Електричні апарати_К2С2(4) / Лекции / Лекции / Контактори. МП

Судовые контакторы рассчитаны для работы в следующих ре­

жимах: продолжительном, прерывисто-продолжительном, кратко­

временном, повторно-кратковременном при ПВ =

40 %

и частоте

вкпючений в час от 600 до 1200.

Классификацию контакторов

можно провести

по

ряду при-

знаков, в том числе:

no роду тока - постоянного и переменного тока;

по числу полюсов - одно-, двух- и трехполюсные;

no положению главных контактов - с замыкающими и размы­

кающими главными конта1<тами или с различным сочетанием этих

контактов;

по номинальному напряжению и роду тока втягивающей ка­

тушки (24, 110, 220, 320 В постоянного тока и 127, 220, 380 В nере­

менноrо тока частотой 50 и 400 Гц);

по значению и роду тока главных контактов (10, 15, 25, 60,

100, 150, 200, 300, 350, 600 А и

др.);

по наличию устройства для гашения дуги - с принудительным

гашением и без принудительного гашения дуги;

по

назначению - линейные контакторы для замыкания и раз­

мыкания силовых цепей двигателей и контакторы ускорения для

шунтирования ступеней пускового резистора.

Основными узлами контактора являются электромагнитный

механизм, система главных контактов, дугогасительная система

н вспомогательные конта1<ты.

Электромагнитный механизм осуществляет замыкание и раз­

мыкание контактов. При подаче напряжения на втягивающую ка­

тушку

электромагнита

якорь

притягивается

к

сердечнику,

а связанные с

ним

подвижные контакты замыкают силовую

цеnь.

Маrнитнь1е системы контакторов в зависимости от конструк­

тивного выполнения и характера движения якоря выполняются

клапанного типа (поворотные) с якорем, поворачивающимся на

призме или оси, и прямоходовые - с прямолинейным движу­

щимся якорем.

Для устранения залипания якоря у некоторых электромагни­

тов иногда делают зазор между средними полюсами Ш-образной

системы, а также используют немагнитные прокладки.

Примене­

ние немагнитных прокладок уменьшает износ полюсов, так как

удар якоря при

включении распределяется на все три полюса.

При жестком креплении магнитной системы кинетическая энер­

гня подвижных частей

гасится при ударе якоря о

сердечник. Это

приводит не только к механическому износу магнитной системы,

но и к вибрации контактов. Поэтому у контакторов для уменьше­

ния влияния удара магнитную систему амортизируют с помощью

пружины. При амортизировании электромагнита устраняется виб­

рация

контактов

и повышается их электрическая

износоустойчи­

вость.

Значительное уменьшение

вибрации контактов

достигается

вон скорое r·11

в момент касания J<онтактов,

большой силы контак•1·-

1rоrо 11ажапн1.

Для удержан11я подонжной снстемы в фикс11рованных 11оло­

же11иях II недопущения ложных срабатываннй при сотрясениях

применяются различного рода защелки, стопоры II упоры.

I3тяr11вающая катушка обычно обеспечивает в1<лючение и удер­

жание якоря в притянутом положении. Размыкание контактов про­

исходит отключающей пружиной при обесточивании втягнвающей

катушки.

Втягивающие катушки контакторов различают:

по геометрической форме - цилиндрические (постоянного

тока) и прямоугольные (переменного тока);

по наличию каркаса - каркасные и бескаркасные;

по числу секций обмотки - односекционные и двухсекцион­

ные;

по способу подкщочения - катушки напряжения (шунтовые)

и токовые (сериесные).

В целях снижения коммутационных nереналряжений, возни­

кающих на зажимах втягивающей катушки при ее отключении,

применяют разрядное сопротивление, которое подключается па­

раллельно.

элек­

У

контакторов

постоянного тока

втягивающая

катушка

тромагнита и контактная

спстема

рассчитаны н а

работу

в

цепи

постоянного тока. У контакторов переменного тока втягивающая

катушка

электромагнита

может питаться либо

от

переменного,

либо от постоянного тока, а контактная снстема коммутирует цепь

переменного

тока.

Втягивающая катушка должна обеспечпвать надежную работу

контактора при снижении напряжения до

0,85

U110.,.

