Контактори змінного струму на напругу до 660 В

Контактори змінного струму промислової частоти будуються, як правило, триполюсними з замикаючими головними контактами.

Електромагнітні системи. Системи виконуються шихтованими, тобто набираються з окремих ізольованих один від одного пластин товщиною 0,35; 0,5;

1 мм. Котушки низькоомні, з малим числом витків. Основну частину опору котушки становить її індуктивний опір, залежне від величини зазору. Зважаючи на це струм в котушці при розімкнутого магнітного системі (пусковий струм) в 5-10 разів перевищує струм при замкнутої магнітної системі (робочий струм). Застосовуються магнітні системи як поворотного (Е-образні, П-образні, клапанні і ін), так і прямоходового (Ш-образні, Т-образні, соленоїдні) типу, перші - в контакторах важкого режиму роботи, другі - в контакторах нормального режиму роботи.

Електромагнітна система незалежно від типу складається з осердя, якоря, короткозамкнутого витка, котушки і кріпильних деталей. Слабким місцем у відношенні зносостійкості є короткозамкнений виток. Удари якоря про сердечник викликають вібрацію консольно виступаючих ділянок витка і поломку. Його після певного числа операцій. Високу зносостійкість витка забезпечує таке кріплення, при якому відсутні незакріплені консольні ділянки.

Для зменшення расклепування полюсів і «розпушування» пластин магнітопроводу застосовуються більш товсті пластини (до 1 мм для середніх і до 2-3 мм для крайніх зв'язуючих). Однак це призводить до збільшення втрат і більш високому нагріванню системи. Тому застосування більш товстих пластин можливо за умови використання магнітних матеріалів з малими втратами.

При жорсткому кріпленні магнітної системи кінетична енергія рухомих частин гаситься при ударі якоря про сердечник, що призводить до зносу як Якорі, так і сердечника. Удар передається контактам і призводить до їх брязкоту («вторинний» брязкіт)

Рис. 6-3. Схема амортизації магнітної системи..

Рис. 6-4. Приклад виконання призматичного підшипника

1 - фіксуюча пружина; 2 - призма; 3 - підстава

Рис. 6-5. Характерні механічні схеми контакторів змінного струму нормального режиму роботи.

Для підвищення механічної зносостійкості магнітну систему амортизують (рис. 6-3). Амортизується або нерухома частина (мал. 6-3, а), або рухома (рис. 6-3,6), або і те й інша. При амортизувати кріпленні кінетична енергія рухомих мас витрачається на переміщення сердечника або якоря і гаситься амортизуючими пружинами. Механічна зносостійкість системи різко зростає. Усувається «вторинний» брязкіт контактів, і підвищується їх комутаційна зносостійкість.

Амортизована кріплення, крім того, забезпечує самоустановку частин магнітної системи, їх гарне прилягання у включеному положенні і зниження «вторинного» брязкоту.

Кінематичні схеми. Кінематичні схеми сучасних контакторів змінного струму характеризуються великою різноманітністю.

Поворотні схеми застосовуються переважно в контакторах важкого режиму роботи і спеціальних, наприклад в контакторах зі змішаними контактами. Обертання в підшипниках ковзання не забезпечує високої механічної зносостійкості. Для досягнення зносостійкості 10 млн. циклів і вище переходять на обертання вала контактора на цапфах або призматичних підшипниках (рис. 6-4). Останнє також полегшує зборку контактора, так як забезпечує самоустановку валу.

Широко застосовується прямоходова схема (рис. 6-5, а). У ній виключаються проміжні ланки і шарнірні з'єднання від якоря до контактів. Іноді контакти безпосередньо зв'язуються з якорем (рис. 6-5, б). Якір переміщається в направляючих, де тертьової парою є метал - пластмаса.

Відсутність будь-яких шарнірних з'єднань і підшипників дозволяє отримати високу механічну зносостійкість. Однак за рахунок ударів в магнітній системі, безпосередньо передаються контактам, тут відбувається додатковий «вторинний» брязкіт контактів, для усунення якого необхідно застосовувати спеціальні заходи. Тут важко отримати найкраще співвідношення між тягової і механічної характеристиками.

