Při připojování výkonných elektrických a elektromechanických jednotek (například elektrických čerpadel, elektrických motorů, topných těles) se obvykle používají elektromagnetické spouštěče nebo stykače. Tato zařízení umožňují vzdálené bezpečné přepínání elektrické sítě s výkonnými spotřebiteli elektřiny. Umožňují opakovaně odpojit a připojit zátěžová zařízení v krátkém období a také umožňují použití tepelných relé a ochranných obvodů, „samosvorné“, blokování.
Abyste správně sestavili schéma zapojení, musíte pochopit principy elektromagnetického spouštěče.
Stykač a elektromagnetické spouštěcí zařízení
Nejprve je nutné popsat rozdíly mezi dvěma zařízeními stejného typu: stykače a spouštěče. Jsou založeny na stejném principu elektromagnetické indukce. Rozdíl spočívá ve stupni ochrany a současných omezeních aplikace.
Startéry jsou vyráběny v plastovém pouzdře s maximálním proudovým limitem až 10 ampérů. Jsou určeny k zapnutí a vypnutí asynchronních motorů, kde jsou vyžadovány tři fáze napájení. Proto z pouzdra vyčnívají tři skupiny silových kontaktů. To však nezasahuje do používání elektromagnetických spouštěčů, jejichž schémata zapojení jsou velmi jednoduchá pro spouštění a odpojování jiných zařízení s provozním napájecím zdrojem 380 a 220 voltů nebo méně. S jejich pomocí můžete spouštět různá zařízení a jednotky až po osvětlovací obvody. Často se startéry nazývají malými stykači.
Stykače jsou určeny k provozu jednotek se současnou spotřebou více než 10 ampér, zpravidla nemají skříň a jsou instalovány ve specializovaných izolovaných kontejnerech nebo krabicích. Jsou vybaveny velkými obloukovými komorami, mají velké rozměry a hmotnost.
Pracovní princip
Hlavní části startéru jsou dvě jádra ve tvaru písmene „Ш“ a indukční cívka.
Jedno z jader je pevně namontováno na těle, druhé je pohyblivé a vybavené pružinami. Induktor je upevněn k pevnému jádru. Řídicí napětí celého zařízení v rozsahu od 12 do 380 voltů závisí na jeho typu.
V horní části je kontaktní skupina sestávající z pohyblivého kontaktního můstku a dvou pevných přerušovacích terminálů. Když je na induktor přivedeno napětí, je generováno magnetické pole, které stahuje pohyblivé jádro dolů. Svorky přerušení jsou uzavřeny kontaktním můstkem, čímž se spouští zatížení zařízení nebo jednotka. Když je napájení indukční cívky vypnuto, magnetické pole zmizí, pružiny zvednou pohyblivé jádro a otevřou přerušovací kontakty a odpojí zátěž.
Na rozpínací kontakty je možné aplikovat stejnosměrné i střídavé napětí, nesmí však překročit hodnoty stanovené výrobcem. Tyto hodnoty jsou uvedeny na krytu přístroje. Startéry jsou rozděleny do dvou typů:
- Uzavřené, které se při přivedení napětí odpojí, otevřete kontakty. Konstrukce se mírně liší, používají se v ochranných obvodech proti přetížení a nepoužívají se k napájení.
- Otevřeno, které ve stavu bez napájení při použití proudu uzavře skupinu kontaktů. Nejběžnější spouštěče se používají k napájení.
Schémata zapojení
Existuje mnoho možností pro připojení startérů. Je důležité určit, jaké úkoly by se měly provádět. V zásadě je vyžadováno provedení základních funkcí: spuštění a zastavení připojeného zařízení, které se provádí přepínáním pomocí dvou spouštěcích tlačítek „Start“ a „Stop“. Tlačítka lze kombinovat nebo instalovat samostatně. Jiné funkce však mohou být také vyžadovány, například zpětný chod (pokud je připojená zátěž indukčním motorem). V závislosti na cílech se sestaví požadované schéma.