По на­

греву

катушка

должна

допускать

повышение напряжения до

1,05 Ином·

или

Главные

контакты контакторов выполняются

пальцевого

мостикового

типа

и служат для замыкания и

размыкания

силовой

цепи.

В

контакторах с поворотным

якорем

наибольшее

распро­

странение получили линейные перекатывающиеся

контакты. В

кон­

такторах

с

прямоходовыми

электромагнитами применяются

мо­

стиковые

контактные системы. Широкое

распространение

полу­

чили

контакторы,

имеющие мостиковую

систему

контактов

и

ры­

чажную

передачу

усилий

от

контактов

к

якорю

электромагнита.

В такой

системе

каждый полюс

имеет

два неподвижных

кон­

такта

и

одпн

мостиковый

подвижный

контакт.

Контактный

мост

имеет небольшую массу н

­

выполняется самоустанавлива

ющ1Jмся.

контактов

контактная

пружина

Для

предотвращения вибраций

создает

предварительное

нажатие,

равное

примерно

половине

конечной

силы

нажатия.

У контакторов для

длительного

режима

работы

на рабочую поверхность

медных

контактов напаивается

металлокерамическая или

серебряная пластинка.

Контакты иногда

могут выполняться

из меди,

при

условии,

что

образующаяся

пленка

окисла на рабочей

поверхности контактов

снимается

в ре­

зультате

их самозачнстки.

характериэующими

работу

кон­

Основными

показателями,

тактной

систеJ\IЫ,

являются:

нажатие (нача.пьное

и

конечное);

провал

и

раствор

контактов.

Дугогасительная система контакторов постоянного тока обычно

выполняется в виде камеры с продольными

щелями с

применением

магнитного дутья.

Для контакторов

переменного

тока -

в

в11де

камеры

со стальн1,rми

дугоrасительн1,1ми пластинками нли

закры­

той камеры с двойным разрывом дуги

на полюс.

переключения

Вспомогательные

контакты

применяются

для

в цепях

управления,

сигнализации

и

электрической

блокировки.

Вьтолняются они

с

серебряными

напайками

клиновыми,

пере•

кидными и мостиковыми на токи не

более

20 А и

могут быть

как

замыкающими,

так

и

размы1<ающими.

относятся:

К параметрам срабатывания контакторов

при

ко•

напряжение

втягивания -

наименьшее

напряжение,

тором происходит включение

контактора

без

остановки

или

за•

держки

подвижной

системы. Оно

составляет

примерно

80%

но­

минального;

удержания -

напряжение

наименьшее

напряжение,

при

ко­

тором якорь контактора удерживаетсяв

полностью

притянутом

положении. Оно составляет около 70% номинального;

напряжение

отпадания - наибольшее

напряжение,

при

ко­

тором происходит полное отпадание

якоря;

коэффициент

возврата

- отношение напряжения отпадания

к напряжению

втягивания;

-

время от

момента

подачи

собственное

время

втягивания

питания

на втягивающую

катушку

до

момента

полного притяги­

вания якоря;

время

отпадания -

время

от

начала

прекраще­

собственное

ния питания втягивающей

или

удерживающей

катушки

при

но­

миналыюм режиме

работы

до

момента полного

отпадания якоря;

собственное

время

замыкания

для контактора

с

замыка­

ющими

контактами - эrо

время

от

момента

замыкания цепи

втягивающей катушки

до момента

первого касания

замыкающего

контакта;

время

размыкания

для контактора

с

замыкаю­

собственное

щими контактами - это время

от момента

размыкания

цепи

втя­

гивающей

катушки

до

момента

появления напряжения

между

по­

движными

и неподвижными контактами, обусловленного

их

рас­

хождением.

имеющие выдержку

времени перед

отключением

Контакторы,

или включением, назьmаются

т а й

м т а к

т о

р а м

и.

Выдержка

времени

в

них

создается

вследствие

замедления

спадания

маг­

нитного

потока,

за

счет вихревых токов, индуктируемых

в

самом

магнитопроводе

или

демпфере.

2. КОНТАКТОРЫ

ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Контакторы

постоянного

тока выполняются обычно одно-

или

двухполюсными.

