5.1 Общие сведения

Контактор – аппарат для коммутации силовых эл.цепей. Они широко используются в системах дистанционного управления эл.приводами, автоматики. Категории применения контакторов характеризуются параметрами коммутируемых ими цепей в зависимости от характера нагрузки.

а) контакторы переменного тока: АС-1, АС-2, АС-3, АС-4, АС-11, АС-22.

б) контакторы постоянного тока: ДС-1, ДС-2, ДС-3, ДС-4, ДС-5, ДС-11, ДС-12.

Номинальный ток контактора I ном представляет собой ток, который можно пропускать по замкнутым главным контактам в течение 8 часов без коммутации, причем превышение температуры частей контактора не должна быть больше допустимой.

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

Механическая износостойкость определяется числом циклов включено, отключено – ВО контактора без ремонта и замены его узлов и деталей. Она составляет 10÷20 млн операций.

Коммутационная износостойкость определяется числом циклов ВО цепи с током, после которого требуется замена контактов. Она составляет 2÷3 млн операций.

Собственное время включения состоит из времени нарастания потока в эл.магните до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть этого времени тратится на нарастание потока.

Собственное время отключения – время с момента обесточивания эл.магнита до момента размыкания контактов. Оно определяется временем спада потока от установившегося значения до потока отпускания.

Контактор имеет следующие основные узлы: контактную систему, дугогасительное устройство, эл.магнит и систему вспомогательных контактов.

5.2 Контакторы постоянного тока

Предназначены для коммутации цепей постоянного тока и приводятся в действие эл.магнитом постоянного тока.

Выпускаются контакторы серии КПВ – 600, типа КТПВ – 600, КП 7, КП 207, КМВ – 521, КМГ16, КМГ19, МК5, МК6, серия МК на постоянном токе и другие.

Номинальные напряжения: главной цепи – 220, 440 В; втягивающей катушки – 24, 48, 60, 110, 220, 440 В.

Контактная система . Применяются линейные перекатывающиеся контакты, а в серии МК мостикового типа. Для предотвращения вибрации контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, составляющее примерно 50 % конечного.

Контакторы серии КПВ имеют два исполнения контактной системы: с замыкающими и размыкающими контактами.

В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили дугогасительные устройства с эл.магнитным дутьем с катушкой тока.

Электромагнит. Распространены эл.магниты клапанного типа. С целью повышения механической износостойкости применяется вращение якоря на призме.

При включении эл.магнита преодолеваются усилия возвратной и контактной пружин. Тяговая характеристика эл.магнита должна во всех точках идти выше характеристики этих пружин при минимально допустимом напряжении на катушке 0,85U H и нагретом ее состоянии.

Наиболее тяжелым моментом при включении является преодоление силы в момент касания главных контактов, так как эл.магнит должен развивать значительное усилие при большом рабочем зазоре.

Для контакторов постоянного тока, коэффициент возврата К В = U ОТП / U СР мал (0,2÷0,3), что не позволяет использовать контактор для защиты двигателя от снижения напряжения.

Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 1,1U H , так как при большем напряжении увеличивается износ контактов из-за усиления ударов якоря, а температура катушки может превышать допустимое значение.

С целью уменьшения мдс катушки, а следовательно, и потребляемой ею мощности рабочий ход якоря выбирается небольшим – 8-10 мм. Для надежного гашения дуги при малых токах требуется зазор контактов 17-20 мм. В связи с этим расстояние точки касания подвижного контакта от оси вращения подвижной системы берется в 1,5-2 раза больше, чем расстояние от оси полюса до оси вращения.

5.3 Контакторы переменного тока.

Выпускаются на токи от 10 до 1000А при числе главных контактов от одного до пяти (рис.31)

Из-за более благоприятных условий гашения дуги зазор между главными контактами делается меньше, чем в контакторах постоянного тока.

Подвижный контакт в отличие от контакторов постоянного тока плоский без перекатывания.

Рисунок 31. Конструкция электромагнита контактора переменного тока.

Для удобства эксплуатации подвижный и неподвижный контакты сделаны легко сменяемыми.

В контакторах переменного тока распространена мостиковая контактная система с двумя разрывами цепи на каждый полюс, которая обеспечивает быстрое гашение дуги при отсутствии гибких связей. В качестве материала главных контактов применяется металлокерамика, а для вспомогательных – серебро или биметалл (медь, покрытая тонкой пластиной из серебра).

Система дугогашения состоит из последовательной катушки, сердечника, полюсных пластин и керамической камеры. В контакторах переменного тока широко применяются дугогасительные решетки.

Электромагнит. Широкое распространение получили эл.магниты

с Ш и П – образными магнитопроводами. Для амортизации удара якоря о неподвижный сердечник последний крепится к основанию с помощью пружин.

С целью устранения вибрации якоря во включенном положении на полюсах магнитной системы устанавливаются короткозамкнутые витки, которые наиболее эффективны при малом рабочем зазоре. Для плотного прилегания полюсов их поверхность должна шлифоваться.

Из-за изменения индуктивности катушки ток при притянутом якоре значительно меньше, чем при отпущенном. Индуктивное сопротивление катушки эл.магнита , если учесть, что , то .

.

15-кратного.

Эл.магниты контакторов переменного тока могут также питаться от сети постоянного тока.

В связи с большим пусковым током недопустима подача напряжения на катушку, если якорь по каким – либо причинам удерживается в отпущенном состоянии.

Относительно высокий коэффициент возврата Кв=0,6÷0,7 позволяет использовать контакторы переменного тока для защиты двигателей от снижения сетевого напряжения.

Срабатывание и отпускание эл.магнита переменного тока происходит значительно быстрее, чем эл.магнита постоянного тока. Собственное время срабатывания контакторов составляет 0,03÷0,05 с, а время отпускания 0,02 с.

При питании катушки от сети постоянного тока применяют специальную катушку с форсировочным резистором, который шунтирован размыкающим вспомогательным контактом контактора (рис.33).

2.-главный контакт;

3.- дугогасительная камера;

4.-токовая катушка дугогашения;

5.- изоляционная плита.

Контактор имеет вспомогательные 2 з и 2 р контакты, расположенные слева от главного контакта.

Рисунок 33. Конструкция контакторов однополюсных постоянного тока, на ток 2500 А, напряжением до 1000 В КП 7У3 – без отключающих пружин, КП 207У3- с отключающими пружинами.

Контакторы переменного тока выпускаются следующих типов: КТ6000/00, КТ6000/20, КТП6000/00, КТ6000/2, КТ64, КТП64, КТ65, КТП65, серии КТ (КТ7000Б, КТП7000Б, КТ6500, КТП6500, КТ7039), КТ7000, КНТ, серии МК, КМГ15, КМГ16, КМГ19, КМГ17-19, КМГ17Д19, КМГ18-19, КМГ18Д19, КТ6600, КТ6000Б, КТ6000А, КТП6000Б, КТ7100У, КТ7200У и другие.

Номинальное напряжение: главная цепь – 380, 660, 1140 В, втягивающая катушка –24, 36, 42, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 500, 660 В.

Контакторы герсиконовые серии КМГ15, типов КМГ16, КМГ19,
КМГ17-19, КМГ17Д19, КМГ18-19, КМГ18Д19.

КМГ – контактор магнитоуправляемый герметичный. Основным элементом контакторов является герсикон – силовой геркон.

Количество полюсов – 1, 2, 3

Номинальные токи – 6,3; 10 А

Номинальное напряжение – переменный 380 В, постоянный 75 В.

Номинальное напряжение включающих катушек:

На постоянном токе – 12, 24, 48, 60, 10, 20 В;

На переменном – 110, 127, 220 В.

Контакторы серии МК. Предназначена для работы в силовых эл.цепях постоянного – 220, 440 В и переменного тока – 380, 500, 660 В.

Номинальный ток: главной цепи 40, 63, 100, 160 А; вспомогательных контактов 10А.

Контакторы с блоком бездуговой коммутации предназначены для работы в повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы.

Конструкция контакторов моноблочная. Основные сборочные единицы: магнитная система, системы контактов главной и вспомогательной цепей. Контакторы с бездуговой коммутацией имеют полупроводниковый блок.

