Любой электрический прибор имеет устройство для его подключения к электросети, будь то чайник, кофемолка или более сложный механизм. Это может быть как простое устройство, так и более сложное. Порой, если оно вышло из строя, необходимо заменить его либо самому собрать для электроприбора.

Способы подключения

В чем может быть сложность подключения? Необходимо обеспечить безопасность пользователей от поражения электрическим током или пожара, сохранность самого прибора от полного или значительного повреждения при его неисправности. По принципам, которые используются в этих устройствах, их можно разделить на:

• электронные;
• электромеханические.

Электронные аппараты полностью состоят из приборов, в которых не используется механическая, мускульная сила. Для коммутации в них используются транзисторы и тиристоры. Такие устройства полностью автоматизированы. Они отличаются быстродействием, отсутствием шума. В них не возникают искры или электрическая дуга. По размерам они значительно меньше электромеханических . Также они выигрывают по весу и, что немаловажно, по цене.

Тем не менее электромеханические устройства еще широко используются. Пожалуй, единственным преимуществом у них является сравнительная простота. Если их классифицировать по разъединяемому току, то можно выделить три группы:

• реле;
• пускатели;
• контакторы.

Через реле

Реле - самые маломощные, работают с малым током и напряжением. В связи с этим могут работать с относительно большими частотами, чем остальные два. Используются в автоматике, телефонии, для маломощных агрегатов. Могут применяться в виде основного коммутатора либо совместно с более мощным, например, пускателем.

Реле имеет металлический или пластиковый корпус и диэлектрическую пластину, из которой выходят вывода для крепления проводов. К пластине крепится катушка и контакты. По числу контактов можно выделить:

• одноконтактные;
• много контактные.

Катушка представляет собой намотанный на каркас провод, а в центре ее находится металлический сердечник. Вблизи сердечника располагается металлическая пластина, к которой через изолирующую прокладку крепится один или несколько контактов. В некоторых конструкциях их может быть 20−30. Когда по катушке проходит ток, сердечник намагничивается и притягивает пластину с коммутирующим устройством. Чтобы коммутатор вернулся в свое первоначальное положение после снятия напряжения с обмотки катушки, к нему с противоположной стороны крепится пружина.

Те коммутирующие устройства, которые находятся в движении, называют подвижными. Другие - неподвижные, они не перемещаются во время работы реле. На каждый подвижный контакт приходится один или два неподвижных. В связи с этим их можно разделить на три группы:

• замыкающие;
• размыкающие;
• переключающие.

Замыкающими называют пару контактов, которые при срабатывании катушки замыкаются. Размыкающие, естественно, будут размыкаться при подаче на катушку напряжения. У переключающих подвижной коммутатор находится между двумя неподвижными, причем при отсутствии магнитного поля подвижные соединены с одним контактом, а при появлении магнитного поля они переключаются на другой.

Обычно на корпусе реле есть схема контактов , где показано, в каком положении при отсутствии напряжения на катушке находятся подвижные. Они пронумерованы, как и выводы на корпусе, что помогает определить, какой вывод соответствует тому или иному контакту. Отдельно показаны выводы катушки, они обозначаются буквами «А» и «Б».

На электрической схеме реле обозначается прямоугольником, а рядом ставится буква К. Если в схеме несколько реле, рядом с буквой ставится цифра - индекс. Сам прямоугольник обозначает обмотку катушки. Чтобы легче было читать схему, контакты могут располагаться отдельно от реле. Для идентификации рядом с ними ставится буква «К» и цифры (индекс), указывающие принадлежность к тому или иному реле. Если в реле несколько пар контактов, в индексе указывается их порядковый номер.

В быту и производстве широкое применение получил магнитный пускатель. Он используется для подключения потребителей различных мощностей. Корпус, изготовленный из электроизоляционного материала, полностью защищает человека от случайного поражения электрическим током.

Внутри корпуса крепится катушка с сердечником. Она подключается, на это необходимо обратить особое внимание, к напряжению 220 или 380 вольт. Несоблюдение этого требования приведет либо к плохой работе пускателя, либо к выходу из строя катушки. Номинальное напряжение указывается на самой катушке, а она ставится таким образом, что эту надпись можно было увидеть, не разбирая корпуса.

Как и в реле, обмотка с сердечником образует электромагнит, но гораздо большей мощности. Это позволяет увеличить скорость размыкания коммутирующего устройства за счет увеличения упругости пружины, что, в свою очередь, дает возможность подключать значительные токи к цепи.

Из-за размыкания больших токов возникает электрическая дуга. Она опасна тем, что может перекрыть соседние коммутирующие устройства, это приведет к короткому замыканию. Также увеличивается время разрыва цепи. Сами контакты под действием высокой температуры начинают плавиться и выгорать. Повышается сопротивление в них, что может плохо повлиять на работу электроприбора. Хуже всего, пожалуй, когда коммутирующие устройства слипаются, а то и вовсе привариваются, тогда цепь не сможет разомкнуться. Последствия предугадать несложно.