Поряд з прямоходовою досить широке поширення одержали схеми, в яких передача руху від електромагніту до контактів здійснюється через шарнірно-важільні з'єднання. Існувала думка, що шарнірні з'єднання (осі, втулки і т. п.) не забезпечують достатньої механічної зносостійкості, практично спростовано. Висока зносостійкість (до 10 млн. циклів і вище) шарнірних з'єднань досягається правильним їх розрахунком і конструкцією, відсутністю ударів в них, правильним підбором пари, що треться, наприклад застосуванням в якості тертьових деталей пари метал - пластмаса і т. д.

Відсутність будь-яких шарнірних з'єднань і підшипників дозволяє отримати високу механічну зносостійкість. Однак за рахунок ударів в магнітній системі, безпосередньо передаються контактам, тут відбувається додатковий «вторинний» брязкіт контактів, для усунення якого необхідно застосовувати спеціальні заходи. Тут важко отримати найкраще співвідношення між тягової і механічної характеристиками.

Поряд з прямоходовой досить широке поширення одержали схеми, в яких передача руху від електромагніту до контактів здійснюється через шарнірно-важільні з'єднання. Існувала думка, що шарнірні з'єднання (осі, втулки і т. п.) не забезпечують достатньої механічної зносостійкості, практично спростовано. Висока зносостійкість (до 10 млн. циклів і вище) шарнірних з'єднань досягається правильним їх розрахунком і конструкцією, відсутністю ударів в них, правильним підбором пари, що треться, наприклад застосуванням в якості тертьових деталей пари метал - пластмаса і т. д.

Контактні системи. При поворотних магнітних системах застосовуються важільні контактні системи, при прямоходових - мостіковие. Таким чином, перші знаходять більш широке застосування в контакторах важкого режиму роботи, другі - в контакторах нормального режиму роботи.

Говорячи про контактних системах, слід мати на увазі наступне вельми важлива обставина. На відміну від контакторів постійного струму режим включення для контакторів змінного струму більш важкий, ніж режим відключення. Пусковий струм (періодична складова) асинхронних короткозамкнених електродвигунів, для управління якими призначені розглядаються контактори, становить шести-восьмикратний, а іноді і десятикратний номінальний струм. З урахуванням аперіодичної складової амплітудне значення пускового струму першого напівперіоду при нормальних робочих режимах досягає 14-15-кратного номінального струму. Наявність брязкоту контактів при включенні призводить в цих умовах до великого зносу контактів, часто в кілька разів перевершує їх знос при відключенні. Боротьба з дребезгом при включенні набуває тут першорядне значення.

Дугогаснтельние системи. У контакторах змінного струму, як і в контакторах постійного струму, застосовувалося магнітне гасіння в камерах з широкими щілинами. Щоб уникнути перекриття між фазами через дугу, викидає далеко за межі камери, полюси доводилося значно видаляти один від одного. Так, у контактора серії КТ на 150 А відстань між полюсами становило 100 мм. Застосування дугогасительной решітки (багаторазовий розрив дуги при переході струму через нуль) майже повністю виключило викид дуги за межі камери при напрузі 380 В. Це дозволило скоротити розміри контактора за рахунок зближення полюсів. Зазначена система гасіння характерна для контакторів з одноразовим розривом на фазу на напругу 380 В і частоту до 600 включень на годину.

Рис. 6-6. Комбіновані дугогасильні пристрої контакторів змінного струму
1 - підстава камери; 2 - нерухомі контакти; 3 - мостіковий контакт; 4 - дугогасна скоба; 5 - кришка; 6 - дугогасна грати; 7-сталевий вкладиш; 8 - дугогасильних виток; 9 - напрямок виштовхується з камери газів, обдуває дугу; 10 - дугогасильні канал

Для контакторів важкого режиму роботи з частотою включень в годину 1200 і більше на напругу до 660 В широкого поширення набуло електромагнітне гасіння в камерах з вузькими щілинами, а також в комбінованих камерах - з вузькими зигзагоподібними та іншими щілинами в поєднанні з пламегасітельнимі гратами, де також виключається викид дуги і її полум'я за межі камери.

Особливо слід відзначити застосування для контакторів змінного струму системи бездуговой комутації, що у багато разів (до десяти і більше) підвищує зносостійкість контактів. Так, в контакторах з бездуговой комутацією (шунтування контактів тиристорами) в режимах комутацій, відповідних категоріях застосування АС-3 та АС-4, досягається комутаційна іеносостойкость контактів не менше 5 млн. циклів, в той час як у контакторів з електромагнітним гасінням вона становить 0, 5 млн. циклів. У режимах комутацій номінальних струмів комутаційна зносостійкість контактів дорівнює механічній зносостійкості контакторів і досягає 10-15 млн. циклів.

