Aansluitschema's van een magnetische starter voor 220 V en 380 V + kenmerken van zelfaansluiting

Een magneetschakelaar is een apparaat dat verantwoordelijk is voor een ononderbroken en aan de normen voldoende werking van apparatuur. Met behulp hiervan wordt de voedingsspanning verdeeld en worden de aangesloten belastingen beheerd.

Meestal wordt via hem de stroom naar elektromotoren geleid. En via hem wordt ook de omkering van de motor en de stilstand ervan gerealiseerd. Al deze handelingen kunnen worden uitgevoerd met een correct aansluitschema van de magneetschakelaar, dat u zelf kunt monteren.

In dit materiaal vertellen wij u over de constructie en werkingsprincipes van de magneetschakelaar, en bespreken we de fijne kneepjes van de aansluiting van het apparaat.

Verschil tussen magneetschakelaar en contactor

Vaak ontstaat er bij het kiezen van een schakelapparaat verwarring tussen magneetschakelaars (MS) en contactoren. Deze apparaten, ondanks hun overeenkomst in veel kenmerken, zijn toch verschillende concepten. Een magneetschakelaar combineert een reeks instrumenten, die zijn verbonden in één besturingsblok.

In een MS kunnen meerdere contactoren zijn opgenomen, plus beveiligingsapparaten, speciale hulpstukken, besturingselementen. Dit alles is ondergebracht in een behuizing met een zekere mate van vocht- en stofbescherming. Met deze apparaten wordt voornamelijk de werking van asynchrone motoren geregeld.

De maximale spanning waarmee de magneetschakelaar werkt, hangt af van de elektromagnetische inductiespoel. Er zijn MS met kleine nominale waarden — 12, 24, 110 V, maar het meest worden ze toegepast op 220 en 380 V.

Een contactor is een monoblock-apparaat met een reeks functies die door de specifieke constructie worden bepaald. Terwijl magneetschakelaars worden gebruikt in vrij complexe schema's, zijn contactoren voornamelijk aanwezig in eenvoudige schema's.

Constructie en functie van het apparaat

Door de aansluiting van de MP en de contactor te vergelijken, kunt u concluderen dat het eerste apparaat verschilt van het tweede doordat het wordt gebruikt om een elektromotor te starten. U zou zelfs kunnen zeggen dat de MP dezelfde contactor is waarmee de elektromotor wordt bediend.

Dit verschil is dermate arbitrair dat veel fabrikanten de MP tegenwoordig wisselstroomcontactoren noemen, maar dan met kleine afmetingen. Bovendien heeft de constante verbetering van contactoren ze universeel gemaakt, waardoor ze multifunctioneel zijn geworden.

Functie van de magneetschakelaar

MP's en contactoren worden ingebouwd in vermogensnetwerken die stroom met wissel- of gelijkspanning transporteren. Hun werking is gebaseerd op elektromagnetische inductie.

Het apparaat is uitgerust met signaalcontacten en contacten waardoor de voeding wordt toegevoerd. De eerste worden hulpcontacten genoemd, de tweede werkcontacten.

De startknoppen waarmee het circuit is uitgerust, zorgen voor een comfortabele bediening. Indien u de belasting wilt uitschakelen, drukt u eenvoudig op de toets "Stop". Hierdoor stopt de spanningstoevoer naar de spoel van de starter en wordt de stroomkring onderbroken.

MP's bedienen elektrische installaties op afstand, waaronder elektromotoren. Hun beschermende rol is nihil: alleen wanneer de spanning wegvalt of daalt tot onder de 50%, worden de vermogenscontacten geopend.

Nadat de apparatuur waarin de contactor is ingebouwd is gestopt, zal deze nooit automatisch inschakelen. U moet daarvoor de toets "Start" indrukken.

Dit is een zeer belangrijk veiligheidspunt, omdat ongevallen veroorzaakt door spontane inschakeling van de elektrische installatie volledig zijn uitgesloten.

Starters, in welk schema thermische relais zijn opgenomen, beschermen de elektromotor of andere installatie tegen langdurige overbelasting. Deze relais kunnen tweepolig (TRN) of eenpolig (TRP) zijn. De inschakeling vindt plaats onder invloed van de overbelastingsstroom van de motor die erdoorheen stroomt.

Constructie en werking van het apparaat

Voor een correcte werking van de MP is het noodzakelijk bepaalde montagevoorschriften in acht te nemen, inzicht te hebben in de basisbeginselen van de relaistechniek, en de voedingsschakeling van de apparatuur zorgvuldig te kiezen.

