конструкция,. типы и правильный выбор
Контактор – это один из главных элементов управления электродвигателем, который служит размыкающим переключателем, а также выполняет работу пускателя двигателя плавного пуска или частотного преобразователя. Но самый идеальный вариант – осуществлять управление электродвигателем с помощью контактора, потому что он дает возможность реализации дистанционного управления. Одно из главных преимуществ контакторов – коммутационная долговечность, несколько тысяч операций.
Для контактора необычайно важно наличие качественных характеристик силовых и управляющих цепей. Для производства выбора контактора для коммутирования электрооборудования необходимо представлять определенную информацию, характеризующую цепи управления и силовые цепи, паспортные данные содержат следующую информацию:
Для цепей управления:
- Тип управляющего контакта и частота для цепей переменного тока.
- Номинальное значение напряжение и напряжение управления.
Для силовых цепей:
- Рабочее напряжение, номинальное значение. Это показатель равен напряжению между фазами и определяет, наряду с замыкающей и размыкающей способностью, эксплуатационным режимом и пусковыми характеристиками рабочие параметры использования цепей.
- Рабочий ток, его номинальное значение, на которое рассчитан контактор или номинальная мощность. Эти показатели служат для определения рабочих условий электродвигателя, если контактор предназначен для прямого управления электродвигателем, могут быть введены дополнительные параметры, такие как максимальная мощность.
Стоит обратить внимание на дополнительную информацию, такую как:
- Рекомендованные рабочие режимы и класс повторно-кратковременного режима, определяющие рабочие циклы оборудования.
- Максимальная величина тока, которую контактор сможет коммутировать с гарантированной вероятностью.
Конструкция контактора
Контактор состоит из нескольких основных частей:
- полюс;
- катушка;
- дополнительные контакты.
Полюсы.
Рис. №1 Вид сдвоенного и одинарного контактора.
Эти элементы используются для осуществления замыкания и размыкания тока в силовой цепи. Габаритный размер полюса зависит от тока, на который рассчитан контактор, полюс позволяет обеспечить непрерывную работу без критического повышения температурного порога. Состоит элемент из подвижной части и неподвижного фиксированного контакта. На подвижной части находится пружина, осуществляющая давление на замыкающие контакты. Специальное серебряное напыление, соответствующая инновационная обработка способствуют продолжительности работы, долговечности и механической прочности.
Два основных типа контакторов
Контакторы распределяются на два вида и могут быть одинарными и сдвоенными.
Сдвоенные контакторы используются для тяжелых условий работы.
Одинарный контактор содержит в своей конструкции электромагнитное устройство, служащее для эффективного гашения электрической дуги. Он рекомендуется для цепей постоянного тока и тяжелых эксплуатационных условий, таких как: использование для железнодорожного оборудования, гидроэлектростанций, для индукционных печей и т. д.
Контактор должен осуществлять гашение дуги, возникающее при разрыве электрической цепи. При этом дуга не должна быть слишком короткой (быстрой), чтобы не вызвать перенапряжения в сети и недлинной, чтобы не способствовать разрушению материалов, из которых состоит контактор. Сопротивление дуги находится в прямой зависимости от числа свободных электронов, присутствующих в плазме Ферромагнитные элементы, из которых состоят дугогасящие камеры и помещенные в область дуги обязательно присутствуют в конструкции полюсов. Они должны развернуть дугу в нужном направлении, это так называемое магнитное взрывание, так они будут способствовать охлаждению среды и контактного соединения после гашения дуги. Для защиты от перегрузки контакторы совмещают с
Рис. №2. Устройство контактора.
Катушка
Катушка контактора создает электромагнитное поле, в котором перемещается подвижная часть контактора, осуществляя замыкание электрической цепи. Питание на катушку приходит от сети постоянного и переменного тока.
Питание катушки переменным током
В случае питания от сети переменного тока его значение определяется полным сопротивлением катушки. Если магнитный зазор при включении катушки велик, индуктивность катушки имеет малое значение, полное сопротивление будет минимальным. Ток, проходящий через катушку, максимален и ограничивается величиной сопротивления. Величина тока нагрузки диктует тяговое усилие, необходимое для включения контактора.
Когда происходит замыкание магнитной цепи, ее магнитное сопротивление падает, в тоже время ее полное сопротивление многократно увеличивается, а ток снижается не менее чем в 10 раз. Ток в катушке уменьшается с повышением полного значения сопротивления, которое вызвано с уменьшением зазора в контакторе, но в тоже время его должно хватить для удержания электромагнитной катушки в закрытом состоянии.
Питание катушки постоянным током
Для сетей постоянного тока в питающую цепь катушки включают добавочное сопротивление (как правило, резистор).
В системах автоматизации используются специально разработанные контакторы с электромагнитами с невысоким энергопотреблением. Они разрешают прямое подключение оборудования, управление этими устройствами осуществляется с дискретного выхода прямым способом. Для осуществления этой функции контактор оснащен специальным электромагнитом.
Рис. №3. Схема электромагнита с низким энергопотреблением.
Дополнительная контактная система
Основная функция дополнительных контактов – самоблокировка, взаимная блокировка и блокирование контактов, а также индикация состояния контактора.
Основные модификации дополнительных контактов
Их три типа:
- НО (NO) – нормально открытые контакты (разомкнутое состояние соответствует открытому контакту), закрытое состояние – соответствует подаче питающего напряжения на электромагнит.
- НЗ (NC) – нормально закрытые контакты: закрытое состояние соответствует разомкнутому положению контактора, открытый контакт – подача питания на электромагнит.
- Перекидные контакты НО/НЗ. Если на контактор не поступает питание, его контакты будут находиться в открытом или закрытом состоянии. После поступления напряжения их состояние переключается на противоположное.
Дополнительная контактная система оборудуется выдержкой времени, которую можно использовать после открытия или закрытия контактора. Время – регулируется.
Выбор контактора
При выборе контактора для управления электродвигателем руководствуются следующими требованиями:
- Рабочий ток и режим отключения.
- Тип электродвигателя (нагрузки) – это: сопротивление, электродвигатель с беличьей клеткой или с контактными кольцами.
- Условия, которые влияют на открытие или замыкание контактов – это: электродвигатель запущен в работу или остановлен, пуск электродвигателя или торможение противовключением и прочие операции.
