Принцип работы контактора переменного тока - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Принцип работы контактора переменного тока

Электромагнитные контакторы

Контакторы – это аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.

Электромагнитный контактор представляет собой электрический аппарат, предназначенный для коммутации силовых электрических цепей. Замыкание или размыкание контактов контактора осуществляется чаще всего с помощью электромагнитного привода.

Классификация электромагнитных контакторов

Общепромышленные контакторы классифицируются:

  • по роду тока главной цепи и цепи управления (включающей катушки) -постоянного, переменного, постоянного и переменного тока;
  • по числу главных полюсов – от 1 до 5;
  • по номинальному току главной цепи – от 1,5 до 4800 А;
  • по номинальному напряжению главной цепи: от 27 до 2000 В постоянного тока; от 110 до 1600 В переменного тока частотой 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000, 10 000 Гц;
  • по номинальному напряжению включающей катушки: от 12 до 440 В постоянного тока, от 12 до 660 В переменного тока частотой 50 Гц, от 24 до 660 В переменного тока частотой 60 Гц;
  • по наличию вспомогательных контактов – с контактами, без контактов.

Контакторы также различаются по роду присоединения проводников главной цепи и цепи управления, способу монтажа, виду присоединения внешних проводников и т.п.

Указанные признаки находят отражение в типе контактора, который присвоен предприятием-изготовителем.

Нормальная работа контакторов допускается

  • при напряжении на зажимах главной цепи до 1,1 и цепи управления от 0,85 до 1,1 номинального напряжения соответствующих цепей;
  • при снижении напряжения переменного тока до 0,7 от номинального включающая катушка должна удерживать якорь электромагнита контак­тора в полностью притянутом положении и при снятии напряжения не удерживать его.

Выпускаемые промышленностью серии электромагнитных контакторов рассчитаны на применение в разных климатических поясах, работу в различных условиях, определяемых местом размещения при эксплуатации, механическими воздействиями и взрывоопасностью окружающей среды и, как правило, не имеют специальной защиты от прикосновений и внешних воздействий.

Конструкция электромагнитных контакторов

Контактор состоит из следующих основных узлов: главных контактов, дугогасительной системы, электромагнитной системы, вспомогательных контактов.

Главные контакты осуществляю замыкание и размыкание силовой цепи. Они должны быть рассчитаны на длительное проведение номинального тока и на производство большого числа включений и отключений при большой их частоте. Нормальным считают положение контактов, когда втягивающая катушка контактора не обтекается током и освобождены все имеющиеся механические защелки. Главные контакты могут выполняться рычажного и мостикового типа. Рычажные контакты предполагают поворотную подвижную систему, мостиковые – прямоходовую.

Дугогасительные камеры контакторов постоянного тока построены на принципе гашения электрической дуги поперечным магнитным полем в камерах с продольными щелями. Магнитное поле в подавляюще большинстве конструкций возбуждается последовательно включенной с контактами дугогасительной катушкой.

Дугогасительная система обеспечивает гашение электрической дуги, которая возникает при размыкании главных контактов. Способы гашения дуги и конструкции дугогасительных систем определяются родом тока главной цепи и режимом работы контактора.

Электромагнитная система контактора обеспечивает дистанционное управление контактором, т. е. включение и отключение. Конструкция системы определяется родом тока и цепи управления контактора и его кинематической схемой. Электромагнитная система состоит из сердечника, якоря, катушки и крепежных деталей.

Электромагнитная система контактора может рассчитываться на включение якоря и удержание его в замкнутом положении или только на включение якоря. Удержание же его в замкнутом положении в этом случае осуществляется защелкой.

Отключение контактора происходит после обесточивания катушки под действием отключающей пружины, или собственного веса подвижной системы, но чаще пружины.

Вспомогательные контакты. Производят переключения в цепях управления контактора, а также в цепях блокировки и сигнализации. Они рассчитаны на длительное проведение тока не более 20 А, и отключение тока не более 5 А. Контакты выполняются как замыкающие, так и размыкающие, в подавляющем большинстве случаев мостикового типа.

Контакторы переменного тока выполняются с дугогасительными камерами с деионной решеткой. При возникновении дуга движется на решетку, разбивается на ряд мелких дуг и в момент перехода тока через ноль гаснет.

