Меню

Конструкция контактора постоянного тока

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

При производстве электротехнических работ на высоковольтных линиях, при подключении мощных потребителей электрической энергии и промышленного оборудования электромонтажник неизбежно сталкивается с таким устройством, как контактор. У профессионала нет сомнений для чего нужен контактор и какие функции он выполняет, но человеку далекому от электротехники или только начинающему познавать электрическую специальность рано или поздно приходится столкнутся с этим понятием. Контактор – прибор очень удобный, но, чтобы понять для чего он нужен придется немного разобраться.

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Что такое контактор и для чего он нужен

В электрических сетях постоянно приходится включать или выключать различные нагрузки или управлять их работой. Как мы знаем, в быту для этих целей существуют механические выключатели и рубильники. Но у таких устройств есть весьма ограниченный ресурс износостойкости, а для больших электрических систем, управление с помощью механических рубильников является неудобным и неэффективным способом. Именно поэтому был создан такой прибор, который имеет огромный ресурс работы, позволяет производить циклы включения и выключения до нескольких тысяч раз в час, а самое главное дает возможность управлять нагрузкой дистанционно. Простыми словами это выключатель.

Контактор – это электромагнитное устройство, предназначенное для частых включений и выключений электрических цепей дистанционным способом.

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Электромагнитные контакторы применяются во всех сферах нашей жизни. Они включают уличное освещение, управляют отключением высоковольтных линий электропередачи, линий транспортных систем (трамвайных, троллейбусных, железнодорожных), широко применяются в строительстве и промышленности для запуска мощных силовых установок, двигателей, машин и другого оборудования.

Более того, такие коммутационные устройства применяются и в жилых домах для различных целей, таких, например, как включение электрообогревательных приборов или водонагревателей, для управления вентиляционными установками, водопроводными или канализационными насосами. Прогресс не стоит на месте и на данный момент системы умного дома под управлением контакторов или групп таких приборов уже постепенно входят в жизнь обычных людей.

Огромную роль эти устройства играют в электробезопасности и, как следствие, предотвращении пожаров от возгорания электрооборудования или силовых линий.

Данные приборы имеют ряд преимуществ перед различными модульными приспособлениями:

  • Могут подключаться к любой сети;
  • Имеют компактные размеры;
  • Абсолютно бесшумны в работе;
  • Могут использоваться при высоких мощностях и больших токах;
  • Легкие в эксплуатации и просты в монтаже;
  • Могут работать в любых условиях.

Устройство и принцип работы

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Контактор – это двухпозиционный электромагнитный прибор, управление которым производится с помощью вспомогательной цепи электрического тока проходящего через катушки контактора. Во время прохождения электрического тока к сердечнику притягивается якорь, и группа контактов замыкается. В нормальном состоянии контакты в таком устройстве всегда разомкнуты – это важное правило для электробезопасности и удобства использования.

Если говорить простыми словами контактор – это выключатель при подаче напряжения на который его контакты замыкаются, и нагрузка включается, а при отсутствии напряжения на контакторе – он размыкает электрическую цепь.

Конструктивно этот электромагнитный выключатель состоит из системы блок-контактов, дугогасительной, контактной и электромагнитной систем.

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Для тех, кто знаком с электрическими схемами и принципами работы выключателей данные схемы будут понятны. На катушку А1 – А2 подается вспомогательное напряжение, при этом для создания механического усилия и замыкания контактов втягивается соленоид и включает те контакты, которые необходимо. В зависимости от типа контактора и его конструкции он может включать как одну группу контактов, так и несколько одновременно или в определенной последовательности. Для того чтобы безопасно и быстро размыкать контактор в его конструкции присутствует пружина, посредством которой контакты, при отсутствии напряжения, мгновенно размыкаются.

Несмотря на то, что с виду этот прибор кажется очень сложным, а во многих случаях (при управлении силовыми линиями до 600В и токами до 1600А) большим по размерам в его конструкции все достаточно просто:

  • группа контактов, выполненная из высококачественной меди;
  • корпус из диэлектрических материалов;
  • соединенная с электромагнитом напрямую контактная планка;
  • электромагнитная катушка;
  • дугогасительные элементы, которые необходимы при управлении большими токами.

Управление контактором производится с помощью вспомогательной цепи, напряжение которой должно быть ниже величины напряжения рабочего тока и может соответствовать 24, 42, 110, 220 или 380 В.

Основные виды и типы контакторов

Для выполнения различных условий работы, задач и управления разными видами электрических систем и оборудования существуют контакторы с разнообразным функционалом.

По типу электрического тока коммутирующие устройства бывают:

  • постоянного тока – предназначенные для коммутации сетей постоянного тока;
  • переменного тока – работающие и выполняющие свою задачу в сетях переменного тока.

По типам конструкции эти механизмы различаются по количеству полюсов. Наиболее широко применяются однополюсные и двухполюсные устройства, реже – трехполюсные .

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Трехполюсные приборы применяются в трехфазных электрических сетях переменного тока для управления мощными электродвигателями и прочими устройствами. В промышленности производят и используют многополюсные контакторы, но такие механизмы используются крайне редко и выполняют специфические задачи.

