение с контак­том 2. Пружина 5 только при определенном усилии переводит подвижный контакт. Эта же пружина обеспечивает возврат контакта 3 в исходное положение. К подвижному контакту провод подсоединяют через клемму 7, а к неподвижному, с которым замкнут подвижный контакт при отсутствии нажа­тия на кнопку 6,—через клемму 8. Микропереключатель может быть использован в качестве кнопок «Стоп» и «Пуск ». В пер­вом случае провода подключают к клеммам 7, 8, во втором — к 7, 9.

Микропереключатель типа МИ-3 (рис. 1.9, в) представляет собой пластмассовый корпус 10, внутри которого расположены два неподвижных контакта 16 и один подвижный 17.

Усилие от кнопки 12 передается на подвижный контакт 17 через пружины 14 и 15. Поcле прекращения нажатия на кнопку 12 пружина 15 возвращает контакт 17 в исходное положение. Чтобы произвести переключение при меньших усилиях, приме­няют рычаг 13, закрепленный на корпусе осью 11.