Електромагнітні контактори постійного струму

Контактори постійного струму створені для комутації ланцюгів постійного струму і, звичайно, приводяться в дію електромагнітом постійного струму.

Загальні технічні вимоги до контакторів і умови їх роботи регламентовані ГОСТ 11206-77. Нижче описуються категорії впровадження сучасних контакторів і наводяться характеристики комутованих ними ланцюгів в залежності від характеру навантаження.

Контактори постійного струму:

ДС-1 - активна або малоіндуктівная навантаження.

ДС-2-запуск електродвигунів постійного струму з паралельним збудженням і їх відключення при номінальній частоті обертання.

ДС-3-запуск електродвигунів з паралельним збудженням і їх відключення при нерухомому стані або неспішному обертанні ротора.

ДС-4-запуск електродвигунів з почерговим збудженням і їх відключення при номінальній частоті обертання.

ДС-5-запуск електродвигунів з почерговим збудженням, відключення НЕ-рухомих або повільно обертаються движків, гальмування противотоком.

Загальні вимоги до контакторів:

1.Височайшая включає і відключає здатність - не нижче 10Iном, а в окремих випадках до 20Iном;

2. Довга робота при великій частоті відключень;

3. Найвища комутаційна зносостійкість - до 3 млн. Циклів з урахуванням відключень пускових струмів;

4. Найвища механічна зносостійкість;

5. Технологічність конструкції, мала маса і габарити;

6. Найвища надійність в експлуатації.

Для контакторів існує ще режим рідкісних комутацій, що характеризується більш важкими критеріями, ніж при звичайних комутаціях. Такі режими з`являються досить рідко (наприклад, при
маленьких замиканнях).

Основними технічними даними контакторів є номінальний струм основних контактів, граничний відключається струм, номінальна напруга комутованої ланцюга, механічна і комутаційна зносостійкість, допустиму кількість включень в годину, власний час включення і відключення. Здатність контактора, як і будь-якого комутаційного апарату, забезпечити роботу при великому числі операцій характеризується зносостійкістю.

Розрізняють механічну і комутаційну зносостійкість. механічна зносостійкість
контакторів визначається числом циклів включення-відключення контактора без ремонту і заміни його вузлів і деталей. Струм в ланцюзі при цьому дорівнює нулю. Механічна зносостійкість сучасних контакторів
незмінного струму становить (10-20) 106 операцій.

Комутаційна зносостійкість контакторів визначається таким числом включень і відключень ланцюга зі струмом, після якого потрібно підміна контактів.
Сучасні контактори зобов`язані мати комутаційну зносостійкість порядку (2-3) 106 операцій (деякі випускаються в даний час контактори мають комутаційну зносостійкість 106 операцій і найменш).

Власний час включення контактора складається з часу наростання потоку в електромагніт контактора до значення потоку зрушення і часу руху якоря. Велика частина цих пір витрачається на наростання магнітного потоку. для
контакторів постійного струму з номінальним струмом 100 А власне час включення складає 0,14с, для контакторів з струмом 630 А воно зростає до 0,37с.

Власний час відключення контактора - час з моменту знеструмлення електромагніта контактора до моменту розмикання його контактів. Воно визначається часом спаду потоку від сталого значення до потоку відпускання. Часом з початку руху якоря до моменту розмикання контактів можна знехтувати. У контакторах незмінного струму з номінальним струмом 100 А власне час відключення становить 0,07, в контакторах з номінальним струмом 630 А - 0,23 с.

Номінальний струм контактора Iном є струм, який можна пропускати по замкнутим основним контактам протягом 8 годин без комутацій, при цьому перевищення температури різних частин контактора не повинно бути більше допусти-мого (переривчасто-тривалий режим роботи).

Номінальний робочий струм контактора Iном.р - це допустимий струм через його замкнуті головні контакти в певних умовах застосування. Так, наприклад, номінальний робочий струм Iном.р контактора для комутації асинхронних двигунів з коротко-замкнутим ротором вибирається з умов включення шестиразового пускового струму двигуна.

Номінальною напругою контактора іменується найбільшу напругу комутованій ланцюга, для роботи при якому призначений контактор.

Комутаційна зносостійкість основних контактів для категорій ДС-2, ДС-4 в режимі звичайних комутацій повинна бути більше 0,1, а для категорій ДС-3 більше 0,02
механічної зносостійкості.

Допоміжні контакти повинні комутувати ланцюги електромагнітів змінного струму, у яких пусковий струм може у багато разів перевершувати сталий.

Контактор постійного струму має такі основні вузли: контактну систему, дугогасительноє пристрій, електромагніт і систему допоміжних контактів. При подачі напруги на обмотку електромагніта контактора його якір притягається. Рухомий контакт, пов`язаний з якорем електромагніту, замикає або розмикає головну ланцюг. Дугогасительноє пристрій забезпечує швидке гасіння дуги, завдяки чому досягається малий знос контактів. Система допоміжних слабкострумових контактів служить для узгодження роботи контактора з іншими пристроями.

Контактна система контакторів постійного струму. Контакти апарату схильні до більш сильному електронному та механічного зносу зважаючи на величезну числа операцій на годину і важким умовам роботи. З метою зменшення зносу переважне поширення набули лінійні перекочується контакти.

