Контактори постійного струму

У міру розвитку напівпровідникової техніки і систем автоматизації все ширше стає застосування електроприводів змінного струму. У самих системах електроприводу контактори здебільшого виконують функції включення системи в роботу. Управління системою здійснюється статичними апаратами взамін релейно-контакторною. Застосування контакторів постійного струму і відповідно нові їх розробки скорочуються. В даний час слід говорити про контакторах змінно-постійного струму, тобто єдиних конструкціях або модифікаціях на базі контакторів змінного струму.

Рис. 6-1. Приклади кріплення рухомого контакту (обертання на призмі)

Рис. 6-2. Дугогасильні пристрої контактів постійного струму з послідовною дугогасительной котушкою; а - камера відкриття; б - камера з широкою щілиною; в - камера з поздовжніми перегородками; г - камера з поперечними перегородками; д-камера з «повітряним мішком»; е - камера з двома «повітряними мішками»;

ж - камера з дугогасительними гратами; з-камера з вузькою зигзагоподібної щілиною; та - камера з вузькою зигзагоподібною щілиною і полум’я гасильними гратами 1 - магнітопровід дугогасіння; 2 - стінка камери; 3 - роги дугогасильні; 4-контакти; 5 - котушка дугогасіння; 6 - щілину камери; 7 - перегородки поздовжні, 8 - перегородки поперечні; 9 - «повітряний мішок»; 10 - пластини дугогасительної решітки; 11 – полум’я гасильні грати; 12 - пластини полум’я гасильної решітки

Контактори постійного струму випускаються в основному на напругу 220 і 440 В, струми до 630 А, одно-і двополюсні, а також багатополюсні зі змішаними (замикаючими та розмикаючими) контактами.

Основні напрямки розвитку контакторів - підвищення комутаційної здатності, механічної і комутаційної зносостійкості.

Контактні системи контакторів одноступінчасті, важільного типу, з обертанням рухомого контакту на призмі (рис. 6-1). Струмопровід до рухомого контакту здійснюється гнучким зв'язком. Відповідно цьому найбільш широко застосовується електромагнітна система клапанного типу з обертанням якоря на призмі. Обертання на призмі забезпечує самоустановку рухомих частин (якір, контакт) і необхідну високу зносостійкість системи. З метою уніфікації знаходять застосування єдині для контакторів постійного і змінного струму електромагнітні системи і місткові контактні системи.

Дугогасильні системи побудовані на принципі гасіння електричної дуги поперечним магнітним полем у камерах з поздовжніми щілинами. Магнітне полегасіння в переважній більшості конструкцій збуджується послідовної дугогасильною котушкою. Були створені конструкції з постійними магнітами, але поширення вони не отримали. На рис. 6-2 наведено схеми дугогасних пристроїв контакторів постійного струму, характеризуючі шлях їх розвитку.

У камерах на рис. 6-2, а, б, в, мають широкі щілини, не застосовано ніяких додаткових заходів до обмеження розмірів дуги і її полум'я. У камері на рис. 6-2, г для цього служать поперечні перегородки 8, які ділять щілину камери на ряд ділянок. Рухаючись під дією магнітного поля, дуга повинна огинати ці перегородки і утворювати петлі, що приводить до значного подовження дуги усередині камери. Зіткнення дуги з перегородками викликає посилення її деіонізації. Відключаюча здатність камери підвищується. Кілька знижуються розміри дуги і її полум'я при відключенні ланцюгів з відносно невеликою індуктивністю. При відключенні ланцюгів з великими індуктивностями петлі дуги, вийшовши з камери, перемикає і утворюють загальну петлю. Обмеження розмірів дуги і її полум'я за межами камери в цьому випадку не досягається.

«Повітряні мішки» 9 в пристроях, зображених на рис. 6-2, д і е, призначені для прискорення руху дуги. Магнітне дуття тут зосереджено на обмеженій ділянці камери. Опорні точки дуги дуже швидко заганяються у вузький простір - «повітряні мішки». Висока температура дуги повинна викликати розігрівання знаходиться в «мішку» повітря і підвищення тиску в ньому. Розігріті гази, викидаючись з «мішка», обдувають дугу і змушують її рухатися з великою швидкістю, сприяючи її гасінню. Ефективність цього дуття, однак, різко падає, як тільки дуга виходить за межі камери. Тут дуга практично розтягується тільки за рахунок електродинамічних сил контуру струму. Розміри дуги і її полум'я за межами камери дуже великі, час гасіння велике. Повільне гасіння дуги після виходу її з камери призводить до невеликих перенапруженням в момент згасання дуги, що є гідністю системи.

Дугогасна грати з V-образних пластин (рис. 6-2, ж) на додаток до магнітного дуттю підвищує відключає здатність. Виникаючі в кожному з контурів додаткові електродинамічні сили прискорюють рух дуги. Пристрій грати, проте, досить складне.

Камери з вузькими щілинами, прямими і зигзагоподібними (рис. 6-2, з), істотно підвищують відключає здатність і обмежують розміри дуги і її полум'я за межами камер. Однак повного гасіння електричної дуги в об'ємі камери і тут не досягається

Дугогасна грати з V-образних пластин (рис. 6-2, ж) на додаток до магнітного дуттю підвищує відключає здатність. Виникаючі в кожному з контурів додаткові електродинамічні сили прискорюють рух дуги.

Пристрій грати, проте, досить складне. Камери з вузькими щілинами, прямими і зигзагоподібними (рис. 6-2, з), істотно підвищують відключає здатність і обмежують розміри дуги і її полум'я за межами камер. Однак повного гасіння електричної дуги в об'ємі камери і тут не досягається

У переважній більшості сучасних контакторів (апаратів) застосовуються аналогічні пристрої, локалізує дугу об'ємом камери, знаходить поширення також бездугове відключення з використанням напівпровідникових пристроїв.

Бездуговое гасіння за схемою рис. 6-30,6 застосоване в контакторах серії КП81 на струми до 630 А і напругу 220 В. Контактори побудовані на базі серійних контакторів КТП6000 з напівпровідниковими блоками БПК51. При цьому допускається окреме від контактора розташування блоку на відстані до 1,5 м.

Контактори забезпечують бездуговую комутацію струмів навантаження до 2,5 Iном при постійній часу до 10 мс, а в режимі рідкісних комутацій - до 10Iном. Комутаційна зносостійкість контакторів в режимі нормальних комутацій при частоті включень до 2000 вкл / год складає 5 млн. циклів (раніше при «дугового» комутації 0,5-1 млн. циклів).