Электрические схемы контакторов , состоящие из функциональных токопроводящих элементов (катушки управления, главных и вспомогательных контактов), в большинстве случаев имеют стандартный вид и отличаются лишь количеством и видом контактов и катушек.

Важными параметрами контактора являются номинальные рабочие ток и напряжения .

Номинальный ток контактора – это ток, который определяется условиями нагрева главной цепи при отсутствии включения или отключения контактора. Причем, контактор способен выдержать этот ток три замкнутых главных контактах в течение 8 часов, а превышение температуры различных его частей не должно быть больше допустимой величины. При повторно-кратковременном режиме работы аппарата часто пользуются понятием допустимого эквивалентного тока длительного режима.

Напряжение главной цепи контактора – наибольшее номинальное напряжение, для работы при котором предназначен контактор. Если номинальные ток и напряжения контактора определяют для него максимально-допустимые условия применения в длительном режиме работы, то номинальные рабочий ток и рабочее напряжение определяются данными условиями эксплуатации. Так, номинальный рабочий ток – ток, который определяет применение контактора в данных условиях, установленных предприятием-изготовителем в зависимости от номинального рабочего напряжения, номинального режима работы, категории применения, типоисполнения и условий эксплуатации. А номинальное рабочее напряжение равно напряжению сети, в которой в данных условиях может работать контактор.

Контакторы должны выбираться по следующим основным техническим параметрам:

1) по назначению и области применения;

2) по категории применения;

3) по величине механической и коммутационной износостойкости;

4) по числу и исполнению главных и вспомогательных контактов;

5) по роду тока и величинам номинального напряжения и тока главной цепи;

6) по номинальному напряжению и потребляемой мощности включающих катушек;

7) по режиму работы;

8) по климатическому исполнению и категории размещения.

Контакторы постоянного тока предназначены для коммутации цепей постоянного тока и, как правило, приводятся в действие электромагнитом постоянного тока. Контакторы переменного тока предназначены для коммутации цепей переменного тока. Электромагниты этих цепей могут быть как переменного, так и постоянного тока.

Контакторы постоянного тока.

В настоящее время применение контакторов постоянного тока и соответственно новые их разработки их поэтому сокращаются. Контакторы постоянного тока выпускаются в основном на напряжение 22 и 440 В., токи до 630 А., однополюсные и двухполюсные.

Контакторы серии КПД 100Е предназначены для коммутирования главных цепей и цепей управления электроприводом постоянного тока напряжением до 220В.

Контакторы выпускаются на номинальные токи от 25 до 250 А.

Контакторы серии КПВ 600 предназначены для коммутации главных цепей электроприводов постоянного тока. Контакторы этой серии имеют два исполнения: с одним замыкающим главным контактом (КПВ 600) и с одним размыкающим главным контактом (КПВ 620).

Управление контакторами осуществляется от сети постоянного тока.

Контакторы выпускаются на номинальные токи от 100 до 630 А. Контактор на ток 100 А имеет массу 5,5 кг, на 630 А – 30 кг.

Контакторы переменного тока : КТ6000, КТ7000

КТ (КТП) – Х1 Х2 Х3 Х4 С Х5

Х1 – номер серии, 60, 70.

Х2 – величина контактора: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Х3 – число полюсов: 2, 3, 4, 5.

Х4 – дополнительное значение специфических особенностей сери: Б – модернизированные контакты; А – повышенная коммутационная способность при напряжении 660В.

С – контакты с металлокерамическими накладками на основе серебра. Отсутствие буквы означает, что контакты медные.

Х5 – климатическое исполнение: У3, УХЛ, Т3.

Контаткторы переменного тока строятся, как правило, трехполюсными с замыкающими главными контактами. Электромагнитные системы выполняются шихтованными, т. е. набранными из отдельных изолированных друг от друга пластин толщиной до 1 мм. Катушки низкоомные с малым числом витков. Основную часть сопротивления катушки составляет ее индуктивное сопротивлние, которое зависит от величины зазора. Поэтому ток в катушке контактора переменного тока при разомкнутой системе в 5-10 раз превышает ток при замкнутой магнитной системе. Электромагнитная система контакторов переменного тока имеет короткозамкнутый виток на сердечнике для устранения гудения и вибрации.

