Кнопочный пост

Типы постов

На рынке электротехнического оборудования представлено много разнообразных кнопочных пультов, с помощью которых можно управлять оборудованием и станками. Стоит отметить, что отличия многих из них прослеживаются в основном в дизайне корпуса и бренде, а функционал и конструкция многих совершенно идентичны.

Поэтому из выпускаемых устройств выделяются только основные, имеющие обоснованные технические различия:

• ПКЕ, с помощью которых осуществляется управление агрегатов металло- и деревообработки промышленного и бытового назначения;
• ПКУ, предназначенные только для промышленного оборудования, где нет угрозы взрыва;
• ПКТ, используемые для агрегатов с подъёмно-грузовым механизмом.

Специальные кнопочные посты

До 1 января 2016 на кнопочные посты распространялось действие ГОСТ 30011.5.1. С этой даты следует руководствоваться ГОСТ IEC 60947-5-1. Информация взята из ИУС-10-2015. Имеются и некоторые другие документы. Стандарты играют роль в том случае, когда условия применения особенные. Например, взрывобезопасные кнопочные посты изнутри заполнены трансформаторным маслом для блокировки возникновения электрической дуги на переключении контактов.

Для коммутации используется специальный провод, изоляция которого стойка к действию агрессивных сред. В данном случае имеются в виду масло и бензин. Резиновой изоляции следует избегать на всем протяжении агрессивного участка. Все токонесущие части погружаются в масло. Из этого следует прямо, что устойчивая изоляция также должна быть ниже уровня жидкости.

Согласно международным стандартам взрывоопасные смеси делятся на группы и категории. Конфликт стандартов в этой области невелик. Знак взрывозащищённости ставится, как правило, на корпусе. Это либо литые теснённые знаки, либо шильдик. Потом следует группа или категория взрывоопасной смеси.

Кнопки находятся внутри корпуса и управляются специальными наружными элементами – к примеру, скобами. Кабель вводится через муфту на зажимные контакты. Корпус выполняется из особо прочных материалов, композитных прессованных смесей, иногда используются чугун, сталь. Часто кнопки могут находиться в одном герметичном отсеке, а электрические соединения в другом. Что упрощает меры безопасности в отношении эксплуатации и монтажа изделия. Маркировка содержит сведения о защите корпуса по классу IP, категории размещения по ГОСТ 15150.

Преимущества реализации такой схемы подключения

1. Коммутатор и манипулятор управления (кнопка) могут быть разнесены. То есть, управляющий элемент располагается в непосредственной близости от оператора, а массивный коммутатор можно разместить в любом удобном месте.
2. Возможно управление с помощью ножного привода (руки остаются свободными). Это позволяет лучше контролировать электроустановку и удерживать обрабатываемую деталь.
3. Схема подключения выносного пускателя позволяет разместить устройства безопасности. Например, защиту от короткого замыкания или тепловые реле, срабатывающие при температурных перегрузках. Кроме того, такая схема позволяет реализовать механическую защиту: при перемещении подвижных частей электроустановки до критической отметки, срабатывает концевой выключатель, и магнитный пускатель размыкается.
4. Дистанционное расположение управляющих элементов позволяет расположить аварийную кнопку в удобном месте, что повышает безопасность эксплуатации.
5. Есть возможность установить единый кнопочный пост для управления большим количеством магнитных пускателей при расположении электроустановок в разных местах и на большом удалении. Схема подключения через такой пост предполагает использование слаботочной управляющей проводки, что экономит средства на приобретение дорогостоящих силовых кабелей.
6. Для управления одним пускателем можно установить несколько кнопочных постов. В таком случае управление электроустановкой с каждого поста будет равнозначным. То есть, можно запустить электродвигатель с одной точки, а выключить с другой. Схема подключения нескольких кнопочных постов на иллюстрации:
7. Магнитные контакторы можно интегрировать в электронную систему управления. В этом случае команды на пуск и отключение электроустановок подаются автоматически, по заданному алгоритму. Организовать такую систему с помощью механических (ручных) включателей невозможно.

Фактически, такая коммутация представляет собой релейную схему.

Как подключить трехфазный двигатель через магнитный пускатель

Питание 380 V (три фазы) осуществляется аналогично, только силовых проводов будет больше.

