Реферат контакторы постоянного и переменного тока

Обновлено: 30.06.2024

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.

Компоненты и составляющие коммутационного устройства

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

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

Каждый контактор переменного и постоянного тока состоит из:

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

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

Принцип действия контакторов

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

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.

Одним из важнейших показателей уровня технического развития любой страны является в настоящее время уровень развития её энергетики.
Современная энергетика – это в основном электроэнергетика, т.е. производство и потребление электрической энергии.
Электрическая энергия используется во всех отраслях промышленности, строительства, транспорта и сельского хозяйства вследствие ряда присущих только ей свойств. Электрическую энергию можно передавать на большие расстояния, а так же преобразовывать в другие виды энергии – механическую, тепловую и химическую.

Содержание

Введение.
Контакторы.
Классификация контакторов.
Главные контакторы.
Дугогасительная система.
Электромагнитная система контактора.
Вспомогательные контакты.
Контакторы постоянного тока.
Контакторы переменного тока.
Литература.

Работа содержит 1 файл

контакторы.docx

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский Томский политехнический университет.

По дисциплине: Электрические и электронные аппараты

Студент гр.7А96 ___________________ Гладун Д.В.

Проверил доцент ____________________ Богданов Е.П.

Введение.
Контакторы.
Классификация контакторов.
Главные контакторы.
Дугогасительная система.
Электромагнитная система контактора.
Вспомогательные контакты.
Контакторы постоянного тока.
Контакторы переменного тока.
Литература.

Одним из важнейших показателей уровня технического развития любой страны является в настоящее время уровень развития её энергетики.

Современная энергетика – это в основном электроэнергетика, т.е. производство и потребление электрической энергии.

Электрическая энергия используется во всех отраслях промышленности, строительства, транспорта и сельского хозяйства вследствие ряда присущих только ей свойств. Электрическую энергию можно передавать на большие расстояния, а так же преобразовывать в другие виды энергии – механическую, тепловую и химическую.

Большое значение имеет возможность преобразования электрической энергии в механическую, которая осуществляет при помощи конструктивно простых и удобных для эксплуатации электродвигателей.

Применение электродвигателей взамен громоздких и сложных паровых машин и двигателей внутреннего сгорания позволяет более рационально использовать производственные площади предприятий, снизить эксплуатационные расходы, осуществлять автомазицию производственных процессов.

О масштабах применения электродвигателей свидетельствует тот факт, что в настоящее время на двигательные цели в промышленности расходуется более 50% всей электроэнергии.

Широкое применение находит электричество не только в промышленности, но и в современном железнодорожном и внутригородском транспорте.

При помощи электрической энергии варят сталь, сваривают и режут металл, создают гальваническим способом на поверхности металлов стойкие антикоррозийные покрытия.

Независимая роль электричества в автоматизации производственных процессов и телеуправления этими процессами.

В автоматизации и телеуправлении ни один вид энергии, известный современной науке, не может полностью заменить электрическую энергию.

Контакторы – это аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы. Контактор – это, пожалуй, самый старый аппарат, который применялся для управления электродвигателями. Наибольшее распространение во всем мире получили электромагнитные контакторы. Они являются основными коммутирующими аппаратами схем с токами более 50 А. Их так же можно использовать для решения множества других задач, например разделения шуммирования электрических цепей, коммутации конденсаторов и осветительных приборов.

Магнитные контакторы используются для дистанционного управления силовыми электрическими цепями в системах энергоснабжения объектов. Контактор представляет собой двухпозиционное электромагнитное устройство, состоящее из специальной электромагнитной системы, набора контактов, дугогасительной системы и вспомогательных элементов. Данный аппарат обладает повышенными свойствами механической и электрической износостойкости. С высокоразвитой конструкцией для промышленных применений, таких как централизованное управление электродвигателями, контакторы пригодны для разных контрольных систем. Они также применяются судостроительными заводами и электростанциями, критерии которых включают в себя высокую надежность исполнения.

Контактор работает следующим образом. При подаче напряжения в цепь катушки сердечник притягивает якорь, который прижимает подвижные контакты к неподвижным. Сердечник опирается на амортизирующие пружины, смягчающие удары якоря по сердечнику в момент включения контактора. При помощи пружины якорь возвращается в отключенное положение. Путь движения якоря, вращающегося на оси ограничивается упором. При притяжении якоря к сердечнику подвижные контакты прижимаются к неподвижным контактам и замыкают блок-контакты, которые шунтируют кнопку ”Пуск “, чтобы после запуска электродвигателя ее можно было отпустить.

