- •Электрические и электронные аппараты
- •Введение
- •1.Релейные аппараты
- •1.1. Электромагнитные реле
- •1.2 Электромеханические реле времени
- •1.3 Лабораторная работа №1. Исследование реле времени
- •Порядок выполнения работы
- •Анализ результатов опыта
- •Контрольные вопросы
- •2. Контакторы и тепловые реле
- •2.1 Общие сведения о контакторах
- •2.2 Контакторы постоянного тока
- •2.3 Контакторы переменного тока
- •2.4 Вакуумные контакторы
- •2.6 Тепловые реле
- •2.7 Лабораторная работа №2. Изучение теплового реле
- •Последовательность выполнения работы:
- •Вопросы для самоконтроля
- •Обработка результатов опытов
- •Контрольные вопросы
- •3. Автоматические выключатели и плавкие предохранители
- •3.1 Плавкие предохранители
- •3.2 Автоматические выключатели
- •3.3 Л абораторная работа № 4 изучение автоматических выключателей Цель работы:
- •Контрольные вопросы
- •3.4 Лабораторная работа № 5
- •Контрольные вопросы
- •4. Тиристорные переключатели и пускатели
- •4.1. Общие сведения о тиристорах
- •4.2. Динисторы
- •4.3. Триод - тиристоры
- •4.4. Запираемый тиристор
- •4.5. Симметричный тиристор
- •4.6. Параметры тиристоров
- •4.7 Рекомендации по выбору тиристоров
- •4.8. Защита тиристоров от перегрузок по току и напряжению
- •4.9. Способы управления тиристорами
- •4.9.1. Схемы управления динистором
- •4.9.2. Схемы управления триодным тиристором
- •4.9.3. Схемы управления запираемыми тиристорами
- •4.9.4. Схемы управления симметричными тиристорами
- •4.10. Принцип работы однофазного пускателя пбр-2м
- •4.11. Принцип работы трёхфазного пускателя пбр-3а
- •4.12. Лабораторная работа № 6. Тиристорные переключатели
- •Контрольные вопросы:
- •4.13. Лабораторная работа №7. Тиристорные пускатели
- •Контрольные вопросы:
- •Библиографический список
- •Содержание
2.2 Контакторы постоянного тока
Контактная система. С целью уменьшения износа для контакторов применяются преимущественно линейные перекатывающиеся контакты. Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, составляющее примерно 50 % конечного контактного нажатия. Большое влияние на вибрацию оказывает, жесткость крепления неподвижного контакта и
стойкость к вибрациям всего контактора в целом.
На рис. 2.1 показана конструкция контактора серии КПВ-600. Неподвижный контакт 1 жестко прикреплен к скобе 2, к которой присоединен один конец дугогасительной катушки 3. Второй конец дугогасительной катушки с выводом 4 закреплен в пластмассовом основании 5. Последнее крепится к прочной стальной скобе 6. Подвижный контакт 7 выполнен в виде толстой пластины, нижний конец которой может поворачиваться относительно точки опоры 8. Благодаря этому контакт 7 может перекатываться и скользить по поверхности неподвижного контакта 1. Вывод 9 соединяется с подвижным контактом 7 гибкой связью 10. Контактное нажатие создается пружиной 12.
При износе контакт 1 заменяется новым, а пластина подвижного контакта переворачивается на 180° и используется ее неповрежденная сторона.
Для уменьшения оплавления контактов дугой при токах более 50 А контактор имеет дугогасительные контакты - рога 2, 11. Под действием магнитного поля опорные точки дуги 14 быстро перемещаются на скобу 2, соединенную с неподвижным контактом 1, и на защитный рог подвижного кон такта 11. Возврат якоря в начальное положение (после отключения электромагнита) производится пружиной 13.
Рис.2.1. Контактор постоянного тока серии КПВ-600
Номинальный ток контакторов, расположенных в шкафах, понижается примерно на 10 % из-за ухудшения охлаждения.
В продолжительном режиме работы, когда длительность нахождения во включенном состоянии превышает 8 ч, допустимый ток контактора снижается примерно на 20 %. В таком режиме из-за окисления меди контактов растет их переходное сопротивление, что может привести к повышению температуры выше допустимой. В контакторах с небольшим числом включений или предназначенных для длительного нахождения во включенном состоянии, на рабочую поверхность контактов напаивается серебряная пластина. Это позволяет сохранить допустимый ток контактора, равный номинальному, и в режиме продолжительного включения. Если контактор наряду с режимом продолжительного включения используется в режиме повторно-кратковременного включения, применение серебряных накладок нецелесообразно из-за малой механической прочности серебра.