В отличии от контакторов постоянного тока режим включения контакторов переменного тока более тяжел, чем режим отключения из за пускового тока асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Кроме этого наличие дребезга контактов при включении приводит в этих условиях к большому износу контактов. Поэтому борьба с дребезгом при включении здесь приобретает первостепенное значение.

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

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

Что такое контактор и для чего он нужен

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

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

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

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

Читайте также:  Почему течет кран в ванной

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

Данные приборы имеют ряд преимуществ перед различными модульными приспособлениями:

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

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

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

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

Основные виды и типы контакторов

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

По типу электрического тока коммутирующие устройства бывают:

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

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

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

По наличию дополнительных систем:

  • без дугогасительной системы;
  • имеющие дугогасительную систему.

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

По типу управления контактором:

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

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

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

Характеристики контакторов

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

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

В чём разница между контактором и магнитным пускателем

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

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

Схемы подключения контактора

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

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

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

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

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

Электрический контактор – устройство и принцип работы

Главная страница » Электрический контактор – устройство и принцип работы

Электрический контактор (магнитный пускатель) – коммутационный прибор, по сути, представляющий собой реле больших размеров. Традиционно контактор используется для переключения тока, питающего электродвигатели либо иную нагрузку большой мощности. Нередко мощные электрические контакторы для электродвигателей и прочего оборудования, дополняются защитой от перегрузки по току и другим критериям. Для этого в конструкции прибора используются чувствительные биметаллические реле и блокировочные группы.

Исполнение электрических классических контакторов

Электрические классические контакторы – они же магнитные пускатели, обычно имеют группы контактов – основную и вспомогательную.

Контактные группы (чаще всего) находятся в нормально разомкнутом состоянии. Только при условии подачи напряжения питания на индукционную катушку прибора, контактные группы прибора изменяют своё состояние.

Три верхних клеммы основной группы служат для подключения входного трехфазного переменного тока, как правило, напряжением не менее 380 вольт. Эта контактная группа оснащена усиленными винтовыми зажимами под маркировкой «L1», «L2», «L3».

Назначения терминалов: 1 — подвод линейного напряжения; 2, 11 — выход под нагрузку; 3, 5 — питание катушки; 4, 6 — вспомогательный; 7 — чувствительность; 8, 9 — кнопки отключения и сброса вручную; 10 — вспомогательная группа

Вторая основная группа клемм, назначенная под питание нагрузки (электродвигателя или другой), расположена в нижней части конструкции прибора и также имеет винтовые зажимы, маркированные «T1», «T2», «T3».

Каждый прибор традиционно маркируется буквенно-цифровой комбинацией символов. Маркировка располагается на корпусе прибора и несёт базовую информацию об устройстве. Например:

А – 26 – 30 – 10

Здесь символом «А» обозначается серия устройства. Далее цифра «26» отмечает номинальный ток (26А) для нагрузки в виде асинхронного электродвигателя.

Цифра «30» обозначает число нормально открытых и нормально закрытых силовых контактов (соответственно 3 и 0). Цифра «10» указывает на число вспомогательных «NO» и «NC» контактов (1 и 0).

Назначение вспомогательной коммутации

Вспомогательные контакты часто используется в составе логической цепи реле или применяются в составе какой-либо другой части схемы управления нагрузкой. Типичное напряжение коммутации здесь 220В переменного тока.

Схема подключения (классика): 1 — магнитный пускатель; 2 — токовое защитное реле; 3 — электродвигатель; 4 — кнопка «СТОП»; 5 — кнопка «ПУСК»; 6 — кнопка сброса аварии

Вспомогательные контактные группы могут иметь разную конфигурацию, в зависимости от модели прибора и производителя. Состояние контактов возможно как нормально закрытое, так и нормально открытое. Обычно имеет место комбинация состояний.

Терминальный набор вспомогательного интерфейса обычно рассчитан под номинальный ток существенно ниже, чем пропускают основные контакты.

Однако механизм вспомогательной группы действует в единой связке с главным механизмом коммутации электрического контактора.

Как правило, маркировка вспомогательных клемм выполняется цифровым кодом. Например, «13» и «14», «82» и «83» и т.п. К этой же категории в какой-то степени относятся и клеммы питания индуктивной катушки электромагнитной системы прибора.

Контактные клеммы питания катушки традиционно имеют маркер «А1» и «А2». На эти клеммы подводится напряжение управления электромагнитным механизмом, обычно по классической схеме (см. выше).

Дополнительный защитный модуль

Часто конструкцию электрического контактора дополняет защитный модуль. Есть конструкции электрических контакторов, где тепловое реле является неотъемлемой частью.

Правда, современные варианты электрических контакторов предусматривают, скорее, модульное наращивание.

Защитный модуль, часто используемый в паре с магнитным пускателем может иметь разную конфигурацию. Так выглядит один из классических вариантов для нагрузки относительно небольшой мощности

Читайте также:  Как выбрать встраемывый духовой шкаф электрический

Биметаллическое реле перегрузки состоит из чувствительных к теплу элементов, соединенных последовательно с цепями питания двигателя.

Тепловые элементы располагаются в непосредственно близости от биметаллической полосы, которая используется в качестве рычага отключения.

Биметалл имеет плавную характеристику теплового расширения, поэтому изгибается с заданной скоростью при нагреве. В нормальных рабочих условиях выделяемого нагревательным элементом тепла недостаточно прогиба биметалла и отключения реле перегрузки.

Однако если ток в цепи питания электродвигателя повышается, биметаллический элемент прогревается больше и в конечном итоге воздействует механически на контакты реле.

Так осуществляется простейшая защита электродвигателя по току. После остывания биметалла, реле включают в рабочий режим вручную кнопкой сброса.

Принцип действия защиты: 1 — электромотор; 2 — тепловой элемент; 3 — биметаллическая пластина; 4 — механизм отсечки; 5 — тепловой поток; А, В — включение в схему

Реле перегрузки обычно работают по закону обратного отсчёта, когда время отключения уменьшается по мере увеличения тока. Эти защитные модули характеризуются классом отсечки.

Согласно классу отсечки определяется время, которое потребуется для срабатывания реле в состоянии перегрузки.

Наиболее распространёнными считаются контакторные релейные модули классов 5, 10, 20, 30. Соответственно значения: 5, 10, 20, 30 указывают на время срабатывания (5, 10, 20, 30 секунд). Класс 5, как правило, применяется на контакторах двигателей, требующих моментального отключения.

Электрические контакторы специального назначения

Управление электрическими цепями при больших значениях токов (до 5000А) осуществляется при помощи контакторов повышенной мощности. Также приборы специального исполнения используются для управления асинхронными двигателями с фазным ротором.

Специальное исполнение: 1 — верхний силовой коннектор; 2 — два основных коннектора с дугогасительной камерой; 3 — рама прибора; 4 — вывод под нагрузку; 5 — вспомогательные клеммы; 6 — рама для периферии; 7 — питание катушки; 8 — электромагнит

Параметр номинальной коммутируемой мощности для приборов такого типа достигает значения 1500 кВт. Рабочий ток может составлять 1520А при питающем напряжении 440 вольт.

Электрические контакторы серии R для управления цепями постоянного или переменного тока применяются там, где требуется:

  • распределение электрической энергии,
  • управление индукционными печами,
  • коммутация систем альтернативной энергетики,
  • поддержка работы оборудования гидроэлектростанций,
  • обслуживание объектов горнодобывающей промышленности.

Электрические специальные контакторы серий FOR, NOR, JOR, AMA, AME и другие, конечно же, уже не входят в группу магнитных пускателей. Однако работа механизмов переключения осуществляется на тех же принципах – благодаря магнитным или механическим защёлкам.

Прописные истины для магнитных пускателей

Что такое модульный контактор

Как происходит подача (и размыкание) питания на электроустановки, либо на линии электропередач (разумеется, речь идет о локальной проводке, а не о высоковольтных линиях)? С помощью коммутационных устройств различного типа. Это могут быть штекерные устройства (вилка-розетка), ручные или автоматические защитные включатели, электронные цепи управления. Практично и безопасно использовать устройства дистанционной коммутации: такие, как модульный контактор.

Сразу развеем ложное мнение: такие включатели (переключатели) не являются строго промышленными приборами. Контакторы переменного тока широко применяются в быту. Причем не только в частных домах, но и в квартирах.