Магнитная система всех контакторов, за исключением МК1-10, МК2-10, двухкатушечная, катушки соединяются параллельно или последовательно в зависимости от напряжения цепи управления.

Системы контактов главной цепи конструктивно выполнены в виде одно-, двух- и трех- элементных блоков, мостикового типа.

Контакторы серии КТ6600 переменного тока 660 В с управлением переменным током 36-600 В, 66 серии. Номинальный ток 63, 100, 160 А.

Количество главных контактов 2, 3, 4, 5.

Конструкция контакторов моноблочная с поворотной системой. Контактор состоит из эл. магнита, контактно - дугогасительной системы и блока вспомогательной контактов.

Якорь эл.магнита – внедряющийся, на верхнем полюсе сердечника установлены экран.

Главные контакты (подвижные) пальцевого типа, контактные параметры регулируются. Используется эл.магнитное гашение дуги. Дугогасительные камеры – отдельные на каждый полюс. Для ограничения вылета дуги в камерах установлены пружинные пламегасители, а для ускорения гашения – потенциальный рог подвижного контакта.

Главные контакты выполнены с контактными накладками из металлокерамической композиции на основе серебра. Вспомогательные контакты – на основе серебра. Вспомогательные контакты – мостикового типа с контактной частью из серебра.

Контакторы серии КТ6000/00, КТП6000/00, КТ6000/20.

КТ – управление переменным током, КТП – постоянным током. Iн=16 А.

Наибольшая частота включений в час 600, а для КТ6000/20-60 в час.

После включения контакторов КТ6000/20 напряжения снимается, а подвижная система контактора удерживается во включенном положении защелкивающим механизмом.

Отключение контактора производится с помощью эл. магнита защелкивающего механизма при включении его на напряжение. После отключения контакторов напряжения с катушками эл.магнита защелки автоматически снимается.

Контакты выполняются из серебра.

Контакторы серий КТ6000/2, КТ6000/3.

2 – с замыкающими контактами и защелкой;

3 – с замыкающими и размыкающими контактами и защелкой.

Номинальный ток замыкающих контактов – 130, 250, 630, 1000 А. Замыкающих контактов – 1, 2, 3. Допустимая частота включений 60 в час.

Магнитная, контакто–дугогасительная система, контакты вспомогательной цепи установлены вдоль рейки и вала контактора.

Защелкивающий механизм контакторов устанавливается над магнитной системой. Контакторы имеют эл. магнитное дугогасительное устройство, состоящее из дугогасительной катушки, магнитопровода, рога неподвижного контакта и дугогасительной камеры с узкой щелью.

Замыкающие и размыкающие контакты выполнены с металлокерамическими накладками на основе серебра.

Контакторы серии КТ6000А, КТ6000Б, КТП6000Б, КТ7000Б.

Номинальный ток – 100, 160, 250, 400, 630 А.

Количество полюсов: 2, 3, 4, 5.

А – повышенная коммутационная способность – 500 тыс. циклов

Б – модернизированные.

Частота включений в час от 30 до 1200.

Контакторы выполняются с магнитной системой поворотного типа.

Главные контакты замыкающие пальцевого типа.

Контакторы типов КТ7100У, КТ7200У. Iн=63, 125 А.

У – унифицированные, для встройки в магнитные пускатели.

Конструкции моноблочного типа с поворотной подвижной системой.

Главные подвижные контакты пальцевого типа, контактные параметры регулируются. Используется эл.магнитное гашение дуги. Контактные накладки из металлокерамической композиции серебра. Вспомогательные контакты мостикового типа из серебра.

Контакторы типов КП7, КП207. Iн=2500 А, Uн=600 В.

Однополюсные. Контактор состоит из магнитной системы с двумя включающими катушками, контактной системой и дугогасительного устройства (рис.33). Контактная система имеет две пары параллельно включенных главных контактов и одну пару дугогасительных. Дугогасительная катушка включена последовательно с дугогасительными контактами, причем главные контакты в замкнутом состоянии шунтируют дугогасительные контакты. Главные контакты с серебряными накладками.

Контакторы вакуумные серии КТ12Р.

Р – рудничные. Iн=250, 400 А; Uн=600, 1140 В.

Частота включений в час, циклов ВО до 1200. предназначены для включения и отключения АД с К3 ротором, трансформаторов и т.д.

Три вакуумные дугогасительные камеры.

Полное перемещение якоря 9 мм.

Полупроводниковое дугогасительное устройство к контактору МК приведено на рис.35,а

Рисунок 35. Схемы полупроводниковых приставок к контакторам.

Главные контакты ГК шунтированы тиристорами VS1 и VS2, управление которыми осуществляется через диоды VD2 и VD3. Пусть в данный полупериод направление тока соответствует показанному на рис., то напряжение, приложенное между мостиком ГК и верхним неподвижным главным контактом, через VD2 открывает VS1, по которому начинает проходить ток цепи. После прохождения тока через нуль тиристор закрывается, и процесс отключения заканчивается.

Если ток имеет обратную полярность, то работают диод VD3 и тиристор VS2.

Для защиты управляющих переходов тиристоров от перенапряжений служат диоды VD1 и VD4.

RC цепочка снижает перенапряжение на тиристорах.

I-выводы для переднего присоединения проводников, II-то же для заднего

1- неподвижный контакт,

2- подвижный контакт

3- рог дугогасителя

4- рычаг, связанный с якорем

5- регулировочный винт

6- пружина подвижного контакта

7- регулировочная гайка

9,10- гибкое соединение

11- колодка

12- крепежная рейка

16- дугогасительная камера

17- пластина стальная (пламя-гасители)

Рисунок 34. Конструкция контактора переменного тока КТ 64-3У3 на ток 100 А, напряжение 380 В. (Модификация КТ 6000)

На рис.35,б показано полупроводниковое устройство контакторов КТ64, КТП64, КТ65, КТП65 (рис.34) для одной фазы. Параллельно ГК включается встречно-параллельно тиристоры VS1 и VS2. Управление осуществляется с трансформаторов тока ТТ, одетого на шину главного контакта. Во включенном состоянии контактора, ток проходит только по контактам, т.к. падение напряжения на них меньше порогового напряжения тиристоров.

При отключении контактора ток переходит в цепь тиристоров, находящихся во включенном состоянии под воздействием управления с ТТ. При этом дуга не образуется, так как падение на тиристорах не превышает 4÷5 В, что меньше, чем на дуге.

При перемене знака синусоидального тока управляющие импульса снимаются, а при первом переходе синусоиды тока через нуль тиристоры закрываются.

Имеются и обычные дугогасительные камеры, если устройство вышло из строя.

5.4 Магнитные пускатели.

Являются основным видом аппаратуры управления низковольтными (до 660 В) АД с К3 ротором. Для защиты их от перезагрузок недопустимой продолжительности и «потери фазы» в пускателе устанавливается эл.тепловые реле.

При включении АД Iп=(5÷6)Iн. При таком токе даже незначительная вибрация контактов быстро выводит их из строя. С целью уменьшения времени вибрации контакты и подвижные части пускатели делают возможно легче, уменьшается их скорость, увеличивается контактное нажатие.

При отключении двигателя восстанавливающиеся напряжение на контактах равно разности напряжения сети и эдс двигателя. В результате на контактах появляется напряжение, составляющее (15-20)% Uн, т.е. отключение происходит в облегченных условиях.

Пускателю в работе приходится отключать двигатель от сети сразу после пуска. В этих случаях он отключает ток равный 6Iн и восстанавливающемся напряжении, равным Uн сети.

По действующим нормам после 50-кратного включения и отключения заторможенного двигателя пускатель должен быть пригоден для дальнейшей работы.

Учитывая условия работы пускателя. В них используется мостиковая контактная система с двухкратным разрывом цепи, а это позволяет осуществлять бездуговую коммутация без применения дугогасительных устройств. Токоведущие шинки от зажимов к неподвижным контактам выполняется таким образом, что эл. динамические силы сдувают дугу с контактов.