Необходимо отметить, что если при отключении в повторно-кратковременном режиме длительно горит дуга (отключается нагрузка с большой постоянной времени Т = - L / R), то температура контактов может резко увеличиться за счет их нагрева дугой. В этом случае нагрев контактов в продолжительном режиме работы может быть меньше, чем в повторно-кратковременном режиме.
Как правило, контактная система имеет один полюс.
Для реверса асинхронных двигателей при большой частоте включений в час (до 1200) применяются контакторы типа КТПВ-600 со сдвоенными полюсами. В этих контакторах подвижные контакты изолированы от корпуса, что делает более безопасным обслуживание аппарата.
Дугогасительное устройство. В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили устройства с электромагнитным дутьем с катушкой тока 3 и полюсами 15 (см. рис. 2.1).
Следует отметить, что при отключении малых постоянных токов (5-10А) и большой индуктивности нагрузки наблюдается длительное горение дуги. По опытным данным ток, надежно отключаемый контактором, составляет 20-25% номинального тока. Современные контакторы серии МК обеспечивают отключение тока до 1А при постоянной времени цепи до 100 мс.
Электромагнитная система. В контакторах постоянного тока (рис. 2.1.) распространены электромагниты клапанного типа 20. С целью повышения механической износостойкости применяется вращение якоря 17 на призме 19. Компоновка электромагнита и контактной системы, показанная на рис. 4.1, применение специальной пружины 16, прижимающей якорь к призме, позволяют обеспечить износостойкость узла вращения у контакторов КПВ-600 до 20-106 при допустимом числе включений 1200 в час. По мере износа зазор между скобой якоря 18 и призмой 19 автоматически выбирается под воздействием пружины 16.
Подвижная система контактора должна быть уравновешена относительно оси вращения. В контакторе серии КПВ-600 якорь электромагнита уравновешивается деталями, несущими подвижный контакт и воспринимающими воздействие возвратной пружины. Катушка электромагнита наматывается на тонкостенную изолированную стальную гильзу, которая обеспечивает достаточную жесткость и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником. Последнее способствует снижению температуры катушки и уменьшению габаритов контактора.
При включении электромагнита преодолеваются усилия возвратной и контактной пружин. Тяговая характеристика электромагнита должна во всех точках идти выше характеристики этих пружин при минимально допустимом напряжении на катушке (0,85 % Uн) и нагретом ее состоянии.
Включение должно происходить при все время нарастающей скорости движения якоря. Скорость якоря не должна снижаться и в момент замыкания главных контактов.
Важным параметром контактора является коэффициент возврата Кв = Uотн/ Ucp. Для контакторов постоянного тока Кв как правило, мал (0,2 - 0,3), что не позволяет использовать контактор для защиты двигателя от снижения напряжения.
Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 110 % Uhom, так как при большем напряжении увеличивается износ контактов из-за усиления ударов якоря, а температура обмотки может превысить допустимое значение.
В контакторах типа КТПВ, имеющих сдвоенную контактную систему, при номинальном токе 600А устанавливаются два параллельно работающих электромагнита для того, чтобы развить необходимую силу.
Следует отметить, что с целью уменьшения МДС обмотки, а следовательно, и потребляемой ею мощности рабочий ход якоря выбирается небольшим (8-10)-103 м. В связи с тем что для надежного гашения дуги при малых токах требуется зазор контактов (17-20)103 м, расстояние точки касания подвижного контакта от оси вращения подвижной системы берется в 1,5 - 2 раза больше, чем расстояние от оси полюса до оси вращения.
Электромагниты контакторов серии КМВ, предназначенных для включения и отключения приводов масляных выключателей, допускают регулировку напряжения срабатывания и отпускания за счет регулирования возвратной и специальной отрывной пружин. Минимальное напряжение срабатывания этих контакторов достигает 65% Uном. Низкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, приводящий к ее повышенному нагреву. В связи с этим при номинальном напряжении обмотка может включаться под напряжение только кратковременно на время не более 15с.
Схема включения электромагнита контактора для пуска двигателя аналогична схеме включения электромагнита пускателя.