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.

Классификация контакторов.

Все 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, 10000 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 состоят из системы главных контактов, дугогасительной, электромагнитной систем и 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 контакторы.

главные контакты могут выполняться рычажного и мостикового типа. Рычажные контакты предполагают поворотную подвижную систему, мостиковые – прямоходовую. На рисунке 5 представлена последовательно кинематика движения контакта контактора при замыкании.

Как правило, у рычажных контактов оси вращения контакта не совпадают. Кроме того, контакты касаются раньше чем подвижная система достигнет конечного положения. В результате этого при замыкании и размыкании происходит перекатывание и проскальзывание подвижного контакта по неподвижному. Поэтому начальная точка касания при замыкании и она же, конечная точка касания и, соответственно, точка где возникает дуга при размыкании оказывается смещенной по отношению к точке конечного касания контактов. Благодаря этому поверхности, которые обеспечивают длительное проведение тока и которые определяют переходное сопротивление контакта, отдалены от места возникновения дуги. Ну а проскальзывание контактов при достаточном контактном нажатии приводит к стиранию окисной пленки и различной скопившейся грязи с поверхности контакта, т. е. происходит самоочистка контактов. Так как контакты в коммутационных аппаратах являются, пожалуй, самыми слабыми частями аппарата, то мы видим, что в данном случае, сама конструкция силовых контактов контакторов позволяет длительно сохранять стабильным переходное контактное сопротивление, что в свою очередь, очень сильно влияет на надежность и безотказность работы контактора в целом. Но ничего не бывает идеальным, поэтому и у этих рычажных контактов есть свои недостатки. Проскальзывание при той шероховатости, которую обычно имеют поверхности контактов (в особенности работающих), вызывают дополнительный дребезг контактов при замыкании, а следовательно, и повышенный износ. Ну а полный отказ от проскальзывания и при недостаточно высоком нажатии приведет к быстрому перегреву контактов за счет их окисления. Поэтому тут приходится выбирать из дух зол меньшее.

Рычажные контакты требуют гибкой связи для присоединения к токопроводу, но и гибкая связь в ряде случаев является слабым местом контактной системы. Ее трудно осуществить на большие токи и ее механическая износостойкость оказывается ниже, чем других деталей.

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. Дугогасительные системы контакторов постоянного тока отличаются от дугогасительных систем контакторов переменного тока из за того, что сами принципы гашения дуги при постоянном и переменном токе отличаются.

Дугогасительные камеры контакторов постоянного тока построены на принципе гашения электрической дуги поперечным магнитным полем в камерах с продольными щелями. Магнитное поле, в подавляющем большинстве конструкций, возбуждается последовательно включенной с контактами дугогасительной катушкой. В 60-х годах прошлого столетия в ссср были созданы конструкции с постоянными магнитами, но распространения они не получили. Камеры с узкими щелями, которые могут быть прямыми и зигзагообразными значительно повышают отключающую способность и ограничивают размеры дуги и ее пламени за пределами камеры, однако полного гашения электрической дуги в объеме камеры с помощью этой камеры добиться не удается.

Контакторы переменного тока выполняются с дугогасительными камерами с деионной решеткой. При возниконовении дуга движется на решетку, разбивается на ряд мелких дуг и в момент перехода тока через ноль гаснет. Погасить дугу на переменном токе в принципе легче чем на постоянном, поэтому контакторы постоянного тока имеют более сложную систему дугогашения.

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. На рисунке 6 показана схема включения электродвигателя с помощью электромагнитного контактора.

В исходном отключенном положении, когда напряжения с катушки 15 снято, подвижная система под действием пружины 11 находится в нормальном положении. Контактор включают путем нажатия кнопки sb1. В катушке создается магнитный поток, который притягивает якорь 10 к сердечнику 14. Одновременно с главными контактами замыкаются дополнительные контакты 12, которые блокируют(шунтируют) контакты кнопки sb1. Контактное нажатие осуществляется пружиной 8. На якоре 10 установлена прокладка из немагнитного материала 9, которая уменьшает силу притяжения и при снятии напряжения с катушки якорь сразу отходит и не залипает.