Магнитная система включает в себя П или Ш – образный прямоходовой эл.магнит (рис.32). Контактное нажатие создается пружиной, упирающейся в траверсу.

1- неподвижные контакты;

2- подвижные контакты;

3- контактный мостик;

4- прижимная пружина;

5- деталь связи контактных мостиков;

6- траверса;

7- якорь электромагнита;

8- возвратная пружина;

9- катушка электромагнита;

10- корпус.

Рисунок 32. Типовая конструкция прямоходового магнитного пускателя.

Возврат пускателя в исходное положение происходит за счет пружины, расположенной внутри эл.магнита.

Для устранения вибрации якоря используют К3 витки.

Высокий коэффициент возврата эл.магнитов переменного ток позволяет защищать двигатель от понижения напряжения сети (эл. магнит отпускает при U=(0,6÷0,7)Uн).

Для реверсивных приводов используют два пускателя взаимосблокированных электрически либо механически.

Выпускаются магнитные пускатели серии ПМЛ, ПМА, ПМ12 и типа ПМА-0000, ПМУ.

В технических данных пускателей указываются их номинальный ток и номинальная мощность двигателя при различных напряжениях, а также категория применения.

В пускателях серии ПМА на токи от 40 до 160А и напряжении 380-660 В эл.магнит может быть как переменного, так и постоянного тока.

Пускатели комплектуются эл.тепловыми реле типа ТРП (однофазное), ТРН (двухфазное), РТТ и РТЛ (трехфазное). Реле ТРП, РТЛ имеют комбинированную систему нагрева. Возврат реле в исходное положение после срабатывания производится кнопкой.

Пускатели могут комплектоваться ограничителями перенапряжений типа ОПН (рис.37), которые должны ограничивать коммутационные перенапряжения на катушках управления. На дугогасительной камере могут встраиваться дополнительные приставки: контактные типа ПКЛ или пневмоприставки ПВЛ, кнопки «Пуск» или «Стоп» и сигнальная лампа.

а) на R-C элементной базе б) на варисторной в) на диодной

элементной базе элементной базе

Рисунок 37. Схемы электрические принципиальные включения ограничителей перенапряжений.

Эл.тепловые реле подсоединяются непосредственно к корпусам пускателей.

В пускателях в сейсмостойком исполнении последовательно и параллельно включающей катушки включается стабилитроны.

Пускатели серии ПМЛ. Могут быть выполнены с трехполюсными реле РТЛ и комплектоваться ОПН. Величина пускателя по Iн 1-10А, 2-25А, 3-40А,
4-63А. Могут иметь дополнительные приставки: ПКЛ, ПВЛ, кнопки «Пуск», «Стоп», сигнальные лампы.

Контакторы пускателей имеют прямоходовую магнитную систему Ш-образного типа.

Пускатели типа ПМА-0000 . Могут комплектоваться трехполюсными реле РТТ5-06, ОПН на R-C или варисторной элементной базе, кнопками управления и сигнальной лампой. Величина пускателя: 0- на 6,3А.

Пускатели имеют Ш-образную магнитную систему.

Пускатели серии ПМА. Предназначены для управления трехфазными АД с К3 ротором мощностью от 18,5 до 75 кВт. При наличии реле РТТ-2П, РТТ-3П или аппаратов позисторной защиты АЗП или УВТЗ-1М защищают двигатели от перегрузок недопустимой продолжительности.

Эл.тепловые реле с температурой компенсацией и ручным возвратом имеют диапазон регулирования тока несрабатывания (0,85-1,15)Iн.

Пускатели могут комплектоваться: ОПН, кнопками «Пуск», «Стоп», сигнальной лампой.

Величины пускателей: 3-40А; 4-63А; Д-80А; 5-100А; 6-160А. Номинальные напряжения включающих катушек переменного тока: 24-660 В; постоянного тока: 24-440 В.

Контакторы пускателей 3-й величины имеют прямоходовую Ш–образную магнитную систему.

Контакторы пускателей 4,5 и6-й величины имеют прямоходовую магнитную систему П–образного типа. В них вертикальное перемещение якоря с помощью Г–образного рычага преобразуется в горизонтальное перемещение траверсы, несущей подвижные главные контакты.

Пускатели серии ПМ12 . Могут комплектоваться: ОПН, реле РТТ-5, кнопками «Пуск», «Стоп», сигнальной лампой.

Обозначение номинального тока: 004-4А; 016-16А; 025-25А; 040-40А;
063-63А.

Контакторы пускателей имеют прямоходовую Ш–образную магнитную систему.

5.5 Тиристорный пускатель.

Один из вариантов схемы показан на рис.36.

Для осуществления дистанционного включения оборудования используется магнитный пускатель или магнитный контактор. Как подключить магнитный пускатель по простой схеме и как подключить реверсивный пускатель мы и рассмотрим в этой статье.

Отличие между магнитным пускателем и магнитным контактором в том, какую мощность нагрузки могут коммутировать эти устройства.

Магнитный пускатель может быть «1», «2», «3», «4» или «5» величины. Например пускатель второй величины ПМЕ-211 выглядит так:

Названия пускателей расшифровываются следующим образом:

• Первый знак П — Пускатель;
• Второй знак М — Магнитный;
• Третий знак Е, Л, У, А… — это тип или серия пускателя;
• Четвертый цифровой знак — величина пускателя;
• Пятый и последующие цифровые знаки — характеристики и разновидности пускателя.

Некоторые характеристики магнитных пускателей можно посмотреть в таблице

Отличия магнитного контактора от пускателя весьма условны. Контактор выполняет ту же роль, что и пускатель. Контактор производит аналогичные подключения, как и пускатель, только электропотребители имеют большую мощность, соответственно и размеры у контактора значительно больше, и контакты у контактора значительно мощней.Магнитный контактор имеет немного другой внешний вид:

Габариты контакторов зависят от его мощности. Контакты коммутирующего прибора необходимо разделять на силовые и управляющие. Пускатели и контакторы необходимо применять когда простые устройства коммутации не могут управлять большими токами. За счёт этого магнитный пускатель может размещаться в силовых шкафах рядом с силовым устройством, которые он подключает, а все его управляющие элементы в виде кнопок и кнопочных постов на включение могут размещаться в рабочих зонах пользователя.
На схеме пускатель и контактор обозначаются таким схематичным знаком:

где A1-A2 катушка электромагнита пускателя;

L1-T1 L2-T2 L3-T3 силовые контакты, к которым подключается силовое трехфазное напряжение (L1-L2-L3) и нагрузка (T1-T2-T3), в нашем случае электродвигатель;

13-14 контакты, блокирующие пусковую кнопку управления двигателем.

Данные устройства могут иметь катушки электромагнитов на напряжения 12 В, 24 В, 36 В, 127 В, 220 В, 380 В. Когда требуется повышенный уровень безопасности, есть возможность использовать электромагнитный пускатель с катушкой на 12 или 24 В, а напряжение цепи нагрузки может иметь 220 или 380 В.
Важно знать, что подключенные пускатели для подключения трехфазного двигателя способны обеспечить дополнительную безопасность при случайной потере напряжения в сетях. Это связано с тем, что при исчезновении тока в сети, напряжение на катушке пускателя пропадает и силовые контакты размыкаются. А когда напряжение возобновится, то в электрооборудовании будет отсутствовать напряжения до тех пор, покуда кнопку «Пуск» не активируют. Для подключения магнитного пускателя имеется несколько схем.

Стандартная схема коммутации магнитных пускателей

Это схема подключения пускателя требуется для того, чтобы произвести запуск двигателя через пускатель с помощью кнопки «Пуск» и обесточивания этого двигателя кнопкой «Стоп». Это проще понимается, если разделить схему на две части: силовую и цепь управления.
Силовую часть схемы следует запитать трёхфазным напряжением 380 В, имеющим фазы «A», «B», «C». Силовая часть состоит из трёхполюсного автоматического выключателя, силовых контактов магнитного пускателя «1L1-2T1», «3L2-4T2», «5L3-6L3», а также асинхронного трехфазного электродвигателя «M».

К управляющей цепи подаётся питание 220 вольт от фазы «A» и к нейтрали. К схеме управляющей цепи относится кнопка «Стоп» «SB1», «Пуск» «SB2», катушка «KM1» и вспомогательный контакт «13HO-14HO», что подключён параллельно контактам кнопки «Пуску». Когда автомат фаз «A», «B», «C», включается, ток проходит к контактам пускателя и остаётся на них. Питающая цепь управления (фаза «А») проходит через кнопку «Стоп» к 3 контакту кнопки «Пуск», и параллельно на вспомогательный контакт пускателя 13HO и остаётся там на контактах.
Если активируется кнопка «Пуск», к катушке приходит напряжение — фаза «А» с пускателя «KM1». Электромагнит пускателя срабатывает, контакты «1L1-2T1», «3L2-4T2», «5L3-6L3» замыкаются, после чего напряжение 380 вольт подается на двигатель по данной схеме подключения и начинает свою работу электродвигатель. При отпускании кнопки «Пуск» ток питания катушки пускателя течет через контакты 13HO-14HO, электромагнит не отпускает силовые контакты пускателя, двигатель продолжает работать. При нажатии кнопки «Стоп» цепь питания катушки пускателя обесточивается, электромагнит отпускает силовые контакты, напряжение на двигатель не подается, двигатель останавливается.

Как подключить трехфазный двигатель можно дополнительно посмотреть на видео:

Схема коммутации магнитных пускателей через кнопочный пост

Схема для подключения магнитного пускателя к электродвигателю через кнопочный пост, включает в себя непосредственно сам пост с кнопками «Пуск» и «Стоп», а также две пары замкнутых и разомкнутых контактов. Также сюда относится пускатель с катушкой 220 В.

Питание для кнопок берётся с силовых контактовых клемм пускателя, а напряжение доходит к кнопке «Стоп». После этого по перемычке оно проходит сквозь нормально замкнутый контакт на кнопку «Пуск». Когда активирована кнопка «Пуск», нормально разомкнутый контакт будет замкнут. Отключение происходит путём нажатия на кнопку «Стоп», тем самым размыкая ток от катушки и после действия возвратной пружины, пускатель отключится и устройство обесточится. После выполнения вышеуказанных действий электродвигатель будет отключён и готов к последующего пуска с кнопочного поста. В принципе работа схемы аналогична предыдущей схемы. Только в данной схеме нагрузка однофазная.

Реверсивная схема коммутации магнитных пускателей

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя применяется тогда, когда требуется обеспечение вращение электродвигателя в обоих направлениях. К примеру, реверсивный пускатель устанавливается на лифт, грузоподъемный кран, сверлильный станок и прочие приборы требующие прямой и обратный ход.

Реверсивный пускатель состоит из двух обыкновенных пускателей собранных по специальной схеме. Выглядит он так:

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя отличается от других схем тем, что имеет два совершенно одинаковых пускателя, которые работают попеременно. При подключении первого пускателя двигатель вращается в одну сторону, при подключении второго пускателя, двигатель вращается в противоположную сторону. Если вы внимательно посмотрите на схему, то заметите, что при переменном подключении пускателей, две фазы меняются местами. Это и заставляет трехфазный двигатель вращаться в разные стороны.

К имеющемуся в предыдущих схемах пускателю добавлены второй пускатель «КМ2» и дополнительные цепи управления вторым пускателем. Цепи управления состоят из кнопки «SB3», магнитного пускателя «КМ2», а также изменённой силовой частью подачи питания к электродвигателю. Кнопки при подключении реверсивного магнитного пускателя имеют названия «Вправо» «Влево», но могут иметь и другие названия, такие, как «Вверх», «Вниз». Чтобы защитить силовые цепи от короткого замыкания, до катушек добавлены два нормально замкнутых контакта «КМ1.2» и «КМ2.2», что взяты от дополнительных контактов на магнитных пускателях КМ1 и КМ2. Они не дают возможности включиться обоим пускателям одновременно. На выше приведенной схеме цепи управления и силовые цепи одного пускателя имеют один цвет, а другого пускателя — другой цвет, что облегчает понимание, как работает схема. Когда включается автоматический выключатель «QF1», фазы «A», «B», «C» идут к верхним силовым контактам пускателей «КМ1» и «КМ2», после чего ожидают там включения. Фаза «А» питает управляющие цепи от защитного автомата, проходит через «SF1» — контакты тепловой защиты и кнопку «Стоп» «SB1», переходит на контакты кнопок «SB2» и «SB3» и остается в ожидании нажатия на одну из этих кнопок. После нажатия пусковой кнопки ток движется через вспомогательный пусковой контакт «КМ1.2» или «КМ2.2» на катушку пускателей «КМ1» или «КМ2». После этого один из реверсивных пускателей сработает. Двигатель начинает вращаться. Что бы запустить двигатель в обратную сторону, надо нажать кнопку стоп (пускатель разомкнет силовые контакты), двигатель обесточится, дождаться остановки двигателя и после этого нажать другую пусковую кнопку. На схеме показано, что подключен пускатель «КМ2». При этом его дополнительные контакты «КМ2.2» разомкнули цепь питания катушки «КМ1», что не даст случайного подключения пускателя «КМ1».

Страница 8 из 18

11 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ

КОНТАКТОРЫ И МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Контактор – это двухпозиционный аппарат с самовозвратом, предназначенный для частых коммутаций токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимый в действие приводом. Этот аппарат имеет два коммутационных положения, соответствующие включенному и отключенному его состояниям. В контакторах наиболее широко применяется электромагнитный привод. Возврат контактора в отключенное состояние (самовозврат) происходит под действием возвратной пружины, массы подвижной системы или при совместном действии этих факторов.

Пускатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, остановки и защиты электродвигателей без выведения и введения в их цепи сопротивлений резисторов. Пускатели осуществляют защиту электродвигателей от токов перегрузки. Распространенным элементом такой защиты является тепловое реле, встраиваемое в пускатель.
Токи перегрузки для контакторов и пускателей не превышают (8-20)-кратных перегрузок по отношению к номинальному току. Для режима пуска двигателей с фазовым ротором и торможения противотоком характерны (2.5-4)-кратные токи перегрузки. Пусковые токи электродвигателей с короткозамкнутым ротором достигают (6-10)-кратных перегрузок по сравнению с номинальным током.
Электромагнитный привод контакторов и пускателей при соответствующем выборе параметров может осуществлять функции защиты электрооборудования от понижения напряжения. Если электромагнитная сила, развиваемая приводом, при снижении напряжения в сети окажется недостаточной для удержания аппарата во включенном состоянии, то он самопроизвольно отключится и осуществит таким образом защиту от понижения напряжения. Как известно, понижение напряжения в питающей сети вызывает протекание токов перегрузки по обмоткам электродвигателей, если механическая нагрузка на них будет оставаться неизменной.
Контакторы предназначены для коммутации силовых цепей электродвигателей и других мощных потребителей. В зависимости от рода коммутируемого тока главной цепи различают контакторы постоянного и переменного тока. Они имеют главные контакты, снабженные системой дугогашения, электромагнитный привод и вспомогательные контакты.Как правило, род тока в цепи управления, которая питает электромагнитный привод, совпадает с родом тока главной цепи. Однако известны случаи, когда катушки контакторов переменного тока получают питание от цепи постоянного тока.

Рисунок 1 - Конструктивная схема контактора
На рис. 1 изображена конструктивная схема контактора, отключающего цепь двигателя. В этом случае напряжение на катушке 12 отсутствует и его подвижная система под действием возвратной пружины 10, создающей силу Fв, придет в нормальное состояние.Возникающая при расхождении главных контактов дуга Д гасится в дугогасительной камере 5.
Быстрое перемещение дуги с контактов в камеру обеспечивается системой магнитного дутья. В цепь главного тока включена последовательная катушка 1, которая размещена на стальном сердечнике 2. Стальные пластины – полюса 3, расположенные по бокам сердечника 2, подводят создаваемое катушкой 1 магнитное поле к зоне горения дуги в камере. Взаимодействие этого поля с током дуги приводит к появлению сил, которые перемещают дугу в камеру.
Контактор включит цепь с током I0, если подать напряжение U на катушку 12 приводного электромагнита. Поток Ф, созданный током, протекающим через катушку электромагнита, разовьет тяговую силу и притянет якорь 9 электромагнита к сердечнику, преодолев силы Fв противодействия возвратной 10 и Fk контактной 8 пружин.
Сердечник электромагнита оканчивается полюсным наконечником 11, поперечное сечение которого больше поперечного сечения самого сердечника. Установкой полюсного наконечника достигается некоторое увеличение силы, создаваемой электромагнитом, а также видоизменение тяговой характеристики электромагнита (зависимости электромагнитной силы от величины воздушного зазора).
Соприкосновение контактов 4 и 6 друг с другом и замыкание цепи при включении контактора произойдет раньше, чем якорь электромагнита полностью притянется к полюсу. По мере движения якоря подвижный контакт 6 будет как бы «проваливаться», упираясь своей верхней частью в неподвижный контакт 4. Он повернется на некоторый угол вокруг точки А и вызовет дополнительное сжатие контактной пружины 8. Появится провал контактов, под которым подразумевается величина смещения подвижного контакта на уровне точки его касания с неподвижным контактом в случае, если неподвижный будет удален.
Провал контактов обеспечивает надежное замыкание цепи, когда толщина контактов уменьшается вследствие выгорания их материала под. действием электрической дуги. Величина провала определяет запас материала контактов на износ в процессе работы контактора.
После соприкосновения, контактов происходит перекатывание подвижного контакта по неподвижному. Контактная пружина создает определенное нажатие в контактах, поэтому при перекатывании происходит разрушение окисных пленок и других химических соединений, которые могут появиться на поверхности контактов. Точки касания контактов при перекатывании переходят на новые места контактной поверхности, не подвергавшиеся воздействию дуги и являющиеся поэтому более «чистыми». Все это уменьшает переходное сопротивление контактов и улучшает условия их работы. В то же время перекатывание повышает механический износ контактов (контакты изнашиваются).
В момент соприкосновения подвижный контакт 6 сразу же оказывает на неподвижный контакт 4 давление, обусловленное предварительным натяжением контактной пружины 8. Вследствие этого переходное сопротивление контактов в момент их касания будет небольшим и контактная площадка не разогреется при включении до значительной температуры. Кроме того, предварительное контактное нажатие, созданное пружиной 8, позволяет снизить вибрацию (отскоки) подвижного контакта при ударе его о неподвижный контакт. Все это предохраняет контакты от приваривания при включении электрической.цепи. На контактах имеются контактные накладки, выполненные из специального материала, например серебра, чтобы улучшить условия длительного прохождения тока через замкнутые контакты во включенном состоянии. Иногда применяются накладки из дугостойкого материала для уменьшения износа контактов под воздействием электрической дуги (металлокерамика «серебро-окись кадмия» и др.). Гибкая связь 7 (для подвода тока к подвижному контакту) изготовляется из медной фольги (ленты) или тонкой проволоки.
Раствором контактов называется расстояние между подвижным и неподвижным контактами в отключенном состоянии контактора. Раствор контактов обычно лежит в пределах от 1 до 20 мм. Чем ниже раствор контактов, тем меньше ход якоря приводного электромагнита. Это приводит к уменьшению в электромагните рабочего воздушного зазора, магнитного сопротивления, намагничивающей силы, мощности катушки электромагнита и его габаритов. Минимальная величина раствора контактов определяется: технологическими и эксплуатационными условиями, возможностью образования металлического мостика между контактами при разрыве цепи тока, условиями устранения возможности смыкания контактов при отскоке подвижной системы от упора при отключении аппарата. Раствор контактов также должен быть достаточным для обеспечения условий надежного гашения дуги при малых токах.

Рисунок 2 - Прямоходовой пускатель
Изображенная на рис. 1 схема контактора поворотного типа довольно типичная. Обычно такие контакторы предназначаются для тяжелого режима работы (большая частота циклов коммутационных операций, индуктивные цепи) при относительно высоких значениях номинального тока (десятки и сотни ампер). Другой распространенный тип контакторов и пускателей - прямоходовой; он рассчитывается преимущественно на меньшие номинальные токи (десятки ампер) и более легкие условия работы. Прямоходовой пускатель (рис. 2) имеет мостиковые контакты 2 и 3, с которых дуга выдувается в дугогасительные камеры 1. Сила Fk контактной пружины создает нажатие в замкнутых контактах, возвратная пружина Fп возвращает подвижную систему аппарата в отключенное состояние, когда будет снято напряжение с катушки. Аппарат включается электромагнитом при подаче напряжения на его катушку 5. На полюсах электромагнита переменного тока устанавливаются короткозамкнутые витки 4, устраняющие вибрацию якоря во включенном положении аппарата.
В отличие от контактора постоянного тока в контакторе переменного тока для уменьшения потерь на вихревые токи применяют шихтованные магнитопроводы и короткозамкнутые витки на полюсах для устранения вибрации якоря. Контакторы переменного тока чаще изготовляют трехполюсными, постоянного тока - однополюсными и двухполюсными. В качестве дугогасительного устройства в контакторах на постоянном токе чаще применяются щелевые камеры, на переменном - чаще дугогасительная решетка.
Для гашения дуги применяют также камеры с дугогасительной решеткой. Дугогасительная решетка представляет собой пакет тонких металлических пластин 5 (рис. 1). Под действием электродинамических сил, создаваемых системой магнитного дутья, электрическая дуга попадает на решетку и рвется на ряд коротких дуг. Пластины интенсивно отводят тепло от дуги и гасят ее, но пластины дугогасительной решетки обладают значительной термической инерционностью - при большой частоте включений они перегреваются и эффективность дугогашения падает.
Мощные контакторы переменного тока имеют главные контакты, снабженные системой дугогашения - магнитным дутьем и дугогасительной камерой с узкой щелью или дугогасительной решеткой, как и контакторы постоянного тока. Конструктивное отличие заключается в том, что контакторы переменного тока выполняют многополюсными; обычно они имеют три главных замыкающих контакта. Все три контактных узла работают от общего электромагнитного привода клапанного типа, который поворачивает вал контактора с установленными на нем подвижными контактами. На том же валу устанавливают вспомогательные контакты мостикового типа. Контакторы имеют достаточно большие габаритные размеры. Их применяют для управления электродвигателями значительной мощности.
Для увеличения срока службы конструкция контакторов допускает смену контактов.
Существуют комбинированные контакторы переменного тока, в которых параллельно главным замыкающим контактам включают два тиристора. Во включенном положении ток проходит через главные контакты, поскольку тиристоры находятся в закрытом состоянии и ток не проводят. При размыкании контактов схема управления открывает тиристоры, которые шунтируют цепь главных контактов и разгружают их от тока отключения, препятствуя возникновению электрической дуги. Поскольку тиристоры работают в кратковременном режиме, их номинальная мощность невелика и они не нуждаются в радиаторах охлаждения.
Наша промышленность выпускает комбинированные контакторы типа КТ64 и КТ65 на номинальные токи, превышающие 100 А, выполненные на базе широко распространенных контакторов КТ6000 и снабженные дополнительным полупроводниковым блоком.
Коммутационная износостойкость комбинированных контакторов в режиме нормальных коммутаций составляет не менее 5 млн. циклов, а коммутационная износостойкость полупроводниковых блоков примерно в 6 раз выше. Это позволяет многократно использовать их в системах управления.
Для управления электродвигателями переменного тока небольшой мощности применяют прямоходовые контакторы с мостиковыми контактными узлами. Двукратный разрыв цепи и облегченные условия гашения дуги переменного тока позволяют обойтись без специальных дугогасительных камер, что существенно уменьшает габаритные размеры контакторов.
Прямоходовые контакторы обычно выпускаются промышленностью в трехполюсном исполнении. При этом главные замыкающие контакты разделяются пластмассовыми перемычками 1.
Наряду со слаботочными герконами, созданы герметичные силовые магнитоуправляемые контакты (герсиконы), способные коммутировать токи в несколько десятков ампер. На этой основе были разработаны контакторы для управления асинхронными электродвигателями мощностью до 1.1 кВт. Герсиконы отличаются увеличенным раствором контактов (до 1.5 мм) и повышенным контактным нажатием. Для создания значительной силы электромагнитного притяжения используют специальный магнитопровод.
Область применения электромагнитных контакторов достаточно широка. В машиностроении контакторы переменного тока применяют чаще всего для управления асинхронными электродвигателями. В этом случае их называют магнитными пускателями. Магнитный пускатель представляет собой простейший комплект аппаратов для дистанционного управления электродвигателями и кроме самого контактора часто имеет кнопочную станцию и аппараты защиты.
На рисунке 1 (а, б) показаны соответственно монтажная и принципиальная схемы соединений нереверсивного магнитного пускателя. На монтажной схеме границы одного аппарата обводят штриховой линией. Она удобна для монтажа аппаратуры и поиска неисправностей. Читать эти схемы трудно, так как они содержат много пересекающихся линий.


а) б)
Рисунок 1 - Схемы нереверсивного пускателя
На принципиальной схеме все элементы одного аппарата имеют одинаковые буквенно-цифровые обозначения. Это позволяет не связывать вместе условные изображения катушки контактора и контактов, добиваясь наибольшей простоты и наглядности схемы.
Нереверсивный магнитный пускатель имеет контактор KM с тремя главными замыкающими контактами (Л1-С1, Л2-С2, Л3-С3) и одним вспомогательным замыкающим контактом (3-5).
Главные цепи, по которым протекает ток электродвигателя, принято изображать жирными линиями, а цепи питания катушки контактора (или цепи управления) с наибольшим током – тонкими линиями.
Для включения электродвигателя М необходимо кратковременно нажать кнопку SB2 «Пуск». При этом по цепи катушки контактора потечет ток, якорь притянется к сердечнику. Это приведет к замыканию главных контактов в цепи питания электродвигателя. Одновременно замкнется вспомогательный контакт 3 – 5,
что создаст параллельную цепь питания катушки контактора. Если теперь кнопку «Пуск» отпустить, то катушка контактора будет включена через собственный вспомогательный контакт. Такую схему называют схемой самоблокировки. Она обеспечивает так называемую нулевую защиту электродвигателя. Если в процессе работы электродвигателя напряжение в сети исчезнет или значительно снизится (обычно более чем на 40% от номинального значения), то контактор отключается и его вспомогательный контакт размыкается. После восстановления напряжения для включения электродвигателя необходимо повторно нажать кнопку «Пуск». Нулевая защита превращает непредвиденный, самопроизвольный пуск электродвигателя, который может привести к аварии.
Аппараты ручного управления (рубильники, конечные выключатели) нулевой защитой не обладают, поэтому в системах управления станочным приводом обычно применяют контакторное управление.
Для отключения электродвигателя достаточно нажать кнопку SB1 «Стоп». Это приводит к размыканию цепи самопитания и отключению катушки контактора.
В том случае, когда необходимо использовать два направления вращения электродвигателя, применяют реверсивный магнитный пускатель, принципиальная схема которого изображена на рисунке 2, а. Для изменения направления вращения асинхронного электродвигателя необходимо изменить порядок чередования фаз статорной обмотки. В реверсивном магнитном пускателе используют два контактора: КМ1 и КМ2. Из схемы видно, что при случайном одновременном включении обоих контакторов в цепи главного тока произойдет короткое замыкание. Для исключения этого схема снабжена блокировкой. Если после нажатия кнопки SВ3 «Вперед» и включения контактора КМ1 нажать кнопку SB2 «Назад», то размыкающий контакт этой кнопки отключит катушку контактора КМ1, а замыкающий контакт подаст питание в катушку контактора КМ2. Произойдет реверсирование электродвигателя.

Рисунок 2 - Схемы реверсивного пускателя
Аналогичная схема цепи управления реверсивного пускателя с блокировкой на вспомогательных размыкающих контактах изображена на рисунке 2, б. В этой схеме включение одного из контакторов, например КМ1, приводит к размыканию цепи питания катушки другого контактора КМ2. Для реверса необходимо предварительно нажать кнопку SB1 «Стоп» и отключить контактор КМ1. Для надежной работы схемы необходимо, чтобы главные контакты контактора КМ1 разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание размыкающих вспомогательных контактов в цепи контактора КМ2. Это достигается соответствующей регулировкой положения вспомогательных контактов по ходу якоря.
В серийных магнитных пускателях часто применяют двойную блокировку по приведенным выше принципам. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препятствующим одновременному срабатыванию электромагнитов контакторов. В этом случае оба контактора должны быть установлены на общем основании.
Магнитные пускатели открытого исполнения монтируют в шкафах электрооборудования. Пускатели пылезащищенного и пылебрызгонепроницаемого исполнения снабжают кожухом и монтируют на стене или стойке в виде отдельного аппарата.
Электромагнитные контакторы выбирают по номинальному току электродвигателя с учетом условий эксплуатации. ГОСТ 11206-77 устанавливает несколько категорий контакторов переменного и постоянного тока. Контакторы переменного тока категории АС-2, АС-3 и АС-4 предназначены для коммутации цепей питания асинхронных электродвигателей. Контакторы категории АС-2 используют для пуска и отключения электродвигателей с фазным ротором. Они работают в наиболее легком режиме, поскольку эти двигатели обычно пускаются при помощи роторного реостата. Категории АС-3 и АС-4 обеспечивают прямой пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и должны быть рассчитаны на шестикратный толчок пускового тока. Категория АС-3 предусматривает отключение вращающего асинхронного электродвигателя. Контакторы категории АС-4 предназначены для торможения противотоком электродвигателей с короткозамкнутым ротором или отключения неподвижных электродвигателей и работают в наиболее тяжелом режиме.
Контакторы, предназначенные для работы в режиме АС-3, могут быть использованы в условиях, соответствующих категории АС-4, но номинальный ток контактора при этом снижается в 1.5-3 раза. Аналогичные категории применения предусмотрены для контакторов постоянного тока.
Контакторы категории ДС-1 применяют для коммутации малоиндуктивной нагрузки. Категории ДС-2 и ДС-3 предназначены для управления электродвигателями постоянного тока с параллельным возбуждением и позволяют коммутировать ток, равный . Категории ДС-4 и ДС-5 применяют для управления электродвигателями постоянного тока с последовательным возбуждением.
Указанные категории определяют режим нормальных коммутаций, в котором контактор может непрерывно работать длительное время. Кроме того, различают режим редких (случайных) коммутаций, когда коммутационная способность контактора может быть увеличена примерно в 1.5 раза.
Если асинхронный электродвигатель работает в повторно-кратковременном режиме, то выбор контактора осуществляется по величине среднеквадратичного тока. На выбор контактора влияет степень защиты контактора. Контакторы защищенного исполненияимеют худшие условия охлаждения, и их номинальный ток снижается примерно на 10% по сравнению с контакторами открытого исполнения.

КОНТАКТНО – ДУГОГАСИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНТАКТОРОВ

В контакторах обычно используются рычажные (рис. 1, а) и мостиковые (рис. 1, б) контакты. В рычажных контактах образуется при отключении один разрыв (одна дуга), в мостиковых – два (две дуги). Поэтому при прочих равных условиях возможности для отключения электрических цепей у аппаратов с мостиковыми контактами выше, чем у аппаратов с рычажными (пальцевыми) контактами.