Для борьбы с этим нежелательным явлением существует несколько способов:

При использовании конденсатора необходимо подобрать емкость такой величины, чтобы она соответствовала индуктивности нагрузки. При малой емкости между контактами будут появляться искры, а при большой - сдвиг синуса по временной шкале, в худшем случае - срезание верхушек. Простым языком, ток будет выпрямляться, а это скажется на работе электроприборов.

Резистор устраняет эту проблему, но добавляет свою. При малом сопротивлении при разомкнутых контактах через пускатель будет идти ток. Это приведет к потере энергии и может представлять опасность для людей, находящихся, например, в сырых помещениях. При большом сопротивлении опять может возникнуть дуга.

Использование контактора

Контактор похож на магнитный пускатель , но работает со значительно большими токами. Обязательно имеет дугогасительную камеру, отличается быстрым срабатыванием. В отличие от магнитного пускателя не имеет защиты по току. В некоторых устройствах имеется не один, а два электромагнита. Для замыкания контактов используется основной, мощный, а для удержания применяется меньшей мощности.

Особенности подключения трехфазного двигателя

В домашних условиях иногда возникает необходимость подключения трехфазного двигателя через магнитный пускатель. На что необходимо обратить внимание? В магнитных пускателях предусмотрена защита по току. Она представляет собой биметаллическую пластину, по которой проходит ток. При нагревании пластина меняет форму, это используется для замыкания или размыкания контактов управления.

На корпусе пускателя имеются внешние контакты, которые также используются в цепи управления. Их обычно две пары, одни замыкающие, другие - размыкающие.

Основные контакты пускателя непосредственно подключают двигатель к трехфазной сети. Конструктивно две фазы уже проходят через биметаллические пластины, которые, в случае необходимости, разрывают цепь питания катушки пускателя.

Второй конец катушки идет по двум направлениям:

• к нормально разомкнутым контактам на корпусе;
• к кнопке «пуск».

После чего цепь вновь объединяется и идет к кнопке «Откл». После чего подсоединяется к фазе или нулю, в зависимости от типа катушки.

Если необходимо чтобы двигатель работал в двух направлениях, ставят второй пускатель по той же схеме и со своими кнопками управления. Разница будет заключаться в фазировке. Это можно будет сделать опытным путем. Двигатель пускается через один пускатель , отключается, пускается через другой. Если вращение происходит в одну и ту же сторону, две любые фазы на пускателе меняют местами.

В процессе работы из-за износа или внешних факторов могут возникнуть неисправности:

1. При включении пускателя контакты начинают дребезжать или не включаются.
2. При отключении - залипают, между контактами появляются искры.

Что может быть причиной в первом случае? При замене катушки выбрали номинал большего значения. Стояла на 220 в, поставили на 380. Если не меняли, в катушке появились короткозамкнутые витки, и магнитное поле уменьшилось. Необходимо заменить катушку. При полном разборе пускателя поставили более мощную пружину на контактах.

Во втором случае либо контакты подпорчены, либо слишком большая нагрузка. Необходимо сверить ток потребителя и номинал пускателя. Если соответствуют - поменять контакты.

Подключения магнитного пускателя и малогабаритных его вариантов, для опытных электриков не представляет никакой сложности, но для новичков может оказаться задачей над которой пройдется задуматься.

Магнитный пускатель является коммутационным устройством для дистанционного управления нагрузкой большой мощности.
На практике, зачастую, основным применением контакторов и магнитных пускателей есть запуск и остановка асинхронных электродвигателей, их управления и реверс оборотов двигателя.

Но свое использование такие устройства находят в работе и с другими нагрузками, например компрессорами, насосами, устройствами обогрева и освещения.

При особых требованиях безопасности (повышенная влажность в помещении) возможно использования пускателя с катушкой на 24 (12) вольт. А напряжение питания электрооборудования при этом может быть большим, например 380вольт и большим током.

Кроме непосредственной задачи, коммутации и управления нагрузкой с большим током, еще одной немаловажной особенностью есть возможность автоматического "отключения" оборудования при "пропадание" электричества.
Наглядный пример. При работе какого то станка, например распиловочного, пропало напряжение в сети. Двигатель остановился. Рабочий полез к рабочей части станка, и тут напряжение опять появилось. Если бы станок управлялся просто рубильником, двигатель сразу бы включился, в результате — травма. При управлении электродвигателем станка с помощью магнитного пускателя, станок не включится, пока не будет нажата кнопка "Пуск" .

Схемы подключения магнитного пускателя

Стандартная схема. Применяется в случаях когда нужно осуществлять обычный пуск электродвигателя. Кнопку «Пуск» нажали – двигатель включился, кнопку «Стоп» нажали – двигатель отключился. Вместо двигателя может быть любая нагрузка подключенная к контактам, например мощный обогреватель.

В данной схеме силовая часть питается от трехфазного переменного напряжения 380В с фазами «А» «В» «С». В случаях однофазного напряжения, задействуются лишь две клеммы.

В силовую часть входит: трех полюсный автоматический выключатель QF1, три пары силовых контактов магнитного пускателя 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3 и трехфазный асинхронный электродвигатель М.

Цепь управления получает питание от фазы «А».
В схему цепи управления входят кнопка SB1 «Стоп», кнопка SB2 «Пуск», катушка магнитного пускателя КМ1 и его вспомогательный контакт 13НО-14НО, подключенный параллельно кнопке «Пуск».

