9. Электрические аппараты дистанционного управления

1.Назначение, классификация и принцип действия.

2.Устройство и типы контакторов.

3.Пускатели общепромышленного применения.

4. Комплектные пусковые устройства низкого напряжения.

5. Выбор пускателей.

1. Дистанционное управление является первым этапом автоматизации и широко применяется в электроустановках при управлении электрическими машинами и другим оборудованием. Чаще всего в схемах дистанционного управления применяются электромеханические устройства: реле, контакторы, пускатели, а также комплектные устройства для пуска.

Дистанционное управление применяется для следующих целей: управление на расстоянии, облегчение труда, повышение безопасности труда, повышение производительности труда.

Аппараты дистанционного управления применяются часто с аппаратами ручного управления, в том числе с кнопочными постами, которые применяют главным образом, для дистанционного управления электромагнитными контакторами, установленными отдельно и встроенными в различную пускозащитную аппаратуру, а также для коммутации цепей сигнализации, контроля. Они состоят из контактных элементов, заключенных в оболочку или корпус. Посты управления выпускают одно, двух- и трёх-кнопочными в металлических и пластмассовых корпусах. Номинальные параметры постов, применяемых в промышленности: напряжение- до 500 В, ток- до 10А; исполнение- открытое, защищенное, закрытое, взрыво- и искробезопасное.

Реле - электромеханическое устройство, имеющее 2 или 3 устойчивых состояния, предназначенное для коммутации в цепях управления.

Типы реле: реле тока (РТ), реле напряжения (РН), электротепловое реле (ТРТ, ТРН, РТТ, РТЛ), реле времени (РВ, ЭВ), промежуточное реле (РП, ЭП), сигнальное реле (РС), указательное реле (РУ; РС) и другие.

Все реле по назначению делятся на реле защиты и реле автоматики.

По принципу действия реле бывают: механические, пневматические, электромагнитные, индукционные, тепловые и другие.

Тип реле определяется контролируемым параметром - током, напряжением, мощностью, частотой, зоной нечувствительной части реле (электромагнитной системы). Конструктивно реле состоит из электрической (контакты реле, контактная система) и электромагнитной (якорь, сердечник, катушка) системы, вследствие чего контактная система изменяет одно устойчивое состояние на другое.

2. Контактор - это электромеханическое устройство для дистанционного управления с двумя устойчивыми положениями и предназначенное для частой коммутации в силовых цепях при помощи электромагнитной и контактной систем.

Контакторы выпускаются для переменного и постоянного тока; одно, двух, трех, четырех полюсные; по мощности: от 0 до 7 величин, на высокое и низкое напряжение; по типу ЭМС: прямоходовые и поворотного типа; по типу контактной системы: мостиковые, рычажные, с дугогасительным рогом; по способу дугогашения: с дугогасительной решеткой (камерой), с дугогасительной катушкой (катушка магнитного дутья); с вакуумными камерами .Катушки контакторов могут работать на переменном и постоянном токе при напряжении до 660 В.

Контактор состоит из электромагнитной системы (ЭМС - сердечник, катушка, якорь), контактной системы (главные и вспомогательные, подвижные и неподвижные контакты), дугогасительной системы, размещенных на одном основании. Контакторы обычно не имеют корпуса, так как выпускаются в открытом исполнении IP 00.

Принцип действия контактора заключается в следующем. Катушка контактора подключается к сети, в результате чего сердечник намагничивается и притягивает якорь, с которым связана контактная система - контакты замыкаются и на приемник подается напряжение. Таким образом, при протекании тока в катушке ЭМС якорь притягивается к сердечнику, тем самым воздействуя на контактную систему посредством механической связи, контакты которой меняют своё положение.