Omdat de apparaten bedoeld zijn voor gebruik gedurende een korte tijdsduur, zijn MP's met normaal open contacten het populairst. De meeste vraag is naar MP's van de series PME en PAE.

De eerste worden ingebouwd in signaalcircuits voor elektromotoren met een vermogen van 0,27 – 10 kW. De tweede voor een vermogen van 4 – 75 kW. Ze zijn ontworpen voor spanningen van 220 en 380 V.

Er zijn vier uitvoeringsvarianten:

• open;
• beschermd;
• stof- en waterdicht;
• stof- en spatwaterdicht.

Starters van de serie PME bevatten in hun constructie een tweefasenrelais TRN. In de starter van de serie PAE hangt het aantal ingebouwde relais af van de afmeting.

Letters geven het type apparaat aan, de cijfers die erop volgen — van 1 tot 6 — de grootte. Het tweede cijfer is de uitvoering. Eenheid duidt op een niet-omkeerbare MP zonder thermische beveiliging, twee — hetzelfde, maar met thermische beveiliging, drie — omkeerbaar, zonder thermische beveiliging, vier — met thermische beveiliging, omkeerbaar

Bij een spanning van ongeveer 95% van de nominale spanning kan de spoel van de starter een betrouwbare werking garanderen.

De MP bestaat uit de volgende hoofdcomponenten:

• de kern;
• de elektromagnetische spoel;
• het anker;
• het frame;
• de mechanische werksensoren;
• contactorgroepen — centraal en aanvullend.

Ook kunnen als extra elementen in de constructie worden opgenomen: een beveiligingsrelais, elektrische zekeringen, een extra klemmenblok, een startapparaat.

De MP omvat in zijn constructie een basis (1), vaste contacten (2), een veer (3), een kern (4), een smoorspoel (5), een anker (6), een veer (7), een contactbrug (8), een veer (9), een boogbluskamer (10), een verwarmingselement (11)

In wezen is het een relais, maar dat een veel grotere stroom uitschakelt. Omdat de elektromagneten van dit apparaat vrij krachtig zijn, onderscheidt het zich door een hoge schakelsnelheid.

De elektromagneet in de vorm van een spoel met een groot aantal windingen is ontworpen voor een spanning van 24 – 660 V. Deze bevindt zich op de kern; het grote vermogen is nodig om de veerkracht te overwinnen.

De laatste is bedoeld voor het snel uiteengaan van de contacten, waarvan de snelheid de grootte van de elektrische boog bepaalt. Hoe sneller de onderbreking plaatsvindt, hoe kleiner de boog en hoe beter de conditie van de contacten zelf zal zijn.

Normale toestand is wanneer de contacten geopend zijn. De veer houdt daarbij het bovenste deel van het magnetische circuit in een opgetilde toestand.

Wanneer de magnetische starter van stroom wordt voorzien, gaat er stroom door de spoel en wordt er een elektromagnetisch veld gevormd. Het trekt het mobiele deel van het magnetische circuit aan door de veer samen te drukken. De contacten sluiten, de belasting ontvangt spanning, waardoor deze in werking treedt.

Bij het uitschakelen van de voedingsspanning van de MP verdwijnt het elektromagnetische veld. De veer, die zich ontspant, geeft een duw en het bovenste deel van het magnetische circuit komt bovenaan. Als gevolg daarvan gaan de contacten uit elkaar en valt de spanning op de belasting weg.

Sommige modellen starters zijn uitgerust met overspanningsbeperkers die worden gebruikt in halfgeleiderbesturingssystemen.

Het is mogelijk om de werking van het systeem handmatig te controleren door op het anker te drukken om de kracht van de veersamentrekking te voelen. De samentrekkingskracht is precies voldoende om het magnetisch veld te overwinnen. Bij volledig neerlaten van het anker worden de contacten, die door de veer worden teruggeworpen, uitgeschakeld.

De voeding van de stuorspoel na aansluiting van de magnetische starter wordt gerealiseerd via wisselstroom, maar voor dit apparaat maakt het type stroom niet uit.

Starters zijn doorgaans uitgerust met twee soorten contacten: stroomcontacten en blokkeercontacten. Met de eerste wordt de belasting aangesloten, en de tweede beschermen tegen verkeerde handelingen bij het aansluiten.

Van de magnetische starter kunnen er 3 of 4 paar stroomcontacten zijn, afhankelijk van de constructie van het apparaat. In elk paar zijn er zowel mobiele als vaste contacten, verbonden met de klemmen op de behuizing via metalen platen.

De eerste kenmerken zich doordat de belasting constant van stroom wordt voorzien. Het verlaten van de werktoestand gebeurt pas na het inschakelen van de starter.

Aan contactoren met normaal open contacten wordt alleen tijdens het gebruik van de starter stroom toegevoerd.

Er worden twee soorten blokkeercontacten onderscheiden: normaal gesloten en normaal open. Het normaal gesloten contact heeft de knop 'Stop', en het normaal open contact heeft de knop 'Start'.

Normaal gesloten contacten onderscheiden zich doordat de belasting constant van stroom wordt voorzien, en de ontkoppeling vindt alleen plaats na het activeren van de starter. Aan contactoren met normaal open contacten wordt alleen tijdens het gebruik van de starter stroom toegevoerd.

Bijzonderheden van de montage van de magneetschakelaar

Een onjuiste montage van de magnetische starter kan leiden tot valse activeringen. Om dit te voorkomen, mogen geen plaatsen worden gekozen die onderhevig zijn aan trillingen, stoten of schokken.

De magnetische starter is zodanig geconstrueerd dat deze in een elektriciteitskast kan worden gemonteerd, mits de regels worden nageleefd. Het apparaat werkt betrouwbaar als het wordt geïnstalleerd op een rechte, vlakke en verticaal geplaatste ondergrond.

Thermische relais mogen niet worden blootgesteld aan verwarming door externe warmtebronnen, omdat dit de werking van het apparaat negatief beïnvloedt. Daarom mogen ze niet worden geplaatst op plaatsen die aan verhitting onderhevig zijn.

Het is ten strengste verboden om een magnetische starter te installeren in een ruimte waar apparaten met een stroomsterkte van 150 A zijn gemonteerd. Het in- en uitschakelen van dergelijke apparaten veroorzaakt een snelle stoot.

Koperen draden moeten vóór het aansluiten getind worden. Als ze meeraderig zijn, worden de uiteinden vóór het tinnen gedraaid. Bij aluminium draden worden de uiteinden met een vijl gereinigd en vervolgens bedekt met pasta of technische vaseline.

Om te voorkomen dat de veerringen in de contactklem van de starter scheef komen te zitten, wordt het uiteinde van de geleider U-vormig of in een ring gebogen. Wanneer twee geleiders op een klem moeten worden aangesloten, moeten hun uiteinden recht zijn en aan weerszijden van de klembout zitten.

Het inschakelen van de starter moet worden voorafgegaan door een inspectie en controle van de goede werking van alle onderdelen. Beweegbare delen moeten met de hand kunnen worden bewogen. Elektrische aansluitingen moeten met het schema worden vergeleken.

Populaire aansluitschema's van de magneetschakelaar

Het meest gebruikt men een montageschema met één apparaat. Om de hoofdelementen te verbinden gebruikt men een 3-aderige kabel en twee geopende contacten in het geval dat het apparaat is uitgeschakeld.

Dit is een uiterst eenvoudig schema. Het wordt samengesteld wanneer de automatische schakelaar QF sluit. Tegen kortsluiting wordt het besturingsschema beschermd door de zekering PU.

Onder normale omstandigheden is het contact van relais R gesloten. Bij het indrukken van de knop 'Start' wordt het circuit gesloten. Het indrukken van de knop 'Stop' verbreekt het schema. Bij overbelasting zal de thermische sensor R activeren en het contact R verbreken, waardoor de machine stopt.

Bij dit schema is de nominale spanning van de spoel van groot belang. Wanneer de spanning erop 220 V is en de motor 380 V, is dit schema niet geschikt in geval van een steraansluiting.

Hiervoor wordt een schema met een neutrale geleider gebruikt. Het is raadzaam dit toe te passen bij een driehoekschakeling van de motorwikkelingen.

Finesses van de aansluiting van het apparaat op 220 V

Ongeacht hoe de magneetschakelaar wordt aangesloten, bevat het project altijd twee circuits: een vermogenscircuit en een besturingscircuit. Via het eerste wordt spanning geleverd, via het tweede wordt de werking van de apparatuur geregeld.

Bijzonderheden van het stroomcircuit

De voeding voor de magneetschakelaar wordt aangesloten via de contacten, meestal aangeduid met A1 en A2. Daarop komt een spanning van 220 V als de spoel zelf is ontworpen voor die spanning.

Het is handiger om de 'fase' op A2 aan te sluiten, hoewel er geen principieel verschil is in aansluiting. De voedingsbron wordt aangesloten op de contacten die lager op de behuizing zitten.

Het type spanning doet er niet toe, het belangrijkste is dat de nominale waarde niet boven 220 V uitkomt.

Via een magneetschakelaar met een spoel van 220 V kan spanning worden geleverd van een dieselgenerator, windgenerator, accu of andere bronnen. De afname gebeurt op de klemmen T1, T2, T3.

Een nadeel van deze aansluitvariant is dat voor het in- of uitschakelen handelingen met de stekker nodig zijn. Het schema kan worden verbeterd door een automatische schakelaar vóór de magneetschakelaar te plaatsen. Hiermee wordt de voeding in- en uitgeschakeld.

Wijziging van het besturingscircuit

Deze wijzigingen hebben geen betrekking op het vermogenscircuit; in dit geval wordt alleen het besturingscircuit gemoderniseerd. Het gehele schema ondergaat kleine wijzigingen.

Wanneer de toetsen in één behuizing zitten, wordt het geheel een 'drukknopstation' genoemd. Elk van hen heeft een paar ingangen en een paar uitgangen. De 'Start'-knop heeft normaal open contacten (NO), de tegenovergestelde knop heeft normaal gesloten contacten (NC).

De toetsen worden in serie vóór de magneetschakelaar geplaatst. De eerste is 'Start', daarna komt 'Stop'. De contacten van de magneetschakelaar worden bediend via een stuurpuls.

De bron hiervan is de ingedrukte startknop, die de weg opent voor het toevoeren van spanning aan de stuorspoel. 'Start' hoeft niet ingedrukt te worden gehouden.

Het wordt ondersteund volgens het principe van zelfvangend. Het houdt in dat parallel aan de knop 'Start' extra zelfblokkerende contacten worden aangesloten. Deze voorzien de spoel van spanning.

Na hun sluiting wordt de spoel zelfgevoed. Het verbreken van deze keten leidt tot uitschakeling van de MP.

De uitschakelknop 'Stop' is meestal rood. De startknop kan niet alleen het opschrift 'Start' hebben, maar ook 'Vooruit', 'Achteruit'. Meestal is deze groen, hoewel hij ook zwart kan zijn.

Aansluiting op een 3-fasennet

Het is mogelijk om een driefasige voeding aan te sluiten via de spoel van de MP, die werkt op 220 V. Meestal wordt het schema toegepast met een asynchrone motor. Het signaalcircuit blijft daarbij ongewijzigd.

Een fase en de nul worden op de betreffende contacten aangesloten. De fasedraad wordt door de start- en uitschakelknoppen geleid. Op de contacten NO13, NO14 wordt een brug geplaatst tussen het gesloten en het geopende contact.

Het vermogenscircuit heeft verschillen, maar niet erg significant. De drie fasen worden toegevoerd aan de ingangen die op het schema zijn aangeduid als L1, L2, L3. De driefasige belasting wordt aangesloten op T1, T2, T3.

Invoering van het thermische relais in het schema

In de ruimte tussen de magnetische starter en de asynchrone elektromotor wordt een thermisch relais in serie aangesloten. De keuze ervan wordt gemaakt afhankelijk van het motortype.

Het thermisch relais beschermt de elektromotor tegen storingen en noodsituaties die kunnen ontstaan bij het uitvallen van een van de fasen.

Het relais wordt aangesloten op de uitgang van de magnetische starter. De stroom erin gaat serieel naar de motor en verwarmt tegelijkertijd het relais. De bovenzijde van het relais is voorzien van hulpcontacten die met de spoel zijn verbonden.

De verwarmingselementen van het relais worden berekend op de maximale stroom die erdoorheen vloeit. Dit wordt gedaan zodat, wanneer de motor in gevaar komt door oververhitting, het relais de starter kan uitschakelen.

Ook raden wij u aan een ander artikel van ons te lezen waarin we hebben verteld hoe u een elektromagnetische starter van 380 V kiest en aansluit. Meer details – ga naar de link.

Start van de motor met omkeerrichting

Voor de werking van bepaalde apparatuur is het noodzakelijk dat de motor zowel naar links als naar rechts kan draaien.

Het aansluitschema voor deze variant bevat twee MP's, een drukknopstation of afzonderlijke drie knoppen — twee startknoppen 'Vooruit', 'Achteruit' en 'Stop'.

Om deze variant te realiseren wordt aan het schema met één MP nog een signaalcircuit toegevoegd. Dit omvat knop SB3 en MP KM2. Ook het vermogensdeel is enigszins gewijzigd.

Tegen kortsluiting wordt het vermogenscircuit beschermd door de normaal gesloten contacten KM1.2, KM2.2.

De voorbereiding van het schema voor gebruik wordt als volgt uitgevoerd:

1. Schakel de automatische schakelaar QF1 in.
2. Op de vermogenscontacten van MP KM1, KM2 komen de fasen A, B, C aan.
3. De fase die de stuurketen (A) voedt via SF1 (automaat voor signaalketens) en de toets SB1 'Stop' wordt toegevoerd op contact 3 (toetsen SB2, SB3), contact 13NO (MP KM1, KM2).

Verder werkt de schakeling volgens een algoritme dat afhankelijk is van de draairichting van de motor.

Besturing van de motoromkering

De rotatie begint bij het indrukken van toets SB2. Hierbij wordt fase A via KM2.2 toegevoerd aan de spoel van MP KM1. De inschakeling van de starter begint met het sluiten van de normaal open contacten en het openen van de normaal gesloten contacten.

Het sluiten van KM1.1 veroorzaakt zelfhouding, en na het sluiten van de contacten van KM1 worden de fasen A, B, C toegevoerd aan de overeenkomstige contacten van de motorwikkelingen en begint deze te draaien.

Voordat u de motor in de tegenovergestelde richting start, moet u de eerder ingestelde rotatie stoppen met de 'Stop'-knop. Om in de omgekeerde richting te draaien, volstaat het om met behulp van starter KM2 de positie van twee voedingsfasen te verwisselen.

De uitgevoerde actie verbreekt de keten, de stuurfase A wordt niet meer toegevoerd aan de spoel KM1, en de kern met contacten keert via de retourveer terug naar de oorspronkelijke positie.

De contacten worden geopend, de spanning op motor M wordt onderbroken. De schakeling bevindt zich in de wachtstand.

Men start deze door op de knop SB3 te drukken. Fase A gaat via KM1.2 naar KM2, MP, wordt geactiveerd en via KM2.1 komt deze in zelfhouding.

Vervolgens wisselt MP via de contacten van KM2 de fasen om. Hierdoor verandert motor M van draairichting. Tegelijkertijd wordt de verbinding KM2.2 in de keten die MP KM1 voedt, verbroken, waardoor inschakeling van KM1 wordt voorkomen zolang KM2 actief is.

Werking van het stroomdiagram

De verantwoordelijkheid voor het schakelen van de fasen om de draairichting van de motor te veranderen, ligt bij het vermogenscircuit.

De witte draad voert fase A naar het linkercontact van MP KM1, gaat vervolgens via een brug naar het linkercontact van KM2. De uitgangen van de starters zijn ook verbonden met een kruisbrug en vervolgens via KM1 wordt fase A naar de eerste wikkeling van de motor geleid.

Bij het aantrekken van de contacten van MP KM1 ontvangt de eerste wikkeling fase A, de tweede wikkeling fase B, en de derde wikkeling fase C. Hierbij draait de motor linksom.

Wanneer KM2 aantrekt, worden de fasen B en C verplaatst. De eerste komt op de derde wikkeling, de tweede op de tweede wikkeling. Er verandert niets aan fase A. De motor begint rechtsom te draaien.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Details over de opbouw en aansluiting van de contactor:

Praktische hulp bij het aansluiten van de MP:

Met de getoonde schakelingen kunt u een magnetische starter met de hand aansluiten op zowel een 220 V- als een 380 V-net.

Het is belangrijk om te onthouden dat de montage niet ingewikkeld is, maar voor een omkeerschakeling is een tweezijdige beveiliging belangrijk die gelijktijdig inschakelen onmogelijk maakt. De vergrendeling kan zowel mechanisch als via vergrendelingscontacten zijn.

Als u vragen heeft over het onderwerp van het artikel, laat dan alstublieft uw opmerkingen achter in het onderstaande blok. Daar kunt u ook interessante informatie delen of advies geven over het aansluiten van magneetschakelaars aan bezoekers van onze website.