Реверсивная схема подключения электродвигателя

Подключение реверсивного магнитного пускателя

Реверсивный пускатель часто встречается в оборудовании, обеспечивающем работу механизмов и агрегатов, в которых есть функциональное назначение изменения вращения вала электрического двигателя. Схема подключения магнитного пускателя с реверсивным пуском электродвигателя всегда является предметом изучения электриков-любителей и профессионалов для создания собственных конструкций.

В промышленности существует два вида магнитных пускателей: для прямого пуска асинхронного электродвигателя, а также для реверсного пуска электрического двигателя.

Нереверсивное подключение электродвигателя

Специалисты для лучшего понимания реверсного пуска электродвигателя предлагают рассмотреть, как работает нереверсивная схема включения электрического двигателя. В конкретном примере рассматривается пускатель с катушкой управления 220 вольт. Электродвигатель подключается к цепи по следующей цепочке:

• автоматический трехфазный выключатель;
• силовые клеммы пускателя (КМ);
• тепловое реле (ТР).

Катушка управления пускателя (КМ) с одной стороны подключена к рабочему нулю, а другая сторона через цепочку кнопок управления «Пуск» и «Стоп» — к фазе цепи.

Пост управления (КМ) имеет две кнопки: «Пуск» и «Стоп»:

• у кнопки «Пуск» контакты нормально разомкнутого вида;
• у кнопки «Стоп» контакты нормально замкнутого вида.

Нормально разомкнутый контакт катушки управления включается параллельно пусковой кнопке. Тепловое реле в этой схеме играет для электродвигателя защитную функцию от перегрузки и включено в разрыв питающей фазы. Контакт нормально замкнутый (ТР) включается в цепь катушки управления (КМ).

После включения автоматического трехфазного выключателя напряжение поступает на силовые контакты пускателя и в управляющую цепь катушки — схема приведена в рабочее состояние.

Нереверсивный запуск

Для осуществления пуска электрического двигателя оператору необходимо нажать кнопку «Пуск», тогда в управляющую цепь катушки поступает напряжение, цепь замыкается и срабатывает, втягивая якорь с одновременным замыканием шунтирующего контакта катушки управления. Силовые контакты электрического двигателя получают питание, он начинает вращаться.

Когда оператор отпускает кнопку «Пуск», обмотка (КМ) получает питание от его вспомогательного контакта, двигатель работает.

Остановка

Оператору для остановки нереверсивного двигателя надо нажать кнопку «Стоп», в этом случае происходит разрыв питания катушки управления (КМ), шунтирующий контакт размыкается, якорь катушки приходит в начальное положение, тем самым размыкая силовые контакты. На электродвигателе пропадает напряжение, он останавливается.

Кода отпускается кнопка «Стоп», контакт управляющей обмотки остается разомкнутым, ожидая следующего пуска электросхемы.

Как происходит защита двигателя при нереверсивном пуске

Защита электрического двигателя реализуется при помощи биметаллических контактов (ТР), они изгибаются при увеличении тока, и расцепитель воздействует на контакт в пусковой обмотке, прекращая подачу электрической энергии. Все контакты пускателя (КМ) возвращаются в начальное положение, а двигатель останавливается. Ниже представлена принципиальная схема подключенного электродвигателя с защитой.

В схеме защиты работы электрического двигателя предусматривается дополнительная защита управления пуском и остановкой механизма, это включение в цепь предохранителя, который реагирует на межвитковое замыкание катушки управления пускателя (КМ).

Устройство магнитного пускателя для реверсного пуска

Реверсивный магнитный пускатель имеет функциональное назначение — запуск электрического двигателя, а также других механизмов, у которых есть функциональное назначение работы в прямом и обратном направлении с изменением вращения вала двигателя. Пускатель выполняет коммутационную функцию силовыми контактами и подачу напряжения на двигатель.

