минобрнауки россии

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный технический

универсИтет им Р.Е. Алексеева»

(НГТУ)

Кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок»

СИЛОВАЯ КОММУТАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

С ДИСТАНЦИОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ,

ПРИМЕНЯЕМАЯ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

Методические указания к лабораторным работам 1,2

по дисциплине «Электрические и электронные аппараты»

для студентов направления 140600 всех форм обучения

Нижний Новгород 2011

Составители: В.П. Кириенко, Е.В. Бычков, И.В. Ходыкина

УДК 621.316

Силовая коммутационная аппаратура с дистанционным управлением, применяемая в автоматизированном электроприводе: метод. указания к лабораторным работам 1, 2 по дисциплине «Электрические и электронные аппараты» для студентов направления 140600 всех форм обучения / НГТУ; сост.: В.П. Кириенко, Е.В. Бычков, И.В. Ходыкина. Н. Новгород, 2011. 36 с.

Рассмотрены вопросы теории силовых контакторов постоянного и переменного тока, магнитных пускателей и электротепловых реле. Приведена принципиальная схема лабораторной установки. Даны методические указания по выполнению работы.

Редактор Э.Б. Абросимова

Научный редактор С.В. Хватов

Подписано в печать 02.10.2008. Формат . Бумага офсетная.

Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,25. Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 200 экз. Заказ 606

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева.

Типография НГТУ.

Адрес университета и полиграфического предприятия:

603950, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

© Нижегородский государственный технический университет, 2011

Лабораторная работа 1. Контакторы

1. Цель работы

1.1. Ознакомиться с техническими данными и конструкцией контакторов постоянного и переменного тока.

1.2. Сравнение технических параметров контакторов постоянного и переменного тока.

1.3. Изучить способы гашения дуги в контакторах.

2. Краткие сведения из теории

Контактор – коммутационный аппарат, предназначенный для частых включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы. Это двухпозиционный электрический аппарат с самовозвратом. Контакторы применяются в электрических цепях напряжением до 500 В переменного тока и 600 В постоянного тока. Включение и выключение контакторов осуществляется электрическим сигналом, подаваемым на электромагнитный привод.

Контакторы различаются:

• по роду силовой коммутации цепи: постоянного тока и переменного тока;

• по количеству главных силовых контактов: однополюсные, двухполюсные, многополюсные;

• по роду цепи катушки: с управлением от постоянного и переменного тока;

• по номинальному току и напряжению коммутируемых цепей;

• по конструктивному исполнению и другим признакам.

Контакторы постоянного тока предназначены для коммутации цепей постоянного тока и, как правило, приводятся в действие электромагнитами постоянного тока. Контакторы переменного тока предназначены для коммутации цепей переменного тока. Электромагниты таких аппаратов могут быть как переменного, так и постоянного тока.

Основные узлы любого электромагнитного контактора:

- электромагнитный механизм;

- главные контакты;

- дугогасительное устройство;

- вспомогательные контакты.

Принцип действия контакторов заключается в следующем: при подаче напряжения на катушку электромагнита контактора его якорь притягивается. Подвижный контакт, связанный с якорем электромагнита, замыкает или размыкает главную силовую цепь. Дугогасительное устройство обеспечивает быстрое гашение электрической дуги, благодаря чему достигается малый износ силовых контактов. Система слаботочных вспомогательных контактов используется для согласования работы контактора с другими аппаратами. Вспомогательные контакты должны коммутировать цепи электромагнитов переменного тока, у которых пусковой ток может во много раз превышать установившийся.

Основными параметрами контактора являются: номинальный ток главных контактов, предельный отключаемый ток, номинальное напряжение коммутируемой цепи, механическая и коммутационная износостойкость, допустимое число включений в час, собственное время включения и отключения.

Способность контактора обеспечить работу при большом числе операций характеризуется износостойкостью.

Механическая износостойкость определяется числом циклов включение-отключение контактора, без ремонта и замены его узлов и деталей. Ток в цепи при этом равен нулю. Механическая износостойкость современных контакторов составляет циклических операций.

Коммутационная износостойкость определяется таким числом включений и отключений цепи с током, после которого требуется замена контактов. Для современных контакторов она составляет порядка операций. В лучших современных контакторах коммутационная износостойкость мало отличается от механической.

Собственное время включения состоит из времени нарастания потока в электромагните контактора до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть этого времени тратится на нарастание магнитного поля.

Собственное время отключения – это время с момента обесточивания электромагнита контактора до момента размыкания его контактов. Оно определяется временем спада потока от установившегося значения до потока отпускания. Временем с начала движения якоря до момента размыкания контактов можно пренебречь.

Номинальный ток контактора представляет собой ток, который можно пропустить по замкнутым главным силовым контактам в течение восьми часов без коммутации, причем превышение температуры различных частей контактора не должно быть больше допустимого.

Номинальный рабочий ток контактора – это допустимый ток через его замкнутые главные контакты в конкретных условиях применения. Так, например, номинальный рабочий ток контактора для коммутации асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором выбирается из условий включения шестикратного пускового тока двигателя.

Номинальным напряжением называется наибольшее напряжение коммутируемой цепи, для работы при котором предназначен контактор.

Минимальное значение напряжения на катушке электромагнита, при котором происходит трогание магнитной системы контактора, называется напряжением трогания .

Максимальное значение напряжения на катушке электромагнита, при котором происходит отключение контактора, называется напряжением отпускания . Отношение значений напряжения отпускания к напряжению трогания называется коэффициентом возврата контактора, величина которого всегда меньше единицы и колеблется в пределах 0,2 – 0,9. Этот коэффициент зависит от характера тяговой и механической характеристики электромагнита контактора.

Контакторы выполняют свои функции удовлетворительно, если напряжение на зажимах катушки U = (0,85 – 1,1) .

Механической характеристикой контактора называют зависимость механических противодействующих сил от величины рабочего зазора F_мех= f(). Противодействующие силы в электромагнитных контакторах создаются с помощью пружин.