При выборе контактора принимаются во внимание ограничения, не описанные в стандартных правилах пользования. Это температура окружающей среды, влажность, географическое месторасположение, высота над уровнем или приближенность к морю. Трудность в обслуживании также может играть решающую роль при выборе контактора, на это условие оказывает влияние долговечность устройства или его надежность.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Поделиться ссылкой:
elektronchic.ru
3.3. Особенности устройства и работы контактора переменного тока.
На
рис.8, а представлен разрез контактора КТ-6000
по магнитной системе, а на
рис.8, б
— по
контактной и дугогасительной системам
одного полюса. Подвижный контакт
Подвижный контакт 1 и якорь 4 электромагнита связаны между собой через вал контактора. В отличие от контакторов постоянного тока подвижный контакт в контакторе КТ-6000 не имеет перекатывания. Отключение аппарата происходит под действием контактных пружин и сил веса подвижных частей.
Для удобства эксплуатации подвижный и неподвижный контакты сделаны легко сменными. Контактная пружина 2, так же как и в контакторах постоянного тока, имеет предварительное нажатие, составляющее примерно половину конечного.
Рис.8. Контактор перемен-
ного тока серии КТ-6000.
Магнитная и контактная системы контактора КТ-6000 укреплены на стальной рейке 5, что позволяет использовать их в реечной конструкции комплектных станций управления.
Широкое распространение получила мостиковая контактная система с двумя разрыва-
ми на каждый полюс (рис.9). Такая конструкция распространена в пускателях. Быстрое гашение дуги, отсутствие гибкой связи являются большим преимуществом такой конструкции.
Применяется как прямоходовая система (рис.13), так и с вращением якоря (рис.9). В первом случае якорь движется поступательно. Подвижные контакты связаны с якорем и совершают тот же путь, что и якорь. При передаче усилия контактных пружин к якорю из-за отсутствия рычажной системы нет выигрыша в силе. Электромагнит должен развивать усилие большее, чем сумма сил контактных пружин и веса якоря (в контакторах с вертикальной установкой).
Рис.9. Контактор пускателя серии ПА.
В большинстве выполненных по этой схеме контакторов наблюдается медленное нарастание силы контактного нажатия, из-за чего имеет место длительная вибрация контактов (до 10 мс). В результате происходит сильный износ контактов при включении. Поэтому такая конструкция применяется только при небольших номинальных токах. Более совершенным является контактор, который имеет мостиковую систему и рычажную передачу усилий от контактов к якорю электромагнита. Разрез такого контактора на ток 60 А показан на рис.9. Каждый полюс имеет два неподвижных контакта 1 и один мостиковый контакт 2. Места касания контактов облицованы металлокерамическим материалом (серебро—окись кадмия). Нажатие контактов создается пружиной 3. Контактный мост имеет малую массу и выполнен самоустанавливающимся.
Расстояние от оси вращения до места расположения контактов в 2,5 раза меньше, чем расстояние от оси вращения до точки крепления якоря 4. Такая кинематика позволяет увеличить силу нажатия при данных габаритах электромагнита. Близкое расположение контактов к оси вращения снижает скорость движения контактов. Малая масса моста, низкая скорость в момент касания, большая сила нажатия способствуют резкому снижению вибрации (она длится всего 0,3 мс). При этом коммутационная износостойкость возрастает до 2*106 операций включения и отключения.
В высокочастотных контакторах (500—10000 Гц) существенно возрастают потери в токоведущих частях из-за эффекта близости и поверхностного эффекта. Для эффективного отвода тепла целесообразно использование водяного охлаждения.
Гашение дуги в контакторах переменного тока. На рис.10 изображены экспериментальные зависимости раствора контактов, необходимого для гашения дуги, от величины тока цепи. Коэффициент мощности цепи cos меняется в пределах от 0,2 до 1. Контактор имеет один разрыв на полюс и не снабжен никаким дугогасительным устройством.
Рис.10. Зависимость раствора контактов, обеспечивающего гашение дуги, от величины тока при различных условиях.
В случае активной нагрузки (cos=1) гашение дуги происходит при растворе контактов примерно 0,5*10-3м при любом токе и любом напряжении (до 500В), кривая 3 рис.10.
При индуктивной нагрузке (cos=0,2-0,5) такое же гашение имеет место при напряжении до 220В. Это объясняется тем, что гашение дуги происходит за счет практически мгновенного восстановления электрической прочности 200-220В около катода.
При напряжении источника питания, не превышающем 220В, для гашения дуги необходим всего один разрыв на полюс. Никаких дугогасительных устройств не нужно.
Если в цепи полюса аппарата создавать два разрыва, например, за счет применения мостикового контакта, то дуга надежно гасится за счет околоэлектродной прочности при напряжении сети 380 В. На основании этих данных в настоящее время широко применяются контакторы с двукратным разрывом цепи в одном полюсе. При индуктивной нагрузке (cos =0,2—0,5) и напряжении источника свыше 380В величина восстанавливающегося напряжения становится больше околокатодной прочности. Кривые 1 и 2 рис.10 аналогичны кривым рис.4, полученным для постоянного тока. В области до 40—50 А гашение происходит за счет механического растяжения дуги. Максимальный раствор, требуемый для гашения, составляет 7*10-3 м. При токах более 50 А необходимый раствор уменьшается. Гашение происходит за счет действия на дугу электродинамических сил. При токе более 200А гашение происходит при растворе менее 10-3 м. Таким образом, наиболее тяжелой для гашения является величина тока 40—50 А. Исследования показали, что увеличение раствора сверх 8*10-3 м не влияет на процесс гашения дуги.
Для эффективного гашения дуги, уменьшения износа контактов могут быть использованы следующие системы:
1. Магнитное гашение дуги с помощью катушки тока
и дугогасительной камеры с продольной или лабиринтной щелью (рис.6).
2. Дугогасительная камера с деионной решеткой из стальных пластин.
В системе магнитного дутья с катушкой тока сила, действующая на дугу, пропорциональна квадрату тока. Поэтому и при переменном токе на дугу действует сила, неизменная по направлению. Сила пульсирует с двойной частотой во времени (так же, как электродинамическая сила, действующая на проводник). Средняя сила получается такой же, как и при постоянном токе, при условии, что постоянный ток равен действующему значению переменного тока. Указанные соотношения справедливы, когда потери в магнитной системе катушки дутья отсутствуют, и поток по фазе совпадает с током. Несмотря на эффективную работу этого устройства, в настоящее время оно применяется только в контакторах, работающих в тяжелом режиме (число включений в час более 600).
Недостатками этого метода гашения являются: увеличение потерь в контакторе из-за потерь в стали магнитной системы дугогашения, что ведет к повышению температуры контактов, расположенных вблизи дугогасительного устройства, и возможность возникновения больших перенапряжений из-за принудительного обрыва тока (до естественного нуля).
Значительное увеличение электрической износостойкости контактов (до 15*106) можно получить, шунтируя контакты тиристорами.
Применение для гашения катушки напряжения на переменном токе исключается из-за того, что сила, действующая на дугу, меняет свой знак, так как поток, создаваемый магнитной системой дугогашения, сдвинут по фазе относительно отключаемого тока. Если ток и поток имеют один знак, сила положительна, если же ток и поток имеют разные знаки, то сила отрицательна.
Довольно широкое распространение получила дугогасительная камера с деионной решеткой из стальных пластин. Принципиальная схема дугогасительного устройства дана на рис.11, б. Дуга 1, возникающая после расхождения контактов, втягивается в клиновидный паз параллельно расположенных стальных пластин 2. В верхней части дуга пересекается пластинами и разбивается на ряд коротких дуг 3. При вхождении дуги в решетку возникают силы, тормозящие движение дуги. Для уменьшения этих сил дуга, смещенная относительно середины решетки, вначале пересекает пластины с нечетными номерами, а потом уже с четными (рис. 11,6). После того как дуга втянется в решетку и разобьется на ряд коротких дуг, в цепи возникает дополнительное падение напряжения А на каждой паре электродов. Это падение напряжения составляет 20—30 В. Из-за наличия этого падения напряжения ток в цепи пройдет через нуль ранее своего естественного нулевого значения. При этом уменьшается восстанавливающееся напряжение промышленной частоты, а, следовательно, и пик восстанавливающегося напряжения (рис.11,а).
Рис.11. Процесс гашения дуги в деионной решётке.
Для того чтобы пластины решетки не подвергались коррозии, они покрываются тонким слоем меди или цинка. Несмотря на быстрое гашение дуги, при частых включениях и отключениях происходит нагрев пластин до очень высокой температуры. Возможно даже прогорание пластин. В связи с этим число включений и отключений в час у контакторов с деионной решеткой не превышает 600 (контактор КТ-7000).
В новых контакторах, применяемых в пускателях серии ПА, применяется двукратный разрыв на каждый полюс (рис.9). Для того чтобы уменьшить оплавление контактов, они охвачены стальной скобой. При образовании дуги на нее действует электродинамическая сила втягивания дуги в эту скобу. Движению опорных точек дуги по контакту помогают также электродинамические силы, возникающие за счет взаимодействия дуги с током в подводящих проводниках и арматуре контактов. Здесь, так же как и в решетке для гашения дуги, используется околокатодная прочность, возникающая после прохода тока через нуль. Два разрыва и магнитное дутье за счет стальной скобы и поля подводящих проводников обеспечивают надежную работу при напряжении до 500 В. Контактор на номинальный ток 60 А отключает десятикратный ток короткого замыкания при напряжении 450 В и cos =0,3.
Электромагнитный механизм контактора переменного тока. Для привода контактов широкое распространение получили электромагниты с Ш-образным и П-образным сердечниками.
Магнитопровод состоит из двух одинаковых частей, одна из которых укреплена неподвижно, другая связана через рычаги с контактной системой. В электромагнитах старой конструкции для устранения залипания якоря между средними полюсами Ш-образной системы делался зазор. При включении удар приходился на крайние полюсы, что приводило к их заметному расклепыванию. В случае перекоса якоря на рычаге возможно разрушение поверхности полюса сердечника острыми кромками якоря. В современных контакторах (серии ПА) для устранения залипания в цепь введена магнитная прокладка. Во включенном положении все три зазора равны нулю. Это позволяет уменьшить износ полюсов, так как удар приходится на все три полюса. В современных контакторах для уменьшения удара неподвижный сердечник амортизирован с помощью цилиндрических пружин, что улучшает условия работы и контактной системы, поскольку при включении не возникает вибрации основания контактора.
С целью устранения вибрации якоря во включенном положении на полюсах магнитной системы устанавливаются короткозамкнутые витки. Действие короткозамкнутого витка наиболее эффективно при малом воздушном зазоре. Поэтому для плотного прилегания полюсов их поверхность должна шлифоваться. Хорошие результаты по уменьшению вибрации электромагнита достигнуты в контакторе типа ПА, где за счет эластичного крепления сердечника возможна самоустановка якоря относительно сердечника, при которой воздушный зазор получается минимальным.
Известно, что из-за изменения индуктивного сопротивления катушки ток в притянутом состоянии якоря значительно меньше, чем в отпущенном состоянии. В среднем можно считать, что пусковой ток равен десятикратному току притянутого состояния, но для больших контакторов может достигать значения, равного 15-кратному от тока в замкнутом состоянии. В связи с большим пусковым током ни в коем случае недопустима подача напряжения на катушку, если якорь по каким-либо причинам удерживается в положении «отключено». Катушки большинства контакторов рассчитаны таким образом, что допускают до 600 включений в час при ПВ==40%.
В особо тяжелых условиях работают электромагниты контакторов при пяти-полюсном исполнении. Для того чтобы обеспечить нормальную работу пяти контактных пар, электромагнит имеет форсировку. Такой контактор может работать только в повторно-кратковременном режиме (контакторы старых серий КТ и КТЭ). Современные контакторы КТ-6000 и КТ-7000 могут работать в любом режиме (ГОСТ 11206-70).
Электромагниты контакторов переменного тока могут также питаться от сети постоянного тока. В этом случае на контакторах устанавливается специальная катушка, которая работает с форсировочным сопротивлением. Форсировочное сопротивление шунтировано размыкающим блок-контактом контактора или более мощными контактами другого аппарата.
Параметры катушек и величины форсировочных сопротивлений приведены в каталогах. При уменьшении зазора тяговая характеристика электромагнита переменного тока поднимается менее круто, чем в электромагните постоянного тока. Благодаря этому тяговая характеристика электромагнита более близко подходит к противодействующей. В результате напряжение отпускания близко к напряжению срабатывания.
Относительно высокий коэффициент возврата (0,6—0,7) дает возможность осуществить защиту двигателя от падения напряжения. При понижении напряжения до (0,6—0,7) Uн, происходит отпадание якоря и отключение двигателя.
Электромагниты контакторов обеспечивают надежную работу в диапазоне колебания питающего напряжения 85—110% Uн. Поскольку катушка контактора питается через замыкающий блок-контакт, то включение контактора не происходит самостоятельно после подъема напряжения до номинального значения. Так же как и контакторы постоянного тока, контакторы переменного тока имеют блок-контакты, которые приводятся в действие тем же электромагнитом, что и главные контакты.
В схемах автоматики часто возникает необходимость иметь контакторы с «памятью». После снятия напряжения с электромагнита якорь остается в притянутом состоянии. Такой принцип осуществлен в контакторе залипания КМЗ. Магнитопровод собран из стали марки 40Х, в замкнутом состоянии магнитной системы немагнитный зазор отсутствует, катушка имеет две секции. Схема включения показана на рис.12.
Рис.12.Схема включения обмоток контактора с залипанием серии КМЗ.
При подаче переменного напряжения на вводы 1—2 обмотка 2 питается постоянным током. После притяжения якоря блок-контакт 3 размыкается, но по обмотке 2 продолжает протекать ток через диод Д и конденсатор С до тех пор, пока конденсатор не зарядится до определенного напряжения. Ток конденсатора и длительность протекания выбраны такими, что обеспечивается надежное залипание якоря после снятия напряжения. Якорь удерживается в притянутом состоянии за счет остаточной индукции. Для отключения напряжение подается на вводы 2 и 4. Обмотка 1 размагничивает сердечник, якорь отпадает. При замыкании контакта 3 конденсатор С разряжается на резистор Rр. Блок-контакт 5 размыкает цепь размагничивания в положении отключено. Контактор подготавливается для следующего включения. Допустимая частота включений в час 150.
Большим достоинством контактора с залипанием является отсутствие потребления мощности в притянутом состоянии.
Устройство магнитного пускателя.
Магнитным пускателем называется контактор, предназначенный для пуска в ход асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Конструкция и схема включения пускателя. Наибольшее распространение получили пускатели серий ПМЕ и ПА. На рис.13 представлен магнитный пускатель серии ПМЕ.
Учитывая облегченные условия работы пускателя при отключении, возможно, используя двукратный разрыв цепи, отказаться от применения громоздких дугогасительных устройств в виде решетки или камеры магнитного дутья. Широко применяются торцевые контакты с металлокерамикой. Подвижный контакт 1 выполняется мостикового типа с самоустанавливанием. Токоведущие шинки 3 от зажимов к неподвижным контактам 4 выполняются таким образом, чтобы электродинамические силы сдували дугу с контактов.
Прямоходовой
электромагнит имеет Ш-образный
сердечник 5 и якорь 6. Возврат пускателя в исходное положение
происходит за счет пружины 7. Короткозамкнутый виток 8 расположен на двух крайних стержнях
сердечника. Якорь электромагнита 6 связан с изоляционной траверсой 9, несущей подвижные контакты 1 с контактными пружинами 2. Траверса 9 движется в направляющих 10, являющихся
частью литого корпуса 11. Пускатель может иметь пять главных и
два вспомогательных контакта 12. Основной особенностью электромагнитного
механизма является равенство ходов
контакта и якоря электромагнита.
Такая система имеет ряд недостатков,
которые ведут к большому времени вибрации
контактов (более
1 мс) и их
быстрому износу. В современных пускателях
такая система применяется только при
малых мощностях двигателей (номинальный
ток
25 А).
При токах, больших 25 А, хорошо себя зарекомендовала система пускателей серии ПА, в которой ход контакта примерно в 2,5 раза меньше, чем ход якоря электромагнита. Для защиты двигателя от перегрузки в двух фазах устанавливаются тепловые реле. В некоторых типах пускателей, например в серии П, тепловые реле расположены на одной панели с контактором. Реле типа ТРП и ТРН монтируются вне контактора пускателя.
Схема включения нереверсивного пускателя показана на рис14. Главные (линейные) контакты Л включаются в рассечку проводов, питающих двигатель. В проводах двух фаз включаются также нагревательные элементы
Рис.13. Пускатель серии ПМЕ
тепловых реле ТРП1 и ТРП2. Катушка электромагнита К подключается к сети через размыкающие контакты тепловых реле Т° и кнопки управления. При нажатии кнопки Пуск напряжение на катушку подается через замкнутые контакты 1—2 кнопки Стоп и замкнутые контакты тепловых реле Т°. После притяжения якоря электромагнита замыкается блок-контакт БК, шунтирующий контакты 3—4 кнопки Пуск. Это дает возможность отпустить пусковую кнопку. Для отключения пускателя нажимается кнопка Стоп. При перегрузке двигателя срабатывают тепловые реле, которые разрывают цепь катушки К. Якорь электромагнита отпадает. Происходит отключение пускателя.
Рис.14. Схема включения нереверсивного пускателя.
На рис.15 показан общий вид реверсивного пускателя на базе ПМЕ. Подвижная часть верхнего пускателя 1 с помощью рычага 2 сблокирована с подвижной частью 3 нижнего пускателя. При подаче напряжения на верхний пускатель его якорь притягивается, верхний конец рычага 2 поворачивается влево и удерживает якорь нижнего пускателя в крайнем правом положении. Даже при подаче напряжения на нижний пускатель якорь его электромагнита не сдвинется с места, так как сила, действующая на верхнее плечо (якорь верхнего пускателя притянут), больше силы, действующей на нижнее плечо. Поскольку при подаче напряжения на нижний электромагнит в его обмотке протекает большой ток и она может выйти из строя, механическая блокировка дополняется электрической.
Рис.15. Механическая блоки- Рис.16. Схема включения реверсивного пускателя.
ровка реверсивного пускателя.
Схема включения реверсивного пускателя приведена на рис16. Кнопка управления Вперед имеет замыкающие контакты 1—2 и размыкающие контакты 4—6. Аналогичные контакты имеет кнопка пуска двигателя в обратном направлении Назад.
Соответственно
индекс «в» отнесен к элементам, участвующим
при работе вперед, и индекс «н» — при
работе назад. При пуске Вперед замыкаются контакты 1—2 этой кнопки и процесс протекает так же,
как и у нереверсивного пускателя, с
той лишь разницей, что цепь катушки Кн замыкается через размыкающие контакты 1—6 кнопки Назад.
Одновременно размыкаются размыкающие
контакты 4—6 кнопки Вперед,
при этом разрывается цепь катушки Кн.
При нажатии кнопки Назад вначале размыкаются контакты 1—6, обесточивается катушка и отключается пускательВперед.
Затем контактами 4—3 запускается электромагнит пускателя Назад. При одновременном нажатии кнопок Вперед и Назад ни один из пускателей не будет включен.
studfile.net
Магнитные контакторы: устройство и назначение

Магнитные пускатели
Магнитный пускатель – предназначен для дистанционного запуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей.
Он, обычно, состоит из конструктивно-объединенных термического реле и контактора. Так же в индустрии они выпускается и без термического реле. Предназначен для работы в трёхфазной сети.
Пускатели 0-2 величины можно использовать и в бытовой (однофазной) сети для запуска электродвигателей малой мощности. По конструктивным особенностям могут быть 3-х и 4-х полюсные т. е.
3 либо 4 основных контакта. Обычно четвёртый контакт играет роль открытого блок-контакта, с его помощью происходит блокировка цепи управлении. Конструкция выполнена последующим образом.
Электромагнит состоит из Ш-образного магнитопровода-сердечника, состоящего из 2-ух частей-половинок. Одна из которых жёстко установлена в корпусе пускателя и также жёстко установленных и изолированных друг от друга и от корпуса-главных, верхних и нижних контактов. К верхней группе подходит питаюший трёхфазный кабель, идущий от рубильника либо распределительного шкафа.
К нижним контактам подключается нагрузка (электродвигатель) непременно через термическое защитное реле. Тут же на нижней части устанавливается катушка. Магнитные пускатели могут отличаться напряжением питания катушки 220-380В различия особенной нет, но в плане дополнительной защиты-катушки на 380В лучше.
Устройство магнитных пускателей
2-ая половинка магнитопровода подвижная и имеет контакты – перемычки, которыми перемыкаются нижние контакты. Они сконструированы подвижно, мягко, на пружинах для регулировки нажима на главные контакты.
В конструкции пускателей устанавливаются дополнительные контакты (маленькие) блок-контакты, нормально открытые и нормально закрытые, которые синхронно работают с подвижной частью пускателя и нужные для работы в цепи управления. Обычно их может быть-одна либо две пары. Магнитные пускатели выпускаются от 0-6 величины, для нагрузок от5А-140А, для нагрузки выше 140А используются КОНТАКТОРЫ.
Магнитные пускатели выпускаются различных моделей и модификаций, но механизм работы у всех схож. В советское время выпускались серии ПМА, ПМЕ, МПА зарекомендовавшие себя положительно со всех боков. Делались они из высококачественных материалов и которые посей день отлично работают на многих объектах.
А если пускатель верно подобран по нагрузке и временами обслуживается то он ещё долго послужит. Обычно на ревизию времени уходит малость. Нужным элементом работы пускателя является кнопка «ПУСК-СТОП» которая может устанавливаться в любом комфортном месте исходя из специфичности и технологии объекта
Термическое реле
Для обычного пускателя 2-ух кнопочная, ПУСК — зеленая либо темная, СТОП — красная. И также принципиальным элементом пускателя является термическое защитное реле — подбираемое точно под подходящую нагрузку. Реле бывают двухфазные — ручного взвода после выключения и трёхфазные — самовозводящиеся.
В процессе использования достаточно нередко обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, к примеру из-за перегорания предохранителя. К движку при всем этом подводятся только две фазы и ток в статоре резко растет, что приводит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до высокой температуры. Термические реле пускателя от этих токов должны срабатывать и отключать движок.
Контактором называется электромагнитный аппарат дистанционного действия, предназначенный для частых включений и отключений под нагрузкой электрической силовой цепи.Рисунок 1: 1 – ярмо с сердечником, 2 – короткозамкнутый виток, 3 – якорь, 4 – упор; 5 – втягивающая катушка, 6 – держатель якоря, 7 – вал изоляционный, 8 – размыкающие блок-контакты, 9 – замыкающие блок-контакты, 10 – подвижный главный контакт; 11 – неподвижный главный контакт; 12 – дугогасительные камеры.Кроме включения и отключения контактор осуществляет также нулевую защиту электродвигателей, т.
е. отключает его при исчезновении напряжения в питающей сети, а при повторной подаче напряжения сам не включается.В дистанционном управлении электродвигателями контактор находит самое широкое применение.По принципу действия контактор представляет собой выключатель с контактами, управляемыми электромагнитом. Основными частями контактора являются главные контакты, магнитная система, втягивающая катушка, дугогасительное устройство, блок-контакты.Проследим работу контактора на примере действия контактора переменного тока типа КТ, изготовляемого отечественной промышленностью.
Устройство этого контактора изображено на рис.1.Рис. 2 Электрическая схема включения контактора с управлением при помощи двух штифтовой кнопки.А на рис. 2 приведена развернутая электрическая схема включения контактора совместно с двухштифтовой кнопкой управления.
Если нажать кнопку «пуск», то образуется электрическая цепь: ток идет от фазы Л к втягивающей катушке К, далее через размыкающие контакты кнопки «стоп», через кнопку «пуск» (замкнутую при нажатии) и к фазе Л3. Вследствие прохождения тока через втягивающую катушку5 неподвижная часть магнитной системы 1 (ярмо с сердечником на рис. 2) намагничивается и притягивает подвижную часть магнитной системы (якорь 3).
Якорь, будучи скреплен с валом контактора, поворачивает его и замыкает подвижный контакт10с неподвижным 11 (на рис. 2 контакты ГК). Кроме того, сработают также замыкающие блок-контакты9,а блок-контакты8размыкаются.
После включения контактора кнопка «пуск» может быть отпущена, причем электрическая цепь этим не разрывается, так как ток идет теперь по замкнутой цепи: фаза Л1— втягивающая катушка К — кнопка «стоп» — блок-контактБК(который теперь замкнут) и фаза Л3. При нажатии кнопки «стоп» цепь управления размыкается, и вал якоря под действием своего веса отпадает, разрывая силовую цепь.При уменьшении напряжения ниже определенной величины (дается в каталогах в процентах от номинального напряжения) контактор автоматически отключается, так как вес подвижных частей контактора превышает силу взаимодействия подвижной и неподвижной частей магнитной системы при сниженном напряжении.Если напряжение подано, а кнопка «пуск» не нажимается, то контактор не срабатывает, так как цепь втягивающей катушки разомкнута. Этим обеспечивается нулевая защита электродвигателя.Контакторы изготовляются для работы в цепях постоянного и переменного тока.Поделитесь полезной статьей:
Магнитный пускательпредназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей. Он, как правило, состоит из конструктивно-объединенных теплового релеи контактора.
Тем не менее в промышленности они выпускается и без теплового реле. Предназначены для работы в трёхфазной сети.Схема устройства магнитного пускателя.Пускатели 0-2 величины можно использовать и в бытовой (однофазной) сети для пуска электродвигателей небольшой мощности. По конструктивным особенностям они могут быть 3- и 4-полюсные, т.
е. 3 или 4 главных контакта. Как правило, четвёртый контакт выполняет роль нормально открытого блок-контакта, с его помощью происходит блокировка цепи управлении.Конструкция, а именно электромагнит и контактная группа, выполнена следующим образом.
Электромагнит состоит из Ш-образного магнитопровода-сердечника, состоящего из двух частей-половинок, одна из которых жёстко установлена в корпусе пускателя, и также жёстко установленных и изолированных друг от друга и от корпуса главных, верхних и нижних контактов.К верхней группе подходит питаюший трёхфазный кабель, идущий от рубильника или распределительного шкафа.К нижним контактам подключается нагрузка (электродвигатель) обязательно через тепловое защитное реле. Здесь же на нижней части устанавливается катушка. Магнитные пускатели могут отличаться напряжением питания катушки 220-380 В.
Разницы особой нет, но в плане дополнительной защиты катушки на 380 В лучше.Реверсивная схема управления магнитным пускателем.Вторая половинка магнитопровода подвижная и имеет контакты-перемычки, которыми перемыкаются нижние контакты. Они сконструированы подвижно, мягко, на пружинах для подрегулировки нажима на основные контакты.В конструкции пускателей устанавливаются дополнительные (небольшие) блок-контакты, нормально открытые и нормально закрытые, которые синхронно работают с подвижной частью пускателя и необходимы для работы в цепи управления. Как правило, их может быть одна или две пары.Магнитные пускатели выпускаются от 0-6 величины, для нагрузок от 5-140 А для нагрузки свыше 140 А используются контакторы.Магнитные пускатели выпускаются разных моделей и модификаций, но принцип работы у всех одинаков.
В советское время выпускались серии ПМА, ПМЕ, МПА, зарекомендовавшие себя положительно со всех сторон. Делались они из качественных материалов и по сей день прекрасно работают.Схема подключения магнитного пускателя через кнопочный пост.Если пускатель правильно подобран по нагрузке и время от времени ревизируется, то они прослужат еще долго. Как правило, на ревизию времени уходит немного.
Необходимым элементом работы пускателя является кнопка ПУСК-СТОП, которая может устанавливаться в любом удобном месте исходя из специфики и технологии объекта назначения.У обычного пускателя существуют две кнопки: ПУСК (зеленая или черная), СТОП (красная).Также важным элементом пускателя является тепловое защитное реле, подбираемое точно под нужную нагрузку. Реле бывают двухфазные, ручного взвода после выключения и трёхфазные, самовозводящиеся. В процессе эксплуатации довольно часто обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, например из-за перегорания предохранителя.К двигателю при этом подводятся только две фазы и ток в статоре резко возрастает, что приводит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до высокой температуры.Тепловые реле пускателя от этих токов должны срабатывать и отключать двигатель.Поделитесь полезной статьей:
Модульный контактор – это электрический электромагнитный аппарат, в котором управление осуществляется в дистанционном режиме. По назначению это коммутационный прибор (используется для включения и выключения тока в электрической цепи). Контактор может включать от одного до четырех полюсов других контактов, а также использовать сети переменного и постоянного тока (зависит от вида: электромагнитный, электропневматический, пневматический, запираемый).
Чаще всего применяют данный аппарат для управления мощными электродвигателями. Т.к. он относится к электромагнитным устройствам, то сила для смыкания и размыкания контактов создаётся электромагнитом. В этой статье мы постараемся подробно рассмотреть принцип работы, назначение и устройство контактора.
Где и зачем применяется
Чаще всего используют модульный контактор при управлении и коммутации отопительного насоса и других разных устройств (к примеру, в системах вентиляции). Популярными и востребованными они стали при сборке щитов в квартире и различных системах автоматики. Например, управление светом, скважинным насосом, схема автоматического включения резерва и так далее.
Почему? Потому что контактор превосходно вписывается с другими модульными устройствами, при этом, не нарушая эргономику в щите. Убедиться в этом вы можете, просмотрев наглядный пример на фото:
Стоит помнить, что сетевое напряжение должно быть не больше 380 Вольт при частоте 50 Гц.Но, не смотря на это, контактор может работать при высоких мощностях. Есть еще несколько плюсов данного прибора.
Такие как практически полное отсутствие шума и вибрации, что довольно-таки положительно сказывается при их применении не только в домашнем щитке, но и в общественных местах (больница, квартира, школы, институты и так далее), так как другие коммутационные приспособления слишком восприимчивы к сильной вибрации.Кстати, размер имеет значение.Ведь небольшой размер модульного контактора позволяет устанавливать его на din-рейку. В конструкции предусмотрены дугогасительные камеры для гашения дуги, которая возникает в процессе изменения нагрузки тока. Кроме того, бывают контакторы однофазные и трехфазные, что позволяет при этом подключиться к любой сети.Более подробно узнать о модульных контакторах вы можете, просмотрев данное видео:Обзор аппарата
Конструкция контактора
Чтобы понимать принцип действия контактора, необходимо изучить его строение. Ведь сам аппарат состоит из нескольких частей. Начнем с катушки.
Она нужна для создания магнитного тока. Если катушка ещё и дроссель, тогда она обеспечивает движущие силы для работы приборов. Чтобы не произошло неполадок, стоит проверить напряжение новой катушки.
При замене следует проверить несколько важных пунктов. Такие как отсутствие касания подвижных деталей и отсутствие воздушного зазора при соприкосновении якоря и сердечника.Следующая деталь – контактная пружина. Поддерживает фиксированное натяжение контактов.
После стыковки контактов происходит перекат подвижного на неподвижный.При этом случается разрушение оксидных пленок и различных химических соединений, появляющиеся на поверхности контактов. Если при передвижении контактов подвижный оказывается на неподвижном, то это называется предварительным натяжением контактной пружины. Это помогает снизить вибрацию одного контакта на другой.Следующая часть модульного контактора – подвижная.Состоит она из контактов, которые передвигаются и создают работу.
И еще одна часть аппарата – это замыкающиеся контакты. Как раз на них и перемещаются подвижные контакты с целью создания работы.Последние две части можно объединить одним словосочетанием – контактная система. Ведь, по сути, отличаются части немногим, но вместе создают определенную силу.
Следует учесть, что присоединены они к якорю, но находятся в разных местах, потому что подвижные будут на траверсе, а неподвижные, на корпусе.Когда контакты не соприкасаются и тока в них нет, то это называют «состояние покоя».При подаче напряжения на катушку создаётся электромагнитное поле, которое создаёт ЭДС, электродвижущую силу. Силовые контакты на ЭДС притягивают сердечник. В случае если подача напряжения будет прекращена, то электромагнитное поле пропадет и якоря (сердечники) не будут удерживаться.При этом с помощью пружины все контакты вернутся в исходное положение, размыкая цепи.
В этом и заключается основной принцип работы контактора. Более подробно рассмотреть, как работает аппарат и из чего он состоит, вы можете на видео ниже:Устройство и схема работыТеперь мы можем сказать, что модульные контакты (как и другие контакторы или же пускатели) работают при подаче или отключения напряжения на электромагнитной катушке. Инструкция по подключению и эксплуатации довольно проста и не заставит вас долго возиться с ней, потому что при использовании вы легко освоите принцип действия аппарата.
Основные характеристики
На самом аппарате вы найдете несколько отметок, которые, в свою очередь означают номинальный ток, количество контактов и их тип. На данный момент можно выбирать среди 25 вариантов и моделей подобного устройства.
При этом их масса будет отличаться. Выбирая подходящий вариант, стоит обращать внимание на все эти показатели, потому что номинальный ток контактов и номинальное напряжение должно соответствовать области применения. Для примера рекомендуем ознакомиться с характеристиками аппаратов в таблице:
Вот мы и рассмотрели принцип работы, назначение и устройство контакторов. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной и полезной!
Будет интересно прочитать:
Источники:
- elektrica.info
- fazaa.ru
- fazaa.ru
- samelectrik.ru
blog-potolok.ru
Назначение, устройство и характеристики электромагнитных контакторов | RuAut
Контактор – двухпозиционное электромагнитное устройство, которое, по сути, является одним из типов электромагнитных реле.
Назначение контактора – частое дистанционное включение и выключение электрических цепей повышенной мощности при нормальных условиях работы. Наибольшее распространение получили контакторы с одним и двумя полюсами, которые прижились в цепях постоянного тока, а трехполюсные контакторы получили распространение в цепях переменного тока.
В виду частоты производимых коммутаций (количество периодов включения-выключения может варьироваться от 30 до 3600 раз за час у различных типов устройств) к контакторам предъявляются повышенные технические требования относительно их электрической и механической износостойкости.
Составные части контактора:
- Дугогасительная система;
- Главные контакты;
- Вспомогательные контакты;
- Электромагнитная система.
Главные контакты контактора занимаются замыканием и размыканием силовой электрической цепи. Они разрабатываются с расчетом на возможность длительного проведения номинального электрического тока и на большую частоту периодических включений и отключений за короткий промежуток времени. Нормальное положение контактов – механические защелки находятся в свободном положении, а втягивающая катушка обесточена. Главные контакты контактора выпускаются двух типов – рычажного и мостикового. У рычажных контактов подвижная система поворотная, а у мостиковых – прямоходовая.
В дугогасительных камерах контактора с продольными щелями контакторов постоянного тока гасится электрическая дуга при помощи воздействия поперечного магнитного поля. Магнитное поле, как правило, образуется за счет последовательного включения с контактами дугогасительной катушки.
Дугогасительная система контактора снижает активность электрической дуги, появляющейся во время размыкания главных контактов, до полного её затухания. Каким образом будет гаситься дуга и конструкция дугогасительной системы определяется с учетом рода электрического тока главной цепи и режима работы самого контактора.
Электромагнитная система контактора служит для решения задачи дистанционного управления контактором, то есть на включение и выключение его с расстояния. Тип конструкции электромагнитной системы контактора определяется родом электрического тока, цепью управления контактора и типом кинематической схемы. Составные части электромагнитной системы – сердечник, катушка, якорь и детали крепления.
Электромагнитная система контактора может выполнять следующие функции – включение якоря или же включение якоря и удерживание его в замкнутом положении. В первом же случае удержание контактора в замкнутом положении осуществляется при помощи защелки.
Отключить контактор можно простым обесточиванием катушки при воздействии отключающей пружины или за счет собственного веса самой подвижной системы контактора.
На вспомогательных контактах контактора лежит функция переключения цепей управления, а также цепей сигнализации и блокировки контактора. Вспомогательные контакты рассчитаны на долгосрочное проведение тока силой не более 20 ампер и отключение тока силой менее 5 ампер. Контакты бывают размыкающие и замыкающие, как правило, мостикового типа.
Контакторы переменного тока снабжены дугогасительными камерами с деионными решетками. Дуга после возникновения начинает двигаться в сторону решетки, проходя через которую разбивается на множество маленьких дуг и угасает, когда ток переходит через ноль.
Контакторы не способны, в отличие от автоматических выключателей, отключать ток при коротком замыкании, они могут работать только с номинальными токами.
Управлять контактором помогает вспомогательная цепь переменного тока, который проходит по катушкам контактора. В целях безопасности обслуживания контактора оперативный ток должен быть значительно меньше величины рабочего тока в проводящих цепях. Контактор не оборудован механическими средствами, помогающими удерживать контакты в замкнутом положении. Если на катушке нет управляющего напряжения, то контакты контактора размыкаются. Чтобы удержать контакты в замкнутом положении включается схема «самоподхвата» с применением пары нормально открытых контактов или запуском константно существующего во времени заряда. Пример: напряжение с выхода ПЛК.
В соответствии с классификацией общепромышленные контакторы различаются по следующим характеристикам:
1. Род электрического тока в цепи управления и в главной цепи контактора;
2. Число главных полюсов контактора;
3. Номинальное значение тока главной цепи контактора;
4. Номинальное значение напряжения главной цепи контактора;
5. Номинальное значение напряжения включающей катушки контактора;
6. Наличие или отсутствие вспомогательных контактов контактора;
7. Способ монтажа контактора;
8. Род присоединения проводников цепи управления, а также главной цепи контактора;
9. Наличие внешних проводников контактора;
10. Вид присоединения контактора.
Контакторы зачастую применяются для работы с электрическими цепями промышленного тока с напряжением не превышающим 660 В, и силе тока не больше 1600 ампер.www.ruaut.ru
1.3. Конструкция и принцип действия электромагнитных контакторов
Конструкция применяемых на ЭПС электромагнитных контакторов имеет множество видов. В зависимости от числа коммутируемых цепей электромагнитные контакторы могут иметь одно-, двух- и трехполюсное исполнение. В значительной степени конструкция определяется значением тока в коммутируемых цепях. Так, например, контакторы, применяемые для включения и отключения вспомогательных машин, оснащены системами дугогашения, в то время как у контакторов, используемых в цепях управления, дугогашение отсутствует. В системах дугогашения может применяться электромагнитное дутье, а также дутье с помощью постоянных магнитов. Как правило, применяются одно- и трехщелевые дугогасительные камеры.
Работа некоторых контакторов имеет своеобразный элемент системы автоматического регулирования. Так, например, контакторы МКП-23 регулируют процесс пуска вспомогательных машин электровозов постоянного тока, автоматически выключая из их цепей пусковые резисторы.
Рассмотрим конструкцию и принцип действия электромагнитных контакторов на примере контактора МК-310Б, применяемого для включения вспомогательных машин электровозов постоянного тока и имеющего две модификации – МК-310Б-37 и МК-310Б-42, выполненные на разные значения тока (табл. 1.2).
Электромагнитный контактор МК-310Б (рис. 1.2) состоит из следующих основных узлов: основания 9, контактной системы, катушки управления12, дугогасительной системы и блокировочных контактов.
Все узлы контактора собраны на Г-образном сварном основании 9, выполняющем роль магнитопровода аппарата. На вертикальной стойке этого основания укреплен сердечник с включающей катушкой12. Между двумя стальными полосами основания9шарнирно укреплен якорь11, снабженный диамагнитной прокладкой для предотвращения «прилипания» к ярму. С этой же целью между стенками основания и якорем проложены латунные шайбы, а в сам якорь запрессована латунная втулка. К якорю прикреплен изоляционный текстолитовый рычаг10с кронштейном, на котором шарнирно укреплен держатель подвижного контакта2с притирающей пружиной3. На изоляционный рычаг действует выключающая пружина6, которая одним концом упирается в хвостовик рычага, а другим – в поперечную перегородку, размещенную между двумя изоляционными стенками5.
Таблица1.2
Основные технические данные контактора МК-310Б
Параметр | Значение параметра | |
МК-310Б-37 | МК-310Б-42 | |
Номинальное напряжение силовой цепи, В | 3000 | |
Номинальный ток контактора, А | 10 | 25 |
Номинальное напряжение цепи управления, В | 50 | |
Минимальное напряжение включения контактора, В | 30 | |
Нажатие силовых контактов, кгс (Н) | 1,8 – 2,7 (18 – 27) | |
Разрыв силовых контактов, мм | 30 – 34 | |
Провал силовых контактов, мм | 7 – 9 | |
Масса, кг | 22,9 | 23,5 |
На вертикальной текстолитовой панели 13укреплен бронзовый литой дугогасительный рог14, на котором находятся неподвижный контакт1и дугогасительная катушка15. Электрическое соединение контактов с внешними выводами аппарата осуществляется с помощью гибких шунтов.
Дугогасительная камера 4имеет выхлоп вверх. Конструктивно она состоит из двух асбестоцементных стенок и двух асбестоцементных перегородок. Между собой стенки и перегородки скреплены болтами. По бокам камеры расположены дугогасительные полюсы для проведения магнитного потока в зону гашения дуги. Полюсы прилегают к сердечнику дугогасительной катушки. Внутри камеры закреплен второй дугогасительный рог. Камера крепится к корпусу контактора с помощью специальной защелки.
Контактор оснащен системой блокировочных контактов. Неподвижные контакты 8расположены между изоляционными стенками, а подвижные7прикреплены к изоляционному рычагу10.
Рис. 1.2. Конструкция электромагнитного контактора МК-310Б
Включение контактора происходит при подаче напряжения на его включающую катушку. В этом случае якорь вместе с изоляционным рычагом притягивается к сердечнику катушки. В результате происходит замыкание подвижного контакта с неподвижным. Контактное нажатие обеспечивается силой притяжения якоря к ярму включающей катушки, поэтому электромагнитные контакторы в отличие от электропневматических особенно чувствительны к уровню напряжения управления.
Для отключения контактора необходимо разомкнуть цепь его включающей катушки. Под действием выключающей пружины подвижный контакт отрывается от неподвижного. Образующаяся при разрыве цепи электрическая дуга гасится в дугогасительной камере.
studfile.net