По наличию дополнительных систем:

  • без дугогасительной системы;
  • имеющие дугогасительную систему.

Наличие дугогасительной системы, о которой было сказано выше, не является обязательным конструктивом для сетей 220 В, но обязательно применяется в устройствах и в сетях с высоким напряжением (380 В, 600 В). Такая система гасит электрическую дугу, неизменно возникающую при высоком напряжении, при помощи поперечного электромагнитного поля в специальных камерах.

По типу управления контактором:

  • ручное (механическое) – оператор сам включает или отключает устройство;
  • с помощью слаботочной линии – коммутация происходит дистанционно;

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

По типу привода коммутирующие устройства бывают электромагнитные и пневматические . Самые распространенные и эффективные – механизмы, работающие с помощью электромагнитной индукции. Пневматические в основном применяются на железнодорожном транспорте (например, в локомотивах поездов), где есть системы сжатого воздуха.

По типу монтажа применяют бескорпусные и корпусные контакторы. Первые – монтируются в электрических щитах или внутри электроустановок и не защищены от попадания влаги и пыли, а вторые могут монтироваться в любом месте и очень часто имеют хорошую влаго-, пылезащиту.

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Характеристики контакторов

Для выбора правильного устройства для своих нужд, необходимо знать, какие характеристики бывают у такого типа приборов и чем они отличаются. Как правило, электромагнитные контакторы имеют следующие важные характеристики:

  • Предельное и номинальное напряжение;
  • Соотношение работы с различными автоматическими выключателями (защищающие от короткого замыкания);
  • Параметры и типы регуляторов ускорений автоматических выключателей;
  • Характеристика и тип сопротивлений;
  • Тип и характер реле и расцепителей и других элементов в его составе.

В чём разница между контактором и магнитным пускателем

Очень часто контакторы путают с магнитными пускателями и это обоснованно, так как по сути это одно и то же. Данные типы устройств конструктивно выполнены практически идентично. Отличие же этих устройств в назначении: если контактор это моноблочный прибор, является выключателем и в основном служит для коммутации цепей, то электромагнитное реле (пускатель) в том числе выполняет защитную функцию, например, экстренно размыкая цепь при перегреве, и имеет в своем составе несколько контакторов, защитные устройства и управляющие элементы.

Существует такой вид коммутирующего устройства, как промежуточное реле – это прибор небольшой мощности, который служит для коммутации в слаботочных цепях и может выдержать намного больше циклов размыкания, чем контактор.

Схемы подключения контактора

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Контакторы выпускаются многими производителями электротехнической продукции и имеют разные типы и исполнение. При подключении такого устройства важно строго руководствоваться рекомендациями завода-изготовителя и нормативной электротехнической документацией. В инструкции и на самом корпусе прибора в обязательном порядке будет располагаться схема подключения данного механизма и его главные характеристики. Разобраться в этой электрической схеме профессиональному электрику не составит никакого труда, а вот неспециалисту придется немного постараться.

Обратите внимание! Для работоспособности схемы используется нормально открытый контакт контактора для реализации самоподхвата расположенный параллельно пусковой кнопке.

Независимо от того каким-образом подключается контактор в системе обязательно используется два вида сети: силовая и сигнальная. Сигнальная линия запускает сам контактор, а он в свою очередь замыкает силовую линию.

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

При подключении к мощным асинхронным двигателям важно подключать последовательно с контактором тепловое реле, для защиты двигателя от перегрева и автомат для защиты от короткого замыкания.

Разобраться в назначении, конструкции и принципах работы данного сложного устройства оказалось совсем не сложно. Важно помнить, что правильно подключённый прибор – залог долгой и безопасной службы контактора. При подключении необходимо работать только при отключенном электропитании, помнить о мерах электробезопасности и общих правилах охраны труда, и строго их выполнять. А если что-то в работе или подключении этого прибора вам все же осталось непонятно, то лучшим вариантом будет обратиться к профессиональным электрикам для подключения данного устройства.

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Схема работы устройства плавного пуска, его назначение и конструкция

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Как подключить и настроить датчик движения для управления освещением: электрические схемы подключения и настройка датчика

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Основные виды и принцип работы реле времени

Источник

Контакторы электромагнитные

В работе электрических цепей постоянно возникают ситуации, когда требуется включить или выключить на расстоянии какие-либо установки и оборудование. Для решения этих задач широко используются электромагнитные контакторы, работающие с разными видами токов. В нормальном рабочем режиме коммутационных устройств предполагается частое выполнение подобных операций – примерно 1500 в течение часа. Устройство и принцип работы контакторов позволяет активно применять их для управления двигателями высокой мощности, установленными на электровозы, трамваи, троллейбусы, лифты и другую технику, и оборудование.

  1. Компоненты и составляющие коммутационного устройства
  2. Принцип действия контакторов
  3. Классификация и виды контакторов
  4. Параметры и технические показатели
  5. Контакторы работающие при постоянном и переменном токе
Читайте также:  Двигатель постоянного тока по английский

Компоненты и составляющие коммутационного устройства

Существуют устройства с другими разновидностями приводов – гидравлические и пневматические. Тем не менее, электромагнитные контакторы являются основными, поскольку они более универсальны, эффективны и устойчивы к износу.

