9

Электромагнитные контакторы

Контактор – это электромагнитный аппарат с дистанционным управлением, предназначенный для частых включений и отключений силовой электрической цепи при нормальном режиме работы, а также для редких отключений при токах перегрузки.

Различают по роду тока – постоянного и переменного;

по числу главных контактов – одно-, двух-, и многополюсные;

по конструкции электромагнита – с якорем клапанного типа и прямоходовым якорем;

по способу гашения дуги – с магнитным гашением и дугогасительной решеткой.

У контакторов переменного тока электромагниты могут быть как постоянными, так и переменными.

Частота включений контакторов в схемах электропривода достигает 3600 в час. Этот режим является наиболее тяжелым.

Контакторы постоянного тока изготовляются с одним или двумя полюсами на номинальные токи главных контактов от 40 до 2500 А. Главные контакты способны отключать токи перегрузки до 7-10-кратных от номинального тока. Блок – контакты допускают протекание тока (длительного) до 20 А.

Напряжение срабатывания контакторов постоянного тока равно 85 % от U_н, а напряжение возврата – около 15 % от U_н.

Во избежание «залипания» якоря после отключения катушки на якоре укрепляется прокладка из немагнитного материала.

Контакторы постоянного тока применяется для включения и выключения приемников электрической энергии в цепях постоянного тока в электромагнитных приводах высоковольтных выключателей, в устройствах автоматического повторного включения (АПВ), в устройствах автономного питания, в том числе в подвижных средствах наземного водного и воздушного транспорта в угольной, горнодобывающей и других отраслях промышленности.

Основными техническими данными контактора являются:

- номинальный ток главных контактов (ток через замкнутые главные контакты в течение 8 часов без коммутации);

- предельный отключаемый ток;

- номинальное напряжение коммутируемой цепи;

- механическая и коммутационная износостойкость;

- допустимое число включений в час;

- свободное время включения и отключения.

Контактор имеет следующие основные узлы:

- контактная система (н.о; н.з; н.о + н.з);

- дугогасительное устройство (обеспечивает быстрое гашение дуги);

- электромагнит (обеспечивает дистанционное управление);

- система вспомогательных контактов (контакты мостикового типа, предназначены для блокировки, сигнализации, согласования с другими устройствами).

Шкала токов контакторов	40; 80; 150; 300; 600 А или
	15; 25; 50; 100; 150; 300; 600 А

на U₌ = 220; 440; 650 В; на U_ = 380; 500; 660 В.

Принцип действия контакторов постоянного тока

На неподвижном сердечнике магнитной системы контактора установлена втягивающая катушка. С подвижной частью магнитной системы – якорем связан рычаг, несущий на своем конце подвижный главный контакт, который присоединяется к цепи тока при помощи гибкого проводника. При большом числе отключений в час применяют контакторы клапанного типа с питанием катушки постоянным током.

При подаче напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику и подвижный главный контакт замыкается с неподвижным. Необходимое нажатие главных контактов в их рабочем положении обеспечивается пружиной. При этом в процессе соприкосновения контактов происходит перекатывание и притирание их контактных поверхностей, что уменьшает переходное сопротивление контактов. С якорем связана также система блокировочных контактов – мостикового типа.

Отключение производится снятием напряжения с катушки. При этом подвижная система контактора под действием собственной массы и возвратной пружины приходит в «нормальное» состояния.

Возникающая при расхождении электрическая дуга быстро гасится при помощи системы магнитного дутья в щелевой дугогасительной камере из жаростойкого изоляционного материала.

Система магнитного дутья с последовательной катушкой размещается на стальном сердечнике с двумя стальными пластинами – полюсами, охватывающими дугогасительную камеру.

Применяются линейные перекатывающиеся контакты с целью уменьшения износа. Коэффициент возврата К_р = 0,2-0,3 не позволяет использовать его для защиты от понижения напряжения в сети.

С целью уменьшения м.д.с. обмотки и потребления ею мощности рабочий ход якоря выбирается небольшим м. Время срабатывания 0,1-0,38 с.

Электромагниты контакторов постоянного тока при питании от сети постоянного напряжения для повышения своего быстродействия используют форсировку со специальным резистором R_э, который шунтирован размыкающим вспомогательным контактом контактора К.

где  - коэффициент форсировки,  = 1,5-2,5.

Допустим, что катушка контактора К рассчитана на напряжение U_н. В начальный момент включения катушки под напряжение U_н, через нее протекает ток в  раз больше номинального, что приводит к сокращению времени нарастания тока до значение тока трогания. При срабатывании контактора ток в катушке ограничивается экономическим резистором R_э до номинального значения. Таким образом, форсировка в электромагните постоянного тока применяется для повышения быстродействия при его включении.

Следует иметь ввиду, что электромагнит постоянного тока может быть использован в контакторах как постоянного, так и переменного тока. Катушка на постоянном токе выполняется небольшого диаметра и удлиненной круглой формы, на переменном токе катушка короткая, увеличенная в диаметре прямоугольной формы. Условия нагрева на переменном токе иные, чем при постоянном токе за счет потерь в стали от вихревых токов.