В контакторах

постоянного

тока

широкое

рас­

пространение получили

электромагниты

клапанного

типа

с

вра­

щением

якоря

на

призме.

Применение специальной

пруж11ны,

прижимающей

якорь к

призме,

и

соответствующая

компоновка

электромагнита

и

контактной

системы

позволили

значительно

повысить

износоустойчивость

узла

вращения

аппарата.

В

кон•

такторах

постоянного тока

используются

и магнитные

системы

с прямолинейным

движением

сердечника.

Для магнитн1>IХ

систем

постоянного тока

характерной

является

малая

величина

зазора

между

якорем и

сердечником

(8-10

мм).

Раствор

главных контактов

составляет

обычно

10-20

мм.

Для

увеличения раствора в

клапанных

системах

контакты

распола­

гаются

на большом рычаге.

Используются

увеличенные

нажатия

контактных пружин.

У

контакторов

постоянного тока для улучшения

теплоотдачи

катушки

выполняются

небольшого

диаметра

и

большой

длины.

Тяговая

характеристика электромагнита

постоянного

тока

обычно

плохо

согласуется

с противодействующей.

Напряжение

отпуска­

ния

в

контакторе

постоянного

тока

обычно

составляет

О,

15-

0,25

U

·

Следовательно, контакторы

постоянного

тока

имеют

иом

низкий

коэффициент возврата.

В

конта1<торах

постоянного

тока

получили

распространение

дугогасительные

1<амеры

с

магнитным

дутьем.

Магнитное

поле

при

гашении

дуги в

большинстве

случаев

создается

дугога­

сительной

катушкой, включаемой

последовательно

с

rлавными

контактами контактора. При

этом

широкое

применение

находят

камеры

с

узкими

щелями и,

в

частности,

лабиринтно-щелевые

камеры.

время

промышленностью

выпускаются

контак­

В

настоящее

торы

постоянного

тока

с весьма

разнообразным

конструктивным

выполнением. Ниже рассмотрены

основные

серии судовых контак­

торов

постоянного тока.

Судовые контакторы постоянного

тока

серий

КН и КНУ

предназначены для

управления

судовыми элек­

троприводами

и

переКJiючения сетей

постоянного

тока.

Они вы­

пускаются пяти

величин

на номинальные

токи

от

25

до 400

А

при напряжении до 320

В,

а

контакторы

ускорения

-

КНУ -

на

токи

до

200 А.

Контакторы

выполняются

с

двумя

замыкающими

главными

контактами и

вспомогательными

контактами.

В

зависи-

. мости

от

типа

контактора вспомогательные

контакты

могут

быть

замыкающими

и

размыкающими

и их

общее

число

не

превышает

четырех.

Втягивающая

катушка

контактора

рассчитана

на на­

.:н

яжение

24,

110,

220,

320

В

постоянного

тока.

"

Контакторы серии КН

рассчитаны

на работу

в

режимах:

про­

_ .r:

должительном,

прерывисто-продолжительном,

кратковременном,

повторно-кратковременном при ПВ

=40% с

частотой до 1200 вклю-

сердечника) прИI<реплена бронзовая пластинка, препохраняющая

якорь от залипания при отключении втягивающей катушки.

По­

движная система контактора образует шарнирный параллело­

грамм, уравновешенный в двух взаимно перпендикулярных на­

правлениях,

и состоит из якоря 5

с угольником 6, траверсы 10

и скобы 13,

представляющей нижнее звено подвижной системы.

Угольник 6 к магнитопроводу крепится винтами 7. Пластмассовая

траверса 10 11меет 01<на, в которые вставлены подвижные главные

контакты (мостики) 20

с пружинами 11 и блок-контактные мо­

стики 16 с пружинами

12. Контактные поверхностн мостиковых

главных контактов об.лицованы металлокерамикой. Мостики вспо­

могательных контактов - серебряные.

Неподвижные вспомоrа.

тельные контакты выполнены на пружинящих ламелях

17, укреп­

ленных на угольниках

18.

