Sheme priklopa magnetnega stikala za 220 V in 380 V + značilnosti samostojnega priklopa

Magnetno stikalo je naprava, ki skrbi za nemoteno in standardom ustrezno delovanje opreme. Z njim se razporeja napajalna napetost in upravlja delovanje priključenih bremen.

Najpogosteje se preko njega napajajo elektromotorji. Preko njega se izvaja tudi reverz motorja in njegovo zaustavljanje. Vse te postopke omogoča pravilna shema priključitve magnetnega stikala, ki jo lahko sestavite tudi sami.

V tem gradivu bomo spregovorili o zgradbi in načelih delovanja magnetnega stikala ter se poglobili v podrobnosti priključitve naprave.

Razlika med magnetnim stikalom in kontaktorjem

Pri izbiri stikalne naprave pogosto prihaja do zmede med magnetnimi stikali (MS) in kontaktorji. Ti napravi kljub podobnosti v številnih lastnostih vendarle predstavljata različna pojma. Magnetno stikalo združuje več naprav, ki so povezane v enem krmilnem sklopu.

V magnetno stikalo je lahko vključenih več kontaktorjev ter zaščitne naprave, posebni dodatki in krmilni elementi. Vse to je zaprto v ohišju z določeno stopnjo zaščite pred vlago in prahom. S temi napravami se v glavnem upravlja delovanje asinhronskih motorjev.

Mejna napetost, s katero deluje magnetno stikalo, je odvisna od elektromagnetne induktivne tuljave. Obstajajo magnetna stikala z majhnimi nazivnimi vrednostmi – 12, 24, 110 V, vendar se najpogosteje uporabljajo za 220 in 380 V.

Kontaktor je monoblok naprava z naborom funkcij, ki jih določa konkretna konstrukcija. Medtem ko se stikala uporabljajo v dokaj zapletenih shemah, kontaktorji večinoma nastopajo v preprostih shemah.

Zgradba in namen naprave

Če primerjamo priključitev magnetnega stikala in kontaktorja, lahko ugotovimo, da se prva naprava od druge razlikuje po tem, da se uporablja za zagon elektromotorja. Lahko celo rečemo, da je magnetno stikalo isti kontaktor, s katerim upravljamo elektromotor.

Ta razlika je tako pogojna, da v zadnjem času mnogi proizvajalci imenujejo MP kontaktorje za izmenični tok, vendar z manjšimi dimenzijami. In tudi stalno izboljševanje kontaktorjev jih je naredilo univerzalne, zato so postali večfunkcionalni.

Namen magnetnega stikala

MP in kontaktorje vgrajujejo v napajalna omrežja, ki prenašajo tok z izmenično ali enosmerno napetostjo. Njihovo delovanje temelji na elektromagnetni indukciji.

Naprava je opremljena s signalnimi kontakti in tistimi, prek katerih se napaja napajanje. Prvi se imenujejo pomožni, drugi pa delovni.

Startni gumbi, s katerimi opremijo vezje, zagotavljajo udobno uporabo. Če je treba izklopiti breme, je dovolj, da pritisnete tipko »Stop«. Pri tem se dotok napetosti na tuljavo zaganjalnika konča in vezje se prekine.

MP na daljavo upravljajo električne naprave, vključno z elektromotorji. Njihova vloga kot zaščita je ničelna – ko napetost izgine ali pade pod 50 %, se močnostni kontakti razprejo.

Po zaustavitvi opreme, v čigar vezje je vgrajen kontaktor, se ta nikoli ne vklopi samodejno. Za to bo treba pritisniti tipko »Start«.

Za varnost je to zelo pomemben trenutek, saj so nesreče, ki jih povzroči samodejni vklop električne naprave, popolnoma izključene.

Zaganjalniki, v čigar vezje so vključeni toplotni releji, ščitijo elektromotor ali drugo napravo pred daljšimi preobremenitvami. Ti releji so lahko dvopolni (TRN) ali enopolni (TRP). Sprožitev nastane pod vplivom toka preobremenitve motorja, ki teče skozi njih.