Устройство и принцип работы контактора

Исходя из наименования, это группа контактов, предназначенная для соединения электрических линий. Основное применение — модульный контактор коммутирует силовые линии. Если в обычном включателе (пусть даже и автоматическом защитном), смыкание и размыкание происходит вручную, контакторы переменного тока управляются дистанционно.

Рассмотрим схему простого контактора, без блокировок и защитных модулей.

Для тех, кто мало-мальски знаком с электротехникой, понять принцип работы несложно. Основа силовой группы — это контакты, обозначенные на схеме литерами «L» и «T». В зависимости от конструкции, система может одновременно включать одну, две, или более пар контактов. Для того чтобы соединительная проводящая планка прижалась к неподвижным контактам, требуется усилие. В обычных включателях это механическое приспособление, приводимое в движение оператором. Наша схема срабатывает с помощью электромагнита. Когда на катушку A1-A2 подается управляющее напряжение, соленоид втягивается, и силовые (рабочие) контакты замыкаются.

Для обеспечения надежного и безопасного размыкания, предусматривается обратная пружина.

После снятия питания с управляющей обмотки, возвратная пружина мгновенно отводит контактную планку от силовых клемм.

Что внутри

Несмотря на кажущуюся сложность и громоздкость конструкции, элементная база простейшая:

  • контактная группа, выполненная из медных (латунных) сплавов, рассчитанная на определенный ресурс;
  • «Т» образная контактная планка, напрямую соединенная с соленоидом электромагнита;
  • катушка электромагнита, выполненная под конкретную модель контактора;
  • диэлектрический корпус, выполняющий не только защитные, но и несущие функции;
  • дугогасительные элементы, которые устанавливаются в механизмах включения электроустановок с большим током потребления.

По сути, конструкция мало чем отличается от обычного реле. Так же точно существуют нормально замкнутые, нормально разомкнутые, и переключающие схемы (в которых присутствуют оба вида контактных групп). При этом, согласно технических требований ГОСТ, модульный контактор должен иметь только одно положение покоя (состояние контактной группы при отсутствии внешнего управляющего давления).

При механическом воздействии на токопроводящую планку (или группу линеек) происходит замыкание (размыкание) одной или нескольких контактных пар.

Таким образом, с помощью прямого или дистанционного воздействия можно управлять питанием электроустановок или магистралей электропередач.

Назначение контакторов

Можно разделить эти устройства по основным признакам, хотя область применения фактически неограниченна.

Типы контакторов по назначению

  1. Устройства дистанционного включения (выключения, переключения). При работе комплекса электроустановок возникает необходимость реализовать определенный алгоритм подачи питания. Ручное управление: кнопкой, выключателем. Оператор в нужный момент подает сигнал, контакторы переменного тока приводятся в действие, коммутируя питание по заданной схеме работы. Например, нажатием одной кнопки можно запустить целый завод: конвейер, станки, освещение, систему вентиляции. Соединив определенным образом множество контакторов, можно на схеме управления автоматизировать систему питания (при этом стартовые команды подаются вручную).В автоматическом режиме команда подается с помощью электронной схемы. Программа управляет циклами производства, в нужный момент, запуская и останавливая электроустановки. При этом, любой линейный контактор можно оснастить функцией защиты: например, концевой выключатель или термореле. При создании определенных аварийных условий, питание катушки прекращается, и рабочие контакты размыкаются.
  2. Включение мощной электроустановки с помощью слаботочной линии, или опять же кнопкой (выключателем). Типичный пример — пускатель электродвигателя.Казалось бы, причем тут модульный контактор: для чего он нужен, если можно использовать кнопку или выключатель?Действительно, питание на электроустановку можно подать напрямую, используя контакты кнопки. Однако для надежного соединения мощного потребителя контактная группа и механизм замыкания должны быть массивными, необходимо прикладывать большое усилие при включении. Такую же силу надо применить для обесточивания. Это не всегда удобно, особенно в аварийной ситуации. Поэтому устройство, с которым непосредственно работает оператор, выполняется компактным, оно рассчитано на малый ток (потребление катушки контактора небольшое), и для приведения в действие требуется небольшое усилие, особенно на кнопке выключения. А сам линейный контактор может быть достаточно габаритным, и срабатывает он мгновенно.Еще одна причина, по которой используется разнесение по мощности управляющих и силовых линий — высокая частота циклов включения и выключения. Например, электротранспорт. Водитель до тысячи раз за смену нажимает на педаль акселератора. Если оснастить силовыми контактами сам рычаг — пользоваться им будет неудобно. Поэтому педаль только подает слабый ток на катушку, а линейный контактор запускает мощный электродвигатель.

Многие из вас, находясь рядом с кабиной водителя, слышали регулярные громкие щелчки при нажатии педали. Именно так работает линейный контактор.

Различные типы привода

  • Электромагнитный — основной вид, и самый распространенный. Принцип его работы мы подробно рассмотрели в начале статьи. Разве что можно акцентировать внимание на удерживающий механизм рабочей катушки. Большинство кнопочных (магнитных) пускателей не имеют фиксатора включающей кнопки. То есть, после того как оператор уберет палец, питание на электромагните должно пропасть. Конструкция большинства пускателей учитывает этот момент. На толкателе замыкающих пластин есть контактная группа, которая замыкает цепь соленоида. Пока работает вся электроустановка — на катушке есть питания. Стоит напряжению кратковременно пропасть (аварийная ситуация, или нажата размыкающая кнопка выключения), все цепи разрываются, и включение производится повторно. Это добавляет безопасности при работе механизма. После неконтролируемого восстановления питания, электроустановка не запустится, пока оператор на примет решение о включении.
  • При прямой подаче напряжения (обычный включатель) иногда возникали опасные ситуации:
  • питание пропало (авария на линии), электроустановка обесточена;
  • рабочий день окончен, включатель остался замкнутым (станок не работает, про аварию все забыли);
  • питание на линии восстановлено, в безлюдном цеху начинают работать станки, нагревательные элементы, и прочее.

Использование контакторов исключает такие ситуации.

  • С электромагнитной тягой разобрались. Кроме нее, существуют иные способы привести в движение контактную группу. Пневматические устройства позволяют замыкать мощные контакты без применения электромагнитных приводов.Принцип работы такой же, только в качестве управляющей команды выступает импульс высокого давления. Такие устройства широко применяются на железнодорожных локомотивах, или других установках, где присутствует пневматика.
  • Виды контакторов по способу монтажа

    Безкорпусные или специализированные устройства (например, линейный контактор в троллейбусе), не имеют ограничений по дизайну, разрабатываются исходя из соображений функционала и безопасности. Существуют и специальные конструкции, создаваемые для определенных электроустановок. Такие включатели не применяются в бытовых условиях, поскольку требуют отдельных мест размещения.

    Для удобства использования в стандартных электрощитках, применяются стандартные модульные конструкции для крепления на DIN рейках.

    Они отлично вписываются в общую систему энергоснабжения дома или офиса, если их применение предусмотрено проектом.

    Схема подключения модульного контактора

    Универсальных решений не бывает, каждый коммутатор соединяется с силовыми и управляющими линиями в соответствии с рекомендациями производителя. Разобраться в этом несложно, в паспорте и на корпусе устройства обязательно присутствует подробное описание (равно как и меры безопасности).

    При этом один и тот же контактор (имеется в виду модель) можно использовать для различных проектов и локальных решений. Для понимания методики разработки, рассмотрим схему подключения коммутатора в режиме кнопочного пускателя для электродвигателя.

    Так же точно можно включать мощный электрообогреватель или бойлер для воды. Не имеет значения, будет контактор однофазным, или трехфазным. Принципиально на схему включения влияет лишь количество контактных групп.

    Разобравшись с общими принципами работы, вы сможете подобрать необходимое устройство и безопасно интегрировать его в свою схему энергоснабжения. Или организовать локальное подключение отдельной электроустановки.

    Читайте также:  Турбодетандер принцип действия

    Видео по теме

    Контакторы электромагнитные

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

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

    Компоненты и составляющие коммутационного устройства

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

    Каждый контактор переменного и постоянного тока состоит из:

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

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

    Принцип действия контакторов

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

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

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

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

    Классификация и виды контакторов

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

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

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

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

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

    Параметры и технические показатели

    К основным показателям электро-магнитных контакторов относятся следующие:

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

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

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

    Контакторы работающие при постоянном и переменном токе

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

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

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

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

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

    Читайте далее:
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector