Плоские контроллеры
При большом числе контактов габариты и масса кулачкового контроллера резко возрастает. В этом случае следует использовать плоские контроллеры, при условии, что число операций в час при регулировании и при пуске не велико (10-12). В них на неподвижной плите из изолированного материала располагаются неподвижные контакты (болты), по которым скользит подвижный контакт мостикового типа в виде щетки.
Достоинство – большое число ступеней.
Недостаток – низкая переключающая способность, работает при малых токах и редких переключениях.
Применяются для пуска АД с фазным ротором.
Рубильники
Простейшим аппаратом ручного управления является рубильник, который обычно не разрывает рабочий ток.
Это наиболее простые аппараты предназначены для ручного отключения электрических цепей с постоянным напряжением до 440 В и переменного – до 500 В.
В зависимости от электрических параметров и выполняемых функций они различаются: по габаритным размерам – на номинальные токи от 100 до 630 А; по схемам – однополюсные (=), двухполюсные (=) и трех полюсные (); по конструктивному исполнению – с передним и задним присоединением; с центральной и боковой рукояткой привода; с дугогасительными камерами и вспомогательными контактами, используемыми для целей контроля и сигнализации положения рубильника, в схемах управления.
Рубильник состоит из неподвижных и подвижных контактов, выполненных в виде ножей из меди или латуни. При включении рубильника его ножи плотно входят в неподвижные пружинящие контакты (губки).
Разновидностью рубильников являются переключатели на два рабочих и одно нейтральное положения.
При помощи рубильников можно производить пуск электрических двигателей малой мощности с небольшим числом включений в час.
В схемах автоматического управления электроприводами рубильники главным образом используются для снятия напряжения со схемы при осмотрах, ремонтных работах или при остановке привода на длительное время.
Применение дугогасительных камер позволяет использовать рубильники не только в качестве разъединителей (коммутация без тока), но и для коммутации под нагрузкой.
Рубильники без дугогасительных камер способны коммутировать цепи с токами, не превышающими 10 % и 30 % номинального значения соответственно для постоянного и переменного тока.
Для защиты персонала рубильника закрывают кожухом или размещают в электрошкафу.
Переключатели
Рубильник – простейший аппарат, осуществляющий видимый на глаз разрыв электрической цепи.
Переключатель по существу представляет собой двусторонний рубильник. Рубильники изготовляются на ном. токи от десятков до сотен ампер.
Предельные токи, отключаемые рубильником обычно меньше номинального
при U= = 220 В, Iоткл = 0,2Iн, с дугогашением – Iн
при U= = 440 В – с дугогашением 0,5 Iн
при U = 380 В, Iоткл = 0,3Iн, с дугогашением – Iн
при U = 500 В – с дугогашением 0,5 Iн.
Для повышения предельного отключаемого тока рубильники снабжаются дугогасительными камерами.
Рубильники на ном. токи свыше 1000 А комплектуются из нескольких параллельных элементов.
При переменном токе в таких параллельных ножах рубильника появляется эффект близости, в результате которого между отдельными ножами ток распределяется неравномерно, и общий номинальный ток рубильника оказывается меньше суммы токов, допустимых для каждого ножа.
Главное требование к рубильникам высокая износоустойчивость как электрическая, (не менее 2500 операций включение – отключение), так и механическая – не менее 5000 операций.
С уменьшением длины ножа рубильника электродинамическая сила, воздействующая на дугу, увеличивается и условия гашения дуги улучшается.
Чтобы ножи отключенного рубильника не находились под напряжением и не представляли опасности при случайном прикосновении провода сети присоединяют к верхним контактным стойкам (губкам) рубильника, прикосновения к которым менее вероятно.
В основном применяют рубильники с центральным рычажным приводом, вынесенным из зоны контактов (с боковой рукояткой).
Гашение электрической дуги постоянного тока при токе до 75 А в контактах рубильника происходит за счет механического удлинения дуги движущимся ножом. Чем больше скорость движения ножа, тем больше скорость растяжения дуги и меньше время ее горения.
При отключении больших токов решающим фактором является электродинамическая сила, действующая на единицу длины дуги примерно обратно пропорционально длине ножа.
На процессы гашения дуги влияют также тепловые потоки воздуха, создаваемого дугой. Дуга гаснет более интенсивно, если ее растяжение за счет конвективного движения воздуха совпадает с направлением действия электродинамических сил (рубильник устанавливается так, что кривизна дуги обращена вверх).
При отключении переменного тока дуга гаснет за счет возникновения электрической прочности 200-220 В около каждого катода рубильника.
В однофазной цепи двухполюсный рубильник позволяет легко гасить дугу с номинальным током при U = 380 В. Однополюсный при U = 220 В.
Рубильник с центральной ручкой разрешается применять только для отключения обесточенной цепи.
Для рубильников с боковой ручкой отношение отключаемого тока к номинальному составляет 0,2 – при = 220 В, и 0,3 – при 380 В. При = 440 В и = 500 В она используется только для отключения обесточенной цепи.