Рекомендации по выбору контактора (магнитного пускателя), реле тепловой перегрузки (теплового реле).
16.05.2022
Рекомендации по выбору контактора и теплового реле.
Содержание:
- Категории применения контакторов.
- Номинальные параметры электродвигателей.
- Коммутационная износостойкость (электрический и механический ресурс) контакторов.
- Подбор реле тепловой перегрузки для защиты электрических двигателей.
- Выбор контакторов по напряжению, вспомогательным контактам, климатическому исполнению.
Рис. 1
Правильный и рациональный выбор аппаратов управления (контакторов), аппаратов защиты (реле тепловой перегрузки) является основополагающим при разработке электрических схем при их разнообразии как по мощности, так и по степени ответственности, надежности, экономичности. Данный факт вынуждает иметь дело с таким же (или большим) разнообразием исполнительных элементов (рис.1), правильный выбор которых во многом определяет технико-экономические показатели объекта управления в целом. Среди основных показателей, характеризующих качество исполнительных элементов, можно выделить: надежность, экономичность, достаточный срок службы, малые массу и габаритные размеры, небольшие эксплуатационные затраты, низкую стоимость, высокую технологичность, иногда низкий шум при работе и т. д.
1.Категории применения контакторов.
Для правильного подбора контактора очень важно определить его категорию применения согласно Приложения 1. Самой распространенной у контакторов является категория AC-3, применяемая для асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами: пуск; отключение; отключение во время разгона. Приоритет категории AC-3 связан с тем, что более 80% всех контакторов применяются для дистанционного управления электрическими двигателями, а точнее асинхронными двигателями с коротко замкнутыми роторами благодаря своей простоте, низкой стоимости и высокой надёжности, т.к. это самый распространённый тип двигателей (90% от общего числа выпускаемых в мире). Именно на данный факт ориентируются все производители контакторов, указывая номинальный ток по АС-3 в своих наименованиях после названия серии.
Также производители контакторов дополнительно указывают номинальный ток Ie по АС-1 для неиндуктивных или незначительно индуктивных нагрузок, что важно для коммутации печей сопротивления, организации АВР на контакторах и дистанционного отключения общей нагрузки (рис. 2).
Рис. 2
Обязательно нужно принимать во внимание условия эксплуатации: нормальные или особые, согласно Приложения 1. Под особые условия попадают электродвигатели для прессов, дробилок, насосов, некоторых вентиляторов и прочего оборудования запуск которых осуществляется под большой дополнительной механической нагрузкой на приводе. К примеру прямой пуск в течении 5 секунд по категории AC-3 для нормальных условий эксплуатаций 6xIe и уже 8xIe для особых условий. Данный факт необходимо учитывать в подборе контактора с запасом по номинальному току в 1,25xIe по АС-3, т. к. электрический ресурс производители указывают для нормальных условий эксплуатации.
К особым условиям нужно отнести эксплуатацию с частой коммутацией контактора (выше установленной производителем нормы), данный случай рассмотрен в пункте 3.
2. Номинальные параметры электродвигателей.
В Приложении 2 приведены справочные данные номинальных параметров электрических двигателей для прямого пуска и пуска звезда-треугольник. С помощью данного приложения можно также подобрать номинал предохранителя на вводе для защиты от токов короткого замыкания.
Для двигателей специального исполнения необходимо руководствоваться технической документацией, приложенной к ним, а также биркой на их корпусе.
3. Коммутационная износостойкость (электрический и механический ресурс) контакторов.
Коммутационная износостойкость контакторов – это один из самых важных параметров и определяется таким числом включений и отключений цепи с током и без тока, после которого требуется замена силовых контактов или контактора целиком. Механический ресурс обычно с большим запасом по отношению к электрическому и у большинства производителей составляет не менее 5 млн циклов для серии CNN от Rade Koncar. Электрический ресурс полностью зависит от мощности потребителя и выбрав контактор номиналом выше данный параметр можно повысить. Как видно на (рис. 3) выбрав контактор CNN 12 для электрического двигателя Pn= 3,5kW повысит электрический ресурс контактора чуть более 2 млн циклов (для нормальных условий эксплуатации).
Рис. 3
Основные факторы снижающими коммутационный ресурс контактора:
- неправильный выбор контактора по номинальному току с учетом категории потребителя и условий эксплуатации;
- эксплуатация при температурах вне разрешенного рабочего диапазона, указанного в технических данных производителя;
- коммутация электродвигателя в «грязных сетях» при выборе контактора без учета фактического (рабочего) номинального тока электродвигателя;
- эксплуатация с частотой коммутации в единицу времени вне разрешенного количества, указанного в технических данных производителя. На рис.4 пример выбора номинального тока контактора в зависимости от числа операций в час на примере серии DILM от Eaton;
- подключение и эксплуатация с проводниками меньшего сечением, чем указано в технической документации на контактор, что приводит к дополнительному нагреву силовых контактов и как следствие снижению электрического ресурса.
Рис.4
4. Подбор реле тепловой перегрузки для защиты электрических двигателей.
Рис. 5
Методика выбора реле тепловой защиты (защиты двигателя от перегрузки) заключается в том, что реле не должно ложно срабатывать при пуске, но надежно отрабатывать при повышении номинального тока двигателя. Основная причина перегрузки и роста тока выше номинального - увеличение момента на валу машины, износ подшипников, работа на пониженном напряжении.
В соответствии с МЭК 60947-4-1 существуют 4 класса срабатывания теплового реле: 10А, 10, 20 и 30. Чаще всего применяются классы 10 и 10 А. Классы 20 и 30 предназначены для тяжелых и очень тяжелых условий пуска двигателей (особые условия эксплуатации). На (рис. 6 и рис. 7) графически и в виде таблицы показано время срабатывания теплового реле в зависимости от кратности номинального тока.
Рис. 6 Рис. 7
Фактически тепловое реле защищает не только двигатель от перегрузки, а также еще и контактор. При выборе контактора по номинальному току для его эксплуатации в рамках ожидаемого срока службы необходимо учитывать возможную перегрузку как минимум 20% (по мнению автора статьи).
Пример на базе Rade Koncar: Для электрического двигателя с прямым пуском 4kW(400VAC) или 8,5A по АС-3 при нормальных условиях эксплуатации и относительно «чистых» сетей выбираем контактор СNN 12 и тепловым реле с регулировкой TM 40-10A c диапазоном регулировки It=7.2_10A. Номинал предохранителя на вводе - 20A.
5. Выбор контакторов по напряжению, вспомогательным контактам, климатическому исполнению.
Не считая версий с универсальными катушками, большинство контакторов изготавливаются на одно индивидуальное напряжение катушки (точнее диапазон) при котором магнитная система устройства работает стабильно. Напряжение катушки указывается в наименовании контактора и также нанесено на его корпусе.
Вспомогательные контакты двух типов – нормально разомкнутые (NO) и нормально замкнутые (NC) могут быть встроенные либо в виде отдельного аксессуара к контактору. Их количество и тип определяются их функциональной задачей (коммутации цепей управления, блокировки, питания сигнальных ламп, катушек реле и других вспомогательных аппаратов) и отображаются на электрической схеме.
Для выбора контактора по климатическому исполнению достаточно понимать, что контактор, установленный в шкафу, корпусе, щите и пр. будут соответствовать степени защиты места установки. У многих производителей доступны аксессуары в виде корпусов для наружного монтажа контакторов IP54/65 c возможность установки тепловых реле, также есть варианты корпусов с кнопками пуск-стоп для организации пусковой сборки (рис. 8).
Рис. 8
P.S.:
- Выражение «чем больше, тем лучше» всегда работает для подбора контактора.
- Правильно подобранное реле тепловой перегрузки защитит не только электродвигатель, но и контактор.
- Контактор и магнитный пускатель - «одного поля ягоды».
- Контакторы с напряжением катушки 380/400VAC представлены в широком ассортименте для всех популярных номиналов 9_100A по АС-3 серии CNN от Rade Koncar.
Уточнить цены, наличие, получить квалифицированную консультацию можно по телефонам ☎️ +375 17 247-19-99, +375 44 567-19-99, +375 29 787-19-99 либо у своего менеджера.