Электромагнитная система 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. В контакторах с защелкой, кроме электромагнитной системы включения, имеется вторая электромагнитная система, которая производит освобождение подвижной системы из под защелки. Так как электромагнитные системы здесь работают кратковременно, то ни могут выполняться малыми размерами и с большими перегрузками по току.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Тема: Изучение устройства и принцип действия контакторов постоянного и переменного тока

Цель: Изучить устройства и принцип действия контакторов постоянного и переменного тока.

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

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

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

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

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

Контакторы серии КПВ-600 выпускаются на токи 100, 160, 250 и 630 А и напряжение до 600 В однополюсные, с замыкающим или размыкающим главным контактом. Контакторы (рис.1) имеют моноблочную конструкцию, собираются и регулируются на скобе магнитопровода. Предназначаются для тяжелых режимов работы - до 1200 включений в час. Механическая износостойкость 20 млн, циклов Контакторы серии КМ-2900 предназначены для нормальных условий работы. Они выпускаются на токи до 300 А постоянного тока и до 600 А переменного тока, одно- и многополюсные, с различными главными контактами. Магнитная система шихтованная прямоходовая, общая для контакторов постоянного и переменного тока. Контакторы обладают высокой коммутационной способностью и достаточной механической и электрической износостойкостью.

Рисунок 1. – Контактор серии КПВ -600

1 – магнитная система; 2 – скоба магнитопровода; 3 – контактная система; 4- дугогасительная система.

Конструкции контакторов переменного тока для нормальных условий работы отличаются от конструкций контакторов постоянного тока. Конструкции же контакторов переменного тока для тяжелых режимов работы, изготовляемых на одном заводе, характеризуются универсальностью. Некоторые новые серии разработаны пригодными для работы как на постоянном, так и на переменном токе, что позволяет организовать производство в более широких масштабах.

Контакторы серий КТ-6000 и КТ-7000 и ряд их модификаций выполняются на базе единой серии контакторов КТ-6000 на токи 63 -630 А и напряжения 380, 500 и 660 В с числом полюсов 1—5 (основная модификация — 3), с замыкающими и смешанными контактами. Частота включений до 1200 в час

Устройство и общая компоновка контакторов серии КТ-6000 показаны на рис.2

Рисунок 2. Общая компоновка (а), магнитная (б) и контактно-дугогасительная (в) системы контакторов серии КТ-6000

1 - подшипники; 2 - вспомогательные контакты; 3 - блоки полюсов; 4 -блок электромагнитной системы; 5 - изолированная стальная рейка; 6 - вал; 7 -якорь; 8 - втягивающая катушка; 9 - монтажная скоба; 10 - амортизирующие пружины; 11- сердечник; 12 -изоляционная монтажная колодка; 13 - дугогасительная катушка с магнитопроводом и неподвижным контактом; 14 - дугогасительная камера; 15 - подвижный контакт; 16 - контактная пружина; 17 - контактодержатель; 18 - гибкая связь

Конструкция контакторов блочная. Блоки собираются на металлической рейке. Такая конструкция весьма удобна при конвейерной сборке и в эксплуатации. Кинематическая схема — поворотного типа, с вращением в подшипниках. Повышение механической износостойкости получено за счет соответствующего подбора трущихся пар и исключения ударов в подшипниках. Подвижная система контактора всемерно облегчена. Якорь магнитной системы скреплен с залом жестко. Сердечник амортизирован. Повышение коммутационной износостойкости достигнуто за счет уменьшения времени дребезга контактов при включении и применения магнитного гашения, где имеет место интенсивное выдувание дуги с контактов. Применение магнитного гашения и камеры с широкой щелью вынудило, во избежание перекрытий через дугу, удалить полюсы друг от друга. Размеры контакторов увеличились.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Введение
Одним из важнейших показателей уровня технического развития любой страны является в настоящее время уровень развития её энергетики.

В автоматизации и телеуправлении ни один вид энергии, известный современной науке, не может полностью заменить электрическую энергию.
Контакторы – это низковольтные аппараты, предназначенные для дистанционного оперативного управления приемниками электрической энергии.

Оперативным управлением называется включение и выключение потребителя или какое-либо переключение в его цепи во время нормальной неаварийной работы.

Контактор – двухпозиционный аппарат, предназначенный для частных коммутаций токов, которые не превышают токов перегрузки соответствующих электрических силовых цепей. Замыкание или размыкание контактов контактора может осуществляться двигательным ( электромагнитным, пневматическим или гидравлическим ) приводом. Наибольшее распространение получили электромагнитные контакторы.

