Магнитный пускатель в системах автоматики

Магнитный пускатель (контактор) — это устройство, предназначенное для коммутации силовых электрических цепей. Чаще всего применяется для запуска/останова электродвигателей, но так же может использоваться для управления освещением и другими силовыми нагрузками.

Чем отличается контактор от магнитного пускателя?

Многих читателей могло покоробить от данного нами определения, в котором мы (сознательно) смешали понятия «магнитный пускатель» и «контактор», потому что в данной статье мы постараемся сделать упор на практику, нежели на строгую теорию. А на практике эти два понятия обычно сливаются в одно. Немногие инженеры смогут дать вразумительный ответ, чем же они действительно отличаются. Ответы различных специалистов могут в чём-то сходиться, а в чём-то противоречить друг другу. Представляем Вашему вниманию нашу версию ответа на этот вопрос.

Контактор — это законченное устройство, не предполагающее установки дополнительных модулей. Магнитный пускатель может быть оборудован дополнительными устройствами, например тепловым реле и дополнительными контактными группами. Магнитный пускателем может называться бокс с двумя кнопками «Пуск» и «Стоп». Внутри может находится один или два связанных между собой контактора (или пускателя), реализующими взаимную блокировку и реверс.

Магнитный пускатель предназначен для управления трёхфазным двигателем, поэтому всегда имеет три контакта для коммутации силовых линий. Контактор же в общем случае может иметь другое количество силовых контактов.

Устройства на этих рисунках правильнее называть магнитными пускателями. Устройство под  цифрой один предполагает возможность установку дополнительных модулей, например теплового реле (рисунок 2). На третьем рисунке блок «пуск-стоп» для управления двигателем с защитой от перегрева и схемой автоподхвата. Это блочное устройство — тоже называют магнитным пускателем.

А вот устройства на следующих рисунках правильнее называть контакторами:

Они не предполагают установку на них дополнительных модулей. Устройство под цифрой 1 имеет 4 силовых контакта, второе устройство имеет два силовых контакта, а третье -три.

В заключение скажем: обо всех названных выше отличиях контактора и магнитного пускателя полезно знать для общего развития и помнить на всякий случай, однако придётся привыкнуть к тому, что на практике эти устройства никто обычно не разделяет.

Устройство и принцип работы магнитного пускателя

Устройство контактора чем-то похоже на электромагнитное реле — оно так же имеет катушку и группу контактов. Однако контакты магнитного пускателя  — разные. Силовые контакты предназначены для коммутации той нагрузки, которой управляет этот контактор, они всегда нормально открытые. Существуют еще дополнительные контакты, предназначенные для реализации управления пускателем (об этом речь пойдёт ниже). Дополнительные контакты могут быть нормально открытыми (NO) и нормально закрытыми (NC).

В общем случае устройство магнитного пускателя выглядит так:

Когда на катушку пускателя подаётся управляющее напряжение (обычно контакты катушки обозначаются А1 и А2), подвижная часть якоря притягивается к неподвижной и это приводит к замыканию силовых контактов. Дополнительные контакты (при наличии) механически связаны с силовыми, поэтому в момент срабатывания контактора они также меняют своё состояние: нормально открытые — замыкаются, а нормально закрытые, наоборот, размыкаются.

Схема подключения магнитного пускателя

Так выглядит простейшая схема подключения двигателя через пускатель. Силовые контакты магнитного пускателя KM1 подключены к клеммам электродвигателя. Перед контактором установлен автоматический выключатель QF1 для защиты от перегрузки. Катушка реле (А1-А2) запитана через нормально разомкнутую кнопку «Пуск» и нормально замкнутую кнопку «Стоп». При нажатии кнопки «Пуск» на катушку приходит напряжение, контактор срабатывает, запуская электродвигатель. Для остановки двигателя нужно нажать «Стоп» — цепь катушки разорвётся и контактор «расцепит» силовые линии.

Эта схема будет работать только если кнопки «пуск» и «стоп» — с фиксацией.

Вместо кнопок может быть контакт другого реле или дискретный выход контроллера:

Контактор можно включить и выключить с помощью ПЛК. Один дискретный выход контроллера заменит кнопки «пуск» и «стоп» — они будут реализованы логикой контроллера.

Схема «самоподхвата» магнитного пускателя

Как уже было сказано, предыдущая схема с двумя кнопками работает только если кнопки с фиксацией. В реальной жизни её не используют из-за её неудобства и небезопасности. Вместо неё используют схему с автоподхватом (самоподхватом).

На этой схеме используется дополнительный нормально открытый контакт пускателя. При нажатии на кнопку «пуск» и сработки магнитного пускателя дополнительный контакт КМ1.1 замыкается одновременно с силовыми контактами. Теперь кнопку «пуск» можно отпустить — её «подхватит» контакт КМ1.1.

Нажатие кнопки «стоп» разорвёт цепь катушки и вместе с этим разомкнётся доп. контакт КМ1.1.

Подключение двигателя через пускатель с тепловым реле

На рисунке изображён магнитный пускатель с установленным на него тепловым реле. При нагревании электродвигатель начинает потреблять больший ток — его и фиксирует тепловое реле. На корпусе теплового реле можно задать значение тока, превышение которого вызовет сработку реле и замыкание его контактов.

Нормально закрытый контакт теплового реле использует в цепи питания катушки пускателя и рвёт её при сработке теплового реле, обеспечивая аварийное отключение двигателя. Нормально открытый контакт теплового реле может быть использован в сигнальной цепи, например для того, чтобы зажечь лампу «авария» при отключении электродвигателя по перегреву.

Реверсивный пускатель

Реверсивный магнитный пускатель — устройство, с помощью которого можно запускать вращение двигателя в прямом и обратном направлениях. Это достигается за счёт смены чередования фаз на клеммах электродвигателя. Устройство состоит из двух взаимоблокирующихся контакторов. Один из контакторов коммутирует фазы в порядке А-В-С, а другой, например, А-С-В.

Взаимная блокировка нужна, чтобы нельзя было случайно одновременно включить оба контактора и устроить межфазное замыкание.

Схема реверсивного магнитного пускателя выглядит так:

Реверсивный пускатель может изменить чередование фаз на двигателе, коммутируя питающее двигатель напряжение через контактор КМ1 или КМ2. Обратите внимание, что порядок следования фаз на этих контакторов различается.

При нажатии Кнопки «Прямой пуск» двигатель запускается через контактор КМ1. При этом размыкается дополнительный контакт этого пускателя КМ1.2. Он блокирует запуск второго контактора КМ2, поэтому нажатие кнопки «Реверсивный пуск» ни к чему не приведёт. Для того чтобы запустить двигатель в обратном (реверсивном) направлении, нужно сначала остановить его кнопкой «Стоп».

При нажатии кнопки «Реверсивный пуск» срабатывает контактор КМ2, а его дополнительный контакт КМ2.2 блокирует контактор КМ1.

Автоподхват контакторов КМ1 и КМ2 осуществляется с помощью нормально открытых контактов КМ1.1 и КМ2.1 соответственно (см. раздел «Схема самоподхвата магнитного пускателя»).