Schematy podłączenia rozrusznika magnetycznego na 220 V i 380 V + cechy samodzielnego podłączenia

Stycznik magnetyczny to urządzenie odpowiedzialne za nieprzerwaną i zgodną z wymaganiami norm pracę sprzętu. Za jego pomocą dokonuje się rozdziału napięcia zasilającego i steruje pracą podłączonych obciążeń.

Najczęściej za jego pośrednictwem podaje się zasilanie do silników elektrycznych. I przez niego również realizuje się rewers silnika, jego zatrzymanie. Wszystkie te manipulacje umożliwi prawidłowy schemat podłączenia stycznika magnetycznego, który można zmontować samodzielnie.

W tym materiale opowiemy o budowie i zasadach działania stycznika magnetycznego, a także omówimy niuanse podłączenia urządzenia.

Różnica między stycznikiem magnetycznym a stycznikiem

Często przy doborze urządzenia łączeniowego pojawia się zamieszanie między stycznikami magnetycznymi (SM) a stycznikami. Urządzenia te, mimo podobieństwa w wielu parametrach, są jednak różnymi pojęciami. Stycznik magnetyczny łączy w sobie szereg urządzeń, są one połączone w jednym węźle sterującym.

W styczniku magnetycznym (SM) może być zawartych kilka styczników, plus urządzenia zabezpieczające, specjalne przystawki, elementy sterujące. Wszystko to jest zamknięte w obudowie o pewnym stopniu ochrony przed wilgocią i pyłem. Za pomocą tych urządzeń steruje się głównie pracą silników asynchronicznych.

Napięcie graniczne, z jakim pracuje stycznik magnetyczny, zależy od cewki elektromagnetycznej. Istnieją styczniki magnetyczne o małych wartościach znamionowych – 12, 24, 110 V, ale najczęściej stosuje się je na 220 i 380 V

Stycznik to urządzenie monoblokowe z zestawem funkcji przewidzianych dla konkretnej konstrukcji. Natomiast styczniki magnetyczne są stosowane w schematach dość złożonych, podczas gdy styczniki występują głównie w prostych schematach.

Budowa i przeznaczenie urządzenia

Porównując podłączenie stycznika magnetycznego i stycznika, można stwierdzić, że pierwsze urządzenie różni się od drugiego tym, że jest używane do uruchamiania silnika elektrycznego. Można nawet powiedzieć, że stycznik magnetyczny to ten sam stycznik, za pomocą którego steruje się silnikiem elektrycznym.

Różnica ta jest tak umowna, że ostatnio wielu producentów nazywa styczniki magnetyczne stycznikami prądu przemiennego, ale o małych gabarytach. A ciągłe udoskonalanie styczników uczyniło je uniwersalnymi, dlatego stały się wielofunkcyjne.

Przeznaczenie stycznika magnetycznego

Styczniki magnetyczne i styczniki są wbudowywane w sieci zasilające, które transportują prąd o napięciu przemiennym lub stałym. Ich działanie opiera się na indukcji elektromagnetycznej.

Urządzenie jest wyposażone w styki sygnalizacyjne oraz te, przez które podawane jest zasilanie. Pierwsze nazywane są pomocniczymi, drugie — roboczymi.

Przyciski startowe, w które wyposażony jest układ, zapewniają wygodną eksploatację. Jeśli konieczne jest wyłączenie obciążenia, wystarczy nacisnąć przycisk „Stop”. Wtedy dopływ napięcia do cewki stycznika zostanie przerwany i obwód się rozłączy.

Styczniki magnetyczne zdalnie sterują instalacjami elektrycznymi, w tym silnikami elektrycznymi. Ich rola jako zabezpieczenia jest zerowa — tylko gdy napięcie zanika lub spada poniżej 50%, styki główne rozłączają się.

Po zatrzymaniu urządzenia, w którego układ wbudowany jest stycznik, nie włączy się ono samoczynnie. Aby to zrobić, należy nacisnąć przycisk „Start”.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa jest to bardzo ważne, ponieważ całkowicie wykluczone są awarie spowodowane samoczynnym włączeniem instalacji elektrycznej.

Styczniki, w których układ wbudowane są przekaźniki termiczne, chronią silnik elektryczny lub inne urządzenie przed długotrwałymi przeciążeniami. Te przekaźniki mogą być dwubiegunowe (TRN) lub jednobiegunowe (TRP). Zadziałanie następuje pod wpływem prądu przeciążenia silnika przepływającego przez nie.