При включении автомата QF1 фазы «А», «В», «С» поступают на верхние контакты магнитного пускателя 1L1, 3L2, 5L3 и там дежурят. Фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку «Стоп» приходит на "3" контакт кнопки «Пуск», вспомогательный контакт пускателя 13НО и так же остается дежурить на этих двух контактах.

Обратите внимание . В зависимости от номинала напряжения самой катушки и используемого напряжения питающей сети, будет разная схема подключения катушки.
Например если катушка магнитного пускателя на 220 вольт - один ее вывод подключается к нейтрале, а другой, через кнопки, к одной из фаз.

Если номинал катушки на 380 вольт - один вывод к одной из фаз, а второй, через цепь кнопок к другой фазе.
Существуют также катушки на 12, 24, 36, 42, 110 вольт, поэтому, прежде чем подать напряжение на катушку, вы должны точно знать ее номинальное рабочее напряжение.

При нажатии на кнопку «Пуск» фаза «А» попадает на катушку пускателя КМ1, пускатель срабатывает и все его контакты замыкаются. Напряжение появляется на нижних силовых контактах 2Т1, 4Т2, 6Т3 и уже от них поступает на электродвигатель. Двигатель начинает вращаться.

Вы можете отпустить кнопку «Пуск» и двигатель не отключится, так как с использованием вспомогательного контакта пускателя 13НО-14НО, подключенного параллельно кнопке «Пуск», реализован самоподхват.

Получается так, что после отпускания кнопки «Пуск» фаза продолжает поступать на катушку магнитного пускателя, но уже через свою пару 13НО-14НО.

В случае если не будет самоподхвата, будет необходимо все время держать нажатой кнопку «Пуск» чтобы работал электродвигатель или другая нагрузка.

Для отключения электродвигателя или другой нагрузки достаточно нажать кнопку «Стоп»: цепь разорвется и управляющее напряжение перестанет поступать на катушку пускателя, возвратная пружина вернет сердечник с силовыми контактами в исходное положение, силовые контакты разомкнутся и отключат электродвигатель от напряжения сети.

Как выглядит монтажная (практическая) схема подключения магнитного пускателя?

Чтобы не тянуть лишний провод на кнопку «Пуск», можно поставить перемычку между выводом катушки и одним из ближайших вспомогательных контактов, в данном случае это «А2» и «14НО». А уже с противоположного вспомогательного контакта провод тянется непосредственно на "3" контакт кнопки «Пуск».

Как подключить магнитный пускатель в однофазной сети

Схема подключения электродвигателя с тепловым реле и защитным автоматом

Как выбрать автоматический выключатель (автомат) для защиты схемы?

Прежде всего выбираем сколько "полюсов", в трехфазной схеме питания естественно нужен будет трехполюсный автомат, а в сети 220 вольт как правило, двохполюсный автомат, хотя будет достаточно и однополюсного.

Следующим важным параметром будет ток сработки.

Например если электродвигатель на 1,5 кВт. то его максимальный рабочий ток — 3А (реальный рабочий может быть меньше, надо измерять). Значит, трехполюсный автомат надо ставить на 3 или 4А.

Но у двигателя, мы знаем, пусковой ток намного больше рабочего, а значит обычный (бытовой) автомат с током в 3А будет срабатывать сразу при пуске такого двигателя.

Характеристику теплового расцепителя нужно выбирать D, чтобы при пуске автомат не срабатывал.

Или же, если такой автомат не просто найти, можно по подбирать ток автомата, чтобы он был на 10-20% больше рабочего тока электродвигателя.

Можно и удаться в практический эксперимент и с помощью измерительных клещей замерить пусковой и рабочий ток конкретного двигателя.

Например для двигателя на 4кВт, можно ставить автомат на 10А.

Для защиты от перегрузки двигателя, когда ток возрастает выше установленного (например пропадания фазы) — контакты теплового реле RT1 размыкаются, и цепь питания катушки электромагнитного пускателя разрывается.

В данном случае, тепловое реле выполняет роль кнопки «Стоп», и стоит в той же цепи, последовательно. Где его поставить — не особо важно, можно на участке схемы L1 — 1, если это удобно в монтаже.

С использованием теплового расцепителя, отпадает надобность так тщательно подбирать ток вводного автомата, так как с тепловой защитой вполне должно справится тепловое реле двигателя.

Подключение электродвигателя через реверсивный пускатель

Данная необходимость возникает, тогда когда нужно чтобы движок вращался поочередно в обоих направлениях.

Смена направления вращения реализуется простим способом, меняются местами любые две фазы.

Прежде чем приступить к практическому подключению пускателя - напомним полезную теорию: контактор магнитного пускателя включается управляющим импульсом, исходящим от нажатия пусковой кнопки, с помощью которой подается напряжение на катушку управления. Удержание контактора во включенном состоянии происходит по принципу самоподхвата - когда дополнительный контакт подключается параллельно пусковой кнопке, тем самым подавая напряжение на катушку, вследствие чего пропадает необходимость удерживать кнопку запуска в нажатом состоянии.

Отключение магнитного пускателя в этом случае возможно только при разрыве цепи управляющей катушки, из чего становится очевидной необходимость использования кнопки с размыкающим контактом. Поэтому кнопки управления пускателем, которые называют кнопочным постом, имеют по две пары контактов - нормально открытые (разомкнутые, замыкающие, НО, NO) и нормально закрытые (замкнутые, размыкающие, НЗ, NC)

Данная универсализация всех кнопок кнопочного поста сделана для того, чтобы предвидеть возможные схемы обеспечения моментального реверса двигателя. Общепринято называть отключающую кнопку словом: «Стоп » и маркировать её красным цветом. Включающую кнопку часто называют пусковой, стартовой, или обозначают словом «Пуск », «Вперёд », «Назад ».

Если катушка рассчитана на срабатывание от 220 В, то цепь управления коммутирует нейтраль. Если рабочее напряжение электромагнитной катушки 380 В, то в цепи управления протекает ток, «снятый» с другой питающей клеммы пускателя.

Схема подключения магнитного пускателя на 220 В

Здесь ток на магнитную катушку КМ 1 подается через тепловое реле и клеммы, соединенных в цепь кнопок SB2 для включения - «пуск» и SB1 для остановки - «стоп». Когда мы нажимаем «пуск» электрический ток поступает на катушку. Одновременно сердечник пускателя притягивает якорь, в результате чего происходит замыкание подвижных силовых контактов, после чего напряжение поступает на нагрузку. При отпускании «пуск» не происходит размыкание цепи, поскольку параллельно этой кнопке выполнено подключение блок-контакта КМ1 с замкнутыми магнитными контактами. Благодаря этому на катушку поступает фазное напряжение L3. При нажатии «стоп» питание отключается, подвижные контакты приходят в исходное положение, что приводит к обесточиванию нагрузки. Те же процессы происходят при работе теплового реле Р - обеспечивается разрыв ноля N, питающего катушку.

Схема подключения магнитного пускателя на 380 В

Подключение к 380 В практически не отличается от первого варианта, различие лишь в питающем напряжении магнитной катушки. В данном случае питание осуществляется с использованием двух фаз L2 и L3, тогда как в первом случае - L3 и ноль.

На схеме видно, что катушка пускателя (5) питается от фаз L1 и L2 при напряжении 380 В. Фаза L1 присоединяется напрямую к ней, а фаза L2 - через кнопку 2 «стоп», кнопку 6 «пуск» и кнопку 4 теплового реле, соединенные последовательно между собой. Принцип действия такой схемы следующий: После нажатия кнопки 6 «пуск» через включенную кнопку 4 теплового реле напряжение фазы L2 попадает на катушку магнитного пускателя 5. Происходит втягивание сердечника, замыкающее контактную группу 7 на определенную нагрузку (электродвигатель М), при этом подается ток, напряжением 380 В. В случае выключения «пуск» цепь не прерывается, ток проходит через контакт 3 - подвижный блок, замыкающийся при втягивании сердечника.

При аварии в обязательном порядке должно сработать теплового реле 1, его контакт 4 разрывается, отключается катушка и возвратные пружины приводят сердечник в исходное положение. Контактная группа размыкается, снимая напряжение с аварийного участка.

Подключение магнитного пускателя через кнопочный пост

В данную схему включены дополнительные кнопки включения и остановки. Обе кнопки «Стоп» подключены в цепь управления последовательно, а кнопки «Пуск» соединяются параллельно.Такое подключение позволяет производить коммутацию кнопками с любого поста.

Вот ещё вариант. Схема состоит из двухкнопочного поста “Пуск” и “Стоп” с двумя парами контактов нормально замкнутых и разомкнутых. Магнитный пускатель с катушкой управления на 220 В. Питание кнопок взято с клеммы силовых контактов пускателя, цифра 1. Напряжение подходит до кнопки “Стоп” цифра 2. Проходит через нормально замкнутый контакт, по перемычке до кнопки “Пуск” цифра 3.

Нажимаем кнопку “Пуск”, замыкается нормально разомкнутый контакт цифра 4. Напряжение достигает цели, цифра 5, катушка срабатывает, сердечник втягивается под воздействием электромагнита и приводит в движение силовые и вспомогательные контакты, выделенные пунктиром.

Вспомогательный блок контакт 6 шунтирует контакт кнопки “пуск” 4, для того, чтобы при отпускании кнопки “Пуск” пускатель не отключился. Отключение пускателя осуществляется нажатием кнопки “Стоп”, цифра 7, снимается напряжение с катушки управления и под воздействием возвратных пружин пускатель отключается.

Подключение двигателя через пускатели

Нереверсивный магнитный пускатель

Если изменять направление вращения двигателя не требуется, то в цепи управления используются две не фиксируемые подпружиненные кнопки: одна в нормальном положении разомкнутая - «Пуск», другая замкнутая - «Стоп». Как правило, они изготавливаются в едином диэлектрическом корпусе, при этом одна из них красного цвета. Такие кнопки обычно имеют две пары групп контактов - одну нормально разомкнутую, другую замкнутую. Их тип определяется во время монтажных работ визуально или с помощью измерительного прибора.