Konstrukcija in delovanje naprave

Za pravilno delovanje MP je treba upoštevati določena pravila namestitve, imeti predstavo o osnovah relejne tehnike in pravilno izbrati shemo napajanja opreme.

Ker so naprave namenjene delovanju v kratkem časovnem obdobju, so najbolj priljubljeni MP z običajno odprtimi kontakti. Največje povpraševanje je po MP serij PME, PAE.

Prve vgrajujejo v signalna vezja za elektromotorje z močjo 0,27 – 10 kW. Druge pa z močjo 4 – 75 kW. Izračunane so za napetost 220, 380 V.

Možnosti izvedbe so štiri:

• odprta;
• zaščitena;
• praho- in vodotesna;
• praho- in brizgonepropustna.

Zaganjalniki PME v svojo konstrukcijo vključujejo dvofazni rele TRN. V zaganjalniku serije PAE je število vgrajenih relejev odvisno od velikosti.

Črke označujejo tip naprave, številke za njimi – od 1 do 6 – velikost. Druga številka je izvedba. Ena označuje nereverzibilni MP brez toplotne zaščite, dvojka – isto, vendar s toplotno zaščito, tri – reverzibilni, brez toplotne zaščite, štiri – s toplotno zaščito, reverzibilni.

Pri napetosti približno 95% nazivne vrednosti je tuljava kontaktorja sposobna zagotoviti zanesljivo delovanje.

MP je sestavljen iz naslednjih glavnih sklopov:

• jedra;
• elektromagnetne tuljave;
• armature;
• ogrodja;
• mehanskih senzorjev delovanja;
• skupin kontaktorjev – osrednje in dodatne.

V konstrukcijo so lahko vključeni kot dodatni elementi: zaščitni rele, električne varovalke, dodatni komplet sponk, zagonska naprava.

MP v svojo konstrukcijo vključuje podnožje (1), nepremične kontakte (2), vzmet (3), jedro (4), dušilko (5), armaturo (6), vzmet (7), kontaktni mostiček (8), vzmet (9), oblokogasilno komoro (10), grelni element (11).

V bistvu je to rele, vendar odklopi precej večji tok. Ker so elektromagneti te naprave precej močni, se odlikuje po visoki hitrosti delovanja.

Elektromagnet v obliki tuljave z velikim številom ovojev je zasnovan za napetost 24–660 V. Ta je nameščena na jedru, večja moč je potrebna za premagovanje sile vzmeti.

Slednja je namenjena hitremu razklopu kontaktov, od hitrosti katerega je odvisna velikost električnega obloka. Hitreje kot pride do razklopa, manjši je oblok in v boljšem stanju bodo sami kontakti.

Normalno stanje je, ko so kontakti razklopljeni. Vzmet pri tem drži dvignjen zgornji del magnetnega jedra.

Ko magnetni kontaktor prejme napajanje, skozi tuljavo teče tok in tvori elektromagnetno polje. To polje privlači gibljivi del magnetnega jedra s stiskanjem vzmeti. Kontakti se zaprejo, na breme pride napajanje, posledično se le-to vključi v delovanje.

V primeru izklopa napajanja MP elektromagnetno polje izgine. Vzmet se poravna, povzroči sunek in zgornji del magnetnega jedra se znajde zgoraj. Posledično se kontakti razmaknejo in napajanje na breme izgine.

Nekateri modeli kontaktorjev so opremljeni s prenapetostnimi omejevalniki, ki se uporabljajo v polprevodniških krmilnih sistemih.

Ročno lahko nadzorujete delovanje sistema s pritiskom na armaturo, da občutite silo stiskanja vzmeti. Sila stiskanja se namreč spopada z magnetnim poljem. Pri popolnem spuščanju armature se kontakti, ki jih vzmet odbija, izklopijo.

Napajanje krmilne tuljave po priključitvi magnetnega kontaktorja se izvaja iz izmeničnega toka, vendar za to napravo vrsta toka ni pomembna.

Kontaktorji so praviloma opremljeni z dvema vrstama kontaktov: močnostnimi in blokirnimi. S prvimi se priključi breme, drugi pa ščitijo pred nepravilnimi dejanji pri priklopu.