Контакторы различаются по роду тока: постоянного, переменного ( частотой 50 и 60 Гц ), а также переменного тока повышенной частоты ( до 10 Гц ).

Контакторы постоянного тока коммутируют цепь постоянного тока и имеют, как правило, электромагнит также постоянного тока.

Контакторы переменного тока коммутируют цепь переменного тока. Электромагнит этих контакторов может быть выполнен либо для работы на переменном токе, либо для работы на постоянном токе.

Контактор П 6:

Контактор предназначен для частных замыканий и размыканий электрических цепей под нагрузкой.

Техническая характеристика контакторов П6.

Максимальное номинальное напряжение, В 380

Номинальный ток, А……………….6,6

Величина провала главных контактов, мм 2,4 ± 0,5

Величина раствора контактов, мм… 3 ± 0,5

Величина конечного контактного нажатия на

один мост, кгс/мм 2 ……………0,27

Устройство: Конструкция контактора сходна с конструкцией электромагнитного реле. Основные его части: сердечник, якорь, катушка управления, контакты главные и вспомогательные, дугогасительное устройство.

Магнитная система контакторов постоянного тока изготовлена из сплошной полосы и круглого сердечника, а контакторов переменного тока – из отдельных стальных пластин.

Главные контакты помещают в пластмассовую или асбоцементную дугогасительную камеру. Последняя состоит из двух параллельных пластин, образующих щель. Щель может быть широкая или узкая, с ровными или ребристыми краями, образующими лабиринт. Для увеличения дугостойкости контактов их снабжают металлокерамическими напайками на основе серебра. Кроме главных контактов имеются блок-контакты замыкающие и размыкающие. Они меньше по размерам, чем главные, так как включаются в цель управления.

Контактор П6 состоит из основания и пластмассовой головки. Основание представляет собой стальную скобу с пластмассовой колодкой, в которой размещены сердечник магнитопровода с втягивающей катушкой, а так же закреплены выводные зажимы катушки.

Головка прикреплена к основанию винтами, которыми одновременно крепятся колодка, сердечник и катушка.

Снаружи на голове расположены пластины с неподвижными контактами и винтами для присоединения к аппарату проводов внешней сети. Внутри головки помещена пластмассовая траверса с четырьмя контактными мостиками, к которым прикреплены подвижные контакты. В отключенном положении контактора мостики с подвижными контактами прижаты к траверсе цилиндрической пружиной через стальную скобу и плоскую пружину. Назначение плоской пружины – гасить вибрацию мостика.

Для смягчения ударов при включении контактора его сердечник снабжен амортизирующей пружиной, расположенной в пластмассовой колодке под сердечником

Основные данные контакторов и пускателей: номинальный ток главных контактов, предельный отключаемый ток, номинальное напряжение, механическая износостойкость, электрическая износостойкость, допустимое число включений в час, собственное время включения, собственное время отключения.

Ремонт:

Проверить состояние пружин контактной и подвижной систем. Пружины не должны иметь забоин и вмятин, витки цилиндрических пружин должны быть отдалены друг от друга на одинаковом расстоянии. Проверить состояние металлических деталей не должно быть следов коррозии ржавчины. Ржавчину удалить, протирая тряпкой, смоченной в керосине или осторожно опиливая бархатным напильником. Применять наждачную бумагу запрещается, так как абразивные частицы могут попасти в трущиеся части аппарата и вызвать преждевременный их износ.

Проверить состояние подвижных частей и свободный ход аппарата.

Наличие пленок окислов на поверхности контактов ухудшает условия перехода тока с одной контактной поверхности на другую, увеличивая таким образом переходное сопротивление в контактном соединении, что вызывает повышенный нагрев контактов также при токах ниже номинальных для данного аппарата. Пленки окислов удаляют, осторожно опиливая личным напильником поверхность контакта так, чтобы снять минимальное количество материала контакта и сохранить его первоначальные геометрические формы. Металлокерамические покрытия контактов опиливать нельзя, их промывают чистым бензином и протирают тряпками без ворса. Изношенные детали заменить.

Проверить и при необходимости регулировать раствор и провал контактов, а также величину их начального и конечного нажатия.

Раствор контактов называется кратчайшее расстояние между неподвижным и подвижным контактами при разомкнутом положении.

Провалом контакта принято называть расстояние, на которое может сместится место касания подвижного контакта с неподвижным из положения полного замыкания, если неподвижный контакт будет удален. Поскольку практически трудно определять величину провода, ограничиваются проверкой зазора, образующегося между пластиной, на которой укреплен неподвижный контакт, и скобой контактодержателя при замкнутом положении контактов.