Провод цепи управления подключается к первой клемме замкнутых контактов кнопки «Стоп». Ко второй клемме этой кнопки подключают два провода: один идет на любой ближайший из разомкнутых контактов кнопки «Пуск», второй - подключается к управляющему контакту на магнитном пускателе, который при отключенной катушке разомкнут. Этот разомкнутый контакт соединяется коротким проводом с управляемой клеммой катушки.

Второй провод с кнопки «Пуск» подключается непосредственно на клемму втягивающей катушки. Таким образом, к управляемой клемме «втягивающей» должно быть подключено два провода - «прямой» и «блокирующий».

Одновременно замыкается управляющий контакт и, благодаря замкнутой кнопке «Стоп», управляющее воздействие на втягивающую катушку фиксируется. При отпускании кнопки «Пуск» магнитный пускатель остается замкнутым. Размыкание контактов кнопки «Стоп» вызывает отключение электромагнитной катушки от фазы или нейтрали и электродвигатель отключается.

Реверсивный магнитный пускатель

Для реверсирования двигателя необходимо два магнитных пускателя и три управляющие кнопки. Магнитные пускатели устанавливаются рядом друг с другом. Для большей наглядности условно отметим их питающие клеммы цифрами 1-3-5, а те, к которым подключен двигатель как 2-4-6.

Для реверсивной схемы управления пускатели соединяются так: клеммы 1, 3 и 5 с соответствующими номерами соседнего пускателя. А «выходные» контакты перекрестно: 2 с 6, 4 с 4, 6 с 2. Провод, питающий электродвигатель, подключается к трем клеммам 2, 4, 6 любого пускателя.

При перекрестной схеме подключения одновременное срабатывание обоих пускателей приведет к короткому замыканию. Поэтому проводник «блокирующей» цепи каждого пускателя должен проходить сначала через замкнутый управляющий контакт соседнего, а потом - через разомкнутый своего. Тогда включение второго пускателя будет вызывать отключение первого и наоборот.

Ко второй клемме замкнутой кнопки «Стоп» подключаются не два, а три провода: два «блокирующих» и один питающий кнопки «Пуск», включаемых параллельно друг другу. При такой схеме подключения кнопка «Стоп» выключает любой из скоммутированных пускателей и останавливает электродвигатель.

• Перед сборкой схемы надо освободить рабочий участок от тока и проконтролировать, чтобы напряжение отсутствовало тестером.
• Установить обозначение напряжения сердечника, которое упоминается на нем, а не на пускателе. Оно может быть 220 или 380 вольт. Если оно 220 В, на катушку идет фаза и ноль. Напряжение с обозначением 380 - значит разные фазы. Это является важным аспектом, ведь при неверном подсоединении сердечник может сгореть или не будет запускать полностью нужные контакторы.
• Кнопка на пускатель (красная)Нужно взять одну красную кнопку «Стоп» с замкнутыми контактами и одну черную либо зеленую кнопку с надписью «Пуск» с неизменно разомкнутыми контактами.
• Учтите, что силовые контакторы заставляют работать или останавливают только фазы, а нули, которые приходят и отходят, проводники с заземлением всегда объединяются на клеммнике в обход пускателя. Для подсоединения сердечника в 220 Вольт на дополнение с клеммника берется 0 в конструкцию организации пускателя.

А ещё вам понадобится полезный прибор - , который легко можно сделать самому.

Здравствуйте, уважаемые посетители и гости сайта «Заметки электрика».

В этой статье я расскажу Вам про назначение, устройство, схему подключения теплового реле на примере LR2 D1314 от фирмы «Schneider Electric». Тепловой компонент рассматриваемого реле имеет номинальный ток 10 (А), а токовый диапазон уставок его составляет от 7 до 10 (А). Об остальных технических характеристиках поговорим чуть позже. А теперь давайте перейдем к определению и назначению теплового реле.

Как Вы уже знаете, тепловое реле, или другими словами реле перегрузки, устанавливается в схемах магнитного пускателя, как нереверсивного типа, так и реверсивного.

Более подробно об этом Вы можете ознакомиться здесь:

Назначение теплового реле

Тепловое реле — это электрический коммутационный аппарат, который предназначен для от токовой перегрузки недопустимой продолжительностью (например, при заклинивании ротора или механической его перегрузки), а также от обрыва любой из фаз питающего напряжения (по функции аналогично ).

Вот список самых распространённых (известных) серий тепловых реле: ТРП, ТРН, РТТ, РТИ (аналог LR2 D13), РТЛ.

О каждой серии тепловых реле я постараюсь написать отдельную статью, подписывайтесь на рассылку новостей сайта «Заметки электрика».

Прошу заметить, что тепловое реле не защищает электродвигатель от по причине того, что оно срабатывает с выдержкой времени, т.е. не мгновенно — это отчетливо можно увидеть по графику (кривой) срабатывания теплового реле. Для защиты двигателя от короткого замыкания в силовую цепь перед магнитным пускателем устанавливаются автоматические выключатели или предохранители.