Močnostnih parov MP je lahko 3 ali 4, vse je odvisno od konstrukcije naprave. V vsakem paru so tako gibljivi kot nepremični kontakti, povezani s sponkami na ohišju preko kovinskih plošč.

Prvi se razlikujejo po tem, da je napajanje na breme stalno. Izklop iz delovnega stanja nastopi šele po delovanju zaganjalnika.

Na kontaktorje z normalno odprtimi kontakti se napajanje dovaja izključno med delovanjem zaganjalnika.

Ločimo dve vrsti blokirnih kontaktov: normalno zaprte in normalno odprte. Prvo vrsto kontakta ima gumb »Stop«, normalno odprtega pa gumb »Start«.

Normalno zaprti se razlikujejo po tem, da je napajanje na breme stalno, odklop pa nastopi šele po delovanju zaganjalnika. Na kontaktorje z normalno odprtimi kontakti se napajanje dovaja izključno med delovanjem zaganjalnika.

Značilnosti montaže stikala

Nepravilna montaža magnetnega zaganjalnika ima lahko posledice v obliki lažnih proženj. Da bi se temu izognili, ne smemo izbrati mest, ki so izpostavljena vibracijam, udarcem, sunkom.

Konstrukcijsko je magnetni zaganjalnik zasnovan tako, da ga je mogoče montirati v električni omarici, vendar s spoštovanjem pravil. Naprava bo delovala zanesljivo, če bo mesto namestitve ravna, ploska in navpično nameščena površina.

Toplotni releji ne smejo biti izpostavljeni segrevanju iz tujih virov toplote, kar bo negativno vplivalo na delovanje naprave. Zato jih ni dovoljeno nameščati na mestih, izpostavljenih segrevanju.

V prostoru, kjer so nameščene naprave s tokom od 150 A, magnetnega zaganjalnika kategorično ni dovoljeno vgraditi. Vklop in izklop takih naprav povzročata hiter sunek.

Bakrene žice je treba pred priključitvijo pociniti. Če so večžilne, njihove konce pred cinjenjem zasukamo. Pri aluminijastih žicah konce očistimo s piličem, nato pa jih premažemo s pasto ali tehničnim vazelinom.

Da bi preprečili poševnost vzmetnih podložk, ki so v kontaktni sponki zaganjalnika, konec vodnika upognemo v obliki črke U ali v obroč. Kadar je treba na sponko priključiti 2 vodnika, morata biti njuna konca ravna in se nahajati na dveh straneh priključnega vijaka.

Pred vklopom zaganjalnika v delovanje je treba opraviti pregled in preveriti brezhibnost vseh elementov. Gibljivi deli se morajo premikati ročno. Električne povezave je treba primerjati s shemo.

Priljubljene sheme priključitve magnetnega stikala

Najpogosteje se uporablja montažna shema z eno napravo. Za povezavo njenih glavnih elementov se uporablja 3-žilni kabel in dva odprta kontakta v primeru, ko je naprava izklopljena.

To je izredno preprosta shema. Sestavi se, ko se zapre avtomatsko stikalo QF. Pred kratkim stikom (KZ) zaščitno vezje varuje varovalka PU.

V normalnih okoliščinah je kontakt releja R sklenjen. Ob pritisku tipke »Start« se vezje sklene. Pritisk gumba »Stop« razstavi shemo. V primeru preobremenitve toplotni senzor R sproži in prekine kontakt R, stroj se ustavi.

Pri tej shemi ima velik pomen nazivna napetost tuljave. Ko je napetost na njej 220 V, motorja 380 V, v primeru zvezde ta shema ni primerna.

Za to se uporablja shema z neutralnim vodnikom. Smiselno jo je uporabiti v primeru vezave navitij motorja v trikotnik.

Podrobnosti priključitve naprave na 220 V

Ne glede na to, kako se odločite priključiti magnetni zaganjalnik, sta v projektu obvezno prisotni dve vezji – močnostno in signalno. Preko prvega se dovaja napetost, preko drugega se upravlja delovanje opreme.

Značilnosti močnostnega tokokroga

Napajanje za MZ se priključi preko kontaktov, običajno označenih s simboloma A1 in A2. Na njih pride napetost 220 V, če je tuljava sama zasnovana za takšno napetost.

Bolj priročno je priključiti »fazo« na A2, čeprav ni bistvene razlike v povezavi. Vir napajanja se priključi na kontakte, ki so nižje na ohišju.

Vrsta napetosti ni pomembna, pomembno je, da nazivna vrednost ne presega 220 V.

Skozi magnetni zaganjalnik, opremljen s tuljavo 220 V, je možno dovajati napetost iz dizelskega in vetrnega generatorja, akumulatorja, drugih virov. Odjem se izvaja s sponk T1, T2, T3.

Slabost te možnosti priključitve je, da je za njeno vključitev ali izključitev potrebno manipulirati z vtičem. Shemo je mogoče izboljšati z namestitvijo avtomata pred MZ. Z njim vklopimo in izklopimo napajanje.

Sprememba krmilnega tokokroga

Te spremembe ne zadevajo močnostnega vezja, v tem primeru se posodablja le krmilno vezje. Celotna shema doživi manjše spremembe.

Ko so tipke v enem ohišju, se enota imenuje »tipkovni post«. Vsaka od njih ima par vhodov in par izhodov. Pri tipki »Start« so sponke normalno odprte (NO), pri nasprotni pa normalno zaprte (NC).

Tipke so vgrajene zaporedno pred MZ. Prva je »Start«, za njo sledi »Stop«. S kontakti magnetnega zaganjalnika upravljamo s krmilnim impulzom.

Njegov vir je pritisnjeni startni gumb, ki odpre pot za dovod napetosti do krmilne tuljave. »Start« ni treba držati v vklopljenem stanju.

To se vzdržuje po principu samodržanja. Sestoji iz tega, da se vzporedno z gumbom »Start« priključijo dodatni samozaklepni kontakti. Ti napajajo tuljavo z napetostjo.

Po njihovem sklenitvi se tuljava samonapaja. Prekinitev tega vezja povzroči izklop MZ.

Izklopna tipka »Stop« je običajno rdeča. Startni gumb ima lahko ne samo napis »Start«, ampak tudi »Naprej«, »Nazaj«. Najpogosteje je zelene barve, čeprav je lahko tudi črna.

Priključitev na trifazno omrežje

Možna je priključitev 3-faznega napajanja prek tuljave MP, ki deluje na 220 V. Običajno se shema uporablja z asinhronim motorjem. Pri tem se signalni tokokrog ne spremeni.

Eno fazo in 'ničlo' priključijo na ustrezne kontakte. Fazo vodnik položijo skozi startno in izklopno tipko. Na kontakta NO13 in NO14 namestijo mostiček med sklenjenim in odprtim kontaktoma.

Močnostni tokokrog ima razlike, vendar ne zelo bistvene. Tri faze se napajajo na vhode, označene na načrtu kot L1, L2, L3. Trifazno breme se priključi na T1, T2, T3.

Vključitev toplotnega releja v shemo

Vmes med magnetnim zaganjalnikom in asinhronim električnim motorjem zaporedno priključijo toplotni rele. Njegovo izbiro opravijo glede na tip motorja.

Toplotni rele bo zaščitil električni motor pred okvarami in izrednimi situacijami, ki lahko nastanejo ob izpadu ene od faz.

Rele priključijo na izhod z magnetnim zaganjalnikom. Tok v njem potuje do motorja zaporedno, pri čemer segreva rele. Zgornji del releja je opremljen s pomožnimi kontakti, povezanimi s tuljavo.

Grelnike releja dimenzionirajo na mejno vrednost toka, ki teče skozi njih. To storijo zato, da bi rele lahko izklopil zaganjalnik, ko je motor v nevarnosti zaradi pregrevanja.

Priporočamo tudi branje našega drugega članka, kjer smo opisali, kako izbrati in priključiti elektromagnetni zaganjalnik na 380 V. Več podrobnosti – kliknite na povezavo.

Zagon motorja z reverzno smerjo

Za delovanje določene opreme mora motor lahko vrteti tako v levo kot v desno.

