Зависимость времени срабатывания предохранителя от токовой перегрузки

Кратность тока относительно номинального	1,31	1,75	1,9	2,0	2,5	3,0	4,0
Время расплавления предохранителей		1 ч	20 мин	5 мин	10 с	0,8 с	0

Это свойство плавких вставок - выдерживать кратковременные перегрузки - учитывают при выборе предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, имеющих большой пусковой ток (5-8 раз превышающий номинальный). При кратковременном прохождении пускового тока (несколько секунд) вставка не успевает перегорать.

Для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором вставки выбирают по условию:

где I_п - пусковой ток;

I_н - номинальный ток;

 - коэффициент, учитывающий условия пуска. При холостом пуске  = 3; если время пуска не превышает 10 с,  = 2,5; при тяжелом пуске и времени разбега более 10 с  = 1,6-2,0.

По условию выбора вставки видно, что ее ток значительно превышает номинальный ток двигателя. Поэтому плавкие предохранители не обеспечивают защиту электродвигателя при небольших перегрузках, отключая его лишь при больших перегрузках и коротких замыканиях. Опасен случай когда перегорает плавкая вставка на одной фазе работающего электродвигателя. Электродвигатель продолжает работать на двух фазах сети со значительной перегрузкой, в результате которой происходит перегрев и выход двигателя из строя.

Для защиты электродвигателей с фазным ротором и реостатным пуском, а также для осветительной нагрузки и нагревательных приборов (нагрузка без толчков тока) номинальный ток плавкой вставки определяют из условия:

I_в = (0,8...1,0)I_н

где I_н - номинальный ток потребителя.

Для защиты группы потребителей плавкую вставку рассчитывают по максимальному возможному току в цепи:

,

где - сумма произведений номинальных токов всех потребителей на их коэффициенты загрузки за исключением двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

- пусковой ток наиболее мощного двигателя;

 - коэффициент, учитывающий условия пуска наиболее мощного двигателя.

По условию избирательности защиты требуется, чтобы ток вставки группового предохранителя был не менее чем на ступень выше тока вставки самого мощного потребителя в данной группе.

2.4.2. Автоматическая аппаратура.

Магнитные пускатели широко применяют для дистанционного управления электродвигателями и другими электроустановками. В отличие от рубильников, пакетных и автоматических выключателей они рассчитаны на большую частоту включений (до 300 включений в час) электрических цепей под нагрузкой. Кроме того, они автоматически отключаются при исчезновении или значительном понижении напряжения сети (до 50...60% от номинального), не включаясь самостоятельно при восстановлении напряжения. Это их свойство называют нулевой защитой. Это исключает возможность аварий, связанных с самопроизвольным пуском электроустановки. Для защиты электродвигателя от токов перегрузки магнитный пускатель снабжается тепловым реле.

В паспорте пускателя указывается номинальная мощность, ток, на который рассчитаны контакты, и напряжение катушки. Мощность потребителя не должна превышать номинальную мощность пускателя.

Основными частями магнитного пускателя (рис.4.2) являются: магнитная система с втягивающей катушкой, главные и вспомогательные контакты (блок-контакты).

Рис.4.2. Конструктивная схема магнитного пускателя: 1- сердечник электромагнита, 2- катушка электромагнита, 3 - короткозамкнутый виток, 4 - якорь, 5 - замыкающие блок-контакты, 6 - размыкающие блок-контакты, 7 - неподвижные главные контакты, 8 - подвижный главный контакт.

Главные контакты осуществляют переключения в силовых цепях, а блок-контакты - в цепях управления и сигнализации. Главных контактов три (два - подвижных, один - неподвижный) и они по своим размерам обычно больше блокирующих и в некоторых пускателях снабжаются дугогасительными камерами. Блок-контакты устанавливают двух типов: замыкающие (включаются при подаче напряжения в катушку пускателя) и размыкающие (отключаются при подаче напряжения в катушку).