Действие устройств электромагнитного типа осуществляется благодаря взаимодействию всех узлов, деталей и компонентов, составляющих цельный прибор.

Каждый контактор переменного и постоянного тока состоит из:

  • Главные (основные) контакты. Замыкают и размыкают цепь высокого напряжения и способны в течение длительного времени работать под воздействием тока с установленным номиналом. Контактные группы выдерживают циклы включений-выключений в больших количествах и с высокой частотой. Когда контакты принимают нормальное положение, через втягивающую катушку перестает поступать ток, а механические защелки переходят в свободное состояние. Конструкция основной контактной группы может быть рычажной, с двигающейся системой поворотов, или мостиковой – с прямым ходом.
  • В устройство контактора входит камера для гашения электрической дуги. Используется в устройствах постоянного тока. Конструкция данного элемента имеет щели, расположенные продольно, а непосредственное гашение осуществляется действием поперечных магнитных полей. Возбуждение таких полей осуществляется при помощи дугогасительной катушки, подключаемая в последовательную цепь вместе с контактами.
  • Система гашения дуги. Ее использует контактор переменного тока. С ее участием гасится электрическая дуга, возникающая в момент, когда размыкаются основные контакты. Конфигурация данной конструкции и методы гашения выбираются по рабочему режиму и параметрам тока в конкретной цепи. Внутри камеры устанавливается специальная решетчатая конструкция, при попадании на которую большая дуга разделяется на несколько небольших осколков и полностью гаснет при переходе тока через нулевую отметку.
  • Детали, используемые в электромагнитной схеме. Сюда входят магнитный сердечник, якорь и катушка, а также крепежные материалы. Такая схема позволяет управлять прибором на расстоянии, включать и отключать цепь. Ее можно настроить на выполнение определенных операций – включать якорь и удерживать его во включенном состоянии, или всего лишь включать якорь. Для поддержки замкнутого положения существует специальная защелка. Обесточивание катушки и полное выключение контактора производится собственным весом всей системы, но, как правило, для этой цели используются конструкции, состоящие из отключающих пружин.
  • Дополнительные контакты (вспомогательные). Предназначены для коммутаций в цепях, управляющих прибором, и на участках с блокирующей и сигнальной функцией. Через эти контакты ток может проходить достаточно долго, но не выше 20 А, а выключение происходит при силе тока не выше 5 А. Контакты могут быть замыкающего и размыкающего действия, многие из них имеют мостиковую конструкцию.

Общие внешние данные любого контактора переменного тока и постоянного, в целом будут одинаковыми для всех подобных систем. Основные отличия заключаются в разном количестве контактов, катушек и других элементов, установленных в автоматические выключатели.

Принцип действия контакторов

Основной деталью контактора, которая сразу же бросается в глаза, является катушка с проводами. Изнутри у нее располагается сердечник, соединенный механически с контактами. Данные элементы осуществляют замыкание или размыкание электрической цепи, создавая течение или, наоборот, прекращая движение тока. Медная или стальная каркасная оболочка придает катушке необходимую жесткость и способствует более эффективному остыванию деталей прибора.

Контакторы электромагнитные

Принцип работы контактора заключает в себе определенные действия противоположного характера. После поступления на катушку напряжения, возникает магнитное поле, под влиянием которого сердечник начинает движение снизу-вверх. В результате, происходит замыкающее соединение цепи и возникновение тока, приводящего в движение подключенное электрооборудование. Когда движение электричества прекращается, сердечник, под воздействием пружинной системы, возвращается к своему начальному состоянию. В результате, цепь размыкается и электрооборудование выключается.

Функция включения-выключения контакторного устройства состоит в действии специального кнопочного мини-аппарата с кнопками ПУСК (черного цвета) и СТОП (красного цвета). При надавливании на каждую из них контакты, соответственно, замыкаются и размыкаются. Потенциал поступает на катушку и происходит замыкание силовых контактов. Они остаются во включенном состоянии даже после возврата пусковой кнопки в первоначальное состояние. Эта функция осуществляется с помощью вспомогательных блок-контактов.

Принцип действия контактора заключается еще и в действии коммутационной схемы, где участвуют две цепи. Первая из них – управляющая, передающая питание на катушку. После замыкания контактов в действие вступает высоковольтная цепь, ток в которой намного выше, чем в управляющей схеме.

Классификация и виды контакторов

Поскольку коммутационные устройства и автоматические выключатели применяются во многих областях, они выпускаются под выполнение конкретных задач, с необходимыми параметрами и техническими характеристиками. Эти данные необходимы при решении задачи, как выбрать контактор.

Все разновидности коммутирующих устройств можно классифицировать по их характерным признакам и другим показателям:

  • Токи во всех цепях могут быть постоянными или переменными. Вполне естественно, что и контактор будет тоже переменного или постоянного тока
  • Численность главных полюсов, составляющее 1-5 единиц.
  • Параметры токового номинала силовой цепи. Находятся в границах 1,5-4800 А.
  • Характеристики номинального напряжения. При постоянном токе – 27-2000 В, при переменном токе 110-1600 В. Показатели частоты переменного тока составляют 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000 и 10000 Гц.
  • Номинал напряжения катушки управления. При постоянном токе – 12-440 В, при переменном токе – 12-660 В с частотой 50 Гц. Существуют устройства переменного тока на 24-660 В, с частотой 60 Гц.
  • Существуют различия по типу соединений проводников во всех видах используемых цепей, методам установки, подключению наружных проводов и прочим показателям.