Контактор КТУ-2А:

I — ось; 2 — тяга; 3 — обойма с мостиком вспомогательных контактов; 4 — шарик, 5 — траверса; 6 — рейка; 7—пружина силовых контактов; 8 — обойма с дугогасительными рогами; 9 — контактный мостик; 10 — дугогасительная камера; // — контакт неподвиж­ный; 12 — основание, 13 — контакты силовые стыковые, 14 — пластина деионнои решет­ки; 15 — упор сферический; 16—направляющая; 17—крышка контактной системы; 18 — колпачок; 19 — пружина; 20—сердечник; 21 — катушка контактора; 22—крышка магнитной системы; 23 — якорь; 24 — пружина

Рисунок 1 - Устройство контактора КТУ

Контакторы серии КТУ (трехфазный универсальный) выпускаются на напряжение 660 и 1140 В), имеют прямоходовую электромагнитную систему, дугогашение - с помощью дугогасительных камер с деионными решетками. Система вспомогательных контактов имеет замыкающие и размыкающие контакты, которые допускают перестановку и могут служить как замы­кающими, так и размыкающими контактами. Контакторы на 63 А (КТУ-2А) имеют по одной, а на 250 А (КТУ-4А и КТУ-4Б) — по две контакторных катушки, включенных последовательно. Буква А обозначает переменный ток, а буква Б — постоянный, буква «Е» обозначает напряжение 1140 В. Также выпускаются контакторы КТ – 12 Р, КВ, КТВ, с вакуумными камерами. Контакторы КТ 12Р на напряжение 1140 (660) В вы­пускают на ток 160 А (КТ 12Р-33) и 400 А (КТ 12Р-37). Основная особенность — применение вакуумных дугогасительных камер с высокой электрической износостойкостью. Силовые контакты контактора КТ 12Р-33 расположены в цилиндрических камерах, из которых откачан воздух. Выводы контактов сделаны в противоположных торцах камеры. Подвижный контакт встроен в металлический сильфон, что обеспечивает герметичность камеры и возможность перемещения контакта. Между ярмом электромагнита, выполненного в виде двух кернов, на которых размещены каркасы с обмотками, и якорем из массивной стальной пластины установлена возвратная пружина. В противоположность воздушным контакторам у вакуумных усилие электромагнита требуется для размыкания, а не замыкания контактов, которое происходит под действием атмосферного давления. Гашение дуги между контактами за счет электрической прочности вакуумного зазора происходит гораздо быстрее, чем в воздушном зазоре. В контакто­рах такого типа отсутствует выброс дуги в атмосферу, нет выделения оксидов азота, нет термического воздействия дуги на элементы аппарата, отсутствует вероятность взрыва атмосферы внутри оболочки.

Катушки электромагнитов контакторов рассчитаны на питание постоянным или выпрямленным током. Включение и удержание якоря в притянутом положении допустимы при снижении напряже­ния до 60 % номинального.

Контакт теплового реле

катушка

гл. контакты

всп. контакты

тепловое реле

Рисунок 2 - Пускатель, общий вид и электрическая схема.

Контакторы серии КТ 6000 выпускают на токи 63, 160, 250 и 400 А при напряжении 660 В и на 400 А при напряжении 1140 В. Контакторы с индексом Р встраивают в магнитные пу­скатели: КТ 6043АР в ПВИ-320, а КТ 6043БР в ПВ-250-1140. Контакторная катушка питается постоянным током, а у КТ 6043АР для питания катушки контактора используют выпрямленный однополупериодный ток..Разработана схема включения диодов для более быстрого гашения дуги. В полупериод, когда через контакты ток проходит в направле­нии, совпадающем с проводящим направлением диодов, дуга горит только между рогом 3 и контактом 1, а между контактом 2 и рогом 3 дуга не горит, так как промежуток между ними зашунтирован диодами. При изменении направления тока дуга по­вторно не загорается в связи с высокой электрической прочностью между контактом 2 и рогом 3.

Конструкция других контакторов серии КТ 6000 аналогична; отличие состоит в питании катушек переменным, выпрямленным или постоянным током и в отсутствии в обозначении буквы Р, что указывает на контакторы общего назначения. В контакторах с буквой Р изоляционные детали выполнены из дугостойкой пластмассы, а дугогасительные камеры снабжены пламегасите­лями, снижающими выброс продуктов дуги во взрывонепроницаемые оболочки.

Контакторы серии КТ 7000 предназначены для электроустановок общего назначения (а с буквой У для встраи­вания в оболочки взрывобезопасных аппаратов) и выпускаются на ток 63, 100, 125 и 160 А для работы при напряжениях 380 или 660 В. В конструктивном отношении они в основном аналогичны контакторам серии КТ 6000.

Отличие от КТ 6043 БР состоит в том, что в них нет шунтирую­щих диодов и дополнительного рога; дугогасительные камеры выполнены из асбоцемента.Контакторы серии КТ 7100У для встройки в оболоч­ки рудничных аппаратов отличаются от КТ 7000 наличием узко­щелевых дугогасительных камер из пластмассы с катушками магнитного дутья, расположенными в этих камерах, пламегаси­телями в виде витых пружин.

3. Пускатель- это контактор с устройством защиты, размещённые в одном корпусе или на одном основании. Пускатель предназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроприемников и позволяет производить частую коммутацию.

Пускатели классифицируются:

- по назначению: реверсивные и нереверсивные;

- по степени защиты: IP00; IP30; IP40; и др

- по наличию устройства защиты: без устройства защиты, с электротепловым токовым реле, с устройством максимальной защиты;

- по виду блокировки в реверсивных пускателях: с электрической блокировкой, с электрической и механической блокировкой;

- по наличию встроенных в оболочку пускателя элементов управления: без кнопок управления, с кнопками управления, с кнопками управления и сигнальными лампами;

- по номинальному напряжению главной цепи: 380 и 660В и по напряжению цепи управления- 24--660В.

- по номинальному току при степени защиты IP00- (4), (6), 3, 10, 28, 40, 63, (80), 100, (125), 160, 200 и (250)А.

- по воздействию климатических факторов внешней среды пускатели выпускают в различных исполнениях: УХЛ, О, У, ХЛ, Т для категорий размещения 2, 3, а для категории размещения 4 исполнение --УХЛ и О.

Высота над уровнем моря не должна превышать 2 км.

Катушки пускателей могут выпускаться на напряжение 29, 36, 48, 110, 220, 380, 500 В переменного тока. Допускается работа катушек при отклонении напряжения -15% и +10% от номинальной величины.

Работа схемы управления с контактором и пускателем. Цепь управления питается переменным напряжением 380 В между фазами А и С (возможна также работа от постоянного тока и другой величины напряжения). При замыкании кнопки «Пуск « SBC» ток с фазы С начинает проходить через катушку контактора к фазе А, сердечник которой притягивает якорь, находящийся на одном валу с силовыми и вспомогательными контактами что приводит к их замыканию, при этом замыкается шунтирующий контакт КМ1.1., а также силовые контакты КМ 1.2., следовательно, происходит срабатывание контактора и на выводных зажимах фаз появляется напряжение 380 В. Отключение контактора производится нажатием кнопки SBT «Стоп», при этом якорь отпадает и контакты КМ1.2 и КМ 1.1 размыкаются.

На рисунке 3 представлены: вводные зажимы фаз (А1,В1, С1.) , автомат QF, три силовых контакта контактора КМ 1.2., нормально замкнутый контакт кнопки "стоп" (SBT), нормально разомкнутый контакт кнопки "пуск"( SBC), вспомогательный контакт КМ 1.1. (шунтирует кнопку SBC), катушка контактора КМ.1, выводные зажимы фаз (С1. С2. С3.).

В настоящее время в горной промышленности широко используют контакторы серий:

-КТ, КТУ- контактор трёхполюсный, универсальный, для переменного тока с дугогасительными камерами.

-КТ-12р, КВ-1 - с вакуумными камерами.

-КТВ- с магнитным дутьём.

-КМ- контакторы новой серии взамен серии КТ.

- КПВ, КМВ, МК- для постоянного тока.

КМ1.1

Рисунок 3 - Схема управления с контактором. Общий вид реверсивного пускателя.

-КТУ- для напряжения до 660В (КТУ-2А (4Б)); или 1140В ( КТУ-2Е; 4Е). Номинальный ток контакторов --до 630 ампер и более. Контакторы не имеют встроенных реле защиты. Начинают применяться контакторы вакуумные новой серии КВ-1 на напряжение до 1140 В и на ток от 160 до 630 А.

Таблица 1 - характеристика вакуумных контакторов КВ-1

Тип	Масса	размеры
КВ1-160-3.В3	4	180x190x150
КВ1-250-3.В3	6
КВ1-400	9,5	240x245x198
КВ1-630-3.В3		279x400x 200

Рисунок 4 - Электрическая схема вакуумного контактора. Общий вид контактора постоянного тока с катушками магнитного дутья.

Контакторы КВ-1 имеют исполнение по степени защиты IP 00