Konstrukcja i funkcjonowanie urządzenia

Do prawidłowej pracy styczników magnetycznych należy przestrzegać określonych zasad montażu, mieć pojęcie o podstawach techniki przekaźnikowej, a także właściwie dobrać schemat zasilania urządzenia.

Ponieważ urządzenia są przeznaczone do pracy przez krótki czas, najpopularniejsze są styczniki magnetyczne ze stykami normalnie otwartymi. Największym popytem cieszą się styczniki magnetyczne serii PME, PAE.

Pierwsze wbudowuje się w obwody sygnalizacyjne dla silników elektrycznych o mocy 0,27 – 10 kW. Drugie — o mocy 4 – 75 kW. Są przeznaczone na napięcie 220, 380 V.

Istnieją cztery warianty wykonania:

• otwarty;
• chroniony;
• pyło- i wodoszczelny;
• pyło- i bryzgoszczelny.

Styczniki PME zawierają w swojej konstrukcji dwufazowy przekaźnik TRN. W stycznikach serii PAE liczba wbudowanych przekaźników zależy od wielkości.

Litery oznaczają typ urządzenia, a cyfry następujące po nich — od 1 do 6 — wielkość. Druga cyfra oznacza wykonanie. Jedynka wskazuje na stycznik magnetyczny nieodwracalny bez zabezpieczenia termicznego, dwójka — to samo, ale z zabezpieczeniem termicznym, trójka — odwracalny, bez zabezpieczenia termicznego, czwórka — z zabezpieczeniem termicznym, odwracalny.

Przy napięciu około 95% wartości nominalnej cewka stycznika jest w stanie zapewnić niezawodne działanie.

Stycznik składa się z następujących głównych podzespołów:

• rdzenia;
• cewki elektromagnetycznej;
• zwory;
• ramy;
• mechanicznych czujników pracy;
• grup styczników – centralnej i dodatkowej.

Również w konstrukcji mogą być uwzględnione jako dodatkowe elementy: przekaźnik ochronny, bezpieczniki elektryczne, dodatkowy zestaw zacisków, urządzenie rozruchowe.

Stycznik magnetyczny obejmuje w swojej konstrukcji: podstawę (1), styki nieruchome (2), sprężynę (3), rdzeń (4), dławik (5), zworę (6), sprężynę (7), mostek stykowy (8), sprężynę (9), komorę gaszącą łuk (10), element grzejny (11)

W istocie jest to przekaźnik, ale wyłączający znacznie większy prąd. Ponieważ elektromagnesy w tym urządzeniu są dość mocne, charakteryzuje się ono dużą szybkością działania.

Elektromagnes w postaci cewki z dużą liczbą zwojów jest przystosowany do napięcia 24 – 660 V. Jest ona umieszczona na rdzeniu, a duża moc jest potrzebna do pokonania siły sprężyny.

Ta ostatnia służy do szybkiego rozłączania styków, od szybkości którego zależy wielkość łuku elektrycznego. Im szybciej nastąpi rozwarcie, tym mniejszy łuk i tym lepszy stan samych styków.

Stan normalny to taki, gdy styki są rozwarte. Sprężyna przy tym utrzymuje w uniesionym stanie górną część obwodu magnetycznego.

Gdy na stycznik magnetyczny podawane jest zasilanie, przez cewkę płynie prąd i wytwarza pole elektromagnetyczne. Przyciąga ono ruchomą część obwodu magnetycznego poprzez ściśnięcie sprężyny. Styki zwierają się, na obciążenie podawane jest zasilanie, w wyniku czego zostaje ono włączone do pracy.

W przypadku odłączenia zasilania stycznika pole elektromagnetyczne zanika. Prostując się, sprężyna wykonuje pchnięcie i górna część obwodu magnetycznego znajduje się w górze. W konsekwencji rozchodzą się styki i zanika zasilanie obciążenia.

Niektóre modele styczników są wyposażone w ograniczniki przepięć, które są stosowane w półprzewodnikowych systemach sterowania.

Można ręcznie skontrolować pracę systemu poprzez naciśnięcie na zworę w celu odczucia siły skurczu sprężyny. Właśnie siła skurczu radzi sobie z polem magnetycznym. Przy całkowitym opuszczeniu zwory styki, odrzucane przez sprężynę, wyłączają się.

Zasilanie cewki sterującej po podłączeniu stycznika magnetycznego jest realizowane z prądu przemiennego, ale dla tego urządzenia rodzaj prądu nie ma znaczenia.

Styczniki z reguły są wyposażone w dwa rodzaje styków: główne i blokujące. Za pomocą tych pierwszych podłączane jest obciążenie, a drugie zabezpieczają przed nieprawidłowymi działaniami podczas podłączania.

Styczników głównych może być 3 lub 4 pary, wszystko zależy od konstrukcji urządzenia. W każdej parze znajdują się zarówno styki ruchome, jak i nieruchome, połączone z zaciskami znajdującymi się na obudowie za pomocą metalowych płytek.

Pierwsze różnią się tym, że do obciążenia stale dopływa zasilanie. Wyjście ze stanu roboczego następuje dopiero po zadziałaniu stycznika.

Na styczniki z zestykami normalnie rozwartymi zasilanie jest podawane wyłącznie podczas pracy stycznika.

Rozróżnia się dwa rodzaje styków blokady: normalnie zamknięte, normalnie rozwarte. Styk pierwszego rodzaju posiada przycisk «Stop», a normalnie rozwarty — «Start».

Zestyki normalnie zamknięte różnią się tym, że do obciążenia stale dopływa zasilanie, a odłączenie następuje dopiero po zadziałaniu stycznika. Na styczniki z zestykami normalnie rozwartymi zasilanie jest podawane wyłącznie podczas pracy stycznika.

Specyfika montażu stycznika

Nieprawidłowy montaż stycznika magnetycznego może skutkować fałszywymi zadziałaniami. Aby tego uniknąć, nie należy wybierać miejsc narażonych na wibracje, uderzenia, wstrząsy.

Konstrukcyjnie stycznik magnetyczny jest zaprojektowany tak, że można go zamontować w szafie elektrycznej, ale z zachowaniem zasad. Urządzenie będzie działać niezawodnie, jeśli miejscem jego instalacji będzie powierzchnia prosta, płaska i ustawiona pionowo.

Przekaźniki termiczne nie powinny być narażone na ogrzewanie z zewnętrznych źródeł ciepła, co negatywnie wpłynie na działanie urządzenia. Z tego powodu nie można ich umieszczać w miejscach narażonych na nagrzewanie.

Stanowczo nie wolno instalować stycznika magnetycznego w pomieszczeniu, w którym zamontowane są urządzenia o prądzie od 150 A. Włączanie i wyłączanie takich urządzeń powoduje szybki udar.

Przewody miedziane przed podłączeniem należy ocynować. Jeśli są wielożyłowe, ich końce przed cynowaniem skręca się. W przypadku przewodów aluminiowych końce czyści się pilnikiem, a następnie pokrywa pastą lub wazeliną techniczną.

Aby zapobiec przekoszeniu podkładek sprężystych znajdujących się w zacisku stycznika, koniec przewodu zagina się w kształt litery U lub w pętlę. Gdy trzeba podłączyć dwa przewody do zacisku, ich końce powinny być proste i znajdować się po obu stronach śruby zaciskowej.

Uruchomienie stycznika powinno być poprzedzone oględzinami, sprawdzeniem sprawności wszystkich elementów. Ruchome części powinny poruszać się ręcznie. Połączenia elektryczne należy zweryfikować ze schematem.

Popularne schematy podłączenia stycznika magnetycznego (SM)

Najczęściej stosuje się schemat montażowy z jednym urządzeniem. Aby połączyć jego główne elementy, używa się kabla 3-żyłowego i dwóch styków rozwartych w przypadku, gdy urządzenie jest wyłączone.

To niezwykle prosty schemat. Jest realizowany, gdy zamyka się wyłącznik automatyczny QF. Od zwarcia (zwarć) schemat sterowania chroni bezpiecznik PU.

W normalnych okolicznościach styk przekaźnika R jest zamknięty. Po naciśnięciu przycisku „Start” obwód zamyka się. Naciśnięcie przycisku „Stop” rozłącza układ. W przypadku przeciążenia termiczny czujnik R zadziała i rozłączy styk R, maszyna zatrzyma się.

W tym układzie duże znaczenie ma napięcie znamionowe cewki. Gdy napięcie na niej wynosi 220 V, a silnika 380 V, w przypadku połączenia w gwiazdę taki układ nie jest odpowiedni.

W tym celu stosuje się układ z przewodem neutralnym. Stosowanie go jest celowe w przypadku połączenia uzwojeń silnika w trójkąt.

Niuanse podłączenia urządzenia na 220 V

Niezależnie od tego, jak zdecydowano się podłączyć stycznik magnetyczny, w projekcie muszą występować dwa obwody – zasilający i sygnałowy. Przez pierwszy podawane jest napięcie, za pomocą drugiego steruje się pracą urządzenia.

Specyfika obwodu siłowego

Zasilanie dla stycznika magnetycznego podłącza się przez styki, zwykle oznaczane symbolami A1 i A2. Na nie podawane jest napięcie 220 V, jeśli sama cewka jest przystosowana do takiego napięcia.

Wygodniej jest podłączyć „fazę” do A2, chociaż nie ma zasadniczej różnicy w podłączeniu. Źródło zasilania podłącza się do styków znajdujących się niżej na obudowie.

Rodzaj napięcia nie ma znaczenia, ważne, aby wartość znamionowa nie przekraczała 220 V.

Przez stycznik magnetyczny wyposażony w cewkę 220 V możliwe jest podanie napięcia z generatora dieslowskiego i wiatrowego, akumulatora i innych źródeł. Zdejmowanie go następuje z zacisków T1, T2, T3

Minusem tego wariantu podłączenia jest fakt, że do jego włączenia lub wyłączenia trzeba wykonać czynności z wtyczką. Układ można udoskonalić poprzez zainstalowanie przed stycznikiem magnetycznym wyłącznika automatycznego. Za jego pomocą włącza się i wyłącza zasilanie.

Zmiana obwodu sterowania

Te zmiany nie dotyczą obwodu zasilającego, w tym przypadku modernizowany jest tylko obwód sterowania. Cały układ jako całość ulega niewielkim zmianom.

Gdy przyciski znajdują się w jednej obudowie, zespół nazywa się „pulpitem przyciskowym”. Każdy z nich ma parę wejść i parę wyjść. Przycisk „Start” ma zaciski normalnie otwarte (NO), a przycisk przeciwny – normalnie zamknięte (NC).

Przyciski wbudowuje się szeregowo przed stycznikiem magnetycznym. Pierwszy – „Start”, za nim idzie „Stop”. Stykami stycznika magnetycznego manipuluje się za pomocą impulsu sterującego.

Jego źródłem jest naciśnięty przycisk startowy, otwierający drogę do podania napięcia do cewki sterującej. „Start” nie musi być utrzymywany w stanie włączonym.

Jest utrzymywane na zasadzie samopodtrzymania. Polega ono na tym, że równolegle do przycisku „Start” podłącza się dodatkowe styki samoblokujące. To one zasilają cewkę napięciem.

Po ich zamknięciu cewka samoczynnie podtrzymuje zasilanie. Przerwanie tego obwodu powoduje wyłączenie stycznika magnetycznego.

Przycisk wyłączający „Stop” jest zwykle czerwony. Przycisk startowy może mieć nie tylko napis „Start”, ale także „Naprzód”, „W tył”. Najczęściej jest zielony, choć może być też czarny.

Podłączenie do sieci trójfazowej

Możliwe jest podłączenie zasilania 3-fazowego przez cewkę MP, zasilaną napięciem 220 V. Zazwyczaj układ stosuje się z silnikiem asynchronicznym. Obwód sygnałowy przy tym nie ulega zmianie.

Jedną fazę i przewód neutralny podłącza się do odpowiednich styków. Przewód fazowy prowadzi się przez przyciski start i stop. Na styki NO13, NO14 zakłada się zworkę między stykami zamkniętym a rozwartym.

Obwód siłowy różni się, ale nieznacznie. Trzy fazy podaje się na wejścia oznaczone na schemacie jako L1, L2, L3. Obciążenie trójfazowe podłącza się do T1, T2, T3.

Wprowadzenie do schematu przekaźnika termicznego

W przerwie między stycznikiem magnetycznym a silnikiem asynchronicznym podłącza się szeregowo przekaźnik termiczny. Jego dobór dokonywany jest w zależności od typu silnika.

Przekaźnik termiczny zabezpieczy silnik elektryczny przed uszkodzeniami i sytuacjami awaryjnymi, które mogą wystąpić przy zaniku jednej z faz.

Przekaźnik podłącza się do wyjścia ze stycznikiem magnetycznym. Prąd przepływa przez niego do silnika szeregowo, równocześnie ogrzewając przekaźnik. Górna część przekaźnika wyposażona jest w styki pomocnicze, połączone z cewką.

Grzałki przekaźnika oblicza się na graniczną wartość prądu przepływającego przez nie. Robi się to po to, aby gdy silnik znajdzie się w niebezpieczeństwie z powodu przegrzania, przekaźnik mógł wyłączyć stycznik.

Zalecamy również przeczytanie naszego innego artykułu, w którym opisaliśmy, jak wybrać i podłączyć stycznik elektromagnetyczny na 380 V. Więcej informacji – proszę przejść link.

Uruchomienie silnika z rewersem

Do funkcjonowania oddzielnego urządzenia konieczne jest, aby silnik mógł obracać się zarówno w lewo, jak i w prawo.

Schemat podłączenia dla takiej opcji zawiera dwa MP, pulpit przyciskowy lub trzy oddzielne przyciski – dwa startowe: „Do przodu”, „Do tyłu” oraz „Stop”.

Aby zrealizować tę opcję, do schematu z jednym MP dodaje się dodatkowy obwód sygnałowy. W jego skład wchodzi przycisk SB3 oraz MP KM2. Nieznacznie zmieniona jest również część siłowa.

Przed zwarciem obwód siłowy chronią styki normalnie zamknięte KM1.2, KM2.2.

Przygotowanie schematu do pracy wykonuje się w następujący sposób:

1. Włącza się AV QF1.
2. Na styki siłowe MP KM1, KM2 podawane są fazy A, B, C.
3. Faza, która zasila obwód sterowania (A) przez SF1 (wyłącznik zabezpieczający obwody sygnałowe) i przycisk SB1 „Stop”, podawana jest na styk 3 (przycisków SB2, SB3), styk 13NO (MP KM1, KM2).

Następnie układ działa według algorytmu zależnego od kierunku obrotów silnika.

Sterowanie rewersem silnika

Obrót rozpoczyna się po naciśnięciu przycisku SB2. Wtedy faza A przez KM2.2 podawana jest na cewkę MP KM1. Rozpoczyna się załączanie stycznika z zamykaniem styków normalnie otwartych i otwieraniem styków normalnie zamkniętych.

Zamknięcie KM1.1 powoduje samopodtrzymanie, a po zwarciu styków KM1 następuje podanie faz A, B, C na identyczne styki uzwojeń silnika i rozpoczyna on obrót.

Przed uruchomieniem silnika w przeciwnym kierunku należy zatrzymać wcześniej zadany obrót za pomocą przycisku «Stop». Aby obracać w przeciwnym kierunku, wystarczy za pomocą stycznika KM2 zmienić położenie dwóch dowolnych faz zasilających.

Podjęte działanie rozłączy obwód, do cewki KM1 przestanie być podawana faza sterująca A, a rdzeń ze stykami, za pomocą sprężyny powrotnej, powróci do położenia początkowego.

Styki rozłączą się, do silnika M przestanie być podawane napięcie. Schemat będzie pozostawał w trybie oczekiwania.

Uruchamia się ją poprzez naciśnięcie przycisku SB3. Faza A przez KM1.2 dotrze do KM2, MP zadziała, a przez KM2.1 znajdzie się w samopodtrzymaniu.

Następnie, MP za pomocą styków KM2 zamieni fazy miejscami. W rezultacie silnik M zmieni kierunek obrotu. W tym czasie połączenie KM2.2, znajdujące się w obwodzie zasilającym MP KM1, rozłączy się, uniemożliwiając załączenie KM1, dopóki działa KM2.

Działanie schematu siłowego

Odpowiedzialność za przełączanie faz w celu zmiany kierunku obrotów silnika spoczywa na obwodzie siłowym.

Przewód biały doprowadza fazę A do lewego styku MP KM1, następnie przez zworę przechodzi do lewego styku KM2. Wyjścia styczników są również połączone krzyżową zworą, a następnie przez KM1 do pierwszego uzwojenia podawana jest faza A silnika.

Po zadziałaniu styków MP KM1 na pierwsze uzwojenie podawana jest faza A, na drugie uzwojenie — faza B, a na trzecie — faza C. Silnik obraca się w lewo.

Gdy zadziała KM2, przemieszczają się fazy B i C. Pierwsza trafia na trzecie uzwojenie, druga — na drugie. Nie ma zmian w fazie A. Silnik zacznie obracać się w prawo.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Szczegóły dotyczące budowy i podłączenia stycznika:

Praktyczna pomoc przy podłączaniu MP:

Według podanych schematów można podłączyć stycznik magnetyczny własnymi rękami zarówno do sieci 220, jak i 380 V.

Należy pamiętać, że montaż nie jest skomplikowany, ale dla schematu rewersyjnego ważne jest zastosowanie zabezpieczenia dwustronnego, uniemożliwiającego załączenie przeciwstawne. Przy tym blokada może być mechaniczna lub za pomocą styków blokujących.

Jeśli mają Państwo pytania dotyczące tematu artykułu, prosimy o pozostawienie swoich komentarzy w bloku poniżej. Tam również mogą Państwo podzielić się interesującymi informacjami lub udzielić porady dotyczącej podłączania styczników magnetycznych odwiedzającym naszą stronę.