Как выбрать контактор по мощности

Как выбрать контактор по мощности

Для управления электродвигателями применимы различные модификации и разновидности пускорегулирующей аппаратуры зависящая от рода применений, среды и величин мощностей. Применяемые пускатели при легком пуске и малой мощности электродвигателя, для большой мощности и особого, тяжелого режима работы предназначены контактора. Обеспечивающие щадящий режим для подключенных двигателей и уменьшения пускового момента устанавливаем устройства плавного пуска. Для регулирования параметров электродвигателей применяем частотные преобразователи рисунок 1.

Устройства плавного пуска предназначены для плавного пуска и остановки 3-фазных двигателей переменного тока, снижения величины пускового тока и устранения возможных негативных последствий высокого пускового момента. Практика эксплуатации электроприводов показывает, что трехфазные асинхронные двигатели испытывают наибольшие механические и электрические перегрузки во время пуска (разгона) и останова (торможения). Эти перегрузки резко сокращают ресурс двигателя, что увеличивает затраты на ремонт и восстановление оборудования.

Для повышения долговечности двигателей целесообразно использовать устройства плавного пуска и торможения, которые позволяют плавно увеличивать и снижать напряжение питания двигателей, что устраняет пусковые и стоповые броски тока, механические удары.

Рисунок 1. Устройство плавного пуска марки ОВЕН, Siemenes, Moeller

Цифровое управление устройства плавного пуска позволяет произвести точную настройку и легкую установку. Благодаря регулировке пускового момента и уникальной функции «импульсный старт» устройство плавного пуска может быть использовано для широкого круга задач и предназначены для управления трехфазными асинхронными двигателями мощностью от 0,25 до 1200кW, при номинальном напряжении 400В и токах от 21 до 1600А. Диапазон выбора устройств плавного пуска по мощности, по току, по напряжению очень велик.

Для примера возьмём устройство плавного пуска ОВЕН УПП1 рекомендуются для применения с оборудованием мощностью до 11 кВт таблица 1: конвейеры, вентиляторы, насосы, компрессоры.

Преимущества ОВЕН УПП1:

Таблица 1. Номинальные токи двигателя различных модификаций УПП1

Электромагнитные пускатели и контакторы получили широкое применение в промышленности. При помощи пускателей и контакторов можно управлять силовой нагрузкой, т.е. включать и отключать, а также организовать схему дистанционного включения (отключения) не только двигателя, но и технологического оборудования рисунок 2.

Блокировка вентилятора с оборудованием выполняется также при помощи электромагнитных пускателей и контакторов.

Рисунок 2. Пускатели, контакторы, ПКУ

На что стоит обратить внимание при выборе пускателя и контактора?

В обычных условиях достаточно одного замыкающего контакта. В том случае, если есть необходимость управлять другим технологическим процессом, можно предусмотреть дополнительно приставку контактную. Есть приставки контактные до 4-х контактов.

Разницы между пускателями и контакторами нету, возможно только в конструкции, те и другие выпускают на малые и большие токи, с тепловым реле и без, с различной степенью защиты.

Для управления электродвигателем большой мощности, хотя на такие ставят уже устройство плавного пуска или у которого особый режим работы (частые включения и отключения) применяются контакторы. Контактор предназначен для более тяжелого режима работы.

Магнитный пускатель представляет собой низковольтный коммутационный аппарат, предназначенный для дистанционного управления различными силовыми нагрузками в сеть напряжением до 1000 Вольт.

Магнитный пускатель — это модифицированный контактор. В отличие от контактора, пускатель комплектуется дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя. Магнитные пускатели классифицируются: по назначению (нереверсивные, реверсивные), наличию или отсутствию тепловых реле и кнопок управления, степени защиты от воздействия окружающей среды, уровням коммутируемых токов рабочему напряжению катушки.

Замыкание контактов силовой цепи осуществляется контактором — аппаратом, в котором сцеплённая с якорем электромагнитного реле группа контактных пластин замыкается на неподвижные контакты, соединённые с входными и выходными клеммами подключения питающего напряжения сети и линий нагрузки рисунок 3.

Рисунок 3. Принцип устройства магнитного пускателя

Таким образом, с помощью малых токов в катушке электромагнитного реле и слаботочных сигналов управления удаётся коммутировать сильноточные цепи больших нагрузок.

Управление нагрузкой производится непосредственным подключением нагрузки через главные контакты пускателя. Наиболее часто магнитные пускатели применяются для запуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на промышленное номинальное напряжение коммутируемой цепи 220/380 Вольт. При использовании аппаратов для электродвигателей на 380/660 Вольт, встречающихся значительно реже, необходимо выбрать пускатель соответствующего напряжения.

Сигнал управления подается на катушку пускателя и это приводит к замыканию главных контактов. Чаще всего пускатели располагают максимальной защитой от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов повышенной величины при обрыве одной из фаз. Магнитные пускатели также обеспечивают минимальную защиту при падении напряжения в питающей сети на 30-35% номинального значения. Защита от токов короткого замыкания не предусматривается. Пускатели разделяются также по величине, под которой понимают ток нагрузки, который способен включать и выключать пускатель своими главными контактами:

Таблица 2. Нумерация величин пускателей по току

Сопоставление тока подключаемой нагрузки с номинальным током коммутационного аппарата, условно классифицируются по величинам, соответствующим номинальному току аппарата. Ниже представлена таблица 3 соотношений величин и номинальных токов. По ней можно правильно выбрать магнитный пускатель по току, либо по мощности, произведя пересчет по формуле.

Таблица 3. Выбор пускателя по параметрам

пускателяТип пускателяИсполнение по

степени защитыНоминальный ток, АМощность двигателя для категории АС-3, кВт220В380В500ВIПМЛ-1100IP00102.245.5IIПМЛ-2100IP00255.51115IIIПМЛ-3100IP00401118.525IVПМЛ-4100IP0063224055VПМЛ-5100IP0012555VIПМЛ-6110IP0016075VIIПМЛ-7100IP00250132

Рисунок 4. Магнитный пускатель серии ПМЛ

При выборе магнитных пускателей рисунок 4, необходимо учитывать режим работы, которой определяется характером коммутируемой нагрузки:

Для характеристики коммутационной способности контакторов и пускателей переменного тока установлены четыре категории применения, являющиеся стандартными: АС1, АС2, АС3, АС4. Каждая категория применения характеризуется значениями токов, напряжений, коэффициентов мощности или постоянных времени, условиями испытаний и других параметров установленных ГОСТ Р 50030.4.1-2002.

При выборе пускателя необходимо обращать внимание на класс износостойкости, то есть количество срабатываний пускателя. Этот параметр особенно важен в том случае, если аппарат предназначен для коммутации нагрузки, работающей в режиме частых включений и выключений.

Коммутационная износостойкость — эта характеристика отображает количество срабатываний, которое гарантировано производителем. Существует 3 класса износостойкости: А, Б и В. Класс А самый высокий и гарантирует от 1,5 до 4 млн. циклов срабатывания магнитного пускателя.

Модели класса Б гарантировано срабатывают от 0,63 до 1,5 млн. циклов. Самый низкий характеризуется от 0,1 до 0,5 млн. циклов срабатывания.

Механическая износостойкость, не менее важная характеристика, которая отображает количество циклов включения/отключения аппарата без ремонта либо замены его деталей. При этом включения и отключения должны осуществляться без нагрузки (когда ток в цепи отсутствует). Механическая износостойкость может быть от 3 до 20 млн. циклов срабатывания.

Количество полюсов. Для питания трехфазных электродвигателей используются аппараты, имеющие три полюса. Именно такое исполнение наиболее распространено. Однако, возникает целых ряд ситуаций, когда требуется выбрать аппарат с другим количеством полюсов рисунок 5. Например, когда нагрузкой являются цепи освещения или электронагревательные приборы.

Рисунок 5. Пускатели с количеством полюсов

Номинальное напряжение катушки. Магнитные пускатели, применяемые в схемах управления электрооборудования, удобнее всего использовать с катушками на то же напряжение, что и коммутируемая нагрузка.

По этой причине наиболее распространены варианты исполнения с катушками на 220 или 380 Вольт. При построении разного рода автоматических схем, по ряду причин может возникнуть необходимость применения управляющих катушек на другой уровень напряжения. Это обусловлено применением в этих схемах реле, датчиков или других компонентов, рассчитанных на определенное напряжение питания. Рабочее (коммутационное) напряжение катушки реле, бывают таких значений:

Количество и характеристики вспомогательных контактов. Кроме основных силовых контактов, коммутирующих главные электрические цепи нагрузки, магнитные пускатели оснащаются вспомогательными контактами, срабатывающими синхронно основным рисунок 6. Предназначены эти контакты для коммутации цепей управления, блокировки, питания сигнальных ламп, катушек реле и других вспомогательных аппаратов. Вспомогательные контакты могут быть двух типов – нормально разомкнутые (NO), (НО) и нормально замкнутые (NC), (НЗ).

Рисунок 6. Подвижные и неподвижные контакты

Первые разомкнуты при обесточенной катушке управления и замыкаются при срабатывании электромагнитного пускателя, у вторых все происходит наоборот. Потребность в выборе определенного количества дополнительных контактов того или иного типа определяется той схемой, в которой используется аппарат.

Наличие реверса. Если вам нужно выбрать магнитный пускатель для управления реверсивным двигателем, отдавайте предпочтение реверсивной модели, в корпусе которого находятся два отдельных пускателя, соединенных между собой.

Наличие защиты. В базовом варианте исполнения магнитный пускатель не оборудован защитой подключаемого электрооборудования. Степень защиты с тепловым реле, поставляется опционально и его можно выбрать исходя из требуемых характеристик.

Степени защиты, например:

Кроме перечисленных выше критериев, необходимо правильно выбрать климатическое исполнение и степень защиты IP изделия. Методика такого подбора такая же, как для любого электрооборудования. К примеру, если пускатель будет размещен в защищенном шкафу, можно выбрать степень защиты IP20. Если же условия размещения аппарата неблагоприятные (высокая запыленность, влажность и т.д.), рекомендуем выбрать магнитный пускатель в корпусе, степень защиты которого составляет IP54 или же IP65.

Расчёт для выбора пускового устройства по параметрам двигателя и более точного выбора, начинаем с изучения паспорта подключаемого электроприбора и применяют такие формулы, исходя из потребляемой мощности:

(1)

где P — мощность нагрузки (Вт); cosφ – коэффициент мощности; η – коэффициент полезного действия электродвигателя (%); U-напряжение сети 380 (В).

(2)

где k – кратность пускового тока.

Ударный пусковой ток — это полный ток короткого замыкания, который состоит из трех составляющих и определяется по формуле:

Р_ном =3,7 кВт = 3700 Вт;

(3)

Определяем номинальный ток по формуле (1):

Определяем пусковой ток по формуле (2):

Нужно учитывать, что в паспорте указывается номинальный ток I_п магнитного пускателя. В режиме работы АС-3 данный прибор обеспечивает запуск при шестикратном превышении его номинального тока. I_max=6· In.

Проверяем, подходит ли пусковое устройство с I_n = 10А, выбранное по методу, где максимальный ток контактора должен быть больше пускового тока электродвигателя I_max> I_пуск.

Определяем ударный пусковой ток по формуле (3):

Определение номинального тока уставки теплового реле. Для лучшего согласования перегрузочной способности двигателя и защитной (времятоковой) характеристики реле номинальный ток уставки выбирается на 15÷20 % выше номинального тока двигателя, т.е.

(4)

т.к. тепловое реле выбранного выше пускателя могут быть установлены тепловые элементы с различными номинальными токами, то необходимо выбрать тепловой элемент с номинальным током, ближайшим к рассчитанному значению Iуст.ном проверить, попадает ли величина Iуст.ном в пределы регулирования уставки реле.

Таблица 4. Выбор контакторов по току

(слабо индуктивные нагрузки)АС-3/АС-7b

(электродвигатель с КЗ ротором)Номинальный ток, АНоминальная мощность

при напряжении кВтНоминальный ток, АНоминальная мощность

при напряжении кВт230В400В230В400ВКМ-16163,010,561,03,0КМ-20203,81371,03,6КМ-25254,51691,34,5КМ-32326,620183,010,0КМ-40408,4125223,711,3КМ-505010,533274,513,7КМ-636313,040305,015,0

Таблица 5. Выбор теплового реле

Выбранные таким образом параметры реле обеспечивают отключение двигателя, например, при токе перегрузки 1,3I_ном — за время не более 10÷20 мин., а при перегрузке током 10I_ном — за время не более 2÷5 с.

Структурное обозначение пускателя серия 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Источник

Модульные контакторы

Сегодня мы с вами поговорим об очень интересной теме. Поговорим мы с вами про системы коммутации электричества. Точнее, про один из доступных вариантов коммутации. Если быть еще более точным — про модульные контакторы. Это очень занятные и интересные устройства, так как они позволяют настроить удаленное управление. Давайте по традиции, в начале статьи поговорим про места назначения и способах применения таких контакторов, а потом разберемся как их выбрать и с чем их едят.

Итак, начнем. Как уже говорилось в первом абзаце, такие устройства позволяют настроить удаленное управление. При словосочетании «удаленное управление» многие подумали про сенсорные панели от умного дома. Да-да, это очень удобные сенсорные устройства управления всем, чем только можно, но они к нашим контакторам не имеют никакого отношения. Читайте дальше, и все поймёте.

Теперь давайте разберемся, что же в названии значит слово «модульный». А значит оно то, что такой контактор устанавливается на DIN-рейку. Давайте расскажу вам про модульность. Есть определенный стандартный размер для модулей, точнее два — семнадцать с половиной и двадцать два с половиной миллиметра. Разница между ними в том, что номинальная отключающая способность маленького модуля — четыре с половиной или шесть килоампер. А большого — десять килоампер. Все логично, ведь для большей мощности требуется большая катушка, а соответственно страдает размер. Стандарт двадцать два с половиной миллиметра в основном является промышленным. Так что стоит запомнить именно семнадцать с половиной миллиметров — модуль.

Итак, резюме. Коммутация слабо индуктивных нагрузок с небольшим номинальным токов — вот удел модульных контакторов. Мы с вами сегодня говорим про бытовые контакторы, они как правило рассчитаны на ток стандартного напряжения — от двадцати четырех до четырехсот вольт, частотой пятьдесят герц. Такие контакторы чаше всего используются для автоматизации несложных процессов, таких как освещение, вентиляция или кондиционирование. Важно понимать, что это не исчерпывающий список возможностей модульных контакторов, но мы с вами с ума сойдем, если будем все их перечислять. Давайте просто теперь поговорим про то, как правильно выбрать контактор.

Начнем с самой важной характеристики — номинальный рабочий ток. Для бытовых контакторов этот показатель обычно находится в диапазоне от двадцати до шестидесяти трех ампер. Он показывает максимальную коммутируемую нагрузку. То есть если на контакторе написано двадцать пять ампер, то если эту цифру умножить на двести двадцать (справедливо при именно таком напряжении сети), мы получим мощность. Не утруждайтесь, я за вас все посчитал. Получается пять с половиной киловатт. Это значит, что именно такую мощность способен коммутировать наш модульный друг.

С напряжением все ясно. Мы об этом говорили выше. Теперь поговорим про электрическую износостойкость. Это достаточно интересный показатель. И в нем как раз кроется много подводных камней. Особенно если иметь дело с некачественным продуктом. Нормальным показателем считается от тридцати тысяч циклов. Это значит, что контактор гарантировано выдержит такое количество включений и выключений. Казалось бы, элементарный параметр, но чем он так важен. А важен он тем, что в качественных модульных контакторах хорошие контакты, которые способны выдержать такое количество циклов. Но существует масса дешевых, никому неизвестных компаний, которые выпускают контакторы. Срок жизни таких компаний может быть меньше гарантийного срока на контактор. И это легко объяснить, товар — барахло. Такие компании через год меняют название торговой марки, и снова продают барахло. А вот вопрос: как себя обезопасить от таких компаний?

Во-первых, не стоит экономить, лучше купить модульный контактор дороже, но у компании, название которой вы знаете или той, чье имя у всех на слуху. Но сейчас я вам расскажу про один секрет от электриков. Приходите в магазин, просите посмотреть как можно больше контакторов, и покупаете самый тяжелый. Он кстати скорее всего будет далеко не самый дешевый. Я прям вижу, как у вас появляется вопрос — при чем тут вообще вес? Да все прост, друзья мои. Чем больше вес — тем больше внутри меди. Чем больше меди, тем больше катушка и лучше контакты. А не это ли залог успеха? Этот кстати очень классный способ всегда работает безотказно. И что самое важное он подходит не только для контакторов, но и для автоматических выключателей, и вообще для всех устройств, чья конструкция подразумевает катушку.

Теперь вы знаете как выбрать оптимальный контактор. До новых встреч!

Источник