Глава 20

КОНТАКТОРЫ И МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

§ 20.1. Назначение контакторов и магнитных пускателей

Наиболее распространенным потребителем электрической энергии является электродвигатель. Примерно % все» вырабатываемой * стране электроэнергии потребляется элехгроаакгазелямн. Основ-

ным коммутационным аппаратом, осуществляющим подключение электродвигателя к питающей сети, является контактор. Электро­магнитный контактор представляет собой выключатель, приводи­мый в действие с помощью электромагнита. По сути дела, это мощ­ное электромагнитное реле, контактный узел которого способен за­мыкать и размыкать силовые цепи с токами в десятки и сотни ампер при напряжениях в сотни вольт. При таких электрических нагрузках необходимо принятие специальных мер по гашению дуги. Поэтому по сравнению с обычными электромагнитными реле элек­тромагнитные контакторы имеют дугогасительные устройства и бо­лее мощные электромагнит и контактные узлы. Кроме силовых (мощных) контактов имеются и блокировочные контакты, исполь­зуемые в цепях управления для целей автоматики. Различают кон­такторы постоянного и переменного тока. Для автоматического пус­ка, остановки и реверса электродвигателей применяют магнитные пускатели. Они представляют собой комплектные электрические аппараты, включающие в себя электромагнитные контакторы, кнопки управления, реле защиты и блокировки.

Контакторы и магнитные пускатели используются и для вклю­чения других мощных потребителей электроэнергии: осветительных и нагревательных установок, преобразовательного и технологиче­ского электрического оборудования.

К этой же группе электрических силовых аппаратов следует от­нести автоматические выключатели, которые также предназначены для подключения к питающей сети мощных электропотребителей. Замыкание их контактов производится не с помощью электромаг­нита, а вручную. Автоматически они производят лишь выключение нагрузки, защищая ее от перегрузок по току. Если контакторы и магнитные пускатели способны работать при частых включениях и отключениях, то автоматические выключатели обычно применяют при включениях на продолжительное время. В типовые схемы элек­тропривода обычно входят автоматический выключатель (питаю­щий и силовые, и управляющие цепи) и магнитный пускатель (осу­ществляющий непосредственную коммутацию для пуска, остановки и реверса электродвигателя).

§ 20.2. Устройство и особенности контакторов

Принцип действия контакторов такой же, как и у электромагнит­ных реле. Поэтому и устройство их во многом сходно. Главное от­личие заключается в том, что контакты контакторов коммутируют

большие токи. Поэтому они выполняются более массивными, тре­буют больших усилий, между ними при разрыве возникает дуга, ко­торую необходимо погасить.

Основными узлами контактора являются электромагнитный ме­ханизм, главный (силовой) контактный узел, дугогасительная систе­ма, блокировочный контактный узел.

Электромагнитный механизм осуществляет замыкание и размы­кание контактов. При подаче напряжения на втягивающую катушку электромагнита якорь притягивается к сердечнику, а механически связанные с ним подвижные контакты замыкают силовую цепь и выполняют необходимые переключения в цепи управления.

Магнитные системы контакторов в зависимости от характера движения якоря и конструкции различают на поворотные и прямо-ходовые. Магнитопровод контактора поворотного типа устроен ана­логично клапанному реле. Для устранения залипания якоря исполь­зуют немагнитные прокладки. Для замыкания силовых контактов требуются значительно большие усилия, чем развиваемые в реле. Поэтому электромагнитный механизм контактора выполняется бо­лее мощным и массивным. При срабатывании контактора происхо­дит довольно значительный удар якоря о сердечник. Частично этот удар принимает на себя немагнитная прокладка; кроме того, маг­нитную систему амортизируют пружиной, которая также уменьшает вибрацию контактов.

Магнитопровод контактора прямоходного типа имеет обычно Ш-образную форму. В этом случае для устранения залипания якоря делают зазор между средними стержнями сердечника и якоря.

Втягивающая катушка обычно обеспечивает включение и удер­жание якоря в притянутом положении. Но иногда используют две катушки: мощную включающую и менее мощную удерживающую. В этом случае контактор во включенном состоянии потребляет ме­ньше электроэнергии, поскольку включающая катушка находится под током только короткое время. Размыкание контактов происхо­дит за счет отключающей пружины при снятии напряжения с ка­тушки контактора. Втягивающая катушка должна обеспечивать на­дежное срабатывание контактора при снижении напряжения до 0,85£/_ном. По нагреву катушка должна выдерживать повышение на­пряжения до 1,05£/_ном.

В контакторах с поворотным якорем (см. рис. 20.1) наибольшее распространение получили линейные перекатывающиеся контакты (см. рис. 16.5). В прямоходных контакторах (см. рис. 20.3) применя­ются мостиковые контактные системы (см. рис. 16.4). Контактный мостик имеет небольшую массу и выполняется самоустанавливаю-

щимся, что снижает вибрацию контактов. Для предотвращения вио-рации контактная пружина создает предварительное нажатие, рав­ное примерно половине конечной силы нажатия.

У контакторов для длительного режима работы на поверхность медных контактов обычно напаивается металлокерамическая или серебряная пластинка. Контакты иногда могут выполняться из меди, если образующаяся пленка окисла на рабочей поверхности контактов периодически снимается их самоочисткой.

Дугогасительная система контакторов постоянного тока обычно выполняется в виде камеры с продольными щелями, куда дуга вы­тесняется с помощью магнитной силы. Дугогасительная система контакторов переменного тока обычно имеет вид камеры со сталь­ными дугогасительными пластинами и двойным разрывом дуги в каждой фазе.

Блокировочные или вспомогательные контакты применяются для переключений в цепях управления и сигнализации, поэтому они имеют такое же конструктивное выполнение, как и контакты реле.