Контактор включает не одну, а три фазные линии. При этом, управляющая кнопка подключена по аналогичной схеме (как в однофазном случае).

На иллюстрации изображен пускатель, с управляющей катушкой соленоида на 380 V. Управляющая цепь коммутируется между двумя любыми фазами. Для безопасности присутствует термореле, датчики которого могут располагаться как на одном, так и на нескольких фазных проводах.

Как подключить контактор на 3 фазы, с обмоткой пускателя 220 V? Схема аналогичная, только управляющая цепь коммутируется между любой из фаз, и нейтральным проводом. Термореле работает так же точно, поскольку его механизм завязан на температуру силовых кабелей.

Как работает пускатель

Главными частями прибора являются индуктивная катушка и магнитопровод, состоящий из статической и динамической частей Ш-образной формы. Они расположены выводами один к другому. Стационарная часть закреплена на корпусе, а подвижная – не закреплена. Внизу магнитопровода в специальную прорезь вводится катушка индуктивности.

В зависимости от ее параметров, меняется номинальное напряжение работы устройства – от 12 до 380 вольт. Вверху магнитопровода находится две пары контактов – статичные и динамичные.

Когда питания нет, то пружинка удерживает контакты разомкнутыми. Когда питание появляется, в катушке наводится магнитное поле, и верхний сердечник притягивается к нижнему. Контакты в результате замыкаются. После снятия питания, исчезает и электромагнитное поле, а пружина разжимает контакты.

Устройство может работать от источника постоянного тока, и при одно- и трехфазном переменном токе, главное, чтобы его значения не превышали номинал, указанный заводом-изготовителем.

Основные характеристики и условия эксплуатации

Невзирая на то, что технические характеристики моделей идентичны, отличия в параметрах всё же наблюдаются:

• при переменном токе наименьшее рабочее напряжение составляет 36 В, при постоянном – от 24 В;
• номинальное напряжение с переменным током составляет до 660В, с постоянным – до 440 В;
• номинальное напряжение, подаваемое на изоляционные слои в пределах 600-660 В;
• четыре вида номинального режима работы (продолжительный, прерывисто-продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный);
• номинальная сила тока составляет 10А;
• в течение 1 секунды через кнопочный пост протекает сквозной ток номиналом 200А.

Посты функционируют на различных площадях, которые расположены не выше точки 4300 м над уровнем моря

Модели постов

Кнопочный пост XACA28131 (Schneider Electric) представляет собой подвесную модель с корпусом из полипропилена. Устройство предназначено для управления односкоростным двигателем подъёмной техники. На корпусе имеются 2 кнопки и один аварийный стоп. Механическая износостойкость составляет 1000000 циклов, но при надлежащем обслуживании и правильной эксплуатации прослужить прибор может и дольше. Стоимость пульта – 4815 рублей.

Пульт управления XACA49141 (Schneider Electric) представляет собой подвесную конструкцию с корпусом из полипропилена. Устройство предназначено для подключения к двухскоростному двигателю подъёмной машины. Модель оснащена 4-мя кнопками и одной аварийной остановкой. Номинальная рабочая мощность составляет 65 Вт, что соответствует степени износостойкости в 1000000 циклов. Стоимость поста – 8014 рублей.

Кнопочный пост ПКТ-61 (IEK) имеет вмонтированные 2 кнопки (без фиксации). Степень защиты модели – IP54, номинальное напряжение до 400 В при переменном токе. Корпус выполнен из пластика. Стоимость составляет 430 рублей.

Модель ПКЕ 212/3 (Россия) имеет пластиковый корпус с двумя кнопками управления (без фиксации) и одним аварийным отключением. Номинальное напряжение – 440В/660 В. Степень защиты соответствует показателю IP40. Стоимость устройства – 162 рубля.

Пост XACA6814 (Schneider Electric) имеет подвесную конструкцию, корпус выполнен из полипропилена. Устройство оснащено 6 кнопками и одним аварийным отключением. Механическая износостойкость составляет не менее 1000000 циклов. Номинальное напряжение – 600 В. Стоимость модели – 7155 рублей.

Специфические виды пускателей и схемы их работы

Помимо типичных задач, эти устройства, в силу своего функционала, могут использоваться и в более специфических условиях. Рассмотрим их кратко на примере тиристорного пускателя, взрывозащищенных коммутаторов типа ПВР-125р и ПВИ-250 В, подключения через контакторы терморегуляторов и организация АВР.

Тиристорные пускатели и схема их включения

Особенность данного типа пусковых реле состоит в том, что в них не используется метод прямого физического разрыва цепи. То есть, они являются бесконтактными и в принципе лишены ключевых недостатков привычных устройств (механического износа контактов, образования дуги и т.д.). Правильно включить электродвигатель можно на тиристорных устройствах ПТ, схема подключения которых выглядит следующим образом:

В цепи задействованы следующие элементы:

• L1, L2, L3 – фазные провода (полюса);
• ТА1, ТА 2 – трансформаторы тока;
• R1, R 2 – резисторы;
• VD1, VD 2 – транзисторы;
• VS1…VS6 – тиристоры;
• БУ – блок управления;
• SB1, SB2 – кнопки «Пуск» и «Стоп».

Пускатели типа ПВР-125р и ПВИ-250 В

Электродвигатели используются не только в более-менее привычных нам условиях: к примеру, на различных горнодобывающих предприятиях, шахтах и т.п. где сохраняется потенциальная взрывоопасная обстановка, запыленность и прочие негативные факторы. Следовательно, исполнение пусковых устройств должно предусматривать подобные ситуации. В таких условиях находят применение релейные модули ПВР-125р и ПВИ-250 В(БТ).

Пускатель типа ПВР является реверсивным модульным блоком, который монтируется во взрывозащищенном корпусе. Он используется для ввода в работу трехфазных электродвигателей различно горнодобывающей техники, работающей в выработке угольных шахт. К ПВР предъявляются особые требования в части противодействия метану и пыли.

Пускатель ПВИ-250 В (БТ, Д) используется в таких же условиях, как и ПВР, но исходя из маркировки обладает еще и искрозащитой. Предназначен для включения и выключения двигателей шахтной техники. Через ПВИ-250 обеспечивается дополнительная защита от возможных коротких замыканий или перегрузок в сети.

Пускатель ПВИ-250 В

Подключение терморегуляторов посредством пусковых реле

Теплый пол или обогреватель инфракрасного типа дополнительно комплектуются терморегуляторами, для поддержки необходимого температурного фона. Использовать их можно не только в бытовых, но и в промышленных масштабах. Примерная схема подключения такой системы, когда терморегулятор цепи подключают не напрямую, а через контактор, выглядит следующим образом:

Формирование АВР на пускателях

Еще одним случаем, когда востребовано использование коммутаторов, является обустройство систем АВР (аварийного ввода резерва). Таким образом повышается надежность электроснабжения, поскольку существует как минимум два его источника. Правильно организовать узел ввода на АВР можно по такой схеме:

Здесь можно видеть два источника питания (1 и 2), автоматические выключатели на каждой из линий (АВ1, АВ2), пускатели и их контактные узлы (ПМ1 и ПМ2). На случай, если источники электроэнергии не являются полностью независимыми (например, одна из линий идет от условного соседа), в схеме предусмотрено реле контроля напряжения РКН, которое выбирает гарантированную линию ввода.

Пусковые магнитные устройства являются одними из важнейших элементов для правильного ввода в работу электрооборудования, в частности, двигателей синхронного типа, в том числе и в опасных условиях шахт (речь идет о контакторах ПВР и ПВИ). Подключение может быть организовано по прямой, реверсивной и комбинированной схеме (звезда-треугольник). Кроме того, пускатели находят широкое применение и в других областях, где нет необходимости использования двигателей, например, для организации подвода питания к домовым сетям или к системам обогрева по терморегуляторам, по прямому или резервному источнику (АВР).

Типы

Существуют разные виды кнопочных постов, рассмотрим технические характеристики и описание самых популярных из них.

Кнопочный взрывозащищенный или аварийный пост ПВК 1,2,3 используется для дистанционного контроля транспортных средств (как наземного следования, так и морского). Благодаря довольно широкому действию такие устройства часто применяются также для контроля приводов стационарных машин (станочного оборудования).

Фото — ПВК

Технические характеристики:

1. Начальное напряжение – 127 Вольт;
2. Частота сети – 50 Гц;
3. Максимально допустимая нагрузка – 660 Вольт.

Маркировка стандартная, к примеру, ПВК 21У5:

• Х1 – количество толкателей над контактами (в нашем случае 2);
• Х2 – защита;
• Х3 – климатическое исполнение согласно ГОСТ 15150-69 (существуют варианты У, ХЛ, ОМ или Т, в данном устройстве – «У»);
• Х4 – тип установки.

Пост тельферный с ключом кнопочный типа ПКТ 60. При помощи пускателя этого типа производится контроль работы различных тяговых механизмов. В основном это подъемный кран, лифтовой эскалатор, балки и т. д. Этот ручной пост оснащен специальной индикацией, которая позволяет контролировать кнопку-гриб и направлять её в нужную сторону.

Фото — ПКТ 60 6 кнопок

Кнопочный пост открытого типа с фиксацией ПКУ 13 может монтироваться на закрытых и открытых участках различных механизмов (кранов, станков и прочих). Система работает в стандартной сети 660 (440) Вольт с частотой не более 60 Герц. Применяется для установки на насосных станциях, спусковых механизмах (например, в порту) и т. д.

Фото — ПКУ 13

Кнопочный взрывозащищенный пост КУ 92 необходим для контроля работы динамичных и стационарных машин в любых условиях. Ключевой особенностью является уровень защиты IP 54 и взрывозащищенности 1ExdIIBT5. Устройство в пластиковом корпусе оборудовано вводом с уплотнителем (резиновой прокладкой). Внутри корпуса также заключен привод управления контактами. Сертификат соответствия качества говорит о то, что к рабочим контактам можно подключать силовой бронированный кабель, а также трубные шнуры с резиновыми уплотнителями.

Фото — КУ 92

С индикацией этого кнопочного поста очень просто разобраться: 1 кнопка – это «СТОП», 2 кнопки – это «ПУСК», «СТОП», 3 кнопки – это «ВПЕРЕД», «НАЗАД», «СТОП». Возможен выбор климатических исполнений. Это У – умеренный, ХЛ – защищенный от холода, Т – тропический.

Пост кнопочный серии КП-101 противоаварийного исполнения, помещен в пластиковый корпус типа ABS. Это позволяет устанавливать прибор в различных условиях. Благодаря нескольким прокладкам между толкателями, контактами и отверстиями для вставки кабелей, устройство обладает повышенной защитой от пыли. В основном используется для контроля систем освещения.

Фото — КП-101

Пускатель ПК-221/9 – это современный пожарный пост, который необходим для коммутации сетей до 380 Вольт со стандартной частотой 50 Герц. Изготовитель оснастил его 16 кнопками, контакты которых полностью изолированы друг от друга. Применяются в бытовых и промышленных условиях, особо часто используются в автоматических линиях. Также ключевой особенностью является металлический корпус, за счет чего прибор защищен от возгорания и распространения огня.

КМЗ – это аналог более устаревшей модели ПКУ, еще его называют КМ. Обозначение расшифровывается так:

К – кнопочный, М – магнитный пост, З – защищенный от взрыва, пыли и возгорания. Далее следует количество кнопок (1, 2, 3) и исполнение по климату. Производитель обеспечил максимальную защиту рабочих элементов, поэтому пост можно устанавливать в наружной системе управления. Устройства магнитного типа считаются наиболее долговечными и быстродействующими.

Фото — схема подключения КМЗ

Приборы серии КЕ (КЕ-011, 031, КЕ-91-1 ExdIIBT5-У2 и прочие) для подключения в сетях постоянного и переменного тока. В зависимости от типа исполнения могут иметь одну кнопку (красный гриб), две или три. Максимальное напряжение для этой серии – 660 вольт при частоте 60 герц. Все приборы КЕ делятся на группы:

1. С толкателем грибовидного типа;
2. С цилиндрической задвижкой;
3. С сигнальной лампой или подсветкой под взрывозащищенным стеклом.

Помимо отечественных моделей также используются импортные кнопочные посты (Schneider Electric, АВВ – ABB, Legrand, ИЭК), которые можно купить в официальных магазинах. В частности, это пожарный XAL (Harmony XALD, XALK). Размеры позволяют монтировать приборы в щитовых или на различные подвижные части подконтрольных аппаратов. Иногда используется несколько моделей, которые в сборе представляют собой контрольный пусковой пункт.

Правила эксплуатации устройств управления

Многие модели не предназначены для работы во взрывоопасной среде, поэтому перед приобретением стоит ознакомиться с техническими характеристиками. Рабочая температура в помещении или цеху должна быть в пределах -35 – +40°С.

Посты функционируют на различных площадях, которые расположены не выше точки 4300 м над уровнем моря.

Для обеспечения длительной эксплуатации устройств необходимо следить за влажностью среды (приемлемым показателем считается 50%). Повышенный уровень влаги влияет на состояние контактов, выводит их из строя

Кроме того важно следить за степенью запылённости и загазованности помещения. Большое количество пыли и газов могут спровоцировать возгорание или задымление

Во время эксплуатации поста не допускать попадания на корпус солнечных лучей, это приведёт к перегреву устройства.

Как подключить пускатель на 220V с кнопкой

Самая распространенная схема включения — однофазный потребитель с кнопочным стартом. Причем кнопки должны быть разнесены: отдельно «пуск», отдельно «стоп». Чтобы понять, как подключить магнитный пускатель, изобразим комбинированную схему, с изображением деталей:

В нашем случае используется однофазный источник питания (220 V), разнесенные кнопки управления, защитное термореле, и собственно магнитный пускатель. Потребитель — мощный электродвигатель.

• Нулевой кабель (N) подключается одновременно к электродвигателю и контактам управляющей цепи.
• Кнопка (Кн2) «стоп» является нормально замкнутой: в отпущенном состоянии через нее протекает электрический ток.
• Линия фазы (F) контролируется защитной схемой термореле (ТП), и подключается к входным рабочим контактам пускателя (ПМ1).
• Пусковая электроцепь от фазы соединяется с обмоткой соленоида пускателя (ПМ) через замкнутые (без перегрева) контакты термореле (ТП-1).
• Параллельно нормально разомкнутой кнопке (Кн1) «пуск», подключены контакты сервисной цепи магнитного пускателя (ПМ4).
• При нажатии кнопки «пуск», через соленоид контактора течет электроток. Замыкаются контакты (ПМ1) — питание электродвигателя и (ПМ4) — питание соленоида пускателя. После отпускания кнопки «пуск», управляющая и силовая цепи остаются замкнутыми, схема находится в режиме «включено».
• При перегреве линии, срабатывает термореле (ТП), нормально замкнутые контакты (ТП1-) разрывают цепь соленоида, контактор размыкается, потребитель отключен. Повторное включение можно выполнить после остывания термореле.
• Для принудительного обесточивания потребителя, достаточно коснуться кнопки (Кн2) «стоп», цепь питания соленоида разомкнется, питание потребителя прекратится.

Такая схема клавишного подключения магнитного пускателя на 220 V позволяет безопасно пользоваться мощными электроустановками, и обеспечивает дополнительную защиту в случае перегрева линии по току. Например, если вал двигателя остановится под нагрузкой.

Упрощенная схема (без защитных устройств и термореле) на иллюстрации:

В этом случае управление соленоидом (соответственно и силовыми контактными группами) осуществляется двумя кнопками вручную.

При организации электронного поста управления, роль кнопок выполняют реле, подключенные к схеме, либо электрические системы (например, на тиристорах).

В качестве бонуса, рассмотрим подключение с помощью розетки с таймером. В этом случае схема включения работает без кнопки «стоп». То есть, при наличии управляющего напряжения (от таймера), электроустановка работает.

Конструктивные особенности

В зависимости от числа управляемых потребителей электроэнергии, посты могут быть двух-(толкатели «Пуск» и Стоп»)-и-многокнопочными. Кроме того, при выполнении электротехнических и электромонтажных работ, применяются одиночные кнопки, которые пользователь может самостоятельно установить на любом пульте управления.

Кнопочные посты монтируются в пластиковом или металлическом корпусе, имеющем крепежные отверстия для установки арматуры на место удобное для эксплуатации. Отдельную группу составляют кнопочные посты, предназначенных для управления тельферами (серия «ПКТ»), кран-балками и мостовыми кранами с наземным управлением.

Основным функциональным элементом устройства, осуществляющего запуск, остановку или переключение режимов потребителя электроэнергии является кнопка-толкатель – электротехническая коммутационная арматура с ручным управлением.

Сегодня, в пультах управления используются два типа толкателей:

1. С самовозвратом, у которых возвращение кнопки в исходное состояние осуществляется за счет возвратной пружины, установленной на толкателе с нижней стороны.
2. Толкатели с фиксацией положения (с самоудержанием), которые замыкают контакт и удерживают его до повторного нажатия.

Наиболее распространена двухкнопочная пусковая арматура, конструкция которой изображена на рис.2. Пульт состоит из корпуса 1 и лицевой панели 2, которые соединены между собой винтами 3. Кнопки окрашены в разный цвет и управляют парой контактов, размещённых внутри корпуса.

В свободном состоянии кнопки «Пуск», его пара контактов разомкнута, а у кнопки «Стоп» наоборот – замкнута. При нажатии на пусковую кнопку, ее контакты замыкаются.

Существует огромное количество схем коммутации различных электротехнических систем и устройств всего двумя кнопками. Однако, большинство из них предусматривает не прямую подачу напряжения к потребителю, а через контакты магнитного пускателя, которые рассчитаны на большие токи и напряжение.

Сами толкатели имеют различную форму и цвет, которые в арматуре, выпускаемой в России, обычно отражены в их условном обозначении.

По форме толкатели делятся на:

По цвету толкателя:

1. Кнопки «Стоп» как правило окрашены в красный («К») или желтый («Ж») цвет;
2. Толкатели «Пуск» могут быть черного («Ч»), синего («С»), зеленого («З») или белого («Б») цвета.

Как менять направление вращения двигателя с помощью пускателя

Трехфазные электромоторы дают возможность задавать направление вращения. Существует множество схем для однофазного питания 220 V. А для работы трехфазной (380 V) коммутации, существует схема подключения реверсивного магнитного пускателя.

Прибор состоит из двух самостоятельных схем, с отдельным управлением каждой группы контактов (пм1 и пм2). Каждая обмотка соленоида (ПМ1 и ПМ2) управляется своей кнопкой. При этом клавиша стоп всего одна, она просто разрывает цепь управления (как и в одиночном пускателе). Соединение входных и выходных контактов второй группы производится с так называемым «сдвигом фазы». При этом обмотки электродвигателя создают крутящий момент на валу в противоположном направлении.

Термореле без изменений: их задача разомкнуть пускатель при перегрузках.

Есть одна особенность:

Для предотвращения короткого замыкания между фазами, группы контактов (пм1 и пм2) не должны замыкаться одновременно. Поэтому они механически размещены на одном штоке, и чисто физически не могут быть подключены к питающей шине вместе. При попытке нажать на вторую кнопку (при работающей первой), питание потребителя отключится.

Пускатели открытого исполнения

Пускатель (ручной) открытого типа разрешается подсоединять через обычный триггер. Контроллеры чаще всего применяются на четыре разъема. Выходные контакты подключаются к посту по нулевой фазе, а сопротивление должно составлять около 45 Ом. Контроллеры проводного типа соединяются с преобразователем. Чтобы проверить фазу, используется тестер. Пускатели с динистором устанавливаются через электродный переходник. Довольно часто выпрямители используются низкой проводимости. Замыкающие контакты должны соединяться на верней панели

Для избегания проблем со сбоями важно проверить изоляцию и позаботиться о выпрямителе

Стоимостные показатели

Стоимость российских кнопочных постов достаточно невысока и зависит в первую очередь от числа кнопок, категории размещения и климатического исполнения. Приборы в металлическом корпусе стоят несколько дороже аналогов, установленных в пластмассовый корпус.

Так, например, цена двухкнопочных приборов «ПКЕ-222-2» находится в диапазоне 250,0…280,0 рублей. Аналогичное устройся имеющую грибообразную кнопку «Стоп» обойдется несколько дороже – 380,0 рублей.

Цена однокнопочных постов не превышает 150 рублей. Шестикнопочный тельферный пульт «ПКТ-60» стоит 300,0 рублей. Аналогичное по количеству кнопок и электрическим параметрам устройство, оборудованное ключом («защита от дурака»), будет стоит на 200,0 рублей дороже.