ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПУСКАТЕЛЯ

Цель работы: исследовать параметры, влияющие на эксплуатацион­ные характеристики магнитного пускателя переменного тока.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Магнитным пускателем называется электрический аппарат, предна­значенный для пуска электрических асинхронных двигателей с коротко-замкнутым ротором.

Магнитные пускатели по существу представляют собой контакторы переменного тока, предназначенные для коммутации асинхронных двига­телей с короткозамкнутым ротором. В такие пускатели встраиваются тепловые реле, осуществляющие защиту от токов перегрузки.

I. Разновидности магнитных пускателей

В зависимости от назначения магнитные пускатели делятся на:

1) нереверсивные - предназначенные для пуска непосредственным подключением к сети и остановки (отключения) электродвигателя;

2) реверсивные - предназначенные для пуска, остановки и реверса электродвигателя.

Нереверсивный пускатель имеет один контактор (рис. I). Реверсивный магнитный пускатель представляет собой два контактора, укреп­ленных на общем основании и имеющих электрическое соединение (рис. 2),

Промышленностью выпускаются пускатели следующих исполнений:

1) открытого исполнения (предназначены для установки на пане­лях, закрытых шкафах и т.п. местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов);

2) защищенного исполнения (предназначены для установки внутри помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного коли­чества пыли).

Магнитные пускатели, кроме того, различаются:

1. по защищенности, назначению и наличию теплового реле (вторая и третья Цифры в обозначении типа пускателя условно отражает эти исполнения), а также по номинальному току его тепловых элементов;

Рис. I. Электрическая схема нереверсивного пускателя: к - контак­тор,

кк тепловое реле, П - кнопка ПУСК, С - кнопка СТОП

Рис. 2 Электрическая схема реверсивного пускателя:

К₁ – контактор 2.К₂- контактор 2.КК тепловое реле, В - кнопка вперед, Н - кнопка НАЗАД, С - кнопка СТОП, Бк - блок-контакты,

Тº- термоконтакт теплового реле

2) напряжению и частоте тока втягивающей катушки;

3) числу и роду блок-контактов. Два Н.О., либо два Н.О. +

два Н.З. блок-контакта на каждом контакторе пускателя. (Н.О. - нор­мально открытые, Н.З. - нормально закрытые).

Реверсивные пускатели выпускаются как без механической блоки­ровки, так и с механической блокировкой. В обоих случаях в пускате­ле имеются внутренние соединения для осуществления электрической блокировки.

Механическая блокировка служит для механического предотвраще­ния одновременного включения обоих контакторов пускателя. Электри­ческая блокировка осуществляется через Н.З. блок-контакты самого-пускателя (что предусмотрено его внутренними соединениями К

Для включения реверсивных пускателей с помощью кнопок управле­ния необходимо также применять электрическую блокировку через Н.З. контакты кнопок (см. рис. 2), чтобы предотвратить случайную подачу напряжения одновременно на катушку обоих контакторов пускателя при одновременном нажатии кнопок "вперед" и "назад .

Реверс электродвигателя при помощи реверсивного пускателя осу­ществляется через промежуточную остановку, т.е. по схеме: отключе­ние вращающегося двигателя - полная остановка - включение на обрат­ное направление вращения.

В случае применения реверсирования двигателя противовключением или торможения двигателя противовключением, мощность управляемого пускателя электродвигателя должна быть ниже, чем при реверсировании через промежуточную остановку примерно в 1,5-3 раза, что определя­ется износоустойчивостью контактов при работе в применяемом режиме. В этих режимах пускатель должен-работать без механической блокиров­ки. При этом электрическая блокировка через Н.З. блок-контакты кон­такторов пускателя обязательна.

2. Конструкция магнитного пускателя

Рассмотрим магнитный пускатель серии ПА (рис. 3). Пускатель

собирается на металлическом основании I. Неподвижные контакты 2 по­мещены внутри изоляционных камер, образованных стенками 6. Токове-

дущие части у неподвижных контактов имеют петлеобразную форму, что-

­бы увеличить электродинамические усилия и исключить образование "стоячей" дуги между контактами. Кроме того, опорные точки дуги не остаются неподвижными на поверхности контактов, что приводит к уве­личению восстанавливающейся прочности. Подвижные контакты 8 мостикового типа установлены на детали II. Нажатие в контактах, укреплен­ных в головке 10 осуществляется контактными пружинами 9. Двухкрат­ный разрыв цепи улучшает условия гашения дуги. Небольшое расстояние между контактами усиливает их роль в отводе тепловой энергии от ду­ги. Расстояние между контактами выбрано оптимальным, когда энергия дуги сравнительно невелика, теплоотвод от нее усилен, а возможности для перемещения оснований дуги на контактах и ее столбах не наруше­ны. В результате создаются благоприятные условия гашения дуги. Этому способствует также закрытый объем камеры. В пускателях серии ПА с увеличенной разрывной способностью применены дугогасительные решетки, в которые попадает дуга, выходя из межконтактной зоны.

