5.4 Контакторы

Простейшие коммутирующие аппараты (выключатели, рубильники и т.д.) обладают одним общим недостатком. Для того чтобы включить или выключить электрическую цепь, надо подойти к выключателю и дотронуться до него рукой. На расстоянии (дистанции) переключить обычный выключатель невозможно. Однако в мощных нагрузках протекают большие токи и имеются большие напряжения, что делает невозможным включение и выключение мощного электрооборудования вручную по соображениям техники безопасности. Кроме того, дистанционное автоматическое выключение необходимо в аварийных ситуациях.

Аппарат, в котором мощные электрические контакты замыкаются электромагнитом, а не вручную, называют контактором.

Схема простейшего контактора изображена на рисунке 5.4.

Рис. 5.4. Схема простейшего контактора

Если в обмотке электромагнита 1 возникнет ток I₁, якорь притянется к сердечнику, стержень 2 переместится вверх и замкнет контакты a-b. Цепь с током I₂ окажется включенной (замкнутой).

Если разорвать цепь с током I₁ электромагнита, то под действием пружины 3 подвижные контакты с – d переместятся вниз и разорвут цепь с током I₂, потребляемого нагрузкой. Включение электромагнита можно производить вручную на большом расстоянии от контактора, т.к. обмотку электромагнита и подводящие провода можно выполнить из тонкого провода (сигнальные провода).

5.5 Электромагнитные реле

В принципе электромагнитное реле работает так же, как и контактор. В этих аппаратах замыкание и размыкание контактов происходит за счет движения якоря электромагнита.

Однако контакты реле рассчитаны на значительно меньшие токи, размеры реле тоже меньше, чем контактора, и применение реле совсем другое (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Схема реле клапанного типа: 1 – каркас; 2 – обмотка; 3 – ярмо магнитопровода; 4 – выводы обмотки; 5 – контактные пружины; 6 – замыкающий контакт;

7 – размыкающий контакт; 8 – рабочая пружина; 9 – якорь; 10 – сердечник магнитопровода; 11 – полюсный наконечник

Реле используют в телефонии, устройствах связи и во всех случаях, когда необходимо коммутировать слаботочные электрические цепи.

На рисунке 5.5 представлено одно такое реле. Оно имеет ферромагнитный сердечник (магнитопровод) 10 с полюсным наконечником 11 и якорь 9. Параллельно сердечнику 10 расположены контакты 6, 7, напаянные на контактные бронзовые пружины 5, которые не только проводят электрический ток, но и возвращают контакты в исходное положение, когда обмотка 2 реле обесточена.

Часто сердечник реле включает постоянный магнит. Такие реле называют поляризованными, они реагируют на направление тока в обмотке.

При одном направлении тока магнитный поток, созданный этим током, и поток постоянного магнита складываются. Реле срабатывает. При другом направлении тока потоки вычитаются, общий магнитный поток уменьшается и реле отпускает.

Поляризованные реле обладают очень большой чувствительностью. Они срабатывают, если ток в обмотке составляет всего 1…2 мА.

Чтобы улучшить работу контактов реле, их помещают в запаянную стеклянную колбочку, из которой выкачан воздух. Такие устройства называют герметизированными контактами – герконами. Схема геркона изображена на рисунке 5.6.

Рис. 5.6. Схема геркона: 1 – обмотка с током; 2 – контакты

Контакты геркона 2 выполнены в виде двух плоских стальных пружин. Если колбочку геркона поместить в магнитное поле, созданное постоянным магнитом или обмоткой 1 с током, стальные пружинки намагничиваются и смыкаются, контакты замыкают цепь тока. Если магнитное поле исчезнет, то упругие пружинки возвратятся в исходное положение и цепь тока будет разомкнута. Герконовые реле обладают очень малыми размерами. Кроме того, контакты этих реле не окисляются, имеют большой срок службы и высокую надежность.