Shema priključitve za tako različico vsebuje dva MP, tipkalno postajo ali tri ločene tipke – dve startni tipki «Naprej», «Nazaj» in «Stop».

Za izvedbo te različice v shemo z enim MP dodajo še en signalni tokokrog. Vanj spada tipka SB3, MP KM2. Rahlo spremenjen je tudi močnostni del.

Pred kratkim stikom varujeta močnostni tokokrog kontakta normalno zaprta KM1.2 in KM2.2.

Pripravo sheme za delovanje izvedejo na naslednji način:

1. Vklopijo AV QF1.
2. Na močnostna kontakta MP KM1 in KM2 prihajajo faze A, B, C.
3. Faza, ki oskrbuje krmilni tokokrog (A) prek SF1 (avtomatski odklopnik za zaščito signalnih tokokrogov) in tipko SB1 «Stop», se napaja na kontakt 3 (tipki SB2 in SB3), kontakt 13NO (MP KM1 in KM2).

Nato shema deluje po algoritmu, ki je odvisen od smeri vrtenja motorja.

Upravljanje reverza motorja

Vrtenje se začne ob pritisku tipke SB2. Pri tem se faza A prek KM2.2 napaja na tuljavo MP KM1. Začne se vklop zaganjalnika z zapiranjem normalno odprtih kontaktov in odpiranjem normalno zaprtih.

Zapiranje KM1.1 sproži samopridržanje, po zaprtju kontaktov KM1 pa sledi dovajanje faz A, B, C na identične kontakte navitij motorja in ta začne z vrtenjem.

Pred zagonom motorja v nasprotno smer je treba ustaviti predhodno nastavljeno vrtenje s tipko »Stop«. Za vrtenje v obratno smer je dovolj le, da s pomočjo kontaktorja KM2 zamenjamo lego dveh od napajalnih faz.

Izvajano dejanje bo prekinilo tokokrog, na tuljavo KM1 se ne bo več dovajala krmilna faza A, jedro s kontakti pa se bo preko povratne vzmeti vrnilo v začetni položaj.

Kontakti se bodo ločili, na motor M bo prenehalo dovajanje napetosti. Shema bo v stanju pripravljenosti.

Zažene se s pritiskom na tipko SB3. Faza A prek KM1.2 pride do KM2, MP (magnetni zaganjalnik) se aktivira in prek KM2.1 preide v samopridržanje.

Nato bo MP prek kontaktov KM2 zamenjal fazi. Posledično bo motor M spremenil smer vrtenja. V tem času se bo povezava KM2.2, ki je v tokokrogu, ki napaja MP KM1, prekinila, kar preprečuje vklop KM1, dokler deluje KM2.

Delovanje močnostne sheme

Odgovornost za preklop faz za spremembo smeri vrtenja motorja je dodeljena močnostni shemi.

Bela žica vodi fazo A na levi kontakt MP KM1, nato prek mostička preide na levi kontakt KM2. Izhodi zaganjalnikov so prav tako povezani s križnim mostičkom in nato prek KM1 na prvo navitje prispe faza A motorja.

Ob aktiviranju kontaktov MP KM1 na prvo navitje pride faza A, na drugo navitje faza B, na tretje pa faza C. Pri tem se motor vrti v levo.

Ko se aktivira KM2, se fazi B in C premakneta. Prva pride na tretje navitje, druga na drugo. Pri fazi A ni sprememb. Motor se bo začel vrteti v desno.

Zaključki in koristen video na to temo

Podrobnosti o zasnovi in priključitvi kontaktorja:

Praktična pomoč pri priključitvi MP:

Po navedenih shemah lahko magnetni zaganjalnik priključite sami tako na omrežje 220 V kot 380 V.

Ne smemo pozabiti, da sestava ni zahtevna, vendar je za reverzno shemo pomembna dvostranska zaščita, ki onemogoča sočasni vklop. Pri tem je lahko blokada mehanska ali prek blokirnih kontaktov.

Če imate vprašanja o temi članka, pustite svoje komentarje v spodnjem okvirju. Tam lahko sporočite tudi zanimive informacije ali daste nasvet o priključitvi magnetnih zaganjalnikov obiskovalcem našega spletnega mesta.