Klasické síťové připojení
Schéma zapojení 380 V magnetického spouštěče umožňuje, aby jedno tlačítko přivedlo napětí na zdroj spotřeby a druhé vypnulo. Výkonová složka obvodu je napájena ze třífázového střídavého napětí 380 V. Fáze jsou označeny písmeny „A“, „B“, „C“. Pokud je napájení napájeno z jednofázové sítě, jedná se pouze o dva kontakty.
Výkonová část je implementována pomocí třífázového jističe QF 1, magnetického třífázového výkonového spouštěče, jehož tři otevřené koncové skupiny jsou označeny 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3. Písmeno „M“ označuje zatížení zařízení nebo jednotky. Řídicí obvod je připojen na fázi „A“ na pinu 1 L1. Skládá se ze startovacích tlačítek SB 2 a vypínacího tlačítka SB 1, indukční cívky startéru KM 1 a jejích pomocných kontaktů 13 NO, 14 NO zapojených paralelně s tlačítkem Start.
Zapnutím stroje QF 1 se do vstupních kontaktů elektrického spouštěče 1L1, 3L2, 5L3 přivádí záložní napětí. Od kontaktu 1L1 je napětí přiváděno do řídicího obvodu tlačítkem SB 1 do skupiny kontaktů 3, která sestává z kontaktu tlačítka SB 2 a pomocného kontaktu magnetického spouštěče KM 1, který tam zůstává v pohotovostním režimu, dokud není stisknuto tlačítko Start SB2.
Když je startovací tlačítko sepnuto, je do cívky přiváděno napětí, což vede k aktivaci spouštěče a sepnutí silových kontaktů 2T1, 4T2, 6T3, ke kterým je připojen zdroj spotřeby. Při otevření spouštěcího tlačítka nejsou výkonové kontakty rozpojeny, protože paralelním připojením pomocného kontaktu 13 NO-14 NO je realizován samočinný odběr skupiny výstupů, napájení a kontaktů.
Funguje to následovně : po přerušení dodávky napětí pomocí tlačítka start proud stále teče do indukční cívky, ale prostřednictvím kontaktů 13 NO-14 NO. Magnetické pole zůstává zapnuté a brání otevření skupiny kontaktů napájení. Bez implementace funkce „self-capture“ by muselo být tlačítko start drženo neustále.
Zdroj zátěže se vypne stisknutím tlačítka SB 1, které otevře řídicí obvod, přeruší práci magnetického pole a pružina vrátí pohyblivé jádro do své původní polohy otevřením skupiny výkonových kontaktů.
Při instalaci obvodu je důležité přesně znát použitou indukční cívku a síťové napětí. Pomocí cívky dimenzované na 220 voltů je jeden kontakt připojen k hmotnosti druhého prostřednictvím tlačítek k jedné ze dvou fází. Pokud je pracovní cívka 380 voltů, jsou oba kontakty připojeny k fázím.
Cívky se vyrábějí také pro nižší napětí: 12, 24, 36 V. Je důležité přesně znát provozní napětí a technické vlastnosti použité indukčnosti.
V obvodech s nižším napětím je možné použít cívky s vyšší jmenovitou hodnotou, ale zpětná výměna není možná. Například 380 V cívka může být použita v 220 V síti, ale ne naopak. Nejobvyklejší je 380 V elektromagnetický startér.
Přepínání na síť 220 V
Zvažte nejjednodušší schéma připojení 220 V magnetického spouštěče k normální domácí síti. Napětí pro indukční cívku je přivedeno na svorky A1 a A2.
Na svorky L1, L2, L3 je možné připojit libovolné napětí povolené jmenovitým výkonem střídavého nebo stejnosměrného zařízení. Svorky T1, T2, T3 jsou výstupem aplikovaného napájecího napětí. Např. Můžete na napájecí svorky připojit stejnosměrný proud z baterie. Napájí zařízení připojené k výstupním terminálům.
Jednofázové napájení řídicí cívky umožňuje připojení fáze a nuly k některému z kontaktů. Schéma je primitivní a ukazuje se, že rozumí postupu pro připojení magnetického spouštěče k domácí síti, protože pro tyto účely lze použít běžný přepínač.
Řídicí cívka může být například připojena k domácí síti prostřednictvím světelného senzoru, pohybového senzoru nebo časového spínače, napětí potřebné pro zátěž je přivedeno na přívod energie a na výstup může být připojena ulice nebo jiný osvětlovací obvod. Existuje mnoho aplikací.
Reverzní spouštění elektromechanických jednotek
Obvody s reverzním startem se používají ke spouštění asynchronních elektromotorů se schopností měnit směr otáčení pracovního hřídele.
Tento obvod je realizován pomocí dvou magnetických spouštěčů. Změna směru pohybu hřídele se dosáhne obrácením obou fází. Když je startér KM 1 zapnutý, motor bude otáčet hřídelí ve směru hodinových ručiček, když je zapnutý stykač KM 2, bude se hřídel otáčet proti směru hodinových ručiček. Magnetická zařízení KM 1 a KM 2 se zapínají různými tlačítky „Start forward“ a „Start back“. Deaktivace je běžné tlačítko.
V reverzních obvodech musí být zajištěna ochrana proti současné aktivaci funkcí „Forward Forward“ a „Start Forward“. Taková ochrana může být dvou typů:
- Mechanická ochrana - tlačítka ze současné aktivace jsou blokována různými mechanickými zámky.
- Elektrická ochrana je dosažena zahrnutím součástí obvodů blokujících současné zahrnutí startérů.
V uvažovaném schématu je současné zahrnutí dvou startérů téměř nemožné. Když je stykač KM 1 zapnutý, je kontakt 3 KM 1.4 přerušený. Pokud omylem stisknete současně dvě spouštěcí tlačítka, nic se nestane, ale elektromotor se bude otáčet ve směru, který byl dříve nastaven.
Aby se zabránilo náhodnému současnému sepnutí dvou stykačů, je lepší sestavit složitější blokovací obvod pro synchronní spínání a „samočinný odběr“. K tomu je nutné další blokování a další „samosvornost“. Standardní indukční spouštěče však neposkytují pátou kontaktní skupinu. K vyřešení tohoto problému používají specializovanou předponu PKI (indukční kontaktní připojení) s cívkou 380 nebo 220 voltů. Hodnocení cívky závisí na parametrech sítě.
Předpona je upevněna speciálními upevněními na krytu spouštěče. Její kontaktní skupiny pracují synchronně se skupinami primárních kontaktů.
V diagramech napětí ze startovacích tlačítek nejde přímo do indukční cívky, ale přes kontakty jiné normálně uzavřené (uzavřené ve vypnutém stavu) startéru. To má za následek nemožnost dodávat proud dvěma hlavním stykačům současně. Pokud dojde k náhodnému zapnutí druhého stykače, napětí přejde na cívku normálně uzavřeného startéru a otevře první obvod. Tím je realizována jednoduchá a spolehlivá ochrana proti zkratu.
Připojení elektromagnetického spouštěče je jednoduchý úkol. Hlavní věc je pečlivě namontovat potřebný obvod a nezapomenout na bezpečnostní opatření. Stykače se zpravidla používají k připojení vysokovýkonných zátěžových zařízení vyžadujících vysoké napětí. Vysoké napětí je vždy nebezpečné, práce s ním vyžaduje zvláštní péči a dodržování všech nezbytných bezpečnostních opatření. Zde jsou některé z nich:
- Proveďte všechny instalační práce s vypnutým napájením.
- Izolujte všechna připojení.
- Stykače by měly být instalovány do speciálních krabic nebo krabic.
- Při montáži používejte nástroje s izolovanými držadly.
- Před zahájením pečlivě zkontrolujte všechny sestavené elektrické obvody.
Schémata zapojení výkonových zařízení pomocí elektromagnetických spouštěčů jsou velmi jednoduchá. Umožňují vám pohodlně, bezpečně a dlouhodobě spravovat zdroje vysoké spotřeby energie.