В отличие от контакторов пускатель используется как защита при частых пусках и остановках механизмов и устройств. Пускатели марки ПМЛ широко применяются в схемах реверса трехфазного двигателя для реализации дистанционного пуска в насосных станциях, в башенных кранах и вентиляционных системах, в других механизмах.

Магнитный пускатель в своей конструкции имеет следующие функциональные составляющие:

• электромагнитная часть с катушкой и подвижным якорем, нормально разомкнутый магнитопровод;
• главные силовые контакты, назначение которых — соединение и отключение фаз электродвигателя при пуске и остановке. Реверсивные магнитные пускатели в своем устройстве могут иметь контакты в верхней части конструкции и на стороне обмотки якоря (КМ);
• блок-контакты функционально предназначены для коммутации цепи управления;
• переход в начальное положение пускатель осуществляет при помощи возвратного механизма, это пружина, которую якорь катушки управления (КМ) возвращает в начальное положение, размыкая все контакты.

Как подключается реверсивный пускатель

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя необходима для работы электрического двигателя в прямом, а также в обратном направлении. Подключить этот вид пускового устройства для специалиста не составит труда. Очень часто в промышленности реверсивное подключение используется для работы станочного оборудования разного вида (сверлильный, токарный станок и др.). Реверсивная схема реализуется в работе лифтов не бытового назначения.

Реверсивные пускатели имеют отличие в подключении, это дополнительная цепочка управления, а также разница соединения силовой части. В схеме реализована защита от короткого замыкания, это контакты КМ1.2 и КМ2.2, которые имеют нормально замкнутый вид и размещены на пускателях КМ1 и КМ2. Реверсивная схема, представленная на фото, имеет цветовое отличие силовой и управляющей цепей:

Как происходит включение

Схему реверса асинхронного двигателя можно образно разбить на этапы включения: выключатель (QF1) переводим в рабочее положение, в этом случае все реверсивные магнитные пускатели на силовых контактах получают напряжения КМ1 и КМ2 и остаются в таком положении.

Одна фаза задействована в цепи управления обмоток пускателей, ее прохождение:

• защитный автомат (SF1) — кнопка «Стоп» (SB1) — контактная группа №3 (функционируют с кнопками (SB2) и (SB3);
• контакт 1ЗНО в пускателях КМ1 и КМ2 становится в ожидание — у него дежурное значение;
• пускатель реверсивный готов к работе.

Как происходит переключение

Схема реверса электродвигателя предусматривает следующие манипуляции в пускателе: когда оператор нажимает кнопку SB2, он дает питание управления катушкой пускателя (КМ1), далее срабатывают нормально разомкнутые контакты и размыкаются нормально замкнутые контакты в конфигурации КМ1, катушка обеспечивает «подпитку», и питание через силовые контакты поступает на мотор, он начинает вращение.

Если возникла рабочая необходимость сделать реверс электродвигателя, оператору надо поменять приложение силовых контактов (фаз), это реализуется при помощи КМ2. Важно! Всегда, когда делается подключение двигателя для обратного вращения, должна происходить его остановка, это достигается отключением в управлении обмотки КМ1 фазы №1, контакты пускателя занимают начальное положение, электродвигатель обесточен.

Оператор, нажимая кнопку SB3, подает питание на управление обмоткой КМ2, а оно изменяет включение силовых контактов «фаза №2» и «фаза №3» для подключения трехфазного электродвигателя. Он начинает вращение в другом направлении до тех пор, пока не произойдет размыкание контактов управления обмоткой.

Защита работы реверсного включения электродвигателя

Всегда, перед тем как изменить порядок подключения 3-фазного двигателя, изменяя порядок фаз на обмотках электродвигателя, надо его остановить. Это реализуют в схеме включения нормально замкнутые контакты, которые «подстраховывают» работу оператора и не допускают межфазного замыкания в электрическом двигателе, когда происходит реверсирование его подсоединения. В рассмотренной схеме подключения реверсного пускателя видно, что работать может только один пускатель.