Технические характеристики теплового реле LR2 D1314

Вот его внешний вид:

Вид сбоку:

Я уже говорил выше, что тепловое реле LR2 D1314 имеет конструктивное исполнение один в один, как у теплового реле РТИ.

Ниже я приведу основные технические характеристики, рассматриваемого в данной статье, теплового реле LR2 D1314 от компании «Schneider Electric»:

• номинальный ток теплового компонента — 10 (А)

предел регулирования тока уставки теплового расцепителя — 7-10 (А)

напряжение силовой (главной) цепи — 220 (В), 380 (В) и 660 (В)

два вспомогательных контакта — нормально-замкнутый NC (95-96) и нормально-разомкнутый NO (97-98)

• коммутируемая мощность вспомогательных контактов — около 600 (ВА)
• порог срабатывания — 1,14±0,06 от номинального тока
• чувствительность к асимметрии фаз — срабатывает при 30% от номинального тока по одной фазе, при условии, что по другим фазам протекает номинальный ток
• класс отключения — 20 (см. график кривой срабатывания теплового реле)

Кривая срабатывания теплового реле с классом отключения 20 — показывает среднее время срабатывания реле в зависимости от кратности тока уставки:

Согласно ГОСТ 30011.4.1-96 (п.4.7.3, таблица 2) время срабатывания теплового реле (класс 20) при кратности тока уставки реле 7,2 составляет 6 — 20 секунд.

Рассмотрим устройство передней панели теплового реле LR2 D1314

Рассмотрим устройство передней панели.

На ней имеется кнопка-переключатель (синего цвета) режима повторного взвода (включения) реле:

• «А» — автоматический взвод
• «Н» — ручной взвод

На данный момент выставлен автоматический режим повторного взвода — синяя кнопка-переключатель утоплена. Это значит, что при срабатывании теплового реле схему питания двигателя можно беспрепятственно и повторно включить.

Чтобы переключиться на ручной режим, нужно открыть защитное стекло и повернуть синюю кнопку-переключатель влево — он выступит наружу. В ручном режиме после срабатывания теплового реле необходимо в ручную нажать синюю кнопку-переключатель, иначе нормально-замкнутый контакт NC (95-96) останется разомкнутым, тем самым не даст собрать схему питания и управления электродвигателя.

Также на передней панели теплового реле LR2 D1314 располагается красная кнопка «Тест» («Test»). С помощью нее имитируется работа внутренних механизмов реле и его вспомогательных контактов.

Кнопку «Test» я нажимаю с помощью небольшой отвертки.

У данного типа теплового реле имеется индикация срабатывания в виде желтого (оранжевого) флажка в окошке. Также по этому флажку можно ориентироваться о текущем состоянии вспомогательных контактов реле. Когда в окошке находится желтый флажок, то значит нормально-замкнутый контакт NC (95-96) находится в разомкнутом состоянии, а нормальный-разомкнутый контакт NO (97-98) — в замкнутом.

Ну вот мы плавно подобрались к красной кнопке «Стоп». Красная кнопка «Стоп» выполнена в виде выступающего «грибка» и нужна для принудительного размыкания нормально-замкнутого контакта NC (95-96). При этом катушка магнитного пускателя теряет питание и двигатель отключается от сети.

Еще на передней панели теплового реле LR2 D1314 имеется регулятор уставки, с помощью которого регулируется и настраивается уставка срабатывания теплового реле. В нашем случае ток уставки реле находится в пределах от 7 до 10 (А). Регулировка производится путем поворота регулятора до совмещения нужной уставки реле и риски-треугольника.

После всех настроек и регулировок защитная крышка теплового реле закрывается и пломбируется. Для этого на ней имеется специальное «ушко». Таким образом, доступ к регулировке уставок реле будет закрыт и никто из посторонних в процессе эксплуатации не сможет их изменить.

Представляю Вашему вниманию схему теплового реле LR2 D1314:

Входные силовые цепи (медные выводы) не маркируются и подключаются непосредственно к пускателю или контактору. Маркировка выходных главных (силовых) цепей теплового реле имеют маркировку: T1 (2), Т2 (4), Т3 (6) и к ним подключается электродвигатель.

У данного типа реле существует две пары вспомогательных контактов:

• нормально-замкнутый NC (95-96)
• нормально-разомкнутый NO (97-98)

Нормально-замкнутый контакт используется в схеме управления магнитным пускателем и подключается, например, перед кнопкой «Стоп». Нормально-разомкнутый контакт чаще всего используется в цепях сигнализации для вывода световой индикации на панель оператору или диспетчеру при срабатывании теплового реле.

Для примера я подключил тепловое реле на выводы T1 (2), Т2 (4), Т3 (6) . Вот так это выглядит:

Крепится тепловое реле к пускателю с помощью силовых выводов и специального крючка, который плотно фиксирует корпус реле в неподвижном состоянии.

В зависимости от величины и типа пускателей или контакторов выводы («ножки») теплового реле регулируются путем изменения своего межосевого расстояния.

Конструкция и внутреннее устройство теплового реле LR2 D1314

Ну чтож, заглянем внутрь реле.

Для этого открутим 3 крепежных винта.