Последовательно с неподвижными главными контактами 22

подключена

дугогасительная

катушка

23. Стальные

щечки

15

дугогасительной системы прикреплены к сердечнику дугоrаси•

тельной катуш1<и. Щечки подводят в зону главных контактов маг­

нитный поток, возникающий при прохождении тока через дуго­

гасительную катушку. Электрическая дуга, возникающая при

размыкании главных контактов, сдувается с них магнитным по­

лем, переходит на дуrоrасите.'lЬНЫЙ

рог, растяrJ1вается и гаснет

в дугогасительной решетке 21.

Контактная система закрыта крьШl­

кой

24 и закреплена

винтом 19.

Размыкание якоря при от­

к.r,юченной катушке осуществляется возвратной пружино1·1

14.

Зажимы для прнсоединен11я

контактора 9 расположены на па­

нели

8.

По коммутационной способности главные контакты при напря­

жении 320 В и постоянной вреr,,1ен11 цепиТ - 0,01

с выдерживают:

50 включений и отключений с интервалами в

10

с пятикратного

номинального тока контактора; 5 включений и отключений интер­

валами в 10 с десятикратного номинального тока.

Главные контакты выдерживают до

200 ООО включений четы­

рехкратного

номинального

тока

при

напряжении

320 В

и

столько же отключений номинального тока при

U = 60 В.

Динамическая и термическая устойчивость включенного кон­

тактора характеризуется20/1юм в течение I с.

Собственное время

втягивания О,1-0,4 с, а отпадания

0,03-0,07

с.

Выбор контактора для продолжительного и прерывисто-про­

должительного режима работы производится по номинальному

и .максимально допустимому пусковому току, 1юторый равен че­

тырехкратному номинальному току контактора.

Для кратковременного и повторно-кратковременного режима

выбор контактора производится по эквивалентному току, значение

которого не должно превышать /ном,

и по допустимому пусковому

току.

Контакторы серии КН

первой-третьей

величин выдержи­

вают

1,5 млн., а четвертой-пятой величJ1н - 500 ООО включеJJи.й

и отключений без тока.

Судовые

универсальные

контакторы серни КМ-2000 предш1-

з11ачены для применения в комплектных пусковых устройствах

постоянного тока напряжением до 320 В и переменного тока на­

пряжением до 380 В. Контакторы постоянного тока серии КМ-2000

выпускаются пяти величин на номивальпые токи от 25 до 350 А

и выполняются на различ-

ное

сочетание

главных

1<0нтактов от одного замы­

кающего 11л11 размыка­

ющего до двух замыка­

2J

f

ющнх или

размыкающих.

22

2

Конта1<торы изrотовлиют­

Сf\

с

вспомогательными

21

контактами

трех исполне­

ний: клиновыми, мостико­

выми и перекидными. Кли-

4.

новые

вспомогательные

20

контакты

применяются

19

5

в цепях, где не допуска­

1В

ется

даже

кратковремен­

17

6

ный их разрыв. Втягива­

16

ющая катушка контактора

7

рассчитана на напряжение

15

6

24, 110.

220, 342 В

ПОСТО·

янного

тока.

Контакторы

постоянного

тока

серии

КМ-2000

могут

работать

в повторно-кратковремен­

9

ном

режиме при ПВ

40%

с частотой 600 включений

10

в час.

11

На

рис.

10.2

изобра­

жен

судовой

контактор

постоянного

тока

серии

КМ-2000 с одним замыка­

Рис. 10.2. Контактор постоянного тока се­

ющим главным контактом.

рии КМ-2000.

Электромагнитная система

контактора состо11т из Е-об-

разного сердечника

8,

Т-образноrо якоря 13, набранных из .rшстов

электротехнической ста.r и, и втягивающей катушки 14.

Якорь элек­

тромагнита имеет прямолинейное движение и свободный ход для га­

шения энергии удара якоря с помощью пружин. Контактная си­

стема - мостикового типа. Рабочая часть контактов 15 выпол­

нена нз металлокерамики (серебро кись кадмия). Подвижные

контакты укреплены на планке 6 подвижной системы.

Неnол.виж­

ные контакты

20

расположены в камере дугогашения 21. Подвиж­

ные контакты с контактным мостиком 19 перемещаются в контакто­

держателе

16

с помощью направляющей колодкн 18.

Контактное

нажатие создается контактной пружиной 17 11

регулируется шаti­

бами 5. Гашение дуrи осуществляется в камере дуrогашення 21.

О11а состоит из основания камеры и крышки

В крышке камеры

имеется зиrзаrообразная уз1<ая щель, закрытая пламегаснтелыюй

решет1юй 4.

На постоянном токе гашение дуrи осуществляется

с помощью электромагн11тноrо дутья дугогасительной катушки

со щекой/.

Подвижная система

контактора

уравновешена

грузом 11.

Якорь шарннрно связан с отключающей пружиной 7

через рычаг

противовеса

скобу подвижной системы

со стойкой

и груз

nротивовеса

11.

а)

г -г-1 .

б)j

!

J

у

в

х

Р.,4

о

8

1

1

Главные

контакты

выдерживают

150 UOO

включений

допусти­

мого

пускового тока

при

напряжен1111

230

В

и столько

же отклю­

чений

номинального

тока

при

напряжении

50

В

н

индуктивной

нагрузке.

Динамическая

устойчивость в зависимости от

величины

контактора

составляет от 18 до

30/

.

Термическая

устойчивость

контактов эквивалент11а

110N

через

главные

контакты

прохождению

тока

,

равного

20

м

в

течение 1

с

.

обственное

время втя и ан

и

я

/

с,

а

С

г

в

составляет

0,021-0,098

отпадание - 0,013-0,064

с.

Меха­

ническая

износоустойчивость

контакторов - 1,2 млн.

включений

и ОТl{ЛЮЧенпй.

ускорения

серии

К.

В

используются

для

пуска

Контакторы

У

двигателей постоянного тока в функции

времени.

Они имеют одно­

полюсное

испо11ненне с

замыкающими

главными

контактами

без

дугоrашення

и рассчитаны

на

замыкание сопротивлени

при

пуске

двигателей.

Выдержка

времени

на

срабатывание

й

из­

контактора

мсняе'tся

в зависимости

от толщины немагнитной

прокладки между

якорем и

сердечником, а

также

от усилия

отключающей пружины.

Контакторы

выполняются четырех величин

на

токи

от

25

до

300

А.

Втягивающие

катушки

рассчитаны на

напряжение

от

24

до 320

В.

I(онтактор

может иметь

до

двух вспомогательных 1<0н­

тактов

мостикового

типа.

наличии

демпфера составляет

Выдержка

времени прн

0,4-3 с.

Собственное

время

срабатывания

контактора

О,

1-0,8 с.

Электро­

динамнческая

п

односекундная

термическая устойчивость

18 l,юм·

Механическая

износоустойчивость

-

1

млн.

циклов

«включено­

выключено».

постоянного

тока

серии

I(П

предназначены для

I(онтакторы

управления

электропрнводам11,

которые работают в динамических

режимах

с

частотой

включений

до

600

в

час.

Они

выпускаются

трех

вел11ч1111

11а номинальные

токн

от

25

до

300

А.

Втялшающая

катушка

контактора

рассчитана

на

напряжение

24,

110

и 220

В.

I(онтакторы

nыполняются

с

одним

замыкающим

нли

одним

за­

мыкающим

11

одним

размыкающим главными

контактами

и

двумя

вспомогательными

контактами.

к.11апанную магнитную

систему.

Контакторы серии

КПМ имеют

Рабочая часть

контактов выполнена

из

металло1<ерам1rки COI(l5.

Дугогасительная система

состоит

11з

дугогасительной

катушкн,

магнитопровода

и

камеры,

имеющей

зигзагообразную

щель.

контакторов макс

альны

т

к

включения

10

а отклю

У

й

о

/110..

,

­

-

5/

"м.

им

12-0,3

с,

а

чевнй

Время

включения О,

отключения

-

0,08-0,2

с.

Ток

динамической и односекундной термической устой­

чивости

201

11nм ·

Механическая

11зносоустойчивость -

1,2

млн.

ц11клов «включено-вьшлючено»

.

3.

КОНТАКТОРЫ

ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

I(онтакторы

переме1111оrо

тока

в

основном выполняются

трех­

rюлюсными

с

замыкающими

главными

контактами.

В

некоторых

судовых контюпорах

I(M-2000

число

главных

контактов доходит