Для запобігання вібрацій контактів контактна пружина робить попереднє натискання, рівне приблизно половині кінцевої сили натискання. Великий вплив на вібрацію надає твердість кріплення недвижного контакту і стійкість до вібрацій всього контактора в цілому. Тут дуже вдала конструкція
контактора серії КПВ-600.

Пристрій контактора постійного струму серії КПВ-600

Недвижний контакт 1 агресивно прикріплений до скоби 2. Один кінець дугогасительной котушки 3 приєднаний до цієї ж скоби. 2-ий кінець котушки спільно з висновком 4 міцно скріплений з ізоляційним підставою з пластмаси 5. Останнє кріпиться до міцної металевої скоби 6, яка є підставою апарату. Рухомий контакт 7 виконаний у вигляді товстої пластинки.

Нижній кінець пластинки має можливість повертатися щодо точки опори 8. Завдяки цьому пластинка може перекочуватися по сухарі недвижного контакту 1. Висновок 9 з`єднується з рухомим контактом 7 за допомогою гнучкого провідника (зв`язку) 10. Контактна натискання створюється пружиною 12.

При зносі контактів сухар 1 замінюється новим, а пластинка рухомого контакту повертається на 180 ° і неушкоджена сторона її вживається в роботі.

Для зменшення оплавлення головних контактів дугою при токах понад 50 А контактор має дугогасительниє контакти - роги 2, 11. Під дією магнітного поля дугогасительного пристрої опорні точки дуги стрімко пересуваються на скобу 2, з`єднану з нерухомим контактом 1, і на захисний ріг рухомого контакту 11. повернення якоря в початкове положення (після відключення магніту) робиться пружиною 13.

Головним параметром контактора є номінальний струм, який визначає розміри контактора.

Характерною особливістю контакторів КПВ-600 і багатьох інших типів є
електронне з`єднання виведення рухомого контакту з корпусом контактора.

У включеному положенні контактора муздрамтеатр знаходиться під напругою. Навіть не ввімкнений напруга може залишатися на муздрамтеатрі та інших деталях.
Зіткнення з магнітопроводом контактора тому небезпечно для життя !!!

Серія контакторів КПВ має виконання з розмикальним основним контактом. Замикання робиться за рахунок діяння пружини, а розмикання - за рахунок сили, що розвивається електромагнітом.

Номінальним струмом контактора іменується ток переривчасто-тривалого режиму роботи. При цьому режимі роботи контактор перебуває у включеному стані менше 8 год. Після закінчення цього проміжку апарат повинен бути пару раз включений і відключений (для зачистки контактів від окису міді). Після чого апарат знову включається.

Якщо контактор розміщується в шафі, то номінальний струм знижується приблизно на 10% через погіршення умов охолодження.
В

 тривалому режимі роботи, коли тривалість безперервного включення перевищує 8 ч, допустимий струм контактора знижується приблизно на 20%. У такому режимі через окислення мідних контактів виростає перехідний опір, що може привести до збільшення температури вище допустимої величини.

Якщо контактор має невелика кількість включень або взагалі призначений для довгого включення, то на робочу поверхню контактів напоює срібна пластинка. Срібна облицювання дозволяє зберегти допустимий струм контактора, рівний номінальному току, і в режимі тривалого включення.

Якщо контактор разом з режимом тривалого включення вживається в режимі повторно-короткочасного включення, застосування срібних накладок стає недоцільним, тому що через малу механічної міцності срібла відбувається швидкий знос контактів.

Згідно радам заводу допустимий струм повторно-короткочасного режиму для контактора КПВ-600 визначається за формулою:

,
де п - число включень на годину.

Варто відзначити, що якщо при виключенні в повторно-короткочасному режимі тривало палає дуга (відключається велика індуктивне навантаження), то температура контактів може різко збільшитися за рахунок нагрівання контактів дугою. В даному випадку нагрів контактів в тривалому режимі роботи може бути менше, ніж в повторно-короткочасному режимі. Зазвичай, контактна система має один полюс.

Для реверсу асинхронних двигунів при великій частоті включень в годину (до 1200) застосовується здвоєна контактна система. В цих
контакторах типу КТПВ-500, що мають електромагніт постійного струму, рухливі контакти ізольовані від корпусу, що робить більш безпечним сервіс апарату.

На малюнку показана схема включення контакторів для реверсу асинхронних двигунів. У порівнянні зі схемою, що має однополюсні контактори,
ця схема має величезну перевагу. При проблемах і відмову 1-го контактора подається напруга лише на один затиск мотора. У схемі з однополюсними контакторами відмову 1-го контактора веде до появи томного режиму двофазного харчування мотора.

Схема включення основних контактів контактора КТПВ-500
для реверсу асинхронного мотора.

Контактори з двополюсної контактною системою дуже комфортно використовувати для закорочування опорів в ланцюзі ротора асинхронного мотора.

У контакторах типу КМВ-521 застосовується також двополюсна система. Ці контактори створені для включення і відключення масивних електромагнітів приводів постійного тока масляних вимикачів. Наявність двополюсної контактної системи, включеної в обидва дроти мережі постійного струму, забезпечує надійне відключення індуктивного навантаження.