Електромагнітні контактори, автомати і таймтактори

Часті включення і вимикання потужних електричних ланцюгів з напругою до 500…600 В при нормальному режимі роботи звичайно виробляються електромагнітними контакторами. У деяких випадках контактори разом з реле можуть одночасно здійснювати захист електричних установок. Електромагнітний контактор (мал. 7.9) має котушку, що втягує, рухливий якір, систему головних контактів, пристрій для дугогасіння і часто забезпечується комплектом допоміжних контактів.

Рис. 7.9. Контактор постійного струму: 1 - котушка, що втягує;

2 - сердечник; 3 - нерухомий контакт; 4 - рухливий контакт;

5 - пружина, що демпфірує; 6 - якір; 7 - гнучкий токопідвід

 

Головні контакти розраховані на включення і відключення відносно великих струмів - до 1000 А.

Котушки, що втягують, і мають невеликі робочі струми, включаються і відключаються дистанційно. Основними величинами, що характеризують контактор, крім номінального струму, є: час спрацьовування (0,06...0,32 с), час відпускання якоря (0,03...0,5с) і напруга котушки, що втягує, (24…380 В). Допоміжні контакти контактора, які використовуються для допоміжних переключень у різних ланцюгах керування, можуть бути важільного чи місткового типу. Найбільш уживаними є місткові допоміжні контакти, часто виготовлені у виді готового елемента, що пристроюється до контактора (мал. 7.10).

Рис. 7.10. Допоміжні контакти місткового типу: 1 - кришка; 2 - пластмасова траверса; 3 - рухливі контактні перешийки; 4 - фіксуюча пружина; 5 - підстава; 6 - стояки; 7 - нерухомі контакти

Магнітна система (якір 5 і сердечник 2) контактори змінного струму (мал. 7.11) набирається з аркушів електротехнічної сталі, звичайно Ш -образної форми, на частині поверхні одного чи двох сердечників поміщені короткозамкнені витки 1.

Рис. 7.11. Магнітна система контактора змінного струму: 1 - короткозамкнений виток; 2 - сердечник; 3 - котушка, що втягує; 4 - упор; 5 - якір; 6 – вал.

У той момент, коли магнітний потік у частині сердечника, не охопленої витком, стає рівним нулю, потік у частині, охопленої витком, буде підтримуватися струмом, що індукується у витку. У результаті в будь-який момент сила, що притягає якір, буде відмінна від нуля. У тих випадках, коли не допускається відключення контактора змінного струму при зникненні напруги на затискачах котушки, що вмикається, використовуються контактори з засувкою, яка звільняється при дії особливого електромагніта.

Для автоматичного розмикання ланцюгів постійного та змінного струму при порушенні нормального режиму роботи, а також для нечастих замикань і розмикань тих самих ланцюгів за нормальних умов служать автоматичні повітряні вимикачі (автомати). Для захисту головних контактів від обгорання автомат забезпечується легко замінними попередніми і дугогасними контактами. При відключенні спочатку розмикаються головні, потім попередні й останніми - дугогасні контакти. Замикання контактів при включенні відбувається в зворотному порядку. Основним вузлом автомата є механізм вільного розчіплювання, що приводиться в дію біметалічним тепловим (реагуючим на перевантаження) чи електромагнітним (реагуючим на струм короткого замикання чи зниження напруги) елементом, що переводить систему важелів через мертве положення.

На мал. 7.12 показано схему пристрою автомата максимального струму.

Рис. 7.12. Пристрій автомата максимального струму

Рис. 7.13. Пристрій автомата мінімального струму

Коли струм стає більше заданого значення, електромагніт 6, притягаючи якір 5, переборює зусилля протидіючої пружини 4 і звільняє засувку 3. Під дією поворотної пружини 1 відбувається швидке розмикання контактів 2. На мал. 7.13 представлена схема автомата мінімального струму. Зменшення струму в котушці 3 нижче визначеної значення приводить до розмикання контакту 2, тому що сила втягування якоря стає менше зусилля, що розвивається пружиною 1.

Таймтактор є своєрідним контактором з витримкою часу при включенні (мал. 7.14).

Рис. 7.14. Пристрій таймтактора: 1 - утримуюча магнітна система; 2 - сердечник утримуючої котушки; 3 - утримуюча котушка; 4 - котушка, що втягує; 5 - сердечник котушки, що втягує; 6 - магнітна система, що втягує; 7 - нерухомий контакт; 8 - рухливий контакт; 9 - пружина що демпфірує; 10 - гнучкий струмопідвід; 11 - поворотна пружина; 12 - якір; 13 - немагнітна прокладка для грубого регулювання витримки часу; 14 - металева гільза; 15 - пружина для тонкого регулювання витримки часу

 

Він має дві магнітні системи — утримуючу 1 і що втягує 6 з котушками 3 і 4. При включенні спочатку одержує живлення утримуюча котушка 3. Якір притягається до її сердечника 2 і стискає пружину 15, що намагається відірвати його. При цьому розмикається власний допоміжний контакт таймтактора (на малюнку не показаний) у ланцюзі котушки, що втягує, чим запобігається можливість її включення. Одночасно розмикається другий допоміжний контакт у ланцюзі утримуючої котушки (теж не показаний). Магнітний потік починає порівняно повільно загасати, тому що на сердечнику 2 розміщено суцільну металеву гільзу, що демпфірує, 14. При цьому буде падати значення утримуючого моменту, і як тільки він стане менше відриваючого моменту пружини 15, якір займе первісне положення. Власний допоміжний контакт замкне ланцюг котушки, що втягує, таймтактор включиться і замкне свої головні контакти. Гасіння дуги в таймтакторах здійснюється в камерах з магнітним дуттям. Час спрацьовування регулюється до 5 с.

Контролери

Контролери служать для пуску, реверсування і регулювання швидкості електродвигунів постійного та змінного струму потужністю до 100 кВт. На мал. 7.15 показано зовнішній вигляд контролера і пристрій його контактних елементів, число яких досягає декількох десятків.

Рис. 7.15. Контролер типу НТ-50: а) — зовнішній вигляд; б) — комутуючий пристрій

При повороті вала 6 за допомогою штурвала чи рукоятки виступ кулачкової шайби 7 натискає на ролик 5, повертаючи важіль 4 навколо осі 8. Контакти 1 і 2 при цьому розмикаються. Замикання контактів відбувається під дією пружини 3 при зворотному (чи подальшому) повороті шайби, коли ролик 5 зійде з виступу шайби 7. Для регулювання збудження машин великою потужністю застосовуються плоскі контролери з моторним приводом, які мають велике число контактів.

Командоконтролери

Для дистанційного керування потужніми електричними машинами й апаратами в ланцюгах постійного та змінного струму використовуються командоконтролери, що вмикають і вимикають котушки контакторів і інших апаратів. На мал. 7.16 показано комутируючий пристрій багатоланцюгового командоконтролера.

Рис. 7.17. Комутуючий пристрій багатоланцюгових командоконтролерів: 1 - пружина, що вмикає; 2- важіль; 3 - контактний перешийок; 4 - нерухомі контакти; 5 - ізоляційні планки; 6 - пружина рухливого контакту; 7 - ролик; 8 - вал; 9-контактна шайба

Замикання контактів 4 контактним перешийком 3 відбувається під дією пружини 1, коли ролик 7 заходить у виїмку контактної шайби 9. Розмикання контактів здійснюється в примусовому порядку - тиском кулачка шайби на ролик.