• Якорь втягивающего электромагнита пускателя серии ПА устанавли­вается на детали II. Неподвижный магнитопровод 4 электромагнита с катушкой 5 установлены на амортизирующих пружинах 3. Известно, что

Рис. 3. Конструкция магнитного пускателя серии ПА. 16

величина тона, проходящего через обмотку электромагнита переменного тока, растет с увеличением напряжения, при этом уменьшается индуктив­ное сопротивление катушки электромагнита. Поэтому при относительно большом воздушном зазоре в электромагнитных пускателях серии ПА со­здается необходимая сила для надежного притяжения якоря при включении. Во включенном состоянии, когда значении воздушного зазора резко сокращается (0,3-0,5 мм), увеличивается индуктивное сопротив­ление катушки, что приводит к уменьшению тока в катушке и ее мощ­ности. Возврат подвижной системы пускателя серии ПА в отключенное положение осуществляется за счет веса этой системы и пружины 7.

Встраиваемые в пускатели тепловые реле 12 обеспечивают защиту от токов перегрузки.

В пускателях серии ПА найдена удачная конструкция короткозамкнутого витка 13, устанавливаемого на полюсе 4 втягивающего электро­магнита для устранения вибрации якоря. Медная или латунная рамка впрессовывается в прямоугольный паз на торце полюса. Такая конструк­ция короткозамкнутого витка оказывается достаточно надежной в усло­виях эксплуатации.

Пускатели серии ПА рассчитаны на управление двигателями мощностью до 75 кВт при напряжении сети до 500 В. Они допускают частоту операций до 600 вкл/ч, ПВ – 40%. Их электрическая износоустойчивость I млн. включений 7-кратного тока и отключений номинального тока, ме­ханическая износоустойчивость - 5 млн.циклов.

3. Конструкция теплового реле

Тепловое реле типа ТРН-40(45), входящее в пускатели с тепловым реле и осуществляющее при соответствующих нагревателях тепловую за­щиту электродвигателя от перегрузок недопустимой продолжительности, является тепловым токовым реле а температурной компенсацией и руч- • ным возвратом. При длительном протекании тока перегрузки по цепи двигателя биметаллический элемент реле нагревается и изгибается. При определенном изгибе биметалл освобождает защелку, контакты теп­лового реле Т° размыкаются, обмотка электромагнита при этом отклю­чается от напряжения, якорь отпадает от магнитной системы, размыкая главные контакты магнитного пускателя (рис. 2).

В случае невозможности осуществления тепловой защиты в повторно-­кратковременном режиме следует применять пускатели без теплового реле.

От коротких замыканий тепловое реле не защищает.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Исследование магнитного пускателя производят по схеме (рис. 4).

Рис. 4. Схема лабораторной установки

Для получения больших токов нагрузки в схеме предусмотрен авто­трансформатор Т со встроенной „кнопкой-автоматом и понижающий си-

ловой трансформатор (трансформатор 127/3).

Величина тока нагрузки изменяется автотрансформатором, а изме­ряется амперметром РА1 , включенным через измерительный трансфор­матор тока ТA .

Время срабатывания теплового реле магнитного пускателя замеря­ется электрическим секундомером ЭС, как разность показаний счетного механизма после и до опыта. При токах, близких к номинальным, оно большое, поэтому желательно пользователя ручным секундомером.

Для определения тока в обмотке электромагнита магнитного пуска­теля при разомкнутой магнитной системе (определение пускового тока) необходимо после нажатия кнопки "ПУСК" нажать на кнопку К1 и осуществить фиксацию разомкнутого положения якоря (опыт проводить по возможности быстро вследствие большого нагрева обмотки).

Магнитный пускатель в данной установке включается только при полном напряжении сети. Перед нажатием кнопки "ПУСК" необходимо проверить по вольтметру, что движок потенциометра стоит в положении, соответствующем максимальному напряжению.