Затем тонкой отверточкой очень аккуратно вскроем защелки по периметру корпуса. Почему аккуратненько — да потому что корпус выполнен из пластика, который очень хрупкий и можно с необычайной легкостью сломать крепежные защелки.

Снимаем верхнюю крышку реле.

На фотографии видны три биметаллические пластины, которые установлены в каждом полюсе (фазе).

Откручиваем винты выходных клемм и вытаскиваем из корпуса биметаллические пластины.

Затем снимаем спусковой механизм теплового реле.

Принцип работы системы рычагов спускового механизма.

Вот так выглядит тепловое реле LR2 D1314 без биметаллических пластин и спускового механизма.

Чтобы добраться до контактной системы теплового реле, нужно снять регулятор уставок и выкрутить винт.

На фотографии ниже изображены контакты теплового реле в режиме готовности.

А сейчас показаны контакты при срабатывании теплового реле:

Я уже упоминал в начале статьи, что при нажатии на кнопку «Стоп» принудительно размыкается нормально-замкнутый контакт NC (95-96), при этом нормально-разомкнутый контакт не изменяет своего положения. Вот подтверждение моих слов.

А вот фотография всех деталей теплового реле LR2 D1314.

Принцип работы теплового реле LR2 D1314

Несколько слов о конструкции биметаллической пластины.

Биметаллическая пластина состоит из 2 пластин разных материалов, у которых коэффициент линейного теплового расширения значительно отличается друг от друга. Например:

• сплав железа с никелем (инвар) со сталью
• ниобий со сталью

Соединяются эти две пластины с помощью сварки или клепки.

Один конец биметаллической пластины закреплен (неподвижный), а другой — подвижный и соприкасается со спусковым механизмом теплового реле. Когда биметаллическая пластина нагревается от проходящего через нее тока, она начинает изгибаться в сторону материала, у которого коэффициент линейного теплового расширения меньше.

А теперь рассмотрим принцип работы теплового реле LR2 D1314.

В нормальном режиме работы электродвигателя через биметаллические пластины трех полюсов (трех фаз) протекает ток нагрузки — пластины нагреваются до определенной начальной температуры, которая не вызывает их изгиб. Предположим, что по некоторой причине ток нагрузки двигателя увеличился, соответственно, по биметаллическим пластинам будет протекать ток больше номинального, который и вызовет их подогрев (температура станет больше начальной). При этом подвижная часть биметаллических пластин начнет изгибаться и приведет в действие спусковой механизм теплового реле.

После срабатывания теплового реле нужно подождать определенное время, пока не остынут биметаллические пластины и не разогнутся в нормальное положение. Да и включать сразу же электродвигатель в сеть после срабатывания теплового реле совершенно нецелесообразно, ведь в первую очередь нужно определить причину и устранить ее.

P.S. Пожалуй на этом я закончу статью о тепловом реле LR2 D1314 от фирмы «Schneider Electric». В следующих статьях я расскажу Вам как правильно выбрать тепловое реле, а также покажу как его настроить и проверить на стенде. Если у Вас имеются вопросы по материалу статьи, то готов выслушать Вас — форма комментариев всегда открыта.

Для защиты электродвигателя от недопустимых длительных токовых перегрузок, которые могут возникнуть при увеличении нагрузки на вал или потери одной из фаз применяется тепловое защитное реле. Также защитное реле защитит обмотки от дальнейшего разрушения при возникшем междувитковом замыкании.

Тепловым данное реле (сокращенно ТР) называют из-за принципа действия, который схож с работой автоматического выключателя, в котором изгибающиеся при нагреве электрическим током биметаллические пластины разрывают электрическую цепь, надавливая на спусковой механизм.

Особенности теплового реле

Но, в отличие от автоматического защитного выключателя, ТР не размыкает силовые цепи питания, а разрывает цепь самоподхвата магнитного пускателя. Нормально замкнутый контакт защитного устройства действует аналогично кнопке «Стоп», и подключается последовательно с ней.

Тандем контактора и теплового реле

Поскольку тепловое реле подключается сразу же после магнитного пускателя, то нет нужды дублировать функции контактора при аварийном размыкании цепей. При таком выборе реализации защиты достигается ощутимая экономия материала для контактных силовых групп – значительно проще коммутировать небольшой ток в одной цепи управления, чем разрывать три контакта под большой токовой нагрузкой.

Тепловое реле не разрывает силовые цепи напрямую, а лишь выдает сигнал управления в случае превышения нагрузки – данную особенность следует помнить при подключении устройства.

Как правило, в тепловом реле присутствует два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При срабатывании устройства данные контакты одновременно меняют свое состояние.

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты

Характеристики теплового реле

Выбор ТР следует производить, сопоставляя типичные характеристики данного защитного устройства соответственно имеющейся нагрузке и условиям эксплуатации электродвигателя:

• Номинальный ток защиты;
• Предел регулировки уставки тока срабатывания;
• Напряжение силовой цепи;
• Количество и тип вспомогательных контактов управления;
• Мощность коммутации контактов управления;
• Порог срабатывания (коэффициент отношения к номинальному току)
• Чувствительность к асимметричности фаз;
• Класс отключения;

Схема подключения

В большинстве схем при подключениях теплового реле к магнитному пускателю используется нормально замкнутый контакт, который подключается последовательно с кнопкой «Стоп» пульта управления. Обозначением данного контакта является сочетание букв NC (normal connected) или НЗ (нормально замкнутый).

Схема подключения ТР к контактору в магнитном пускателе

Нормально разомкнутый контакт (NO) при данной схеме подключения может использоваться для сигнализации о срабатывании тепловой защиты электродвигателя. В более сложных автоматических схемах управления он может использоваться для инициализации аварийного алгоритма останова конвейерной цепи оборудования.

Для самостоятельного подключения теплового реле для защиты электродвигателя, не имея опыта работы с подобным оборудованием, будет правильно сначала ознакомиться с и на данном сайте.

В независимости от типа подключения электродвигателя и количества контакторов магнитного пускателя (прямой и реверсивный запуск), внедрение теплового реле в схему является достаточно простым. Оно устанавливается после контакторов перед электродвигателем, а размыкающийся (нормально замкнутый) контакт подключается последовательно с кнопкой «Стоп».

Тепловое реле в схеме реверсивного подключения контакторов

Элементы подключения, управления и настройки ТР

По ГОСТ клеммы контактов управления имеют обозначение 95-96 (нормально замкнутый) и 97-98 (нормально разомкнутый).

На данном рисунке показана схема теплового реле с обозначением выводов и элементов управления. Кнопка «Тестирование служит для проверки работоспособности механизма.

Кнопка «Стоп» служит для ручного выключения устройства защиты.

Функция «Повторный взвод» позволяет заново запустить электродвигатель после срабатывания защиты. Многие ТР поддерживают два варианта – автоматический (возвращение в исходное состояние происходит после остывания биметаллических пластин) и ручной взвод, требующий непосредственного действия оператора для нажатия соответствующей кнопки.

Управление повторным взводом

Уставка тока срабатывания позволяет сделать выбор значения перегрузки , при котором реле отключит катушку контактора, который обесточит электродвигатель.

Регулировка уставки срабатывания относительно метки

При выборе устройства защиты нужно помнить, что по аналогии с автоматическим выключателем у тепловых реле также имеется времятоковая характеристика. То есть, при превышении уставленного тока на некоторое значение, отключение произойдет не сразу, а по истечению некоего времени. Быстрота срабатывания будет зависеть от кратности превышения тока уставки.

Графики времятоковой характеристики

Разные графики соответствуют характеру нагрузки, количеству фаз и температурному режиму.

Как видно из графиков, при двукратном превышении нагрузки может пройти больше минуты времени, прежде, чем защита сработает. Если же выбрать ТР недостаточно мощным, то двигатель может не успеть разогнаться при многократном стартовом превышении уставки тока перегрузки.

Также у некоторых тепловых реле имеется флажок срабатывания защиты.

Защитное закрывающееся стекло служит одновременно для нанесения маркировки и защиты настроек при помощи пломбирования,

Защита настроек и маркировка

Подключение и установка ТР

Как правило, современные тепловые реле имеют защиту по всем трем фазам, в отличие от распространенных в советское время тепловых реле, имеющих обозначения ТРН, где контроль тока производился только в двух проводах, идущих к электродвигателю.

Тепловое реле ТРН с контролем тока только в двух фазах

По типу подключения тепловые реле можно разделить на две разновидности:

Входные токопроводящие выводы в современных моделях одновременно служат частью крепежа теплового реле к контактору магнитного пускателя. Они вставляются в выходные клеммы контактора.

Подключение теплового реле к контактору

Как видно из фото внизу, в некоторых пределах можно изменять расстояние между выводами, чтобы подстраиваться под различные виды контакторов.

Подстройка выводов под клеммы контактора

Для дополнительной фиксации ТР предусмотрены соответствующие выступы на самом устройстве и на контакторе.

Элемент крепежа на корпусе теплового реле
Специальный паз крепления на контакторе

Механика теплового реле

Существует много разновидностей ТР, но принцип действия у них одинаков – при протекании увеличенного тока через биметаллические пластины они искривляются и воздействуют через систему рычагов на спусковой механизм контактных групп.

Рассмотрим для примера устройство теплового реле LR2 D1314 фирмы «Schneider Electric».

ТР в разобранном виде

Условно данное устройство можно разделить на две части: блок биметаллических пластин и система рычагов с контактными группами. Биметаллические пластины состоят из двух полос различных сплавов, соединенных в одну конструкцию, имеющих разный тепловой коэффициент расширения.

Изгибающаяся биметаллическая пластина

Благодаря неравномерному расширению при больших значениях тока данная конструкция расширяется неравномерно, что заставляет ее изгибаться. При этом один конец пластины зафиксирован неподвижно, а подвижная часть воздействует на систему рычагов.

Система рычагов

Если убрать рычаги, то будут видны контактные группы теплового реле.

Коммутационный узел ТР

Не рекомендуется сразу же включать тепловое реле после срабатывания и заново запускать электродвигатель – пластинам нужно время, чтобы остыть и вернуться в первоначальное состояние. К тому же, будет благоразумней сначала найти причину срабатывания защиты.