Типы, особенности конструкции и условия работы контакторов различного типа
Контактор – это один из главных элементов управления электродвигателем, который служит размыкающим переключателем, а также выполняет работу пускателя двигателя плавного пуска или частотного преобразователя. Но самый идеальный вариант – осуществлять управление электродвигателем с помощью контактора, потому что он дает возможность реализации дистанционного управления. Одно из главных преимуществ контакторов – коммутационная долговечность, несколько тысяч операций.
Для контактора необычайно важно наличие качественных характеристик силовых и управляющих цепей. Для производства выбора контактора для коммутирования электрооборудования необходимо представлять определенную информацию, характеризующую цепи управления и силовые цепи, паспортные данные содержат следующую информацию:
Для цепей управления:
· Тип управляющего контакта и частота для цепей переменного тока.
· Номинальное значение напряжение и напряжение управления.
Для силовых цепей:
· Рабочее напряжение, номинальное значение. Это показатель равен напряжению между фазами и определяет, наряду с замыкающей и размыкающей способностью, эксплуатационным режимом и пусковыми характеристиками рабочие параметры использования цепей.
· Рабочий ток, его номинальное значение, на которое рассчитан контактор или номинальная мощность. Эти показатели служат для определения рабочих условий электродвигателя, если контактор предназначен для прямого управления электродвигателем, могут быть введены дополнительные параметры, такие как максимальная мощность.
Стоит обратить внимание на дополнительную информацию, такую как:
· Рекомендованные рабочие режимы и класс повторно-кратковременного режима, определяющие рабочие циклы оборудования.
· Максимальная величина тока, которую контактор сможет коммутировать с гарантированной вероятностью.
Конструкция контактора
Контактор состоит из нескольких основных частей:
· полюс;
· катушка;
· дополнительные контакты.
Полюсы.
Рис. №1 Вид сдвоенного и одинарного контактора.
Эти элементы используются для осуществления замыкания и размыкания тока в силовой цепи. Габаритный размер полюса зависит от тока, на который рассчитан контактор, полюс позволяет обеспечить непрерывную работу без критического повышения температурного порога. Состоит элемент из подвижной части и неподвижного фиксированного контакта. На подвижной части находится пружина, осуществляющая давление на замыкающие контакты. Специальное серебряное напыление, соответствующая инновационная обработка способствуют продолжительности работы, долговечности и механической прочности.
Два основных типа контакторов
Контакторы распределяются на два вида и могут быть одинарными и сдвоенными.
Сдвоенные контакторы используются для тяжелых условий работы.
Одинарный контактор содержит в своей конструкции электромагнитное устройство, служащее для эффективного гашения электрической дуги. Он рекомендуется для цепей постоянного тока и тяжелых эксплуатационных условий, таких как: использование для железнодорожного оборудования, гидроэлектростанций, для индукционных печей и т. д.
Контактор должен осуществлять гашение дуги, возникающее при разрыве электрической цепи. При этом дуга не должна быть слишком короткой (быстрой), чтобы не вызвать перенапряжения в сети и недлинной, чтобы не способствовать разрушению материалов, из которых состоит контактор. Сопротивление дуги находится в прямой зависимости от числа свободных электронов, присутствующих в плазме Ферромагнитные элементы, из которых состоят дугогасящие камеры и помещенные в область дуги обязательно присутствуют в конструкции полюсов. Они должны развернуть дугу в нужном направлении, это так называемое магнитное взрывание, так они будут способствовать охлаждению среды и контактного соединения после гашения дуги. Для защиты от перегрузки контакторы совмещают с электронными или тепловыми реле перегрузки.
Рис. №2. Устройство контактора.
Катушка
Катушка контактора создает электромагнитное поле, в котором перемещается подвижная часть контактора, осуществляя замыкание электрической цепи. Питание на катушку приходит от сети постоянного и переменного тока.
Питание катушки переменным током
В случае питания от сети переменного тока его значение определяется полным сопротивлением катушки. Если магнитный зазор при включении катушки велик, индуктивность катушки имеет малое значение, полное сопротивление будет минимальным. Ток, проходящий через катушку, максимален и ограничивается величиной сопротивления. Величина тока нагрузки диктует тяговое усилие, необходимое для включения контактора.
Когда происходит замыкание магнитной цепи, ее магнитное сопротивление падает, в тоже время ее полное сопротивление многократно увеличивается, а ток снижается не менее чем в 10 раз. Ток в катушке уменьшается с повышением полного значения сопротивления, которое вызвано с уменьшением зазора в контакторе, но в тоже время его должно хватить для удержания электромагнитной катушки в закрытом состоянии.
Питание катушки постоянным током
Для сетей постоянного тока в питающую цепь катушки включают добавочное сопротивление (как правило, резистор).
В системах автоматизации используются специально разработанные контакторы с электромагнитами с невысоким энергопотреблением. Они разрешают прямое подключение оборудования, управление этими устройствами осуществляется с дискретного выхода прямым способом. Для осуществления этой функции контактор оснащен специальным электромагнитом.
Рис. №3. Схема электромагнита с низким энергопотреблением.
Дополнительная контактная система
Основная функция дополнительных контактов – самоблокировка, взаимная блокировка и блокирование контактов, а также индикация состояния контактора.
Основные модификации дополнительных контактов
Их три типа:
· НО (NO) – нормально открытые контакты (разомкнутое состояние соответствует открытому контакту), закрытое состояние – соответствует подаче питающего напряжения на электромагнит.
· НЗ (NC) – нормально закрытые контакты: закрытое состояние соответствует разомкнутому положению контактора, открытый контакт – подача питания на электромагнит.
· Перекидные контакты НО/НЗ. Если на контактор не поступает питание, его контакты будут находиться в открытом или закрытом состоянии. После поступления напряжения их состояние переключается на противоположное.
Дополнительная контактная система оборудуется выдержкой времени, которую можно использовать после открытия или закрытия контактора. Время – регулируется.
Выбор контактора
При выборе контактора для управления электродвигателем руководствуются следующими требованиями:
· Рабочий ток и режим отключения.
· Тип электродвигателя (нагрузки) – это: сопротивление, электродвигатель с беличьей клеткой или с контактными кольцами.
· Условия, которые влияют на открытие или замыкание контактов – это: электродвигатель запущен в работу или остановлен, пуск электродвигателя или торможение противовключением и прочие операции.
При выборе контактора принимаются во внимание ограничения, не описанные в стандартных правилах пользования. Это температура окружающей среды, влажность, географическое месторасположение, высота над уровнем или приближенность к морю. Трудность в обслуживании также может играть решающую роль при выборе контактора, на это условие оказывает влияние долговечность устройства или его надежность.