Рисунок 1 – Рычажные и мостиковые контакты
Мостиковые контакты по сравнению с рычажными имеют тот недостаток, что в замкнутом состоянии в них создается два контактных перехода тока, в каждом из которых должно быть создано надежное касание. Поэтому сила контактной пружины должна быть удвоенной (по сравнению с рычажными контактами), что в конечном итоге увеличивает мощность электромагнитного привода контактора.
В контакторах переменного тока на отключаемые токи до 100 А при напряжении сети до 100-200 В можно не применять дугогасительные камеры, так как дуга гасится за счет растяжения ее в атмосферном воздухе (открытый разрыв). Для предотвращения перекрытия электрических дуг на соседних полюсах применяются изоляционные перегородки. Контакторы с открытым разрывом дуги существуют также и на постоянном токе, но отключаемые токи для них существенно меньше.
При высоких значениях отключаемых токов и напряжений аппараты снабжаются дугогасительными камерами, из которых наиболее распространены щелевые камеры и дугогасительные решетки . Щелевая камера (рис. 2, а) образует внутри узкий просвет (щель) между стенками из дугостойкого изоляционного материала (асбестоцемент и др.). В него загоняется электрическая дуга 1 и там она гасится за счет усиленного отвода тепла при тесном соприкосновении со стенками.
Дугогасительная решетка (рис. 2, б) представляетсобой пакет из тонких (мм) металлических пластин 2, на которые выдувается дуга. Пластины выполняют роль радиаторов, интенсивно отводящих тепло от столба дуги и способствующих ее гашению.
Наиболее важной характеристикой дугогасительной камеры является вольт – амперная характеристика. Используя ее, можно рассчитать процессы гашения дуги при отключении цепи.

Рисунок 2 – Дугогасительные камеры
Как показал опыт эксплуатации, дугогасительная решетка непригодна для частых отключений цепи при сравнительно больших токах. При большой частоте отключений ее пластины разогреваются до высоких температур и не успевают остыть. Они оказываются неспособными охлаждать столб дуги, и решетка отказывает в работе. Для режима частых отключений цепи более пригодны щелевые дугогасительные камеры.
Система магнитного дутья предназначена для того, чтобы создать дополнительные силы для схода дуги с контактов и вхождения ее в дугогасительную камеру (рис. 3, а). Катушка 1 магнитного дутья включена последовательно в цепь отключаемого тока. Созданный ею магнитный поток Ф с помощью деталей 2 и 3 магнитопровода подводится к зоне горения дуги у входа в дугогасительную камеру 4.
Рисунок 3 – Система магнитного дутья
Взаимодействие тока дуги (А) с магнитным полем напряженностью (А/м) приводит к появлению действующей на дугу электродинамической силы (Н), которая загоняет дугу длиной (м) в камеру:
, (*)где Гн/м.
В зоне горения дуги (в воздушном зазоре , м, между пластинами 3 на рис. 3, а) в соответствии с законом полного тока для однородного поля (HL=Iw) напряженность поля (А/м)
.
Подставив это значение в (*), получим:
,
где – число витков катушки.
Так как в системе с катушкой последовательного магнитного дутья сила пропорциональна квадрату тока, то целесообразно использовать этот вид дутья в контакторах, рассчитанных на сравнительно большие номинальные токи. Для сокращения расхода меди на изготовление катушки, сечение которой должно выбираться по номинальному току контактора, желательно иметь возможно меньшее число витков катушки. Однако это число витков должно обеспечивать такую напряженность магнитного поля в зоне его взаимодействия с током дуги, которая создаст условия для надежного гашения дуги в заданном диапазоне отключаемых токов. Обычно оноизмеряется единицами при номинальных токах в сотни ампер, а при токах в десятки ампер достигает десяти и выше.
Преимущество систем с катушкой последовательного магнитного дутья заключается в том, что направление силы не зависит от направления тока . Это позволяет применять указанную систему не только на постоянном, но и на переменном токе. Однако на переменном токе вследствие появления вихревых токов в магнитопроводе может возникнуть сдвиг по фазе между током дуги и результирующей напряженностью магнитного поля в зоне горения дуги, что может вызвать обратное «забрасывание» дуги в камеру.
Недостаток системы с катушкой последовательного магнитного дутья – малая напряженность магнитного поля, создаваемая ею при небольших отключаемых токах. Поэтому параметры этой системы надо выбирать так, чтобы в области этих токов обеспечить максимально возможную напряженность магнитного поля в зоне горения дуги, не прибегая к значительному увеличению числа витков катушки магнитного дутья, чтобы не вызывать излишнего расхода меди на её изготовление. При небольших токах магнитопровод этой системы не должен насыщаться. Тогда почти вся намагничивающая сила катушки компенсируется падением магнитного потенциала в воздушном зазоре и напряженность магнитного поля в нем окажется максимально возможной. При больших токах магнитопровод, наоборот, целесообразно вводить в насыщение, когда его магнитное сопротивление становится большим. Это снизит напряженность магнитного поля в зоне расположения дуги, уменьшит силу и интенсивность гашения дуги, снизит перенапряжения при её гашении.
Существует система с катушкой параллельного магнитного дутья, когда катушка 1 (см. рис. 3), содержащая сотни витков из тонкого провода и рассчитываемая на полное напряжение источника питания, создает в зоне горения дуги напряженность магнитного поля (А/м)
.
Действующая на дугу электродинамическая сила (Н) (см. рис. 3, б)
,
где
В этой системе сила, действующая на дугу, пропорциональна току в первой степени. Поэтому она оказывается более целесообразной для контакторов на небольшие токи (примерно до 50 А).
Контактор с параллельной катушкой магнитного дутья реагирует на направление тока. Если направление магнитного поля сохраняется неизменным, а ток изменит свое направление, то сила будет направлена в противоположную сторону. Дуга будет перемещаться не в дугогасительную камеру, а в противоположную сторону – на катушку магнитного дутья, что может привести к аварии в контакторе. Это – недостаток рассматриваемой системы. Недостатком этой системы является также необходимость повышения уровня изоляции катушки в расчете на полное напряжение сети. Понижение напряжения сети приводит к уменьшению намагничивающей силы катушки и ослаблению интенсивности магнитного дутья, что снижает надежность дугогашения.
В системе магнитного дутья вместо катушки напряжения можно применять постоянный магнит. По свойствам такая система аналогична системе с параллельной катушкой магнитного дутья. Замена катушки напряжения постоянным магнитом исключит расход меди и изоляционных материалов, которые потребовались бы на создание катушки. При этом в системе не должны нарушаться свойства постоянного магнита в процессе эксплуатации.
Системы с катушкой параллельного магнитного дутья и постоянными магнитами на переменном токе не применяются, так как практически невозможно согласовать направление магнитного потока с направлением тока дуги, чтобы получить одно и то же направление силы в любой момент времени.
С увеличением напряженности поля магнитного дутья улучшаются условия схода дуги с контактов на дугогасительные рога и облегчается её вхождение в камеру. Поэтому с ростом уменьшается также износ контактов от термического воздействия дуги, но до определенного предела.
Большие напряженности поля создают значительные силы, воздействующие на дугу и выбрасывающие расплавленные металлические мостики из межконтактного промежутка в атмосферу. Это повышает износ контактов . При оптимальной напряженности поля износ контактов минимален.
Износ контактов – важный технический фактор. Поэтому принимаются серьезные меры, например уменьшение вибрации контактов при включении аппарата, чтобы уменьшить износ и увеличить срок службы контактов.
Важной характеристикой дугогасительного устройства переменного тока является закономерность роста восстанавливающейся прочности межконтактного промежутка за переходом тока через нуль.

Контакторы и магнитные пускатели – это устройства, являющиеся весьма важными элементами электросети. Несмотря на их основное назначение – коммутацию силовых и управленческих сетей, а также некоторую схожесть, эти приборы совершенно разные. Каждый из них имеет свои особенности и функции. Что между ними общего, а что отличается – попробуем выяснить.

Стандартный электромагнитный пускатель

Электромагнитный пускатель – это некий коммутационный прибор асинхронного двигателя. Ярким его примером, можно считать пускозащитное реле холодильного аппарата.

Пускатель предназначен для управления асинхронных двигателей, а также защиты их от перегрузки. Иногда эти устройства применяют для включения и отключения электрических установок с дистанционным управлением (например, внутреннее и внешнее освещение).

Разновидностей пускателей много, поэтому можно просто выделить основные группы из них:

• По номинальному напряжению;
• По мощности оказываемой нагрузки;
• По исполняемым функциям: нереверсивные и реверсивные;
• В зависимости от вида корпуса: закрытые и открытые (бескорпусные);
• По количеству контактов, полюсов и различных дополнительных блок-контактов.

Магнитный пускатель должен обязательно соответствовать двигателю, с которым он работает.

Принцип работы механизма заключается в следующем:

• Во время попадания тока на катушку возникает магнитный разряд;
• Затем он замыкается через имеющиеся внутри сердечники и воздух между ними;
• Далее элементы притягиваются и замыкают необходимые контакты.

Что такое магнитный контактор и его предназначение

Магнитный контактор – это электрический дистанционный аппарат, размыкающий и замыкающий силовые цепи, посредством действия электромагнита.

Кстати, контакторы не обеспечивают защиту электрических сетей от перегрева, так как у них нет защитных элементов.

Контактор состоит из:

• Контактов силовой цепи;
• Электромагнитной системы;
• Дугогасительного аппарата;
• Блок-контактов.

Особенность электромагнитных контакторов заключается в их способности разрывать цепь одновременно в нескольких местах.

В зависимости от вида тока контакторы могут быть переменными и постоянными. Последние нужны для управления приемников электросети, в устройстве высоковольтных выключателей, в автоматических механизмах повторного включения.

Контакторы, взаимодействующие с переменным током, используются в асинхронных двигателях, для работы нагревающих элементов и других электрических устройств.

Электромагнитные пускатели, контакторы-автоматы

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для надежной и быстрой защиты сетевых проводов от перегрузки и короткого замыкания. Кроме этого, их используют для управления редких отключений или включений.

Необходимость применения автоматов:

• Обычно от перегрузок электродвигатель защищает тепловое реле , но на этом его защитная функция заканчивается, так как от замыканий такое устройство все равно не спасет;
• Контакторы тоже не обеспечивают надлежащую защиту, так как не имеют в своей конструкции соответствующих элементов.

Поэтому используя магнитные пускатели вместе с тепловыми реле, необходимо дополнительно ставить предохранители или автоматы для защиты от замыканий.

Чем отличается контактор от магнитного пускателя: особенности механизмов

Контакторы и электромагнитные пускатели довольно похожие друг на друга механизмы, но со своими особенностями и различиями.

Итак, в чем же разница между этим приборами:

1. Внешний вид – контактор гораздо больше и имеет немалый вес. Пускатель же довольно миниатюрен и весит совсем немного.
2. Конструкция – контакторы не имеют корпуса, а только дугогасительные решетки. Соответственно, они больше подвержены влиянию окружающей среды. Что касается пускателя, то этот прибор защищен корпусом из пластика, но не имеет дугогасительного механизма. А при наличии дополнительного кожуха, прибор можно устанавливать практически везде, в отличие от контактора.
3. Назначение – пускатели помогают работать асинхронным двигателям и другому оборудованию, а контакторы коммутируют силовые цепи.

Разобравшись в чем же отличие между этими механизмами, можно более точно подобрать прибор, исходя из заявленных потребностей.

Самостоятельный ремонт контакторов и магнитных пускателей

При активной работе пускателя, на его контактах может появляться металлический нагар, окись и копоть, которые существенно будут сказываться на функционировании механизма.

Если такое произошло, контакты нужно почистить:

• Сделать это можно тонким напильником или надфилем;
• Затем контакты протираются салфеткой, смоченной в уайт-спирте.

Но такую процедуру «чистки» нужно проводить лишь в засоренных приборах, не трогая исправные механизмы, так как такая профилактика может стирать токопроводящий слой на контактах, делая их боле тонкими и уязвимыми.

Места соприкосновения сердечника и якоря можно также почистить ветошью, предварительно смоченную в спирте.

Если при работе устройства слышен гул, на это могут быть такие причины:

• Трещины на катушке;
• Перекос катушки или выход ее из строя;
• Не хватает напряжения в сети;
• Слишком большая отдача возвратной пружины.

Если возникли проблемы с изоляцией катушки, ремонт состоит в следующем: нужно снять слой ее обмотки и допаять, изолировав потом паечное место. Впрочем, если повреждения слишком большие – элемент проще заменить на новый.

Иногда случается разнобой при замыкании пластин. Этот момент можно исправить затяжкой хомутика, который держит основные валовые контакты.

Но если аппарат все еще неисправен, лучше обратиться за помощью к специалистам, которые проведут техническое обследование прибора, выяснят причину неполадки и постараются ее устранить. Все неисправные детали не подлежащие ремонту, будут заменены.

Что такое контакторы и магнитные пускатели (видео)

Пускатели и контакторы - устройства, предназначенные для дистанционного замыкания и размыкания цепи, при подаче управляющего напряжения на магнитную катушку управления. После подачи напряжения на электромагнитную катушку, цепь замыкается, после отключения напряжения, основная цепь размыкается. Сфера использования включение, выключение электродвигателей , насосов, вентиляторов и иных потребителей электрического тока..

Чем пускатель отличается от контактора - на данный момент единого мнения по этому поводу нет. На наш взгляд основное отличие в наличии теплового реле. Если есть тепловое реле устройство относим к классу пускателей, без реле - контакторов. Так как большинство контакторов в процессе эксплуатации могут быть доукомплектованное тепловым реле, то разница небольшая. Второй вариант - назначение устройства, пускатели служат для управления электродвигателей и электропривода (насосы, вентиляторы), контакторы для управления включением и выключением прочего оборудования

Классификация и основные характеристики магнитных пускателей.

• Номинальный ток главных контактов - величина тока, на которую рассчитан контактор для электродвигателя, работающего в режиме работы АС3. То есть, нам необходим пускатель для электродвигателя мощностью 7,5 кВт напряжением 380В, выбирается контакторы второй величины Если этот электродвигатель работает в режиме работы АС4, для которой характерны частые пуски остановы, затянутые пуски под нагрузкой, то рекомендуется использовать пускатель на величину больше.
• Номинальное напряжение - величина напряжения на которую рассчитан корпус электромагнитного пускателя.
• Напряжение управляющей катушки - величина и тип управляющего напряжения катушки.
• Класс износостойкости пускателя - количество циклов срабатывания гарантированное производителем при режиме работы AC3. В настоящий момент большинство пускателей импортных пускателей производятся с классом износостойкости А, из отечественных производителей:
  • ОАО «Уралэлектро» производит контакторы КМД (аналог ПМ 12) с классом износостойкости А
  • ПМ12 КЗЭА производит по умолчанию с классом износостойкости В.
  • Пускатели ПМЛ производства ОАО «НПО Этал» производятся с классом износостойкости Б.
• Количество вспомогательных контактов сигнализации - вспомогательные контакты переключения, которые необходимы для встраивания контакторов в систему автоматизации, НО -нормально открытые, контакт разомкнут при разомкнутой цепи, с замыканием контакта во время срабатывания магнитной катушкой. НЗ при разомкнутой цепи контакты соединены.
• Степень защиты контакторов - показатель защиты пускателя, контактора от проникновения взвешенных частиц и попадания влаги.
  • IP00 - устройство не защищено от попадания пыли и влаги
  • IP20 - на пускателе при вводе проводников установлены сальники, предохраняющие от попадания пыли, от влаги не защищено
  • IP54 - контактор расположен в корпусе, защищающего пыльной воздуха, и направленных струй воды Зачастую на таких корпусах встроены кнопки «пуск» «стоп» и индикаторная лампа работы.

Пускатели -«звезда треугольник» обеспечивает включение электродвигателей путем включения питания по схеме звезда, с переходом на треугольник, что уменьшает пусковые токи, и защищает электрооборудование и кабеля от больших пусковых токов. При частом включении двигателей обеспечивает экономию электроэнергии

Дополнительные устройства

• Тепловое реле РТТ, РТЛ, РТЛУ - устанавливается на контакторы, пускатели и обеспечивает защиту электродвигателя от токов перегрузки и перекоса фаз.
• Промежуточные реле РПЛ, РПЛУ - устанавливаются на монтажную панель и служат дополнительным управляющим устройством для работу контакторов
• Дополнительные контактные основания ПКЛ ПКЛУ, - устанавливаются на корпус и служат для увеличения вспомогательных контактов
• Ограничители напряжения (варисторы и RC цепочки) для защиты микроэлектроники от бросков напряжения.
• Приставки времени ПВЛ - предназначены для задержки выключения, выключения пускателя, контактора после подачи управляющего сигнала на контакты магнитной катушки.