Ежедневно происходит работа по подключению электродвигателей прямого и обратного вращения, схема включения пускателей не составляет сложностей для квалифицированных электриков. Необходимо всегда помнить, что должна реализовываться функция остановки двигателя перед его обратным вращением.

Схема реверса трехфазного двигателя

Трехфазные электродвигатели широко используются на многих объектах. В силу специфических условий эксплуатации, довольно часто возникает необходимость изменения направления вращения вала того или иного агрегата. Для этих целей лучше всего подходит стандартная схема реверса трехфазного двигателя, применяемая для открытия и закрытия гаражных ворот, обеспечения работы лифтов, погрузчиков, кран-балок и другого оборудования.

Общая схема реверса электродвигателей

В промышленности и сельском хозяйстве нашли широкое применение различные типы трехфазных асинхронных электродвигателей. Они устанавливаются в электроприводах оборудования, служат составной частью автоматических устройств. Трехфазные агрегаты завоевали популярность, благодаря высокой надежности, простому обслуживанию и ремонту, возможности работы напрямую от сети переменного тока.

Специфика работы устройств, работающих с электродвигателями, предполагает необходимость изменения направления вращения вала, называемого реверсом. Для таких ситуаций разработаны специальные схемы, в состав которых включены дополнительные электрические приборы. Прежде всего, это вводный автомат, имеющий соответствующие параметры, контакторы (2 шт.), тепловое реле и элементы управления в виде трех кнопок, объединенных в общий кнопочный пост.

Для того чтобы вал начал вращаться в противоположную сторону, необходимо изменить расположение фаз подаваемого напряжения. Необходим постоянный контроль над значением напряжения, поступающего на электродвигатель и катушки контакторов. Непосредственное выполнение реверса в трехфазном двигателе осуществляется контакторами (КМ) № 1 и № 2. При срабатывании контактора № 1, фазы поступающего напряжения будут располагаться иначе, нежели при срабатывании контактора № 2.

Для управления катушками обоих контакторов предусмотрены три кнопки – ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП. Они обеспечивают питание катушек в зависимости от расположения фаз. Порядок включения контакторов влияет на замыкание электрической цепи таким образом, что вращение вала двигателя в каждом случае происходит строго в определенную сторону. Кнопку НАЗАД необходимо только нажать, но не удерживать, так как она сама оказывается в нужном положении под действием самоподхвата.

На всех трех кнопках установлена блокировка, предотвращающая их одновременное включение. Несоблюдение этого условия может привести к возникновению в электрической цепи короткого замыкания и выходу из строя оборудования. Для блокировки кнопок используется специальный блок-контакт, расположенный в соответствующем контакторе.

Схема реверса трехфазного двигателя и кнопочного поста

В каждой системе, обеспечивающей реверс трехфазного электродвигателя, имеются специфические кнопочные контакты, объединенные в общий кнопочный пост. Работа этой системы тесно связана с функционированием остальных элементов схемы.

Всем известно, что включение контактора магнитного пускателя осуществляется с помощью управляющего импульса, поступающего после нажатия на пусковую кнопку. Данная кнопка в первую очередь обеспечивает подачу напряжения на катушку управления.

Включенное состояние контактора удерживается и сохраняется, благодаря принципу самоподхвата. Он заключается в параллельном подключении (шунтировании) к пусковой кнопке вспомогательного контакта, обеспечивающего подачу напряжения на катушку. В связи с этим уже нет необходимости удерживать кнопку ПУСК в нажатом состоянии. Таким образом, магнитный пускатель может отключиться только после разрыва цепи катушки управления, поэтому в схеме необходима кнопка с размыкающим контактом. В связи этим, кнопки управления, объединенные в кнопочный пост, оборудуются двумя парами контактов – нормально открытыми (NO) и нормально закрытыми (NC).

Все кнопки выполнены в универсальном варианте для того, чтобы обеспечить моментальный реверс двигателя, если в этом возникнет срочная необходимость. Отключающая кнопка, в соответствии с общепринятыми нормами, имеет название СТОП и маркируется красным цветом. Кнопка включения известна как стартовая или пусковая, поэтому она именуется по-разному с помощью слов ПУСК, ВПЕРЕД или НАЗАД.

В некоторых случаях кнопочный пост может использоваться в нереверсивной схеме работы электродвигателя, когда его вал вращается лишь в одном направлении. Запуск производится кнопкой пуск, а остановка произойдет через определенный промежуток времени после нажатия кнопки СТОП, когда вал преодолеет инерцию. Подключение такой схемы может быть выполнено в двух вариантах, с помощью катушек управления на 220 и 380 вольт.

Во всех случаях перед подключением кнопочного поста составляется схема его монтажа. В первую очередь выполняется подключение контактора, при отсутствии напряжения на входном кабеле. Для непосредственного управления напряжение может сниматься с любой фазы, какая будет наиболее удобна для использования. Проводник, соединяемый с кнопкой СТОП, подключается совместно с проводом фазы к соответствующей клемме контактора. Во избежание путаницы, нормально разомкнутые контакты маркируются цифрами 1 и 2, а нормально замкнутые – цифрами 3 и 4.

По завершении монтажа в кнопочном посте устанавливается перемычка, затем подключается провод, соединяющий клемму 1 кнопки ПУСК и вывод катушки управления контактора.

Схема реверса трехфазного двигателя в однофазной сети

Довольно часто трехфазные электродвигатели используются в бытовых условиях и включаются в однофазную сеть. Для таких случаев предусмотрена реверсивная схема подключения электродвигателя в однофазной сети. Принцип действия такой схемы очень простой: для выполнения реверса используются конденсаторы, питание которых переключается между полюсами питающего напряжения. Управление схемой осуществляется кнопкой.

Поскольку питающее напряжение составляет 220 В, соединение обмоток двигателя будет выполнено звездой, а на клеммник подведено три вывода. На кнопке управления между клеммами устанавливается перемычка, после чего к одной из них подключается вывод конденсатора. Второй вывод конденсатора подключается к обмотке электродвигателя, не соединенной с сетью.

Затем переключатель соединяется с двигателем, затем подводится питающее напряжение. Готовую систему нужно включить и проверить работу реверса.

Реверсивная схема подключения электродвигателя

Направление вращения вала электродвигателя иногда требуется изменить. Для этого необходима реверсивная схема подключения. Ее вид зависит от того, какой у вас мотор: постоянного или переменного тока, 220В или 380В. И совсем по-другому устроен реверс трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть.

Переменная сеть: мотор 380 к сети 380

Для реверсивного подключения трехфазного асинхронного электродвигателя возьмем за основу схему его включения без реверса:

Эта схема позволяет вращаться валу только в одну сторону – вперед. Чтобы заставить его повернуться в другую, нужно поменять местами любые две фазы. Но в электрике принято менять только А и В, несмотря на то, что к такому же результату привели бы смены А на С и В на С. Схематично это будет выглядеть так:

Для подключения дополнительно понадобятся:

• Магнитный пускатель (или контактор) – КМ2;
• Трехкнопочная станция, состоящая из двух нормально замкнутых и одного нормально разомкнутого контактов (добавлена кнопка Пуск2).

Важно! В электрике нормально замкнутый контакт – это состояние кнопочного контакта, у которого есть только два несимметричных состояния. Первое положение (нормальное) – рабочее (замкнуто), а второе – пассивное (разомкнуто). Точно так же формулируется понятие нормально разомкнутого контакта. В первом положении кнопка пассивна, а во втором – активна. Понятно, что такая кнопка будет называться «СТОП», в то время как две другие: «ВПЕРЕД» и «НАЗАД».

Схема реверсивного подключения мало отличается от простой. Главное ее отличие состоит в электроблокировке. Она необходима для исключения пуска мотора сразу в двух направлениях, что привело бы к поломке. Конструктивно блокировка – это блок с клеммами магнитных пускателей, которые соединены в управляющей цепи.

Для запуска двигателя:

1. Включите автоматы АВ1 и АВ2;
2. Нажмите кнопку Пуск1 (SB1) для вращения вала по часовой стрелке или Пуск2 (SB2) для вращения в обратную сторону;
3. Двигатель работает.

Если нужно сменить направление, то сначала нужно нажать кнопку «СТОП». Затем включить другую пусковую кнопку. Электрическая блокировка не позволяет активировать ее, если мотор не выключен.

Переменная сеть: электродвигатель 220 к сети 220

Реверс электродвигателя 220В возможен только в том случае, если выводы обмоток лежат вне корпуса. На рисунке ниже – схема однофазного включения, когда пусковая и рабочая намотки расположены внутри и выводов наружу не имеют. Если это ваш вариант, вы не сможете изменить направление вращения вала.

В любом другом случае для реверсирования однофазного конденсаторного АД необходимо поменять направление рабочей обмотки. Для этого вам понадобятся:

Схема однофазного агрегата почти ничем не отличается от той, что представлена для трехфазного асинхронного двигателя. Ранее мы перекидывали фазы: А и В. Сейчас при смене направления вместо фазного провода с одной стороны рабочей обмотки будет подключаться нулевой, а с другой – вместо нулевого фазный. И наоборот.

Переменная сеть: 380В к 220В

Для подключения трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В необходимо использовать один или два конденсатора для компенсации отсутствующей фазы: рабочий и пусковой. Направление вращательного движения зависит от того, с чем соединяется третья обмотка.

Чтобы заставить вал вращаться в другую сторону, обмотку №3 необходимо подключить с помощью конденсатора к тумблеру с двумя позициями. Он должен иметь два контакта, соединенных с обмотками №1 и №2. Ниже показана подробная схема.

Такой мотор будет играть роль однофазного, поскольку подключение происходило с помощью одного фазного провода. Чтобы запустить его, необходимо перевести реверсирующий тумблер в нужное положение («вперед» или «назад), затем перевести тумблер «пуск» в положение «включено». На момент запуска необходимо нажать одноименную кнопку – «пуск». Держать ее нужно не более трех секунд. Этого будет достаточно для разгона.

Постоянный электроток: особенности

Двигатели постоянного тока подключаются труднее моторов, питающихся от переменной сети. Потому что для того чтобы соединить обмотки, нужно точно знать, какой марки ваш агрегат. Только потом можно найти подходящую схему.

Но в любом электромоторе постоянного тока есть якорь и намотка возбуждения. От способа их включения их делят на агрегаты:

• с возбуждением независимым,
• с самостоятельным возбуждением (делится еще на три группы: последовательное, параллельное и смешанное подключение).

Электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением (схематично изображены ниже) применяется на производствах. Их намотка никак не связана с якорем, потому что подключается к другому электрическому источнику.

В станках и вентиляторах применяются моторы однофазного питания с параллельным возбуждением. Тут нет надобности во втором источнике.

В электротранспорте применяются агрегаты с последовательным возбуждением.

Если одна намотка параллельна якорю, а другая последовательна, то такой способ подключения – смешанный. Он встречается редко.

Все способы включения электродвигателей постоянного тока могут реверсироваться:

• Если возбуждение последовательное, то направление тока нужно поменять либо в возбуждающей намотке, либо в якоре;
• В любом другом случае рекомендуется менять обмотку только в якоре. Если менять в намотке, то есть опасность, что она оборвется. Это приведет к резкому возрастанию электродвижущей силы, которая приведет к повреждению изоляции.

Реверсирование двигателя постоянного тока с независимым возбуждением выполняется так же.

Имейте в виду, что в розетке ток переменный. Но это не значит, что он переменный во всех электроприборах, оснащенных электродвигателем и включенных в нее. Ток из переменного фазного может стать постоянным, пройдя через выпрямитель. Фазного питания вообще может не быть, если двигатель запитан от батареи.