Начальным нажатием называется усилие, создаваемое контактной пружиной в точке первоначального касания контактов. При недостаточной величине начального нажатия может произойти приваривание контактов, а при превышении требуемой величины начального нажатия нарушается четкость срабатывания контактора. Проверка начального нажатия производится следующим образом.

Предварительно на подвижном контакте намечается линия соприкосновения контактов. При изменении начального нажатия контакты должны находится в разомкнутом состоянии.

Между подвижным контактом и пластиной, на которой установлен подвижной контакт, зажимается полоска тонкой бумаги. В отверстие подвижного контакта продевается крюк динамометра, который оттягивается до тех пор, пока бумагу можно будет свободно перемещать, вытягивая ее рукой. Показания динамометра в этот момент и дают величину начального нажатия.

Конечное нажатие – это усилие, создаваемое контактной пружиной.

Проверка конечного нажатия производится при полностью включенном контакторе аналогично измерения, только бумага в этом случае прокладывается между подвижным и неподвижным контактом.

Регулировка величины нажатия контактов производится изменением положения скобы держателей подвижных контактов путем натягивания или ослабление гаек.

Принцип действия:

Контактор работает следующим образом. При подаче напряжения в цель катушки сердечник притягивает якорь, который прижимает подвижные контакты к неподвижным. Сердечник опирается на амортизирующие пружины, смягчающие удары якоря по сердечнику в момент включения контактора. При помощи пружины якорь возвращается в отключенное положение. Путь движения якоря, вращающегося на оси ограничивается упором. При притяжении якоря к сердечнику подвижные контакты прижимаются к неподвижным контактам и замыкают блок-контакты, которые шунтируют кнопку ”Пуск “, чтобы после запуска электродвигателя ее можно было отпустить.

Принцип действия Коммутирующего устройства:

Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, равное половине конечной силы нажатия. Большое влияние на вибрацию оказывает жесткость крепления неподвижного контакта и стойкость к вибрациям всего контакта в целом. В этом отношении очень удачна конструкция серии КПВ-600. неподвижный контакт жестко прикрепляется к скобе. Один конец дугогасительной катушки присоединен к этой же скобе. Второй конец катушки вместе с выводом надежно скреплен с изоляционным основанием из пластмассы. Последнее крепится к прочной стальной скобе, которая является основанием аппарата. Подвижный контакт выполнен в виде толстой пластины. Нижний конец пластины имеет возможность поворачиваться относительно точки опоры. Благодаря этому пластина может перекатываться по сухарю неподвижного контакта. Выход соединяется с подвижным контактом с помощью гибкого проводника ( связи ). Контактное нажатие создается пружиной.

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

Для уменьшения плавления основных контактов дугой при токах более 50 А контактор имеет дугогасительные контакты – рога. Под действием магнитного поля дугогасительного устройства опорные точки дуги быстро перемещаются на скобу, соединенную с неподвижным контактом, и на защитный рог подвижного контакта. Возврат якоря в начальное положение производится пружиной.

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

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

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

Тип КТПВ-500, имеет электромагнит постоянного тока, подвижные контакты изолированы от корпуса, что делает более безопасным обслуживание аппарата.

Подвижный контакт с пружиной укреплен на изоляционном рычаге, связанном с валом контактора. Вследствие более легкого гашения дуги переменного тока раствор контактов может быть взят небольшим. Уменьшение раствора дает возможность приблизиться к оси вращения. Малое расстояние точки касания контактов от оси вращения позволяет уменьшить силу электромагнита, необходимую для включения контакта, что дает возможность уменьшить габариты и потребляемую мощность магнита.

Подвижный контакт и якорь электромагнита связаны между собой через вал контактора. В отличие от контакторов постоянного тока подвижный контакт в контакторе КПВ-600 не имеет перекатывания. Отключение аппарата происходит под действием контактных пружин и сил веса подвижных частей.

Принцип действия Дугогасительного устройства.

В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили устройства с электромагнитным дутьем. При взаимодействии магнитного поля с дугой возникает электродинамическая сила, перемещающая дугу с большой скоростью. Для улучшения охлаждения дуги ее загоняют в щель из дугостойкого материала с высокой теплопроводностью.

При расхождении контактов между ними возникает дуга. Дугу можно рассмотреть как проводник с током. Катушка создает к.д.с., под действием которой возникает ток. Этот поток проходит через сердечник катушки, полюсные наконечники и воздушный зазор, в котором горит дуга.

