Как выбрать контактор для электродвигателя с частыми пусками


Выбор контактора для электродвигателей с частыми пусками отличается от выбора для обычных силовых соединений. Прежде всего необходимо обратить внимание на категории применения, допустимую частоту включения, механическую и коммутационную износостойкость.

В связи с тем, что у каждого электродвигателя собственный характер работы, данные параметры подбираются индивидуально для каждой модели.

Категории применения

 

Первое, на что нужно обратить внимание при выборе, это категории применения - режимы срабатывания расцепителя. Электродвигатель - сложный механизм с пусковым током и повторно-кратковременными включениями, при которых он работает не в штатном режиме. При этом нагрузка на сеть также отличается от номинальной, и механизм расцепления должен нормально срабатывать в нестандартных условиях.

 

Для переменного тока категории применения обозначаются маркировкой AC. Отличаются характером срабатывания:

 

  • AC-1 - для электрических моторов с активной или малоиндуктивной нагрузкой;
  • AC-2 - старт с фазным ротором, реверсивное торможение;
  • AC-3 - прямой пуск короткозамкнутого ротора, отключение вращающихся двигателей;
  • AC-4 - пуск и остановка электромоторов с короткозамкнутым ротором посредством противовключения. Для такого режима применяются спаренные (реверсивные) контакторы с механической блокировкой, не допускающей одновременного запуска нескольких потребителей. При этом уменьшается In и базовое количество циклов.
  •  

Для постоянного существуют собственные категории - DC:

 

  • DC-1 (аналог AC-1) - активная или малоиндуктивная нагрузка;
  • DC-2 - пуск электродвигателей с параллельным возбуждением, отключение при номинальной частоте вращения;
  • DC-3 - запуск моторов с параллельным возбуждением, отключение при медленном вращении ротора или в неподвижном состоянии;
  • DC-4 - пуск электродвигателей с последовательным возбуждением и остановка при номинальных оборотах;
  • DC-5 - старт двигателей с последовательным возбуждением и остановка с неподвижным или медленно вращающимся ротором, торможение противотоком.

Промышленные электромоторы с частыми пусками должны поддерживать категорию AC-3, AC-4 - для переменного электротока, и DC-3, DC-4, DC-5 для постоянного.

 

Номинальный ток и напряжение питания катушки управления

 

Номинальный ток - наиболее значимый параметр, подбираемый по мощности потребителя. Главный вопрос: как правильно считать? Любой электродвигатель при запуске кратковременно выдает мощность, часто в 5-7 раз превышающую номинальную. Тем не менее такая нагрузка сохраняется долю секунды и на работу расцепителя не влияет. Исходя из этого, берем во внимание только номинальную мощность.

Для определения номинала необходимо рассчитать In . В этом нам поможет формула из учебника по физике: In = P/(U √3xcosφ), где P - мощность (Вт), U - напряжение (В), а cosφ- коэффициент мощности двигателя.

Для наглядности рассмотрим конкретный пример: предположим, что у Вас трехфазный станок на 5,5 кВт c cosφ= 0,8 (данное значение записано в паспорте электрооборудования). При включении, по сети будет протекать:

5500Вт / (380Вx√3x30,8)= 10,6А.

К полученному значению еще необходимо прибавить 30% запаса, в итоге оптимальным номиналом будет 13А.

Например, если In будет равен 11,8А, ни в коем случае нельзя брать модель на 12А, иначе при увеличении мощности она сгорит.

Электропитание катушки управления подбирается по двум критериям: тип электротока (переменный или постоянный) и напряжение (от 12В до 440В - постоянный, от 12В до 660В - переменный при частоте 50 Гц и от 24В до 660В - переменный при 60 Гц). Существуют также универсальные модели с катушкой работающей и от переменного, и от постоянного тока.

 

Механическая и коммутационная износостойкость

 

Данная характеристика показывает предельное количество циклов включения-выключения - срабатываний расцепителя. Чем их больше, тем дольше будет срок службы. Это значение особенно важно для двигателей с частыми пусками.

Механическая износостойкость показывает количество включений-выключений при отсутствии напряжения. Как правило, средний механизм выдерживает около 10-20 млн. операций.

Коммутационная износостойкость определяет допустимое количество циклов срабатывания и зависит от категории применения. Например, если контактор в режиме AC-3 может переносить 1,7 млн циклов, то в AC-4 - 200 тыс. Как правило, данную характеристику производитель всегда указывает в техническом паспорте.

Коммутационная износостойкость делится на три класса:

  • А - самый высокий, гарантирует от 1,5 млн. до 4 млн. операций срабатывания магнитного пускателя в рабочем режиме;
  • Б - средний, модели данного класса выдерживают от 630 тыс. до 1,5 млн. переключений;
  • В - самый низкий, количество циклов от 100 тыс. до 500 тыс.
  •  

Частота включений и время срабатывания

 

Для электродвигателей с частыми пусками важна частота включений, группируемая по собственным классам.