При подаче напряжения в катушку электромагнита 2 (рис. 4.2) создается магнитное поле, якорь 4 притягивается к сердечнику 1, в результате чего замыкаются главные контакты 7,8 и блок-контакты 5, размыкаются блок-контакты 6. При отключении катушки магнитное поле исчезает, якорь под действием силы тяжести и пружин (на схеме не показаны) отпадает и контакты 5,7 размыкаются. То же может произойти во время работы магнитного пускателя, если напряжение сети резко снизится: сила притяжения якоря магнитным полем катушки окажется меньше силы тяжести якоря.

Для надежного удержания якоря в притянутом состоянии и устранения его вибрации в полюса сердечника или якоря впрессованы короткозамкнутые витки 3 (рис. 4.2)

Кнопки управления (кнопочная станция) служат для замыкания и размыкания цепи питания катушки электромагнита. Каждая кнопка состоит из двух неподвижных 2 и одного подвижного 1 контактов и пружины 3 (рис.4.3).

Рис.4.3. Устройство кнопок управления (а - кнопка «Пуск», б - кнопка «Стоп»): 1 - подвижный контакт, 2 - неподвижный контакт, 3 - пружина.

Контакты кнопки «Пуск» (рис.4.3) постоянно разомкнуты и замыкаются при нажатии. Контакты кнопки «Стоп» постоянно замкнуты и при нажатии размыкаются. Обе кнопки включаются последовательно в цепь питания катушки пускателя, которая подключена к двум проводам сети.

Для защиты электродвигателя от перегрузки в цепь магнитного пускателя можно включить тепловое реле. Принцип действия теплового реле основан на свойстве биметаллической пластинки, изготовленной из двух металлов с различными коэффициентами линейного расширения, изгибаться при нагревании.

Магнитные пускатели комплектуются одно-, двух- или трехполюсными тепловыми реле.

Каждый полюс реле (рис. 4.4) состоит из биметаллической пластинки 2 с нагревательным элементом 1 (спираль), который включен последовательно в линейный провод сети между главным контактом магнитного пускателя и электродвигателем. Если ток в цепи двигателя превышает номинальную величину (например, при перегрузке), температура нагревательного элемента и биметаллической пластинки повысится. Изгибаясь, биметаллическая пластинка освобождает рычаг 3, который под действием пружины 4 повернется относительно оси и разомкнет контакты реле 5. Произойдет отключение цепи питания катушки электромагнита и главные контакты пускателя отключат электродвигатель.

Рис.4.4. Конструктивная схема теплового реле: 1- нагревательный элемент, 2 - биметаллическая пластинка, 3 - рычаг, 4 - пружина, 5 - контакты реле, 6 - кнопка «Возврат».

Для повторного включения пускателя после срабатывания теплового реле необходимо дать биметаллической пластинке остыть в течение 1-2 мин, затем нажать кнопку 6 на корпусе реле. Контакты реле замкнутся. После этого включают катушку при помощи кнопки «Пуск».

Магнитный пускатель выбирают по мощности электроустановки, которой он будет управлять, и напряжению сети. Катушка магнитного пускателя рассчитана на определенное напряжение U_кат. Оно указано на самой катушке или на паспортной табличке пускателя. В сетях с напряжением 380/220В можно использовать катушку на 380В, включив ее на линейное напряжение, или катушку на 220В, включенную на фазное напряжение.

От воздействия окружающей среды (пыль, влага, агрессивная среда) магнитный пускатель защищают кожухом соответствующей конструкции.

Наибольшее распространение получили магнитные пускатели серий ПМЕ и ПАЕ. Они изготавливаются в открытом, защищенном, пылеводозащищенном и пылебрызгонепроницаемом исполнении. Они могут быть нереверсивными и реверсивными. Реверсивные пускатели кроме пуска, остановки и защиты электродвигателя изменяют направление его вращения.