Pri pripájaní výkonných elektrických a elektromechanických jednotiek (napríklad elektrických čerpadiel, elektrických motorov, ohrievačov) sa zvyčajne používajú elektromagnetické spúšťače alebo stýkače. Tieto zariadenia poskytujú bezpečné a bezpečné prepínanie rozvodnej siete s výkonnými spotrebiteľmi elektrickej energie. Umožňujú opakovane odpojiť a pripojiť záťažové zariadenia v krátkom čase a tiež umožňujú použitie tepelných relé a ochranných obvodov, „samosvorné“, blokovanie.
Na správne zostavenie schémy zapojenia je potrebné pochopiť princípy elektromagnetického štartéra.
Stykač a elektromagnetické štartovacie zariadenie
Najprv je potrebné opísať rozdiely medzi dvoma zariadeniami rovnakého typu: stýkače a spúšťače. Sú založené na rovnakom princípe elektromagnetickej indukcie. Rozdiel spočíva v stupni ochrany a súčasných obmedzeniach aplikácie.
Štartéry sa vyrábajú v plastovom kufríku s maximálnym prúdovým limitom do 10 ampérov. Sú určené na zapínanie a vypínanie asynchrónnych motorov, kde sú potrebné tri fázy napájania napätím. Z krytu preto vyčnievajú tri skupiny silových kontaktov. To však nezasahuje do používania elektromagnetických štartérov, ktorých schémy zapojenia sú veľmi jednoduché na spustenie a odpojenie iných zariadení s prevádzkovým napájaním 380 a 220 voltov alebo menej. S ich pomocou môžete prevádzkovať rôzne zariadenia a jednotky až po osvetľovacie obvody. Štartéry sa často nazývajú malými stýkačmi.
Stýkače sú určené na prevádzku jednotiek so súčasnou spotrebou viac ako 10 ampérov, spravidla nemajú puzdro a sú inštalované v špecializovaných izolovaných kontajneroch alebo škatuliach. Sú vybavené veľkými oblúkovými komorami, majú veľké rozmery a hmotnosť.
Pracovný princíp
Hlavnými časťami štartéra sú dve jadrá vo forme písmena „Ш“ a indukčná cievka.
Jedno jadro je pevne namontované na tele, druhé je pohyblivé a vybavené pružinami. Induktor je pripevnený k pevnému jadru. Riadiace napätie celého zariadenia v rozsahu od 12 do 380 voltov závisí od jeho typu.
V hornej časti je kontaktná skupina pozostávajúca z pohyblivého kontaktného mostíka a dvoch pevných prerušovacích terminálov. Keď je na induktor privedené napätie, generuje sa magnetické pole, ktoré sťahuje pohyblivé jadro nadol. Prerušovacie svorky sú uzavreté kontaktným mostíkom, čím sa spúšťa nakladacie zariadenie alebo jednotka. Keď je napájacie napätie indukčnej cievky vypnuté, magnetické pole zmizne, pružiny zdvihnú pohyblivé jadro a otvoria prerušovacie kontakty, čím odpojia záťaž.
Na rozpínacie kontakty je možné privádzať jednosmerné aj striedavé napätie, nesmie však prekročiť hodnoty stanovené výrobcom. Tieto hodnoty sú uvedené na kryte prístroja. Štartéry sú rozdelené do dvoch typov:
- Zatvorené kontakty, ktoré sa pri pripojení napätia odpojia, otvoria kontakty. Konštrukcie sa mierne líšia, používajú sa v ochranných obvodoch proti preťaženiu a nepoužívajú sa na napájanie napätím.
- Otvorené, ktoré v stave bez napájania pri použití prúdu uzavrie kontaktnú skupinu. Na napájanie sa používajú najbežnejšie spúšťače.
Schémy zapojenia
Existuje veľa možností na pripojenie štartérov. Je dôležité určiť, aké úlohy by sa mali vykonávať. V zásade sa vyžaduje vykonanie základných funkcií: spustenie a zastavenie pripojeného zariadenia, ktoré sa vykonáva prepnutím dvoch tlačidiel „Štart“ a „Štart“ pomocou štartéra. Tlačidlá môžu byť kombinované alebo inštalované samostatne. Vyžadujú sa však aj iné funkcie, napríklad spätný chod (ak je pripojenou záťažou indukčný motor). V závislosti od cieľov sa zostaví požadovaná schéma.