Для обеспечения условий гашения дуги необходимо с ростом тока поднимать вольт-амперную характеристику дуги.

В области малых токов с ростом тока увеличивается необходимый для гашения раствор контактов. При заданной скорости их движения требуется и большее время для достижения необходимого раствора. В области больших токов процесс гашения определяется электродинамическими силами. Чем больше скорость растяжения дуги динамическими силами, тем меньше время, необходимое для достижения дугой критической длины.

В высокочастотных установках для обеспечения нормальных условий работы генераторов cos φ цепи стремятся приблизить к единице.

Для надежного и быстрого гашения дуги в области малых токов применяются контакторы на небольшой ток со сменными катушками магнитного дутья. Эти катушки имеют номинальный ток 1,5 – 40 А. При малом отключаемом токе устанавливается катушка, имеющая большое число витков, благодаря чему создается необходимое магнитное поле для гашения дуги за малое время.

Необходимо отметить, что за счет сильного магнитного дутья возможен резкий обрыв тока, что приводит к возникновению перенапряжения в сильно индуктивной цепи. Предельный ток, который может отключать блок-контактор, не должен превышать трехкратного значения номинального тока катушки магнитного дутья.

Техника безопасности при ремонте и обслуживании:

При проверке аппарата отключают его и питающую сеть, сняв дугогасительные камеры проверяют степень нагрева и состояние главных контактов. При ненормальном нагреве контактов (выше допустимой заводом-изготовителем) принимают меры к устранению причин повышенного нагрева. Обычно причинами ненормальных нагревов бывают загрязнения контактных поверхностей, плохая подготовка контактов друг к другу или недостаточное нажатие контактов. Эти дефекты должны быть устранены.

Проверяя степень нагрева контактов, необходимо соблюдать меры предосторожности, исключающие ожоги и механическую травму рук проверяющего. Безопаснее проводить проверку при помощи термосвечи, укрепленной на изолирующем держателе. Ощупывать рукой контакторы можно только после их остывания и при условии, что аппарат будет отключен от сети.

Контакты служат для неподвижного соединения токоведущих деталей. Сюда относятся шинные соединения, соединения кабелей, места присоединения аппаратов к цепи.

В процессе эксплуатации оба контакта связываются либо с помощью болтов, либо с помощью горячей или холодной сварки.

При болтовом соединении медных шин перед сборкой шины тщательно защищаются от окислов, смазываются техническим вазелином. После сборки весь контакт в целом и особенно швы должны быть окрашены влагостойким лаком или краской. Такое приготовление контактов уменьшает переходное соединение и делает его стабильным во времени.

Покрытие соприкасающихся поверхностей оловом немного увеличивает начальное сопротивление, но благодаря пластичности олова увеличивается количество площадок смятия. Контакт получается более плотным, сопротивление более стабильным.

Для ответственных деталей, особенно при больших номинальных токах, рекомендуется серебрение соприкасающихся поверхностей. Алюминий на воздухе подвергается сильной коррозии, зачистка соприкасающихся поверхностей производится под вазелином. После зачистки грязный вазелин меняется на чистый и контакты соединяются с помощью болтов. Болтовые соединения ведут себя недостаточно надежно, особенно при алюминиевых контактах. Поэтому в настоящее время алюминиевые контакты соединяются с помощью холодной или термитной сварки.

Характерной особенностью контакторов КПВ-600 и многих других типов является электрическое соединение вывода подвижного контакта с корпусом контактора. Во включенном положении контактора магнитопровод находится под напряжением. Даже в отключенном положении напряжение может оставаться на магнитопроводе и других деталях. Соприкосновение с магнитопроводом поэтому опасно для жизни.

Необходимо помнить, что если при отключении в повторно-кратковременном режиме длительно горит дуга, то температура контактов может резко увеличится за счет нагрева контактов дугой. В этом случаи нагрев в продолжительном режиме работы может быть меньше, чем повторно-кратковременном.

Необходимо отметить, что за счет сильного магнитного дутья возможен резкий обрыв тока, что приводит к возникновению перенапряжений в сильно индуктивной цепи. Предельный ток, который может отключать блок-контактор, не должен превышать трехкратного значения номинального тока катушки магнитного дутья.

1. С.И.ЛЕЗНОВ, А.А.ТАЙЦ « ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Читайте также: