Таблицы электрических характеристик пускателей, контакторов, ПМЕ

Введение

Пускатели и контакторы являются критически важными компонентами электротехнических систем, отвечающими за коммутацию электрических цепей в системах управления электроприводами и другими нагрузками. Правильный выбор этих устройств, основанный на понимании их электрических характеристик, обеспечивает надежность, долговечность и безопасность эксплуатации электроустановок.

В данной статье мы рассмотрим основные электрические характеристики пускателей, контакторов и, в частности, серии ПМЕ, включая номинальные токи, напряжения и коммутационные ресурсы. Особое внимание будет уделено категориям применения, которые определяют условия эксплуатации и соответствующие электрические параметры данных устройств.

Таблицы электрических характеристик

Таблица 1: Номинальные токи пускателей серии ПМЕ и ПМА

Номинальные токи пускателей серии ПМЕ и ПМА в категории AC-3

Величина пускателя	Номинальный ток (А)	Мощность двигателя при 380В (кВт)	Макс. мощность двигателя при 660В (кВт)	Условный тепловой ток (А)
ПМЕ-0XX (1-я)	10	4,0	7,5	25
ПМА-3XXX (3-я)	25	11,0	18,5	40
ПМА-4XXX (4-я)	40	18,5	30,0	63
ПМА-5XXX (5-я)	63	30,0	45,0	100
ПМА-6XXX (6-я)	100	45,0	75,0	160

Примечание: Значения условного теплового тока указаны для категории AC-1, при которой пускатель может коммутировать неиндуктивную или слабоиндуктивную нагрузку.

Таблица 2: Характеристики категорий применения

Основные категории применения контакторов и пускателей

Категория	Тип нагрузки	Характеристики коммутации	Кратность пускового тока
AC-1	Неиндуктивные или слабоиндуктивные нагрузки (cos φ ≥ 0,95)	Нагревательные приборы, лампы накаливания	1,0
AC-3	Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, отключение вращающегося двигателя	Типовое применение для промышленных двигателей	5-7
AC-4	Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, торможение противотоком, частые включения	Сложные режимы работы двигателей	5-7
AC-5a	Коммутация газоразрядных ламп	Электрические осветительные установки	-
AC-6a	Коммутация трансформаторов	Включение и отключение трансформаторов	10-12

Таблица 3: Коммутационная износостойкость

Механическая и коммутационная износостойкость контакторов и пускателей

Серия пускателя	Величина	Механическая стойкость (циклов)	Коммутационная стойкость в AC-3 (циклов)	Коммутационная стойкость в AC-4 (циклов)
ПМЕ	1-я (0XX)	16 000 000	3 000 000	300 000
ПМА	3-я (3XXX)	10 000 000	2 000 000	200 000
ПМА	4-я (4XXX)	6 000 000	1 500 000	150 000
ПМА	5-я (5XXX)	3 000 000	1 000 000	100 000
ПМА	6-я (6XXX)	2 000 000	500 000	50 000

Примечание: Коммутационная стойкость зависит от класса износостойкости, который определяется количеством серебра на контактных площадках (A, Б, В).

Таблица 4: Напряжения и управляющие цепи

Номинальные напряжения и характеристики управляющих цепей

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение по изоляции	660 В	Максимальное рабочее напряжение
Номинальное напряжение катушки (AC)	24, 36, 110, 220, 380 В	Наиболее распространены катушки на 220 и 380 В
Номинальное напряжение катушки (DC)	24, 48, 110, 220 В	Для специальных исполнений
Номинальный ток контактов вспомогательной цепи	10 А	Используются в цепях управления
Падение напряжения в цепи контактов	не более 0,4 В	При токах от 0,5 А до номинального
Максимальная частота включений	1200 вкл/ч	Зависит от конкретной модели

Таблица 5: Сравнение характеристик разных серий

Сравнение основных серий пускателей и контакторов

Характеристика	ПМЕ	ПМА	ПАЕ
Тип контактной системы	Прямоходовая	Прямоходовая	Поворотная
Магнитная система	Ш-образная (малые величины), П-образная (большие)	Ш-образная (3-я величина), П-образная (4-6 величины)	С поворотным якорем
Диапазон номинальных токов AC-3	10-25 А	25-100 А	10-160 А
Класс износостойкости	А, Б	А, Б, В	А, Б
Степень защиты	IP00, IP40, IP54	IP00, IP40, IP54	IP00, IP40, IP54
Температурный диапазон	-40°C до +40°C	-40°C до +40°C	-40°C до +40°C

Примечание: Класс износостойкости зависит от количества серебра на контактных площадках и влияет на коммутационную способность и срок службы.

Полное оглавление статьи

2. Основные понятия и определения

2.1. Что такое контактор

Контактор — это электромагнитный коммутационный аппарат с единственным положением покоя, предназначенный для частых коммутаций электрических цепей. Согласно ГОСТ 30011.4.1-96, контактор представляет собой устройство, способное включать, проводить и отключать токи в нормальных условиях цепи, в том числе при рабочих перегрузках.

Основой конструкции контактора является электромагнитная система, состоящая из неподвижного сердечника и подвижного якоря. При подаче напряжения на катушку возникает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику, что приводит к замыканию главных и вспомогательных контактов. В обесточенном состоянии пружина возвращает контакты в исходное разомкнутое положение.

2.2. Что такое пускатель

Магнитный пускатель — это комбинация коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки электродвигателя, с защитой от перегрузок. Фактически, пускатель представляет собой контактор, дополненный защитной аппаратурой, чаще всего тепловым реле. Магнитные пускатели применяются преимущественно для управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

2.3. Отличия между контактором и пускателем

Главное отличие между контактором и пускателем заключается в их функциональности. Контактор выполняет только функцию коммутации электрической цепи, тогда как пускатель, помимо коммутации, обеспечивает защиту управляемого электродвигателя от перегрузок. С технической точки зрения, пускатель — это контактор с дополнительной защитной аппаратурой (тепловыми реле, кнопками управления и т.д.), объединенные в единое устройство.

3. Электрические характеристики пускателей и контакторов

3.1. Номинальные токи и их значение

Номинальный ток — один из важнейших параметров контакторов и пускателей, определяющий их коммутационную способность. Следует различать два основных типа номинальных токов:

Условный тепловой ток (Ith) — максимальный ток, который контактор или пускатель может проводить в 8-часовом режиме без отключений, не перегреваясь сверх допустимых пределов. Этот параметр характеризует теплостойкость аппарата.

Номинальный рабочий ток (Ie) — ток, который контактор или пускатель способен коммутировать (включать и отключать) в определенной категории применения. Этот ток всегда меньше условного теплового тока и зависит от категории применения.

Для серии ПМЕ номинальные рабочие токи в категории AC-3 варьируются от 10 до 25 А, для серии ПМА — от 25 до 100 А, а серия ПАЕ охватывает диапазон от 10 до 160 А. При этом условный тепловой ток (AC-1) может быть в 1,5-2,5 раза выше номинального рабочего тока в категории AC-3.

3.2. Категории применения (AC-1, AC-3, AC-4)

Категории применения определяют условия эксплуатации контакторов и пускателей с точки зрения характеристик коммутируемой нагрузки. Основные категории:

AC-1 — неиндуктивные или слабоиндуктивные нагрузки (cos φ ≥ 0,95), такие как нагревательные элементы, лампы накаливания. В этой категории пусковые токи не превышают номинальных, что делает коммутацию относительно легкой.

AC-3 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск и отключение вращающегося двигателя. Эта категория наиболее распространена для промышленных приводов. При пуске двигателя ток может в 5-7 раз превышать номинальный, а при отключении вращающегося двигателя дуга гасится относительно легко.

AC-4 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, торможение противотоком, частые реверсы и повторно-кратковременный режим. В этой категории на контакты контактора действуют значительные электрические и тепловые нагрузки, что снижает их ресурс. Номинальный рабочий ток в категории AC-4 обычно составляет 30-60% от тока в категории AC-3.

3.3. Номинальные напряжения

Номинальное напряжение по изоляции для большинства пускателей и контакторов советского и постсоветского производства составляет 660 В переменного тока. Это максимальное рабочее напряжение, на которое рассчитана изоляция аппарата.

Рабочее напряжение силовых контактов обычно составляет 380 или 660 В переменного тока частотой 50 Гц, хотя некоторые модели могут работать в сетях с частотой до 60 или даже 100 Гц.

Катушки управления выпускаются на различные номинальные напряжения: 24, 36, 110, 220, 380 В переменного тока и 24, 48, 110, 220 В постоянного тока. Наиболее распространенными являются катушки на 220 и 380 В переменного тока.

3.4. Коммутационная способность

Коммутационная способность характеризует возможность контактора или пускателя включать и отключать токи определенной величины в конкретных условиях. Она зависит от категории применения, номинального рабочего тока, напряжения и коэффициента мощности нагрузки.

При включении асинхронного двигателя (категория AC-3) контактор должен выдерживать пусковой ток, в 5-7 раз превышающий номинальный. При отключении вращающегося двигателя напряжение на контактах составляет около 17% от номинального, что облегчает гашение дуги.

В режиме торможения противотоком (категория AC-4) на контактах возникает полное напряжение, что приводит к интенсивному дугообразованию и быстрому износу контактов. Поэтому номинальный ток в категории AC-4 всегда меньше, чем в AC-3.

4. Обзор серий пускателей

4.1. Серия ПМЕ

Пускатели серии ПМЕ (пускатель магнитный с прямоходовой электромагнитной системой) предназначены для дистанционного пуска, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором на напряжение до 660 В.

Контакторы пускателей ПМЕ малых величин имеют прямоходовую Ш-образную магнитную систему, состоящую из якоря и сердечника, помещенных в пластмассовый корпус. Пускатели ПМЕ выпускаются в различных исполнениях по степени защиты (IP00, IP40, IP54), наличию теплового реле, возможности реверсирования и другим параметрам.

Номинальные токи пускателей ПМЕ в категории AC-3 составляют от 10 до 25 А, что соответствует мощности управляемых электродвигателей от 4 до 11 кВт при напряжении 380 В. Механическая износостойкость достигает 16 млн циклов, а коммутационная в категории AC-3 — до 3 млн циклов.

4.2. Серия ПМА

Пускатели серии ПМА представляют собой усовершенствованную версию пускателей ПМЕ с улучшенными характеристиками. Они предназначены для работы в сетях переменного тока напряжением до 660 В с частотой до 100 Гц.

Контакторы пускателей ПМА 3-й величины имеют прямоходовую Ш-образную магнитную систему, а пускатели 4-й, 5-й и 6-й величин — П-образную магнитную систему. Для защиты от перегрузок они комплектуются тепловыми реле серий РТТ и РТЛ.

Пускатели ПМА выпускаются в различных исполнениях по степени защиты: IP00 (открытое исполнение), IP40 (в защитном кожухе), IP54 (пылевлагозащищенное исполнение). В зависимости от количества серебра на контактных площадках главных контактов, пускатели ПМА имеют класс износостойкости А, Б или В, что влияет на их коммутационную способность и срок службы.

4.3. Серия ПАЕ

Пускатели серии ПАЕ отличаются от ПМЕ и ПМА типом контактной системы. Если в ПМЕ и ПМА используется прямоходовая контактная система, то в ПАЕ — поворотная, при которой контакты движутся по окружности. Из-за такой конструкции пускатели ПАЕ иногда называют "лягушками".

Пускатели ПАЕ обеспечивают надежную работу в тяжелых условиях эксплуатации и характеризуются высокой коммутационной способностью. Они выпускаются на номинальные токи от 10 до 160 А в категории AC-3, что соответствует мощности управляемых электродвигателей от 4 до 75 кВт при напряжении 380 В.

Как и другие серии, пускатели ПАЕ доступны в различных исполнениях по степени защиты, наличию теплового реле, возможности реверсирования и другим параметрам.

5. Ресурс и надежность

5.1. Механическая износостойкость

Механическая износостойкость — это способность контактора или пускателя выдерживать определенное количество циклов включения-отключения без нагрузки (при условии, что контакты не коммутируют ток). Этот параметр характеризует прочность механических частей аппарата: пружин, подшипников, систем рычагов и т.д.

Для пускателей ПМЕ механическая износостойкость составляет до 16 млн циклов, для ПМА 3-й величины — около 10 млн циклов, для ПМА 6-й величины — около 2 млн циклов. Механическая износостойкость обычно значительно превышает коммутационную, поскольку без электрической нагрузки механизм изнашивается гораздо медленнее.

5.2. Коммутационная износостойкость

Коммутационная износостойкость — это способность контактора или пускателя выдерживать определенное количество циклов включения-отключения под нагрузкой. Этот параметр характеризует износостойкость контактной системы и зависит от категории применения, величины коммутируемого тока, напряжения и частоты коммутаций.

В категории AC-3 (пуск и остановка двигателей) коммутационная износостойкость составляет от 500 тыс. до 3 млн циклов в зависимости от величины пускателя и класса износостойкости контактов. В категории AC-4 (реверс и торможение противотоком) коммутационная износостойкость значительно ниже — от 50 тыс. до 300 тыс. циклов.

Класс износостойкости контактов (A, Б, В) определяется количеством серебра на контактных площадках и значительно влияет на коммутационную способность и срок службы аппарата.

5.3. Факторы, влияющие на срок службы

На срок службы контакторов и пускателей влияют следующие факторы:

Категория применения — работа в тяжелых режимах (AC-4) значительно сокращает срок службы по сравнению с более легкими режимами (AC-3, AC-1).

Частота коммутаций — чем чаще происходят включения-отключения, тем быстрее изнашиваются контакты и механические части.

Величина коммутируемого тока — работа на токах, близких к номинальному, приводит к более быстрому износу контактов, чем на токах, составляющих 50-70% от номинального.

Условия эксплуатации — повышенная температура, влажность, пыль и вибрации сокращают срок службы. При расположении контактора с тепловым реле в закрытом корпусе с другими аппаратами, для предотвращения ложных срабатываний теплового реле рекомендуется размещать их в нижней части шкафа.

Качество технического обслуживания — регулярная проверка и очистка контактов, своевременная замена изношенных деталей могут значительно продлить срок службы контакторов и пускателей.

6. Практическое применение

6.1. Критерии выбора пускателей и контакторов

При выборе пускателей и контакторов необходимо учитывать следующие критерии:

Номинальный ток и мощность нагрузки — контактор или пускатель должен иметь номинальный рабочий ток в соответствующей категории применения не меньше тока нагрузки. При выборе пускателя для асинхронного двигателя ориентируются на номинальный ток двигателя и категорию AC-3.

Категория применения — для различных типов нагрузки требуются контакторы с соответствующей категорией. Для нагревательных элементов — AC-1, для обычных двигателей — AC-3, для двигателей с частыми реверсами и торможением — AC-4.

Напряжение цепи управления — напряжение катушки контактора должно соответствовать напряжению в цепи управления. Наиболее распространены катушки на 220 и 380 В переменного тока.

Необходимость защиты от перегрузки — если требуется защита от перегрузки, то выбирают пускатель с тепловым реле. Диапазон регулировки теплового реле должен включать номинальный ток защищаемого электродвигателя.

Условия эксплуатации — в зависимости от внешних условий выбирают исполнение с соответствующей степенью защиты: IP00 для установки в закрытые шкафы, IP40 или IP54 для более суровых условий.

6.2. Типичные ошибки при выборе и эксплуатации

При выборе и эксплуатации контакторов и пускателей часто допускаются следующие ошибки:

Неверное определение категории применения — использование контактора, рассчитанного на категорию AC-3, в режиме частых реверсов (AC-4) приводит к быстрому износу контактов.

Некорректный выбор номинального тока — выбор контактора по условному тепловому току (Ith) вместо номинального рабочего тока (Ie) в соответствующей категории применения может привести к преждевременному выходу из строя.

Игнорирование условий эксплуатации — установка пускателей с недостаточной степенью защиты в пыльных или влажных помещениях сокращает их срок службы. Также при размещении пускателя с тепловым реле в шкафу следует учитывать возможность дополнительного нагрева от других аппаратов.

Недостаточное обслуживание — отсутствие регулярного осмотра и очистки контактов, проверки надежности электрических соединений приводит к авариям и сокращению срока службы.

Неправильная настройка тепловых реле — установка тока срабатывания теплового реле без учета условий эксплуатации и реального тока нагрузки может привести как к ложным срабатываниям, так и к недостаточной защите двигателя.

7. Заключение

Пускатели и контакторы являются ключевыми элементами систем управления электроприводами и другими электротехническими установками. Правильный выбор этих устройств, основанный на глубоком понимании их электрических характеристик, обеспечивает надежность, безопасность и экономическую эффективность электроустановок.

Основными электрическими характеристиками, на которые следует обращать внимание при выборе пускателей и контакторов, являются номинальные токи (с учетом категории применения), номинальные напряжения, коммутационная способность и ресурс. Также важны конструктивные особенности, такие как тип контактной и магнитной системы, класс износостойкости контактов и степень защиты.

Серии ПМЕ, ПМА и ПАЕ, рассмотренные в данной статье, широко применяются в российской промышленности и обладают хорошим соотношением цены и качества. При правильном выборе и эксплуатации они обеспечивают надежную работу в течение длительного времени, соответствуя требованиям современных систем автоматизации.