Klasické sieťové pripojenie
Schéma zapojenia magnetického štartéra 380 V umožňuje, aby jedno tlačidlo priviedlo napätie na zdroj spotreby a druhé vypnutie. Napájacia zložka obvodu je napájaná z trojfázového striedavého napätia 380 V. Fázy sú označené písmenami „A“, „B“, „C“. Ak je energia napájaná z jednofázovej siete, potom sú zapojené iba dva kontakty.
Výkonová časť je realizovaná pomocou trojfázového ističa QF 1, magnetického trojfázového výkonového štartéra, z ktorého tri otvorené terminálové skupiny sú označené 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3. Písmeno „M“ označuje zaťaženie zariadenia alebo jednotky. Riadiaci obvod je pripojený na fázu „A“ na kolíku 1 L1. Skladá sa zo štartovacích tlačidiel SB 2 a vypínacieho tlačidla SB 1, indukčnej cievky štartéra KM 1 a jej pomocných kontaktov 13 NO, 14 NO paralelne prepojených so štartovacím tlačidlom.
Zapnutím stroja QF 1 sa na vstupné kontakty elektrického štartéra 1L1, 3L2, 5L3 privádza záložné napätie. Od kontaktu 1L1 je napätie privádzané do riadiaceho obvodu pomocou tlačidla SB 1 do skupiny kontaktov 3, ktorá pozostáva z kontaktu tlačidla SB 2 a pomocného kontaktu magnetického štartéra KM 1, ktoré tam zostávajú v pohotovostnom režime, kým sa nestlačí tlačidlo štartu SB2.
Keď je štartovacie tlačidlo zatvorené, je do cievky privádzané napätie, čo vedie k uvedeniu do činnosti štartéra a k uzavretiu silových kontaktov 2T1, 4T2, 6T3, ku ktorým je pripojený zdroj spotreby. Po otvorení tlačidla Štart sa napájacie kontakty neodpájajú, pretože paralelným pripojením pomocného kontaktu 13 NO-14 NO sa realizuje samočinný odber skupiny výstupov, napájania a kontaktov.
Funguje to nasledovne : po prerušení napájania cez štartovacie tlačidlo prúd stále tečie do indukčnej cievky, ale cez kontakty 13 NO-14 NO. Magnetické pole zostáva zapnuté a bráni otvoreniu skupiny kontaktov napájania. Bez zavedenia funkcie „self-capture“ by sa tlačidlo štart muselo držať neustále.
Zdroj záťaže sa vypne stlačením tlačidla SB 1, čím sa otvorí riadiaci obvod, čím sa preruší práca na magnetickom poli a pružina vráti pohyblivé jadro do pôvodnej polohy otvorením skupiny výkonových kontaktov.
Pri inštalácii obvodu je dôležité presne poznať hodnotenie použitej indukčnej cievky a sieťového napätia. Pomocou cievky dimenzovanej na 220 voltov je jeden kontakt spojený s hmotnosťou druhého tlačidlami na jednej z týchto dvoch fáz. Ak je menovitá prevádzková kapacita cievky 380 voltov, potom sú oba kontakty spojené s fázami.
Cievky sa vyrábajú aj pri nižšom napätí: 12, 24, 36 V. Je dôležité presne poznať prevádzkové napätie a technické vlastnosti použitej indukčnosti.
V obvodoch s nižším napätím je možné použiť cievky s vyššou menovitou hodnotou, ale nie je možná ich spätná výmena. Napríklad 380 V cievka môže byť použitá v 220 V sieti, ale nie naopak. Najbežnejším je 380 V elektromagnetický štartér.
Prechod na sieť 220 voltov
Zvážte najjednoduchšiu schému pripojenia 220 V magnetického štartéra k normálnej domácej sieti. Napätie indukčnej cievky sa privádza na svorky A1 a A2.
Na svorky L1, L2, L3 je možné pripojiť akékoľvek napätie povolené podľa menovitého výkonu AC alebo DC zariadenia. Svorky T1, T2, T3 sú výstupom aplikovaného napájacieho napätia. Napríklad, na napájacie svorky môžete privádzať jednosmerný prúd. Napája zariadenie pripojené k výstupným terminálom.
Jednofázové napájanie riadiacej cievky vám umožňuje pripojiť fázu a nulu na ktorýkoľvek z kontaktov. Schéma je primitívna a ukazuje sa, že chápe postup pripojenia magnetického štartéra k domácej sieti, pretože na tieto účely možno použiť obyčajný prepínač.
Napríklad, riadiaca cievka môže byť pripojená k domácej sieti pomocou svetelného senzora, pohybového senzora alebo časového spínača, na vstup energie je privedené napätie potrebné na záťaž a na výstup môže byť pripojený ulica alebo iný osvetľovací obvod. Existuje veľa aplikácií.
Reverzibilné spustenie elektromechanických jednotiek
Obvody s reverzným štartom sa používajú na spúšťanie asynchrónnych elektrických motorov so schopnosťou meniť smer otáčania pracovného hriadeľa.
Tento obvod je realizovaný pomocou dvoch magnetických štartérov. Zmena smeru pohybu hriadeľa sa dosiahne obrátením oboch fáz. Keď je štartér KM 1 zapnutý, motor bude otáčať hriadeľom v smere hodinových ručičiek, keď je zapnutý stykač KM 2, bude sa hriadeľ otáčať proti smeru hodinových ručičiek. Magnetické zariadenia KM 1 a KM 2 sa zapínajú rôznymi tlačidlami „Start forward“ a „Start back“. Zakázanie je bežné tlačidlo.
V reverzných obvodoch musí byť zabezpečená ochrana proti súčasnému spusteniu funkcií "Forward Forward" a "Start Forward". Takáto ochrana môže byť dvoch typov:
- Mechanická ochrana - tlačidlá súbežnej aktivácie sú blokované rôznymi mechanickými zámkami.
- Elektrická ochrana sa dosiahne zahrnutím komponentov obvodu blokujúcich súčasné začlenenie štartérov.
V uvažovanej schéme je súčasné zahrnutie dvoch štartérov takmer nemožné. Keď je zapnutý stykač KM 1, kontakt 3 KM 1.4 je prerušený. Ak omylom stlačíte súčasne dve štartovacie tlačidlá, nestane sa nič, ale elektromotor sa bude otáčať v predtým nastavenom smere.
Aby sa zabránilo náhodnému súčasnému uzavretiu dvoch stykačov, je lepšie zostaviť zložitejší blokovací obvod pre synchrónne spínanie a „samočinný odber“. Na tento účel je potrebné ďalšie blokovanie a ďalšie „samosvorné blokovanie“. Štandardné indukčné štartéry však neposkytujú piatu kontaktnú skupinu. Na vyriešenie tohto problému používajú špeciálnu predponu PKI (indukčný kontaktný nástavec) s cievkou 380 alebo 220 voltov. Hodnotenie cievky závisí od parametrov siete.
Predpona je pripevnená pomocou špeciálnych upevňovacích prvkov k puzdru štartéra. Jej kontaktné skupiny pracujú synchrónne so skupinami primárnych kontaktov.
V diagramoch napätie zo štartovacích tlačidiel nejde priamo do indukčnej cievky, ale cez kontakty iného normálne uzavretého (zatvoreného v vypnutom stave) štartéra. To vedie k nemožnosti privádzať prúd súčasne do dvoch hlavných stýkačov. Ak je druhý stykač náhodne zapnutý, napätie pôjde do cievky normálne uzavretého štartéra a otvorí prvý obvod. Takto sa realizuje jednoduchá a spoľahlivá ochrana proti skratu.
Pripojenie elektromagnetického štartéra je jednoduchá úloha. Hlavnou vecou je starostlivo namontovať potrebný okruh a nezabudnúť na bezpečnostné opatrenia. Stýkače sa spravidla používajú na pripojenie vysokovýkonných záťažových zariadení vyžadujúcich vysoké napätie. Vysoké napätie je vždy nebezpečné, práca s ním vyžaduje osobitnú starostlivosť a dodržiavanie všetkých potrebných bezpečnostných opatrení. Tu je niekoľko z nich:
- Vykonajte všetky inštalačné práce s vypnutým napájaním.
- Izolujte všetky pripojenia.
- Stykače by mali byť inštalované v špeciálnych krabiciach alebo škatuliach.
- Pri montáži používajte nástroje s izolovanou rukoväťou.
- Pred spustením dôkladne skontrolujte všetky zmontované elektrické obvody.
Schémy zapojenia výkonových zariadení pomocou elektromagnetických štartérov sú veľmi jednoduché. Umožňujú pohodlne, bezpečne a dlhodobo spravovať zdroje vysokej spotreby energie.