В зависимости от частоты коммутаций прибора в часовой промежуток времени, существует специальная классификация контакторов – 0,3; 1,3; 10; 30. Каждому из них соответствует определенная частота включений – 30, 120, 300, 1200 и т.д. Показатель механической устойчивости к износу может доходить до 30 млн. циклов, а устойчивость к коммутационному износу составляет 0,1 и выше от механического показателя. Большинство контакторов имеют 10 класс и соответствующие ему параметры и технические характеристики.

Выбор контактора осуществляется еще и по коммутационной способности, которая полностью зависит от условий работы. Большинство приборов задействовано в операциях пуска, реверсирования, торможения и отключения. Это основные действия, обязательные в процессе управления различными типами электрических приводов.

Параметры и технические показатели

К основным показателям электро-магнитных контакторов относятся следующие:

  • Численность главных контактов. Для устройств постоянного тока их число – 1-2, переменного тока – 2-5.
  • Показатель токового номинала в силовой цепи.
  • Значение предельной коммутационной способности устройства. Означает показатель максимального тока, который может быть отключен контактором без утраты эксплуатационных качеств.
  • Номинальное напряжение силовой цепи – не более 660 В, управляющей цепи – 12, 24, 48, 110 и 220 В. По этим данным подбираем нужное устройство.
  • Устойчивость к коммутационному износу пускателей, составляющая до 2 млн. циклов. Прибор должен выдерживать установленное количество коммутаций под действием тока в силовой цепи, и быть пригодным для последующего использования.
  • Устойчивость к механическому износу, рассмотренная выше. Означает число срабатываний без тока в силовой цепи. У контакторов этот показатель равен 10-20 млн. циклов, по нему выбирают необходимый прибор.
  • Продолжительность собственного времени включения. Это временной отрезок от момента включения (подачи команды) и до момента, когда контакты окажутся полностью замкнутыми.
  • Продолжительность собственного времени отключения. Начинается от момента подачи команды на выключения и до полного гашения электрической дуги.
  • Значение токовых характеристик на дополнительных контактах, их количество и тип. По своим функциям они могут быть замыкающего и размыкающего действия.

Большое значение для электромагнитных контакторов приобретает номинальный показатель рабочего тока и напряжения. Значение номинальных токовых параметров зависит от условий нагрева основных цепей, при бездействии самого прибора. В замкнутом положении основных контактов, прибор должен выдерживать ток установленного номинала на протяжении 8 часов. При этом, его любые детали не могут нагреваться сверх установленной величины.

Напряжение силовой цепи соответствует номинальному, когда контакторное устройство может нормально выполнять свои функции. Кроме того, существуют контакторы постоянного и переменного тока, используемые в соответствующих цепях. Между ними имеется заметная разница, поэтому их следует рассмотреть более подробно.

Контакторы работающие при постоянном и переменном токе

Контакторы постоянного тока используются для коммутационных действий в силовых цепях аналогичного тока. Для приведения в действие устройства используется соответствующий электромагнит.

Данные типы устройств работают при напряжении 22 и 440 вольт, силе тока – до 630 А. Конструктивно они могут быть одно- и двухполюсными. Отдельные виды контакторов используются в силовых и управляющих цепях постоянного тока напряжением 220 В и номинальных токах 25-250 А. Вес каждого устройства зависит от его величины и технических характеристик. Например, масса контактора на 100 А составляет 5,5 кг, а на 630 А – 30 кг. Подобные приборы все реже выпускаются производителями из-за снижения спроса.

Коммутационные устройства, автоматы, в том числе и контактор переменного тока используются в силовых цепях с аналогичными параметрами. Все рабочие процессы осуществляются с помощью электромагнита постоянного или переменного тока. Большинство из них имеют трехполюсную конструкцию на основе главных замыкающих контактов.

Конструкция электромагнитной системы изготавливается в шихтованном варианте – набирается из отдельных пластинок, толщина которых не более 1 мм, изолированных между собой. Катушки отличаются незначительным количеством витков и низким показателем сопротивления.

Индуктивное сопротивление катушки электромагнитного контактора составляет большую часть от общего сопротивления и может изменяться по мере изменения размера зазора. В связи с этим, величина переменного тока внутри катушки при разомкнутом положении контактов примерно в 5-10 раз выше тока в замкнутом состоянии магнитной системы. Неприятные явления в виде вибрации и гудения в таких приборах устраняются короткозамкнутым витком в сердечнике.

Читайте также:  Работа электрического тока урок физики 8 класс перышкин

Модульный контактор (КМ)

Контакторы и магнитные пускатели: сходства и различия

Источник

Электромагнитные контакторы постоянного тока

Контакторы постоянного тока предназначены для коммутации цепей постоянного тока и, как правило, приводятся в действие электромагнитом постоянного тока.

Общие технические требования к контакторам и условия их работы регламентированы ГОСТ 11206—77. Ниже описываются категории применения современных контакторов и приводятся параметры коммутируемых ими цепей в зависимости от характера нагрузки.

Контакторы постоянного тока:

ДС-1 — активная или малоиндуктивная нагрузка.

ДС-2—пуск электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением и их отключение при номинальной частоте вращения.

ДС-3—пуск электродвигателей с параллельным возбуждением и их отключение при неподвижном состоянии или медленном вращении ротора.

ДС-4—пуск электродвигателей с последовательным возбуждением и их отключение при номинальной частоте вращения.

ДС-5—пуск электродвигателей с последовательным возбуждением, отключение не-подвижных или медленно вращающихся двигателей, торможение противотоком.

Общие требования к контакторам:

1.Высокая включающая и отключающая способность – не ниже 10Iном, а в отдельных случаях до 20Iном ;

2. Длительная работа при большой частоте отключений;

3. Высокая коммутационная износостойкость – до 3 млн. циклов с учетом отключений пусковых токов;

4. Высокая механическая износостойкость;

5. Технологичность конструкции, малая масса и габариты;

6. Высокая надёжность в эксплуатации.

Для контакторов существует еще режим редких коммутаций, характеризуемый более тяжелыми условиями, чем при нормальных коммутациях. Такие режимы возникают довольно редко (например, при коротких замыканиях).

Основными техническими данными контакторов являются номинальный ток главных контактов, предельный отключаемый ток, номинальное напряжение коммутируемой цепи, механическая и коммутационная износостойкость, допустимое число включений в час, собственное время включения и отключения. Способность контактора, как и любого коммутационного аппарата, обеспечить работу при большом числе операций характеризуется износостойкостью.

Электромагнитные контакторы постоянного токаРазличают механическую и коммутационную износостойкость. Механическая износостойкость контакторов определяется числом циклов включение-отключение контактора без ремонта и замены его узлов и деталей. Ток в цепи при этом равен нулю. Механическая износостойкость современных контакторов постоянного тока составляет (10—20)106 операций.

Коммутационная износостойкость контакторов определяется таким числом включений и отключений цепи с током, после которого требуется замена контактов. Современные контакторы должны иметь коммутационную износостойкость порядка (2—3)106 операций (некоторые выпускаемые в настоящее время контакторы имеют коммутационную износостойкость 106 операций и менее).

Собственное время включения контактора состоит из времени нарастания потока в электромагните контактора до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть этого времени тратится на нарастание магнитного потока. Для контакторов постоянного тока с номинальным током 100 А собственное время включения составляет 0,14с, для контакторов с током 630 А оно увеличивается до 0,37с.

Собственное время отключения контактора — время с момента обесточивания электромагнита контактора до момента размыкания его контактов. Оно определяется временем спада потока от установившегося значения до потока отпускания. Временем с начала движения якоря до момента размыкания контактов можно пренебречь. В контакторах постоянного тока с номинальным током 100 А собственное время отключения составляет 0,07, в контакторах с номинальным током 630 А — 0,23 с.

Номинальный ток контактора Iном представляет собой ток, который можно пропускать по замкнутым главным контактам в течение 8 часов без коммутаций, причем превышение температуры различных частей контактора не должно быть больше допусти-мого (прерывисто-продолжительный режим работы).

Номинальный рабочий ток контактора Iном.р — это допустимый ток через его замкнутые главные контакты в конкретных условиях применения. Так, например, номинальный рабочий ток Iном.р контактора для коммутации асинхронных двигателей с коротко-замкнутым ротором выбирается из условий включения шестикратного пускового тока двигателя.

Номинальным напряжением контактора называется наибольшее напряжение коммутируемой цепи, для работы при котором предназначен контактор.

Коммутационная износостойкость главных контактов для категорий ДС-2, ДС-4 в режиме нормальных коммутаций должна быть не менее 0,1, а для категорий ДС-3 не менее 0,02 механической износостойкости .

Вспомогательные контакты должны коммутировать цепи электромагнитов переменного тока, у которых пусковой ток может во много раз превышать установившийся.

Электромагнитные контакторы постоянного тока

Контактор постоянного тока имеет следующие основные узлы: контактную систему, дугогасительное устройство, электромагнит и систему вспомогательных контактов. При подаче напряжения на обмотку электромагнита контактора его якорь притягивается. Подвижный контакт, связанный с якорем электромагнита, замыкает или размыкает главную цепь. Дугогасительное устройство обеспечивает быстрое гашение дуги, благодаря чему достигается малый износ контактов. Система вспомогательных слаботочных контактов служит для согласования работы контактора с другими устройствами.

Контактная система контакторов постоянного тока. Контакты аппарата подвержены наиболее сильному электрическому и механическому износу ввиду большого числа операций в час и тяжелым условиям работы. С целью уменьшения износа преимущественное распространение получили линейные перекатывающиеся контакты.

Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, равное примерно половине конечной силы нажатия. Большое влияние на вибрацию оказывает жесткость крепления неподвижного контакта и стойкость к вибрациям всего контактора в целом. В этом отношении очень удачна конструкция контактора серии КПВ-600 .

Устройство контактора постоянного тока серии КПВ-600

Неподвижный контакт 1 жестко прикреплен к скобе 2. Один конец дугогасительной катушки 3 присоединен к этой же скобе. Второй конец катушки вместе с выводом 4 надежно скреплен с изоляционным основанием из пластмассы 5. Последнее крепится к прочной стальной скобе 6, которая является основанием аппарата. Подвижный контакт 7 выполнен в виде толстой пластины.

Нижний конец пластины имеет возможность поворачиваться относительно точки опоры 8. Благодаря этому пластина может перекатываться по сухарю неподвижного контакта 1. Вывод 9 соединяется с подвижным контактом 7 с помощью гибкого проводника (связи) 10. Контактное нажатие создается пружиной 12.

При износе контактов сухарь 1 заменяется новым, а пластина подвижного контакта поворачивается на 180° и неповрежденная сторона ее используется в работе.

Для уменьшения оплавления основных контактов дугой при токах более 50 А контактор имеет дугогасительные контакты — рога 2, 11. Под действием магнитного поля дугогасительного устройства опорные точки дуги быстро перемещаются на скобу 2, соединенную с неподвижным контактом 1, и на защитный рог подвижного контакта 11. Возврат якоря в начальное положение (после отключения магнита) производится пружиной 13.

Основным параметром контактора является номинальный ток , который определяет размеры контактора.

Характерной особенностью контакторов КПВ-600 и многих других типов является электрическое соединение вывода подвижного контакта с корпусом контактора.

Во включенном положении контактора магнитопровод находится под напряжением. Даже в отключенном положении напряжение может оставаться на магнитопроводе и других деталях. Соприкосновение с магнитопроводом контактора поэтому опасно для жизни.

Серия контакторов КПВ имеет исполнение с размыкающим главным контактом. Замыкание производится за счет действия пружины, а размыкание — за счет силы, развиваемой электромагнитом.

контактор постоянного токаНоминальным током контактора называется ток прерывисто-продолжительного режима работы. При этом режиме работы контактор находится во включенном состоянии не более 8 ч. По истечении этого промежутка аппарат должен быть несколько раз включен и отключен (для зачистки контактов от окиси меди). После этого аппарат снова включается.

Если контактор располагается в шкафу, то номинальный ток понижается примерно на 10% из-за ухудшающихся условий охлаждения. В

продолжительном режиме работы, когда длительность непрерывного включения превышает 8 ч, допустимый ток контактора снижается примерно на 20%. В таком режиме из-за окисления медных контактов растет переходное сопротивление, что может привести к повышению температуры выше допустимой величины.

Если контактор имеет небольшое число включений или вообще предназначен для длительного включения, то на рабочую поверхность контактов напаивается серебряная пластина. Серебряная облицовка позволяет сохранить допустимый ток контактора, равный номинальному току, и в режиме продолжительного включения.

Если контактор наряду с режимом продолжительного включения используется в режиме повторно-кратковременного включения, применение серебряных накладок становится нецелесообразным, так как из-за малой механической прочности серебра происходит быстрый износ контактов.

Согласно рекомендациям завода допустимый ток повторно-кратковременного режима для контактора КПВ-600 определяется по формуле:

, где п – число включений в час.

Необходимо отметить, что если при отключении в повторно-кратковременном режиме длительно горит дуга (отключается большая индуктивная нагрузка), то температура контактов может резко увеличиться за счет нагрева контактов дугой. В этом случае нагрев контактов в продолжительном режиме работы может быть меньше, чем в повторно-кратковременном режиме. Как правило, контактная система имеет один полюс.

Для реверса асинхронных двигателей при большой частоте включений в час (до 1200) применяется сдвоенная контактная система . В этих контакторах типа КТПВ-500 , имеющих электромагнит постоянного тока, подвижные контакты изолированы от корпуса, что делает более безопасным обслуживание аппарата.

На рисунке показана схема включения контакторов для реверса асинхронных двигателей. По сравнению со схемой, имеющей однополюсные контакторы, эта схема имеет большое преимущество. При неполадках и отказе одного контактора подается напряжение только на один зажим двигателя. В схеме с однополюсными контакторами отказ одного контактора ведет к возникновению тяжелого режима двухфазного питания двигателя.

Схема включения главных контактов контактора КТПВ-500 для реверса асинхронного двигателя.

Контакторы с двухполюсной контактной системой очень удобно использовать для закорачивания сопротивлений в цепи ротора асинхронного двигателя.

В контакторах типа КМВ-521 применяется также двухполюсная система. Эти контакторы предназначены для включения и отключения мощных электромагнитов приводов постоянного тока масляных выключателей . Наличие двухполюсной контактной системы, включенной в оба провода сети постоянного тока, обеспечивает надежное отключение индуктивной нагрузки.

Источник



КОНТАКТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Контакторы постоянного тока строятся, как правило, однополюсными, но на токи до 40 А, а в отдельных сериях на токи до 100 – 160 А выполняются и многополюсными с различными комбинациями главных контактов.

Читайте также:  Отдает в пятку как током

Главные контакты в большинстве конструкций – рычажного типа. Вращение контакта выполняется на призме (рис. 19-1), токоподвод осуществляется гибкой связью, выполненной либо из переплетенных тонких медных проволок, либо набранной из медных шинок толщиной 0,1мм. Характерным для контакторов постоянного тока является расположение контактов на плече, большем, чем плечо якоря магнитной системы. Зазор контактов составляет 8-20мм. Ход магнитной системы, соответствующий этому зазору, 3-8мм.


Рис. 19-1. Примеры крепления подвижного контакта – вращение на призме

На большие токи главные контакты во многих сериях выполняются двухступенчатыми и состоят из основных и дугогасительных контактов.

В последние годы в отдельных сериях контакторов, в частности для судов, находят применение прямоходовые электромагнитные системы и мостиковые контактные системы.

Дугогасительные системы устроены на принципе гашения электрической дуги поперечным магнитным полем в дугогасительных камерах. Магнитное поле гашения в подавляющем большинстве конструкций возбуждается последовательной дугогасительной катушкой. Большее распространение получают камеры с узкими щелями и дугогасительные устройства, ограничивающие размеры дуги объемом камеры.

Схемы распространенных конструкций дугогасительных устройств контакторов постоянного тока приведены на рис. 19-2. Характерным является стремление повысить их отключающую способность и ограничить размеры дуги и ее пламени.


Рис. 19-2. Дугогасительные устройства контакторов постоянного тока с последовательной дугогасительной катушкой:
а – камера открытая; б – камера с широкой щелью; в – камера с продольными перегородками; г – камера с поперечными перегородками; д – камера с «воздушным мешком»; е – камера с двумя «воздушными мешками»; ж – камера с дугогасительной решеткой; з – камера с узкой зигзагообразной щелью;

В камерах на рис. 19-2, а, б, в, имеющих широкие щели, не применено никаких дополнительных мер к ограничению размеров дуги и ее пламени. В камере на рис. 19-2, г для этого служат поперечные перегородки 8, которые делят щель камеры на ряд участков. Двигаясь под действием магнитного поля, дуга должна огибать эти перегородки и образовывать петли, что приводит к значительному удлинению дуги внутри камеры. Соприкосновение дуги с перегородками вызывает усиленную ее деионизацию. Отключающая способность камеры повышается. Несколько снижаются размеры дуги и ее пламени при отключении цепей с относительно небольшой индуктивностью. При отключении цепей с большими индуктивностями петли дуги, выйдя из камеры, перемыкаются и образуют общую петлю. Ограничения размеров дуги и ее пламени за пределами камеры в этом случае не достигается.

«Воздушные мешки» 9 в устройствах, изображенных на рис. 19-2, д и е, предназначены для ускорения движения дуги. Магнитное дутье здесь сосредоточено на ограниченном участке камеры. Опорные точки дуги очень быстро загоняются в узкое пространство – «воздушные мешки». Высокая температура дуги должна вызвать разогревание находящегося в «мешке» воздуха и повышение давления в нем. Разогретые газы, выбрасываясь из «мешка», обдувают дугу и заставляют ее двигаться с большой скоростью, способствуя ее гашению. Эффективность этого дутья, однако, резко падает, как только дуга выходит за пределы камеры. Здесь дуга практически растягивается только за счет электродинамических сил контура тока. Размеры дуги и ее пламени за пределами камеры очень велики, время гашения большое. Медленное гашение дуги после выхода ее из камеры приводит к небольшим перенапряжениям в момент погасания дуги, что является достоинством системы.

Дугогасительная решетка из V-образных пластин (рис. 19-2, ж) в дополнение к магнитному дутью повышает отключающую способность. Возникающие в каждом из контуров дополнительные электродинамические силы ускоряют движение дуги. Устройство решетки, однако, довольно сложное.

Камеры с узкими щелями, прямыми и зигзагообразными (рис. 19-2, з) существенно повышают отключающую способность и ограничивают размеры дуги и ее пламени за пределами камер. Однако полного гашения электрической дуги в объеме камеры и здесь не достигается.


и – камера с узкой зигзагообразной щелью и пламегасительной решеткой
1 – магнитопровод дугогашения; 2 – стенка камеры; 3 – рога дугогасительные; 4 – контакты; 5 – катушка дугогашения; 6 – щель камеры; 7 – перегородки продольные; 8 – перегородки поперечные; – «воздушный мешок»; 10 – пластины дугогасительной решетки; 11 – пламегасительная решетка; 12 – пластины пламегасительной решетки

Система дугогашения, в которой впервые практически осуществлено гашение дуги постоянного тока в объеме камеры, приведена на рис. 19-2, и. Камера имеет узкую зигзагообразную щель, впереди которой установлена пламегасительная решетка. Крышка решетки имеет отверстия для выхлопа деионизированных газов. Контактная система здесь мостикового типа (но может быть любой другой). Задняя стенка камеры закрытая. Высокая эффективность узкой щели позволяет применить гашение только на одном разрыве. Система обеспечивает высокую отключающую способность, дуга и ее пламя за пределы камеры не выбрасываются. Система допускает высокую частоту отключений (см. гл. 6). Все более широкое внедрение таких устройств характерно для современного аппаратостроения.

Электромагнитная система наиболее широко применяется клапанного типа (см. рис. 8-1, а) с вращением якоря на призме. Системы состоят из следующих основных деталей: скобы 1, сердечника 4 с полюсным наконечником, якоря 2, втягивающей катушки 3. Вращение на призме обеспечивает самоустановку якоря и существенно более высокую износостойкость системы по сравнению с вращением на оси.

Наряду с клапанными системами в условиях серийного производства находят применение и единые для постоянного и переменного тока магнитные системы. Применение таких систем предполагает наличие добавочного сопротивления в цепи катушки (рис. 19-3, а). При включении катушка работает в форсированном режиме, сопротивление вводится в конце хода магнитной системы, ограничивая ток в катушке. Достоинствами системы являются ее малые размеры и быстродействие, недостатками – дополнительные элементы цепи катушки (резистор и вспомогательный контакт) и потери мощности в добавочном сопротивлении, которые составляют 200 – 400% мощности, потребляемой катушкой.


Рис. 19-3. Схемы включения катушек с форсировкой

Последний недостаток может быть устранен применением двухсекционных катушек, включаемых по схемам рис. 19-3, б и в, где в первой схеме МДС включения создается включающей секцией В, удерживающая МДС – обеими секциями В и У, а во второй схеме МДС включения создается обеими секциями, удерживающая МДС – удерживающей секцией У. При одних и тех же удерживающих МДС катушки по схемам рис. 19-3, б и в потребляют в 3 – 5 раз меньшую мощность, чем включенные по схеме рис. 19-3, а.

Это обстоятельство весьма существенно для аппаратов, встраиваемых в закрытые комплектные устройства.

При равных размерах катушки степень форсировки в схемах рис. 19-3, б и в выше, чем в схеме рис. 19-3, а. Таким образом, максимально допустимая частота работы для первых меньше. При этом выполнение катушек, включаемых по схемам рис. 19-3, б и в, на частоту включений до 1200 в час не представляет особых трудностей.

Конструктивная компоновка контактора должна обеспечивать: получение уравновешенной подвижной системы без дополнительных противовесов, замену катушки без разборки аппарата, хороший доступ к контактным соединениям, контактам для их обслуживания и замену контактов без отключения монтажных проводов, высокую износостойкость опор якоря.

Расположение сердечника магнитной системы относительно плоскости установки контактора в значительной степени определяет пространственную компоновку контактора.

До пятидесятых годов все контакторы постоянного тока собирались на изоляционных плитах и регулировались непосредственно На панелях комплектных устройств. Для этого требовались рабочие высокой квалификации. Существенно затруднялась организация массового конвейерного производства контакторов.

В современном аппаратостроении развита тенденция к созданию блочных конструкций. В некоторых конструкциях (см. рис. 19-4, 19-5) деталью, на которой собирается и регулируется контактор, является скоба магнитопровода. В других конструкциях контактор собирается на горизонтальных (см. рис. 19-13, 19-17) или вертикальных изолированных металлических рейках, а также на стальных и пластмассовых основаниях (см. рис. 19-14, 19-15, 19-19). Собранный и полностью отрегулированный контактор может устанавливаться на изоляционную панель или металлические рейки в зависимости от общей компоновки комплектного устройства.

Конструкции контакторов постоянного тока. Конструкции контакторов постоянного тока весьма разнообразны, ниже рассмотрены некоторые из них.

Контакторы серии КПВ-600 выпускаются на токи 100, 160, 250 и 630 А и напряжение до 600 В однополюсные, с замыкающим или размыкающим главным контактом. Контакторы (рис. 19-4) имеют моноблочную конструкцию, собираются и регулируются на скобе магнитопровода. Предназначаются для тяжелых режимов работы – до 1200 включений в час. Механическая износостойкость 20 млн. циклов.

Контакторы серии КМ-2000 предназначены для нормальных условий работы. Они выпускаются на токи до 300 А постоянного тока и до 600 А переменного тока, одно- и многополюсные, с различными главными контактами. Магнитная система шихтованная прямоходовая, общая для контакторов постоянного и переменного тока. На постоянном токе катушка двухсекционная по схеме рис. 19-3, б. Контактная система мостикового типа, гашение дуги происходит в закрытой комбинированной камере, сборка и регулировка производятся на стальных основаниях. Контакторы обладают высокой коммутационной способностью и достаточной механической и электрической износостойкостью.

Рис. 19-5. Контакторы зарубежных фирм

Контакторы зарубежных фирм. На рис. 19-5 приведен общий вид контактора серии М фирмы «Вестингауз». Серия охватывает диапазон токов от 25 до 2500 А при рабочем напряжении до 550 В. Контакторы предназначены для тяжелых условий работы, на 25 и 50 А выпускаются одно- и двухполюсными, на большие токи – однополюсными. Отключающая способность до 20 Iном. Выброс дуги за пределы камер большой. Фирма рекламирует для токов до 300 А механическую износостойкость свыше 40 млн. циклов, коммутационную – свыше 5 млн. циклов. Конструкция моноблочная, со сборкой на скобе магнитопровода.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник