Схема підключення магнітного пускача і контактора: пуск-стоп, теплове реле, реверс

Схеми підключення контактора

Силові контакти контактора ставлять після апарата захисту лінії, а котушку A1-A2 живлять через вимикач або кнопки з власним захистом кола керування.

Магнітний пускач: контактор, теплове реле й кнопки керування

Кожна схема складається із силового кола й кола керування, і в обох колах захист стоїть окремо. Кольори фази й кола керування на схемах умовні: фаза показана червоним, коло керування - сірим, а нуль синій і захисний провідник жовто-зелений, як і ізоляція провідників.

Контактор позначено KM1, апарат захисту в силовому колі - QF1 (на схемах із SB-PC - плавкі запобіжники FU1), захист кола керування - QF2 (або запобіжник FU2), теплове реле - FR1. Виводи позначено за стандартом: котушка A1-A2, головні контакти 1/L1-2/T1, 3/L2-4/T2, 5/L3-6/T3, допоміжні 13-14 і 21-22, теплове реле 95-96.

Кнопки керування показано узагальнено, бо їх підбирають окремо за напругою кола керування та кількістю контактів, а в оболонці SB-CMS вони вже є. Повну таблицю позначень для SB-PC, SB-AC, SB-ATD, HC і CTR наведено в матеріалі про позначення виводів контактора.

Як підключити контактор: базова схема через автомат і вимикач

Силові контакти ставлять після апарата захисту, а котушку живлять через вимикач, напруга якого відповідає котушці.

Базова схема підключення трифазного контактора складається з двох кіл. Силове коло йде від QF1 (або запобіжників FU1) через головні контакти KM1 до навантаження, а коло керування бере фазу після QF1, пропускає її через власний автомат QF2 і вимикач SA1 до виводу A1 котушки, а вивід A2 з'єднано з нулем із боку мережі, до контактора. Коли SA1 замкнений, котушка отримує напругу, і навантаження вмикається, а коли розімкнений - вимикається. Така двопровідна схема керування проста, але має особливість: якщо вимикач лишається замкненим, контактор увімкнеться сам після повернення напруги.

Двопровідне керування підходить для нагрівачів і освітлення, де самозапуск не створює небезпеки, а для двигунів, зокрема вентиляторів, біля яких можуть бути люди, потрібна схема із самоблокуванням і тепловим реле.

Напруга котушки має збігатися з напругою кола керування: котушку на 230 В підключають між фазою та нулем, а котушку на 400 В - між двома фазами через двополюсний QF2. Для контакторів UEC SB-PC паспорт вимагає послідовно ввімкнених плавких запобіжників gG відповідного номіналу, тому для SB-PC на схемах показано саме їх, а для модульних HC і CTR апарат захисту підбирають за перерізом кабелю. Коло керування має власний захист, бо воно виконане тонкими жилами, яких апарат захисту лінії не захищає.

Схема підключення контактора: силове коло через QF1 і KM1, коло керування через QF2 і вимикач SA1

Схема підключення магнітного пускача з тепловим реле

Схема підключення трифазного двигуна через магнітний пускач будується так: кнопка «Пуск» шунтується допоміжним замикальним контактом, а кнопка «Стоп» і розмикальний контакт теплового реле стоять послідовно в колі котушки.

У силовому колі плавкі запобіжники FU1 живлять контактор KM1, до вихідних виводів 2/T1, 4/T2, 6/T3 якого приєднано теплове реле FR1, а від нього живиться двигун M1. Реле SB-TOR за карткою сумісне з SB-PC і встановлюється між контактором і двигуном. У колі керування послідовно стоять запобіжник FU2, розмикальний контакт реле 95-96, кнопка «Стоп» SB1 із розмикальним контактом і вузол із двох паралельних гілок: кнопка «Пуск» SB2 із замикальним контактом та допоміжний замикальний контакт KM1 13-14. Далі в колі стоять котушка A1-A2 і нуль, а порядок роботи схеми такий.

1. Натискання «Пуск» замикає коло котушки, контактор втягується, головні контакти вмикають двигун, а контакт 13-14 замикається паралельно кнопці.
2. Після відпускання «Пуск» струм котушки йде через контакт 13-14, і контактор утримує себе сам; це і є самоблокування.
3. Натискання «Стоп» розриває коло, котушка знеструмлюється, контакт 13-14 розмикається, і після відпускання «Стоп» двигун не вмикається.
4. У разі перевантаження реле розмикає контакт 95-96, котушка знеструмлюється, і двигун вимикається; після охолодження реле двигун сам не запускається, потрібне нове натискання «Пуск».
5. У разі зникнення напруги контактор відпускає, а після її повернення двигун лишається вимкненим.

Така поведінка є нульовим захистом: вона запобігає несподіваному запуску після відновлення напруги, скидання теплового реле чи аварійної зупинки. Назва «нульовий захист» стосується саме схеми із самоблокуванням, а не контактора як апарата, бо двопровідне керування від вимикача цієї властивості не має.

Для самоблокування потрібен замикальний контакт 13-14: SB-PC на 9-32 А випускають з одним вбудованим допоміжним контактом, замикальним «1з (НВ)» або розмикальним «1р (НЗ)», і для самоблокування придатне лише виконання «1з (НВ)» або додатковий контакт SB-AC. Уставку теплового реле задають за номінальним струмом двигуна з паспортної таблички: не вище й не нижче за це значення, а автоматичне повернення реле допустиме лише в трипровідній схемі, бо за двопровідного керування двигун після охолодження запуститься сам.

Для SB-PC паспорт дозволяє експлуатацію лише з плавкими запобіжниками gG, тому в силовому колі схеми 2 показано саме їх (FU1), а не автомат. Коло керування проходить через допоміжні контакти, для яких паспорти вимагають запобіжник gG: 10 А для вбудованого допоміжного контакту SB-PC, 12 А для допоміжних контактів SB-AC та приставок SB-ATD і 5 А для допоміжних контактів теплового реле SB-TOR.

Оскільки в колі FU2 стоїть розмикальний контакт реле 95-96, запобіжник FU2 беруть на 5 А за таблицею 3 паспорта SB-TOR: це найменший із номіналів 5, 10 і 12 А. Номінал FU1 беруть за таблицею паспорта SB-PC і за перерізом кабелю. Для модульних HC і CTR коло керування захищають окремим автоматом малого номіналу.

Схема підключення магнітного пускача: «пуск-стоп» із самоблокуванням, розмикальний контакт теплового реле в колі котушки

Схема підключення реверсивного контактора з блокуванням

Для реверсу два контактори міняють місцями дві фази, а взаємне блокування не допускає їхнього одночасного вмикання.

Реверсивна збірка складається з двох однакових контакторів, кожен на повний струм двигуна: KM1 вмикає двигун «вперед», а на вхідних виводах KM2 переставлено дві фази, наприклад L1 і L3, тому двигун обертається «назад». Виходи обох контакторів з'єднують однойменно, а за ними стоїть спільне теплове реле FR1.

Якщо обидва контактори ввімкнуться разом, між фазами виникне коротке замикання через їхні контакти, тому застосовують два види блокування. Електричне блокування виконують розмикальні контакти: розмикальний контакт KM2 ставлять послідовно в коло котушки KM1, а розмикальний контакт KM1 - у коло котушки KM2. Механічне блокування - це приставка між контакторами, яка фізично не допускає замикання обох.

Кожен контактор має власне самоблокування замикальним контактом, а спільними для обох гілок лишаються запобіжник FU2, розмикальний контакт теплового реле 95-96 та кнопка «Стоп». Для SB-PC на 9-32 А з одним вбудованим допоміжним контактом цього недостатньо: потрібні і замикальний контакт для самоблокування, і розмикальний для взаємного блокування, тому до кожного контактора додають SB-AC. Запобіжник FU2 у схемі з тепловим реле SB-TOR беруть на 5 А, тобто за найменшим із номіналів 5, 10 і 12 А, які паспорти вказують для контактів у цьому колі.

Номери виводів залежать від виконання: у SB-PC на 40-95 А вбудовані обидва контакти, 13-14 (НВ) і 21-22 (НЗ), а в SB-PC на 9-32 А вбудований лише один, другий беруть із SB-AC-11 - 53-54 (НВ) і 61-62 (НЗ). Механічне блокування UEC випускають окремо для SB-PC на 9-32 А і на 40-95 А.

Реверс слід виконувати після повної зупинки двигуна, бо перемикання «на ходу» є режимом AC-4, а за паспортом SB-PC номінальні струми AC-4 значно нижчі за струми AC-3; для механізмів із великою інерцією між «Стоп» і зворотним пуском роблять витримку часу. На струми 115-630 А реверс виконують готовими реверсивними контакторами SB-PCR.

Схема підключення реверсивного контактора: перестановка двох фаз, електричне й механічне блокування контакторів

З чого зібрати магнітний пускач: теплове реле, готовий SB-CMS чи автомат захисту двигуна

Пускач збирають із контактора SB-PC і теплового реле SB-TOR, беруть готовий SB-CMS в оболонці IP54 або для двигунів до 32 А ставлять автомат захисту двигуна GEWISS у парі з контактором.

Усі три варіанти виконують одне завдання: контактор комутує двигун, а окремий апарат захищає обмотку від перевантаження. Відкрита збірка з двох апаратів підходить для монтажу на панелі, а готовий пускач скорочує підбір сумісних частин і монтаж. Контактор і теплове реле від короткого замикання не захищають, тому перед SB-PC і SB-CMS стоїть апарат захисту лінії, а для SB-PC паспорт вимагає плавкого запобіжника gG. Автомат захисту двигуна GEWISS має захист від надструмів в усіх полюсах, а пару «автомат захисту двигуна - контактор» узгоджують за документацією обох виробників.

Контактор у промислових схемах: двигуни, насоси, вентиляція і АВР

У промисловій схемі контактор вмикає двигун, автомат або запобіжник захищає лінію від короткого замикання, теплове реле - двигун від перевантаження, а команди «Пуск» і «Стоп» подають кнопки.

Типовий вузол керування двигуном складається із чотирьох частин: апарата захисту від короткого замикання (автомата, а для SB-PC - плавких запобіжників gG за паспортом), контактора для комутації, теплового реле від перевантаження і кола керування з кнопками «Пуск» та «Стоп». Для насоса, вентилятора чи компресора цього набору достатньо, якщо пуск прямий, а навантаження стабільне. З каталогу UEC і GEWISS такий вузол збирають із контакторів SB-PC або SB-CMS, теплових реле SB-TOR чи автоматів захисту двигуна GEWISS, допоміжних контактів SB-AC і реле часу UEC RT. Для реверсу двигуна цей вузол подвоюють за схемою 3: два контактори з електричним і механічним блокуванням.

Що потрібно, крім контактора, для підключення двигуна?

Для двигуна потрібні апарат захисту від короткого замикання, контактор, теплове реле або автомат захисту двигуна та коло керування з власним захистом.

Апарат захисту від короткого замикання стоїть першим і захищає кабель та двигун. Для SB-PC паспорт допускає лише плавкі запобіжники gG, а пару «автомат захисту двигуна GEWISS - контактор» узгоджують за документацією виробників. Пусковий струм двигуна в кілька разів перевищує робочий, тому характеристику автомата обирають так, щоб він не вимикав лінію під час пуску, а номінал плавкого запобіжника не перевищував паспортного. Підбір апарата для трифазної лінії розібрано в матеріалах про триполюсні та чотириполюсні автомати і про автоматичний вимикач на 380 вольт.

Далі йде контактор, який комутує двигун, і теплове реле, яке вмикають у розрив між контактором і двигуном. Для двигунів до 32 А замість реле застосовують автомат захисту двигуна GEWISS. Коло керування має власний захист і містить кнопки «Пуск» та «Стоп» і розмикальний контакт теплового реле. Види й призначення плавких запобіжників описано в огляді видів запобіжників, а клас gG для SB-PC уточнюють за паспортом контактора. Якщо автомат усе ж спрацьовує під час пуску, причини й діагностику наведено в матеріалі про хибне спрацювання автоматичного вимикача.

У трифазній мережі до цього набору додають контроль якості живлення. Обрив фази чи перекіс напруги небезпечні для двигуна, а теплове реле SB-TOR за карткою реагує на асиметрію фаз. Захист трифазної мережі реле контролю фаз і реле напруги розібрано в матеріалі про трифазне реле напруги та контроль фаз. Теплове реле SB-TOR цього не замінює: воно реагує на струм двигуна, а не на напругу мережі.

Навіщо в пуску «зірка-трикутник» три контактори?

Один контактор вмикає двигун у мережу, другий з'єднує обмотки в зірку, третій - у трикутник.

Пуск «зірка-трикутник» зменшує пусковий струм трифазного двигуна до третини струму прямого пуску: спочатку обмотки з'єднані в зірку, а після розгону реле часу перемикає їх у трикутник. Для цього потрібні лінійний контактор KM1, контактор «зірки» KM2, контактор «трикутника» KM3, реле часу й теплове реле. Затримку формує реле часу, наприклад UEC RT. Контактори KM2 і KM3 блокують між собою електрично розмикальними контактами й механічно, бо без блокування виникає міжфазне коротке замикання, а між розмиканням «зірки» та замиканням «трикутника» потрібна коротка пауза.

Спосіб має обмеження: він потребує двигуна із шістьма доступними виводами обмоток, обмотка якого в «трикутнику» розрахована на напругу мережі. Для мережі 400 В це двигун із табличкою на 400/690 В, а двигун на 230/400 В у такій мережі постійно працює в «зірці» й для цього способу не годиться. Пусковий момент у «зірці» теж зменшується: теоретично до третини, а на практиці ще менше, тому спосіб підходить для легкого пуску вентиляторів і насосів, а не для навантажень із великим моментом під час пуску. Повну схему з блокуваннями й витримкою часу беруть із документації на контактори та реле часу.

Чому АВР на двох контакторах потребує взаємного блокування?

Без блокування обидва джерела можуть опинитися в одному колі, тому АВР на двох контакторах будують із механічним і електричним блокуванням, як реверс.

Контактор основного вводу й контактор резервного джерела з'єднують з однією шиною навантаження, тому їхнє одночасне вмикання означає зустрічне вмикання двох джерел. Для цього застосовують те саме взаємне блокування, що й у реверсі: механічне між апаратами та електричне через розмикальні допоміжні контакти в колі кожної котушки. Для побутових щитів існують готові автоматичні перемикачі АВР і трипозиційні перемикачі, у яких зустрічне вмикання джерел унеможливлено конструкцією. Принцип роботи, типи та вибір між ними розібрано в гайді про АВР і в порівнянні АВР чи ручний перемикач, а в описі картки реверсивного контактора SB-PCR серед застосувань названо автоматичне введення резерву.

Як змонтувати й перевірити контактор перед першим пуском?

Монтаж виконують за знятої напруги з перевіркою її відсутності покажчиком напруги, а перед першим вмиканням перевіряють напругу котушки, схему блокувань і уставку теплового реле.

Монтаж, чищення, підтягування клем і заміну контактора виконують лише за знятої напруги, бо апарат під напругою небезпечний. Під напругою допускаються тільки вимірювання, огляд тепловізором і випробування, які виконує електрик із чинним посвідченням, групою з електробезпеки не нижче III та відповідними засобами захисту. Контактор установлюють на вертикальній площині: паспорт SB-PC допускає відхилення від вертикалі до ±30°, а для інших моделей положення беруть із паспорта виробу. Гнучкі жили приєднують із наконечниками, а переріз і момент затягування беруть із документації конкретного апарата.

Як безпечно змонтувати контактор?

Контактор монтують у знеструмленому щиті на вертикальній площині, затягуючи клеми моментом із документації апарата.

Перед початком роботи вимикають роз'єднувач або автомат, придатний до роз'єднання, що живить контактор (з боку мережі), захищають вимкнений апарат від помилкового вмикання (замок або табличка) і перевіряють відсутність напруги покажчиком напруги на кожному провіднику, якого торкатимуться руки. Гнучкі жили опресовують наконечниками, бо жила без наконечника під гвинтом розплющується, і контакт слабшає. Момент затягування для SB-PC становить 1,2 Н·м для 9-25 А, 2,5 Н·м для 32-65 А і 4,0 Н·м для 80-95 А. Для силових клем GEWISS CTR технічний каталог GEWISS визначає 1,2 Н·м для CTR 20-32 А та 3,5 Н·м для CTR 40 і 63 А. У картках CTR на сайті як момент затягування контактних затискачів указано 0,6 Н·м, але за каталогом GEWISS це значення стосується клем котушки, тому ним силові клеми не затягують.

Контактори SB-PC кріплять гвинтами або на монтажну рейку, а температура навколишнього повітря за паспортом має бути від мінус 5 до плюс 40 °C. Модульні контактори, що стоять поруч, розставляють із проміжками: за каталогом GEWISS до трьох апаратів CTR можна ставити поруч за температури до 40 °C, двох - за 40-55 °C і одного - за 55-70 °C, а розділова вставка обмежує нагрів. Під час свердління панелі апарати закривають від стружки, бо металева стружка на полюсах магнітопроводу спричиняє шум і перекриття. За паспортом SB-PC належить до класу 0 за ДСТУ EN 61140, тому його монтують лише в щиті або оболонці, де немає доступу до клем; для теплового реле SB-TOR паспорт додатково вимагає розподільного обладнання з класом захисту не нижче I.

Що перевірити перед першим вмиканням?

Перед першим вмиканням перевіряють напругу котушки, схему блокувань і уставку теплового реле, а коло керування випробовують із від'єднаним навантаженням.

Порядок перевірки йде від простого до складного, щоб помилка в схемі не пошкодила двигун і не створила небезпеки. Кроки 1-7 і 9 виконують на знеструмленому апараті, а напругу подають лише на кроках 8 і 10: спочатку на апарат із від'єднаним навантаженням, щоб перевірити коло керування, потім на силове коло для короткого пуску. Кроки 8 і 10 виконує електрик із чинним посвідченням, бо це робота під напругою. Якщо будь-який крок дає не той результат, пуск не продовжують, а шукають причину.

1. Звірити напругу й частоту котушки з колом керування.
2. Перевірити затягування всіх гвинтів і відповідність монтажу схемі.
3. Перевірити приєднання захисного провідника до металевої оболонки апарата й двигуна.
4. Від'єднати кабель двигуна від вихідних клем теплового реле чи контактора й виміряти опір ізоляції двигуна й кабелю мегомметром, від'єднавши електроніку; допустимі значення беруть із паспорта двигуна та чинних норм випробування електрообладнання.
5. Перевірити механічне блокування реверсу на повністю знеструмленому апараті (силове коло й коло керування): за паспортом UEC це роблять почерговим натисканням на траверси контакторів.
6. Установити уставку теплового реле за номінальним струмом двигуна з паспортної таблички.
7. Заізолювати жили кабелю двигуна, від'єднаного від вихідних клем теплового реле чи контактора.
8. Подати напругу на апарат із від'єднаним кабелем двигуна (вхідні клеми контактора під напругою), кілька разів увімкнути й вимкнути контактор і переконатися в чіткій роботі.
9. Зняти напругу, перевірити її відсутність покажчиком напруги й лише після цього підключити двигун.
10. Подати напругу й коротким пуском (бажано без навантаження на валу) перевірити напрямок обертання; для зміни напрямку знову зняти напругу, перевірити її відсутність і поміняти місцями дві фази.

Натискати на якір чи траверсу руками під напругою не можна: це небезпечно для людини й руйнує контакти. Ручне замикання контактора допустиме лише на знеструмленому апараті за інструкцією виробника, наприклад під час перевірки блокування.

Типові помилки схем підключення й експлуатації

Найнебезпечніші помилки схем - реверс без взаємного блокування, розмикальний контакт теплового реле поза колом котушки й коло керування без власного захисту.

Помилка в схемі може не проявлятися на холостому ходу й виявитися лише під навантаженням, під час реверсу чи після зникнення напруги. Спільна риса таких помилок полягає в тому, що лінія, двигун або людина лишаються без окремого апарата захисту чи блокування. Більшість із них виявляє перевірка перед першим вмиканням, якщо виконати її повністю й по порядку. Окрема група - помилки експлуатації, коли захист виводять із роботи вже після налагодження.

Помилки схем і підключення

Помилки схем - відсутність блокувань, неправильна роль допоміжних контактів, теплове реле поза колом котушки.

Реверс без взаємного блокування допускає одночасне вмикання двох контакторів, і тоді між фазами виникає коротке замикання через їхні контакти. Допоміжний контакт має відповідати своїй ролі: для самоблокування потрібен замикальний (НВ), для електричного блокування - розмикальний (НЗ), а контактор SB-PC на 9-32 А має лише один вбудований контакт одного типу. Розмикальний контакт теплового реле, який не ввімкнено послідовно в коло котушки, робить тепловий захист неефективним: двигун перегрівається, а контактор не вимикається. Типова помилка в схемах із нулем через контактор - підключити вивід A2 котушки до нуля після полюса контактора: за розімкненого контактора котушка не отримує нуля, і контактор не вмикається.

Ще одна типова помилка - живити коло керування без власного автомата чи запобіжника, і тоді коротке замикання в тонких жилах кола керування лишається без захисту. Кнопка «Стоп» має бути розмикальною (НЗ) і стояти послідовно в колі котушки: тоді обрив жили або вихід кнопки з ладу вимикає двигун, а не залишає його працювати. Кнопку «Пуск» шунтують допоміжним замикальним контактом, а не вмикають послідовно з ним. Схему збирають так, щоб після зникнення напруги в колі керування навантаження вимикалося і не вмикалося само після її повернення, як у схемі із самоблокуванням, а для цього потрібні саме кнопки й допоміжний контакт, а не вимикач із фіксацією.

Помилки експлуатації

Помилки експлуатації - виведене з роботи теплове реле, зняте блокування, контактор у ролі роз'єднувача.

Виведене з роботи або зашунтоване теплове реле залишає двигун без захисту від перевантаження, а збільшення уставки понад струм двигуна з паспортної таблички дає той самий результат. Зняте механічне чи електричне блокування реверсу й АВР перетворює два джерела або два напрямки на потенційне коротке замикання. Контактор не забезпечує роз'єднання, тому під час обслуговування лінії напругу знімають роз'єднувачем або автоматом, придатним до роз'єднання, із боку живлення, захищають вимкнений апарат від помилкового вмикання (замок або табличка) і перевіряють відсутність напруги покажчиком напруги.