§ 20.3. Конструкции контакторов

Как правило, род тока в цепи управления, которая питает катушку контактора, совпадает с родом тока главной цепи. Поэтому контак­торы постоянного тока, предназначенные для включения двигате­лей постоянного тока, имеют электромагнитный механизм, питае мыjr постоянным током. Соответственно контакторы переменного тока, предназначенные для вклмЛения- двигателей^; (или другой на­грузки)! переменного тОка-j имеют- электромагнитный механизм, пи­таемый-неремённым тбком. Бывают и исключения.•'< Известны,-на­пример, случаи, когда катушки контакторов переменного тока полу­чают питание от-цепи постоянного тока.

Устройство контактора постоянного тока Показано на рис. 20.1. Электромагнитный механизм поворотного типа состоит из сердеч­ника 7 с катушкой 2, якоря 3 и возвратной пружины 4. Сердечник 7 имеет полюсный наконечник, ^необходимый для увеличения маг­нитной проводимости рабочего⁴ зазора электромагнита. НЬмагнй'г-ная прокладка 5 служит для предотвращения залипания якоря. Си­ловой контактный узел -состой? из неподвижного в и подвижного "7 контактов. Контакт 7 шарнирно закреплен на рычаге 8, связанном с якорем 3 и прижатом к нему нажимной пружиной 9". Подвод тока к подвижному контакту 7 выполнен гибкой медной лентой 10. Замы­кание главных контактов 6 и 7 происходит с проскальзыванием и перекатыванием, что обеспечивает очистку контактных поверхно­стей от окислов и нагара. При срабатывании электромагнитного ме­ханизма кроме главных контактов переключаются вспомогательные контакты блокировочного контактного узла //; При размыкании главных контактов 6 и 7 между ними возникает электрическая Дуга, ток которой поддерживается за счет ЭДС самоиндукции в обмотках отключаемого электродвигателя. Для интенсивного гашения элект­рической дуги служит дугогасительная камера 12. Она имеет дугога-сительную решетку в виде тонких металлических пластин, которые разрывают дугу на короткие участки. Пластины интенсивно отводят теплоту от дуги и гасят ее. Однако при большой частоте включения контактора пластины не успевают остывать и эффективность Дуго-гашения падает.

Для вытеснения дуги в сторону дугогасительной решетки можно использовать электромагнитную силу, так называемое магнитное дутье. На рис. 20.2 показана дугогасительная камера с узкой щелью и магнитным дутьем. Щелевая камера образована двумя стенками 1, выполненными из изоляционного материала. Система магнитного дутья состоит из катушки 2, включенной последовательно с главны­ми контактами и размещенной на сердечнике 3. Для подвода маг­нитного поля в зону образования дуги служат ферромагнитные щеки 4. В результате взаимодействия электрического тока дуги с магнитным полем появляется сила F, которая растягивает дугу и вытесняет ее в щелевую камеру между стенками 1. За счет усилен­ного отвода теплоты стенками камеры дуга быстро гаснет.

При последовательном включении глав­ных контактов и катушки магнитного дутья направление силы /"остается постоянным при любом направлении тока в силовой цепи, поскольку сила F пропорциональна квадрату тока (ведь магнитное поле создает­ся этим же током). Поэтому магнитное ду­тье можно использовать и в контакторах пе­ременного тока.

Контакторы переменного тока отлича­ются от контакторов постоянного тока прежде всего тем_у что они, как правило, вы­полняются трехполюсными. Основное на­значение контакторов переменного тока — включение трехфазных асинхронных элект­родвигателей. Поэтому они имеют три главных (силовых) контакт­ных узла. Все три главных контактных узла работают от общего электромагнитного приводного механизма клапанного типа, кото­рый поворачивает вал с установленными на нем подвижными кон­тактами. С этим же приводом связаны вспомогательные контакты. Главные контактные узлы имеют систему дугогашения с магнитным дутьем и дугогасительной щелевой камерой или дугогасителыюй ре­шеткой. В контакторах быстрее всего изнашиваются главные кон­такты, поскольку они подвергаются интенсивной эрозии (как гово­рится, контакты выгорают). Для увеличения общего срока службы контакторов предусматривается возможность смены контактов.

Наиболее сложным и трудным этапом работы контактов являет­ся процесс их размыкания. Именно в этот момент контакты оплав­ляются, между ними возникает дуга. Для облегчения работы глав­ных контактов при размыкании выпускаются контакторы перемен­ного тока с полупроводниковым блоком. В этих контакторах параллельно главным замыкающим контактам включают по два ти-ристора (управляемых полупроводниковых диода). Во включенном положении ток проходит через главные контакты, поскольку тири-сторы находятся в закрытом состоянии и ток не проводят. При раз­мыкании контактов схема управления на короткое время открывает тиристоры, которые шунтируют цепь главных контактов и разгру­жают их от тока, препятствуя возникновению электрической дуги: Такие комбинированные тиристорные контакторы выпускаются на токи в сотни ампер. Поскольку тиристоры работают в кратковре­менном режиме, они не перегреваются и не нуждаются в радиаторах охлаждения.

Коммутационная износостойкость комбинированных контакто­ров составляет несколько миллионов циклов, в то время как глав­ные контакты обычных контакторов постоянного и переменного тока выдерживают обычно 150—200 тыс. включений.

Для управления электродвигателями переменного тока неболь­шой мощности применяют прямоходовые контакторы с мостиковы-ми контактными узлами. Благодаря двукратному разрыву цепи и об­легченным условиям гашения дуги переменного тока в этих контакто­рах не требуются специальные дугогасительные камеры с магнитным дутьем, что существенно уменьшает их габаритные размеры.

Электромагнитный привод контактора переменного тока малой мощности (рис. 20.3) имеет Ш-образный сердечник 1 и якорь 2, со­бранные из пластин электротехнической стали. Часть полюсов сер­дечника охвачена короткозамкнутым витком, что предотвращает вибрацию якоря, вызванную снижением силы электромагнитного притяжения до нуля при прохождении переменного синусоидально­го тока через нуль. Катушка 3 контактора охватывает сердечник и якорь, она и создает намагничивающую силу в магнитной системе контактора. На якоре 2 закреплены подвижные контакты 4 мостико-

вого типа, что повышает надеж­ность отключения за счет двукрат­ного размыкания. В пластмассо­вом корпусе установлены неподвижные контакты 5 и 6. Пру­жина 7 возвращает контакты 4 в исходное положение. В трехфаз­ном контакторе — три контактные пары, отделенные друг от друга пластмассовыми перемычками 8. Главные контакты имеют металло-керамические накладки и защище­ны крышкой. Вспомогательные контакты на рис. 20.3 не показаны.