Класс
0,3
1
3
10
30
Допустимое количество циклов в час
30
120
300
1200
3600

Для нормальной работы важно, чтобы максимально возможная частота включения была близка соответствующему параметру механизма расцепления. В ином случае, механизм расцепления может выйти из строя. Например, для промышленного станка оптимальным будет класс 3, допускающий 300 включений в час (в среднем - 5 в минуту).

Скорость срабатывания электромагнитного расцепителя определяется временем:

  1. включения - промежутком с момента подачи сигнала и до замыкания главных контактов;
  2. отключения - периодом с момента обесточивания электромагнита до расцепления линии.

При постоянном токе время срабатывания магнитного расцепителя равно нескольким сотням миллисекунд, а при переменном нескольким десяткам миллисекунд.

 

Дополнительные критерии для правильного выбора

 

Представленные выше характеристики влияют на работоспособность контактора, тем не менее дополнительные критерии делают пользование более эффективным. Прежде всего это касается конструкционных особенностей электромоторов и условий их эксплуатации.

 

Коэффициент возврата

 

Данный параметр рассчитывается по формуле Kв=Uотп/Uср, где:

  • Uотп - это напряжение отпускания якоря,
  • Uср - напряжение срабатывания.

Для катушек запитанных постоянным током коэффициент возврата равен 0,2-0,3, из-за чего невозможно применить контактор для защиты нагрузки от падения напряжения. Для переменного данное значение равно 0,6-0,7, что допускает такую защиту.

Наличие реверса

 

Для управления реверсивным двигателем лучше выбрать реверсивный контактор с двумя пускателями в корпусе, соединенными между собой. Между ними установлена механическая защита, блокирующая при коммутации одного контакта включение второго. Это обеспечивает максимально удобную эксплуатацию.

 

Степень пылевлагозащиты

Выбор данного параметра такой же, как и у любого другого электрооборудования. Если местом размещения будет защищенный шкаф, можно смело брать IP20. В случае размещения в условиях запыленности или влажности, лучше выбрать IP54. При высоком риске попадания воды или оседания конденсата на корпусе, лучше отдать предпочтение IP65.

 

Как защитить контактор от перегрузок?

 

Для защиты промышленных электромоторов совместно с контактором необходимо докупить и установить тепловое реле. Его главная функция заключается в размыкании главных контактов при нагревании до предельно высоких температур. Подобирать тепловые реле и дополнительные контакты советую у оффициального дистрибьютора - в интернет магазине АксиомПлюс.

Если надумаете покупать, то там же можно это и сделать. Но главное то что это САМЫЙ вменяемый (на мой взгляд) каталог со всеми характеристиками, которые при этом можно подбирать, а не листать печатные каталоги.

 

Обязательная защита

 

Исходя из того, что сверхвысокие температуры выведут из строя рабочий механизм, а силовые соединения при этом могут спаяться - такая защита обязательна. В данной ситуации понадобится аварийная остановка двигателя посредством обесточивания цепи.

Кроме того, тепловое реле стоит от 150 грн, и такое приобретение полностью оправдано. По сути, это страховка на будущее - она увеличит срок эксплуатации электромагнитного расцепителя и защитит его от поломки.

 

Совмещенный и более дешевый вариант

 

У популярных производителей, например IEK, есть контакторы (серия КМИ) укомплектованные вмонтированными внутри корпуса тепловыми реле. Если приобрести один из таких аналогов, можно хорошо сэкономить, так как нивелируется необходимость приобретения дополнительных защитных устройств.

 

Альтернативное и универсальное решение

 

В качестве альтернативы можно установить один из таких вот универсальных блоков защиты (УБЗ). Он защищает сеть (и электродвигатель) от:

  • коротких замыканий;
  • скачков напряжения;
  • нарушений сопротивлений изоляции;
  • технологических перегрузок;
  • климатических условий - экстремальных температур, повышенной влажности.

Данная система автоматически измеряет и контролирует все рабочие параметры мотора и не допускает возникновения аварийной ситуации. УБЗ включает функции теплового реле и защищает от ряда других негативных факторов.

Тепловое реле и УБЗ подбираются по номинальному току и напряжению. По конструкционному исполнению монтируются в панель управления или DIN-рейку.

 

Каким должен быть контактор для электродвигателя с частыми пусками?

 

Проанализировав вышеизложенные характеристики, можно выделить оптимальные критерии выбора:

  • Поддержка категорий применения AC-3 и AC-4 для переменного тока, и DC-3, DC-4, DC-5 - для постоянного;
  • Класс коммутационной износостойкости не ниже Б;
  • Дополнительная защита тепловым реле или УБЗ;
  • Рекомендуемая частота включений не ниже 1200.

Тем не менее такие параметры как, например, напряжение питания катушки управления лучше подбирать исходя из частного случая, а именно марки электродвигателя и специфики его работы. С этим Вам всегда помогут опытные специалисты Аксиом-Плюс.

При написании использовались материалы AXIOMPLUS.COM.UA

Владислав Ромаха специально для METALSTANKI.COM.UA

Копирование для последующей публикации без разрешения автора ЗАПРЕЩЕНО


6 из 6. Оценок: 556.