Для більшості контакторів категорій застосування АС-1, АС-2 і АС-3 характерне використання двократного розриву на фазу (мостіковий контакт) в закритій комбінованої камері (рис. 16-6). Гасіння дуги тут також засноване на використанні околокатодних явищ при переході струму через нуль. Однак для підвищення надійності гасіння, а також для забезпечення гасіння при напругах до 660 В на додаток до двократного розриву використовується ще ряд засобів (рис. 6-6):

невелике поперечне магнітне поле, створюване в зоні контактів за допомогою скоб 4, що охоплюють контакти, витків 8 з магіітопроводом, вкладишів 7 і т. п.;

додаткові катоди, утворені гратами б, скобою 4 і т. д.;

струмінь газу, створювана рухом рухомої системи контактора і обдуває дугу на контактах.

Застосовуються й більш складні дугогасильні системи. На рис. 6-7 наведено систему з чотирикратним розривом на фазу. Вона більш ефективна, ніж дугогасна решітка, куди дуга повинна ще зайти. Однак сумарне зусилля на контактах тут подвоюється, що вимагає більш потужної магнітної системи.

 

Рис. 6-7. Контактна система з чотирикратним розривом і двоступінчастим контактом

1 - струмопідведення; 2 - перемичка; 3 - мостіковие контакти (основний і дугогасильних); 5 - зазор контактів

Рис. 6-8. Контактори серії КТ6600, Кт64 і КТ65: а - умовне зображення триполюсні контактора; б-електромагнітна система; в - контактна і дугогасна системи; г - схема контактора з бездуговой комутацією.

Конструкції контакторів змінного струму. Для нормальних умов роботи (в основному категорія застосування АС-3) контактори виконуються по кінематичними схемами, наведеними на рис. 6-5 (або їм подібних), з контактним і дугога-вальну пристроєм, зображеним на рис. 6-6 (або йому подібним). Для важких режимів роботи (АС-4) контактори виконуються з поворотними кінематичними схемами, електромагнітними дугогасильних системами на напругу до 660 В частотою 50 і 60 Гц. Ці контактори придатні для роботи на постійному струмі до 440 В. Фактично це контактори змінно-постійного струму. Як приклад таких контакторів наведемо контактори серії КТ6600 і її модифікацій.

Контактори серії КТ6600 (рис. 6-8) випускаються на струми до 160 А, напруга 660 В частотою 50 і 60 Гц і 440 В постійного струму. Частота включень до 1200 вкл / ч, механічна зносостійкість 10 • 106 циклів, комутаційна зносостійкість 1 • 106 циклів.

Контактори серій К164 і KJ65 (рис. 6-8) випускаються на струми до 630 А і ті ж напруги і являють собою комбінований апарат з контактора серії КТ6600 і напівпровідникового блоку 16 бездуговой комутації. Механічна зносостійкість (5... 15) -106 циклів в залежності від значення номінального струму, комутаційна зносостійкість 5-106 циклів, а при комутації номінальних струмів 15-106 циклів.

Конструкція контакторів (рис. 6-8, а) - моноблочна з поворотною рухливою системою. Контактор складається з електромагніту 3, контактної та дугогасительной системи 2 і блоку допоміжних контактів 1. Нерухомі частини контактора укріплені на базовій металевої рейці 4, рухливі - на самоустановлювальні пластмасовому валу 5.

Якір 10 електромагніта (рис. 6-8, б) - впроваджується, на зовнішньому полюсі дію екрану імітовано підтискної (вона ж амортизуюча) пружиною 6. Внутрішній (по відношенню до котушки) полюс забезпечений короткозамкненим витком 7. Магнітна система не має повітряного зазору, що значно знижує споживану потужність котушки 9. Весь вузол збирається на підставі 8.

Головні контакти 13 і 14 виконані з накладками з металокерамічної композиції на основі срібла. Рухомий контакт важільного типу. Гасіння дуги - електромагнітне (котушка 12) у камерах 11с вузькими щілинами. Для обмеження вильоту полум'я в камерах встановлені пружинні пламегасители. Для прискорення гасіння рухливий контакт забезпечується рогом 15.

Контрольні питання

1)Призначення контактора та відміна від магнітного пускача.

2) Використання пускача як засобу захисту від зниження напруги.

3) Будова і принцип роботи магнітного пускача.

4) Вимоги до вибору магнітного пускача.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №