Силовой пускатель. Реверсивная схема подключения электродвигателя через пускатели. Модульные модели для объектов атомной энергетики

Относятся к комбинированным устройствам, которые способны работать с электродвигателями различной мощности. На сегодняшний день они разделяются на реверсивные и не реверсивные модификации. Основным элементом устройства можно смело назвать катушку индуктивности. По параметру входного напряжения эти детали довольно сильно отличаются.

Если рассматривать реверсивные контакторы, то они чаще всего устанавливаются с якорями. При этом пружины крепятся под траверсами. Непосредственно силу тока можно регулировать через контроллеры. Дополнительно следует отметить, что контакторы способны работать в цепи с переменным током. В свою очередь не реверсивные аналоги для этого не предназначены. Для того чтобы более детально разобраться в контакторах, а также пускателях, следует рассмотреть устройство наиболее известных модификаций.

Устройства для морских судов

Пускатели для морских судов предназначены для регулирования двигателей асинхронного типа. Сила тока в данном случае может достигать 40 А. При этом отрицательное сопротивление в цепи в некоторых ситуациях достигает 12 Ом. Если рассматривать реверсивные модификации, то сердечники у них используются полые. При этом катушки индуктивности на магнитный пускатель 220В устанавливаются, как правило, в передней части.

Непосредственно замыкание контактов в цепи осуществляется за счет изменения порогового напряжения в системе. Дополнительно следует учитывать, что указанные модификации способны похвастаться высокой частотностью. Контроллеры на них могут устанавливаться самые разнообразные. Если рассматривать не реверсивные модели, то у них уровень номинального тока не превышает 30 А. При этом частотность модели можно регулировать за счет контроллера.

Модульные модели для объектов атомной энергетики

Данные модульные контакторы работают за счет увеличения параметра порогового напряжения. В первую очередь ток в устройстве попадает на электрическую катушку. Далее он проходит через сердечник и пропускается по контактам. Вследствие этого параметр выходного напряжения меняется. При этом частотность устройства стабилизируется. Таким образом, электродвигатель работает более эффективно.

Если рассматривать реверсивные модели, то сила тока в данном случае не превышает 40 А. При этом пороговая частота, как правило, находится на уровне 2 Гц. В свою очередь не реверсивный магнитный пускатель 380В больше подходит для асинхронных двигателей. Двухфазные модели также могут обслуживаться.

Модульные устройства для лифтовых станций

Модульные контакторы для лифтовых станций на сегодняшний день по параметрам довольно сильно отличаются. В данном случае параметр пороговой частоты может колебаться от 12 до 25 Гц. При этом сила тока в среднем составляет 30 А. Если рассматривать реверсивные модификации, то сердечники у них, как правило, устанавливаются в нижней части. При этом якоря расползаются сразу над катушками. Траверсы в такой ситуации устанавливаются довольно большие. Таким образом, нагрузки указанные устройства могут выдерживать значительные.

Также следует отметить, что в них реле используются теплового типа. В свою очередь магнитопроводы монтируются с разными параметрами выходного напряжения. Если рассматривать не реверсивные модификации, то они, как правило, производятся с двумя катушками. При этом траверсы у них располагаются в параллельном порядке. Дополнительно следует отметить, что якоря на сегодняшний день производятся различной формы, и в данном случае многое зависит от типа дугогасительной камеры. Стоят указанные контакторы и магнитные пускатели (цена рыночная) в районе 20 тыс. руб.

Принцип работы модели класса В1

Контакторы и магнитные пускатели данного типа относятся к классу реверсивных моделей. При их включении электричество первоначально попадает на катушку индуктивности. Только после этого частотность устройства начинает повышаться. Далее в работу включается сердечник. На данном этапе параметр выходного напряжения значительно понижается. Вследствие этого уровень номинального тока способен опускаться ниже 5 А.

За счет электромагнита работу двигателя удается стабилизировать. Эксплуатируются данные устройства, как правило, в цепи с переменным током. В этом случае амортизирующие пружины в приборе не дают якорю полностью опуститься к раме. Также следует учитывать, что траверсы по форме могут довольно сильно отличаться. В такой ситуации многое зависит от типа камеры дугогасителя. Как правило, она имеется Т-образной формы. Однако на сегодняшний день на рынке представлено множество моделей с плоскими модификациями.

Устройства класса В3

Контакторы и магнитные пускатели данной серии, как правило, используются на морских судах. Эти реверсивные модели на сегодняшний день являются довольно сильно распространенными. В первую очередь они отличаются повышенным параметром номинального тока. Таким образом, распределение энергии происходит довольно быстро. Траверсы в указанных модификациях устанавливаются двойного типа. При этом якоря чаще всего используются С-образной формы.

В данном случае параметр выходного напряжения порой доходит до 200 В. Непосредственно подключение контактора осуществляется через реле, которое устанавливается рядом с камерой дугогасителя. Дополнительно следует учитывать, что в монтаже такие устройства просты. Регулировать параметр частотности в них можно за счет контроллера. Подсоединяется он, как правило, через магнитопровод.

Модели класса ПМА

Магнитные пускатели ПМА подходят для электродвигателей асинхронного типа. При этом трехфазные модификации с помощью этих устройств обсуживаться могут. В данном случае параметр предельной частоты колеблется в районе 30 Гц. Дополнительно следует учитывать, что сердечники в устройствах устанавливаются самые разнообразные. В свою очередь якоря, как правило, изготавливаются С-образной формы. В среднем параметр выходного напряжения достигает 120 В.

Однако в данной ситуации многое зависит от типа токопровода. Как правило, он устанавливается с пропускной способностью на уровне 2 мк. Подключение устройств происходит через реле. В данном случае оно имеется теплового типа. В свою очередь катушки индуктивности по параметру пикового напряжения довольно сильно отличаются.

Как правило, траверсы на таких устройствах устанавливаются в параллельном порядке. При этом мостиковые контакты в дугогасительных камерах монтируются довольно часто. За счет этого регулировать параметр тактовой частоты в таких устройствах есть возможность. Однако для этого необходимо установить контролер. Закрепить его для управления необходимо на магнитопроводе устройства.

Модификации на 40 А

Контакторы на 40 А больше всего подходят для электродвигателей, мощность которых не превышает 3 кВт. Дополнительно следует учитывать, что указанные модели относятся к реверсивным модификациям. Таким образом, подключать их можно только к цепи с переменным током. В данном случае частотность моделей регулировать есть возможность. Для этого контроллеры устанавливаются самые разнообразные. Если говорить про подключение, то оно стандартно осуществляется через реле. Дополнительно следует отметить, что указанные устройства хорошо справляются со стабилизацией выходного напряжения.

Характеристики моделей на 60 А

Контакторы и магнитные пускатели данного типа на сегодняшний день являются довольно сильно востребованными. В промышленной сфере они, как правило, устанавливаются на различные станки. В среднем мощность их должна составлять в районе 3 кВт. При этом частотность обычно колеблется в пределах 30 Гц. Дополнительно следует отметить, что сердечники в таких конфигурациях устанавливаются над катушкой индуктивности.

Проводимость ее в данном случае зависит от типа траверсов. Как правило, они монтируются С-образной формы. Однако на сегодняшний день на рынке представлены и другие варианты данного типа. Реле в этом случае имеется тепловое, а устанавливается оно за электромагнитом. Непосредственно контакты используются мостикового типа. В среднем параметр выходного напряжения колеблется в районе 200 В.

5.1 Общие сведения

Контактор – аппарат для коммутации силовых эл.цепей. Они широко используются в системах дистанционного управления эл.приводами, автоматики. Категории применения контакторов характеризуются параметрами коммутируемых ими цепей в зависимости от характера нагрузки.

а) контакторы переменного тока: АС-1, АС-2, АС-3, АС-4, АС-11, АС-22.

б) контакторы постоянного тока: ДС-1, ДС-2, ДС-3, ДС-4, ДС-5, ДС-11, ДС-12.

Номинальный ток контактора I ном представляет собой ток, который можно пропускать по замкнутым главным контактам в течение 8 часов без коммутации, причем превышение температуры частей контактора не должна быть больше допустимой.

Номинальным напряжением U H называется наибольшее напряжение коммутируемой цепи, для работы при котором предназначен контактор.

Механическая износостойкость определяется числом циклов включено, отключено – ВО контактора без ремонта и замены его узлов и деталей. Она составляет 10÷20 млн операций.

Коммутационная износостойкость определяется числом циклов ВО цепи с током, после которого требуется замена контактов. Она составляет 2÷3 млн операций.

Собственное время включения состоит из времени нарастания потока в эл.магните до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть этого времени тратится на нарастание потока.

Собственное время отключения – время с момента обесточивания эл.магнита до момента размыкания контактов. Оно определяется временем спада потока от установившегося значения до потока отпускания.

Контактор имеет следующие основные узлы: контактную систему, дугогасительное устройство, эл.магнит и систему вспомогательных контактов.

5.2 Контакторы постоянного тока

Предназначены для коммутации цепей постоянного тока и приводятся в действие эл.магнитом постоянного тока.

Выпускаются контакторы серии КПВ – 600, типа КТПВ – 600, КП 7, КП 207, КМВ – 521, КМГ16, КМГ19, МК5, МК6, серия МК на постоянном токе и другие.

Номинальные напряжения: главной цепи – 220, 440 В; втягивающей катушки – 24, 48, 60, 110, 220, 440 В.

Контактная система . Применяются линейные перекатывающиеся контакты, а в серии МК мостикового типа. Для предотвращения вибрации контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, составляющее примерно 50 % конечного.

Контакторы серии КПВ имеют два исполнения контактной системы: с замыкающими и размыкающими контактами.

В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили дугогасительные устройства с эл.магнитным дутьем с катушкой тока.

Электромагнит. Распространены эл.магниты клапанного типа. С целью повышения механической износостойкости применяется вращение якоря на призме.

При включении эл.магнита преодолеваются усилия возвратной и контактной пружин. Тяговая характеристика эл.магнита должна во всех точках идти выше характеристики этих пружин при минимально допустимом напряжении на катушке 0,85U H и нагретом ее состоянии.

Наиболее тяжелым моментом при включении является преодоление силы в момент касания главных контактов, так как эл.магнит должен развивать значительное усилие при большом рабочем зазоре.

Для контакторов постоянного тока, коэффициент возврата К В = U ОТП / U СР мал (0,2÷0,3), что не позволяет использовать контактор для защиты двигателя от снижения напряжения.

Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 1,1U H , так как при большем напряжении увеличивается износ контактов из-за усиления ударов якоря, а температура катушки может превышать допустимое значение.

С целью уменьшения мдс катушки, а следовательно, и потребляемой ею мощности рабочий ход якоря выбирается небольшим – 8-10 мм. Для надежного гашения дуги при малых токах требуется зазор контактов 17-20 мм. В связи с этим 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.

5.3 Контакторы переменного тока.

Выпускаются на токи от 10 до 1000А при числе главных контактов от одного до пяти (рис.31)

Из-за более благоприятных условий гашения дуги зазор между главными контактами делается меньше, чем в контакторах постоянного тока.

Подвижный контакт в отличие от контакторов постоянного тока плоский без перекатывания.

Рисунок 31. Конструкция электромагнита контактора переменного тока.

Для удобства эксплуатации подвижный и неподвижный контакты сделаны легко сменяемыми.

В контакторах переменного тока распространена мостиковая контактная система с двумя разрывами цепи на каждый полюс, которая обеспечивает быстрое гашение дуги при отсутствии гибких связей. В качестве материала главных контактов применяется металлокерамика, а для вспомогательных – серебро или биметалл (медь, покрытая тонкой пластиной из серебра).

Система дугогашения состоит из последовательной катушки, сердечника, полюсных пластин и керамической камеры. В контакторах переменного тока широко применяются дугогасительные решетки.

Электромагнит. Широкое распространение получили эл.магниты

с Ш и П – образными магнитопроводами. Для амортизации удара якоря о неподвижный сердечник последний крепится к основанию с помощью пружин.

С целью устранения вибрации якоря во включенном положении на полюсах магнитной системы устанавливаются короткозамкнутые витки, которые наиболее эффективны при малом рабочем зазоре. Для плотного прилегания полюсов их поверхность должна шлифоваться.

Из-за изменения индуктивности катушки ток при притянутом якоре значительно меньше, чем при отпущенном. Индуктивное сопротивление катушки эл.магнита , если учесть, что , то .

.

15-кратного.

Эл.магниты контакторов переменного тока могут также питаться от сети постоянного тока.

В связи с большим пусковым током недопустима подача напряжения на катушку, если якорь по каким – либо причинам удерживается в отпущенном состоянии.

Относительно высокий коэффициент возврата Кв=0,6÷0,7 позволяет использовать контакторы переменного тока для защиты двигателей от снижения сетевого напряжения.

Срабатывание и отпускание эл.магнита переменного тока происходит значительно быстрее, чем эл.магнита постоянного тока. Собственное время срабатывания контакторов составляет 0,03÷0,05 с, а время отпускания 0,02 с.

При питании катушки от сети постоянного тока применяют специальную катушку с форсировочным резистором, который шунтирован размыкающим вспомогательным контактом контактора (рис.33).

2.-главный контакт;

3.- дугогасительная камера;

4.-токовая катушка дугогашения;

5.- изоляционная плита.

Контактор имеет вспомогательные 2 з и 2 р контакты, расположенные слева от главного контакта.

Рисунок 33. Конструкция контакторов однополюсных постоянного тока, на ток 2500 А, напряжением до 1000 В КП 7У3 – без отключающих пружин, КП 207У3- с отключающими пружинами.

Контакторы переменного тока выпускаются следующих типов: КТ6000/00, КТ6000/20, КТП6000/00, КТ6000/2, КТ64, КТП64, КТ65, КТП65, серии КТ (КТ7000Б, КТП7000Б, КТ6500, КТП6500, КТ7039), КТ7000, КНТ, серии МК, КМГ15, КМГ16, КМГ19, КМГ17-19, КМГ17Д19, КМГ18-19, КМГ18Д19, КТ6600, КТ6000Б, КТ6000А, КТП6000Б, КТ7100У, КТ7200У и другие.

Номинальное напряжение: главная цепь – 380, 660, 1140 В, втягивающая катушка –24, 36, 42, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 500, 660 В.

Контакторы герсиконовые серии КМГ15, типов КМГ16, КМГ19,
КМГ17-19, КМГ17Д19, КМГ18-19, КМГ18Д19.

КМГ – контактор магнитоуправляемый герметичный. Основным элементом контакторов является герсикон – силовой геркон.

Количество полюсов – 1, 2, 3

Номинальные токи – 6,3; 10 А

Номинальное напряжение – переменный 380 В, постоянный 75 В.

Номинальное напряжение включающих катушек:

На постоянном токе – 12, 24, 48, 60, 10, 20 В;

На переменном – 110, 127, 220 В.

Контакторы серии МК. Предназначена для работы в силовых эл.цепях постоянного – 220, 440 В и переменного тока – 380, 500, 660 В.

Номинальный ток: главной цепи 40, 63, 100, 160 А; вспомогательных контактов 10А.

Контакторы с блоком бездуговой коммутации предназначены для работы в повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы.

Конструкция контакторов моноблочная. Основные сборочные единицы: магнитная система, системы контактов главной и вспомогательной цепей. Контакторы с бездуговой коммутацией имеют полупроводниковый блок.

Магнитная система всех контакторов, за исключением МК1-10, МК2-10, двухкатушечная, катушки соединяются параллельно или последовательно в зависимости от напряжения цепи управления.

Системы контактов главной цепи конструктивно выполнены в виде одно-, двух- и трех- элементных блоков, мостикового типа.

Контакторы серии КТ6600 переменного тока 660 В с управлением переменным током 36-600 В, 66 серии. Номинальный ток 63, 100, 160 А.

Количество главных контактов 2, 3, 4, 5.

Конструкция контакторов моноблочная с поворотной системой. Контактор состоит из эл. магнита, контактно - дугогасительной системы и блока вспомогательной контактов.

Якорь эл.магнита – внедряющийся, на верхнем полюсе сердечника установлены экран.

Главные контакты (подвижные) пальцевого типа, контактные параметры регулируются. Используется эл.магнитное гашение дуги. Дугогасительные камеры – отдельные на каждый полюс. Для ограничения вылета дуги в камерах установлены пружинные пламегасители, а для ускорения гашения – потенциальный рог подвижного контакта.

Главные контакты выполнены с контактными накладками из металлокерамической композиции на основе серебра. Вспомогательные контакты – на основе серебра. Вспомогательные контакты – мостикового типа с контактной частью из серебра.

Контакторы серии КТ6000/00, КТП6000/00, КТ6000/20.

КТ – управление переменным током, КТП – постоянным током. Iн=16 А.

Наибольшая частота включений в час 600, а для КТ6000/20-60 в час.

После включения контакторов КТ6000/20 напряжения снимается, а подвижная система контактора удерживается во включенном положении защелкивающим механизмом.

Отключение контактора производится с помощью эл. магнита защелкивающего механизма при включении его на напряжение. После отключения контакторов напряжения с катушками эл.магнита защелки автоматически снимается.

Контакты выполняются из серебра.

Контакторы серий КТ6000/2, КТ6000/3.

2 – с замыкающими контактами и защелкой;

3 – с замыкающими и размыкающими контактами и защелкой.

Номинальный ток замыкающих контактов – 130, 250, 630, 1000 А. Замыкающих контактов – 1, 2, 3. Допустимая частота включений 60 в час.

Магнитная, контакто–дугогасительная система, контакты вспомогательной цепи установлены вдоль рейки и вала контактора.

Защелкивающий механизм контакторов устанавливается над магнитной системой. Контакторы имеют эл. магнитное дугогасительное устройство, состоящее из дугогасительной катушки, магнитопровода, рога неподвижного контакта и дугогасительной камеры с узкой щелью.

Замыкающие и размыкающие контакты выполнены с металлокерамическими накладками на основе серебра.

Контакторы серии КТ6000А, КТ6000Б, КТП6000Б, КТ7000Б.

Номинальный ток – 100, 160, 250, 400, 630 А.

Количество полюсов: 2, 3, 4, 5.

А – повышенная коммутационная способность – 500 тыс. циклов

Б – модернизированные.

Частота включений в час от 30 до 1200.

Контакторы выполняются с магнитной системой поворотного типа.

Главные контакты замыкающие пальцевого типа.

Контакторы типов КТ7100У, КТ7200У. Iн=63, 125 А.

У – унифицированные, для встройки в магнитные пускатели.

Конструкции моноблочного типа с поворотной подвижной системой.

Главные подвижные контакты пальцевого типа, контактные параметры регулируются. Используется эл.магнитное гашение дуги. Контактные накладки из металлокерамической композиции серебра. Вспомогательные контакты мостикового типа из серебра.

Контакторы типов КП7, КП207. Iн=2500 А, Uн=600 В.

Однополюсные. Контактор состоит из магнитной системы с двумя включающими катушками, контактной системой и дугогасительного устройства (рис.33). Контактная система имеет две пары параллельно включенных главных контактов и одну пару дугогасительных. Дугогасительная катушка включена последовательно с дугогасительными контактами, причем главные контакты в замкнутом состоянии шунтируют дугогасительные контакты. Главные контакты с серебряными накладками.

Контакторы вакуумные серии КТ12Р.

Р – рудничные. Iн=250, 400 А; Uн=600, 1140 В.

Частота включений в час, циклов ВО до 1200. предназначены для включения и отключения АД с К3 ротором, трансформаторов и т.д.

Три вакуумные дугогасительные камеры.

Полное перемещение якоря 9 мм.

Полупроводниковое дугогасительное устройство к контактору МК приведено на рис.35,а

Рисунок 35. Схемы полупроводниковых приставок к контакторам.

Главные контакты ГК шунтированы тиристорами VS1 и VS2, управление которыми осуществляется через диоды VD2 и VD3. Пусть в данный полупериод направление тока соответствует показанному на рис., то напряжение, приложенное между мостиком ГК и верхним неподвижным главным контактом, через VD2 открывает VS1, по которому начинает проходить ток цепи. После прохождения тока через нуль тиристор закрывается, и процесс отключения заканчивается.

Если ток имеет обратную полярность, то работают диод VD3 и тиристор VS2.

Для защиты управляющих переходов тиристоров от перенапряжений служат диоды VD1 и VD4.

RC цепочка снижает перенапряжение на тиристорах.

I-выводы для переднего присоединения проводников, II-то же для заднего

1- неподвижный контакт,

2- подвижный контакт

3- рог дугогасителя

4- рычаг, связанный с якорем

5- регулировочный винт

6- пружина подвижного контакта

7- регулировочная гайка

9,10- гибкое соединение

11- колодка

12- крепежная рейка

16- дугогасительная камера

17- пластина стальная (пламя-гасители)

Рисунок 34. Конструкция контактора переменного тока КТ 64-3У3 на ток 100 А, напряжение 380 В. (Модификация КТ 6000)

На рис.35,б показано полупроводниковое устройство контакторов КТ64, КТП64, КТ65, КТП65 (рис.34) для одной фазы. Параллельно ГК включается встречно-параллельно тиристоры VS1 и VS2. Управление осуществляется с трансформаторов тока ТТ, одетого на шину главного контакта. Во включенном состоянии контактора, ток проходит только по контактам, т.к. падение напряжения на них меньше порогового напряжения тиристоров.

При отключении контактора ток переходит в цепь тиристоров, находящихся во включенном состоянии под воздействием управления с ТТ. При этом дуга не образуется, так как падение на тиристорах не превышает 4÷5 В, что меньше, чем на дуге.

При перемене знака синусоидального тока управляющие импульса снимаются, а при первом переходе синусоиды тока через нуль тиристоры закрываются.

Имеются и обычные дугогасительные камеры, если устройство вышло из строя.

5.4 Магнитные пускатели.

Являются основным видом аппаратуры управления низковольтными (до 660 В) АД с К3 ротором. Для защиты их от перезагрузок недопустимой продолжительности и «потери фазы» в пускателе устанавливается эл.тепловые реле.

При включении АД Iп=(5÷6)Iн. При таком токе даже незначительная вибрация контактов быстро выводит их из строя. С целью уменьшения времени вибрации контакты и подвижные части пускатели делают возможно легче, уменьшается их скорость, увеличивается контактное нажатие.

При отключении двигателя восстанавливающиеся напряжение на контактах равно разности напряжения сети и эдс двигателя. В результате на контактах появляется напряжение, составляющее (15-20)% Uн, т.е. отключение происходит в облегченных условиях.

Пускателю в работе приходится отключать двигатель от сети сразу после пуска. В этих случаях он отключает ток равный 6Iн и восстанавливающемся напряжении, равным Uн сети.

По действующим нормам после 50-кратного включения и отключения заторможенного двигателя пускатель должен быть пригоден для дальнейшей работы.

Учитывая условия работы пускателя. В них используется мостиковая контактная система с двухкратным разрывом цепи, а это позволяет осуществлять бездуговую коммутация без применения дугогасительных устройств. Токоведущие шинки от зажимов к неподвижным контактам выполняется таким образом, что эл. динамические силы сдувают дугу с контактов.

Магнитная система включает в себя П или Ш – образный прямоходовой эл.магнит (рис.32). Контактное нажатие создается пружиной, упирающейся в траверсу.

1- неподвижные контакты;

2- подвижные контакты;

3- контактный мостик;

4- прижимная пружина;

5- деталь связи контактных мостиков;

6- траверса;

7- якорь электромагнита;

8- возвратная пружина;

9- катушка электромагнита;

10- корпус.

Рисунок 32. Типовая конструкция прямоходового магнитного пускателя.

Возврат пускателя в исходное положение происходит за счет пружины, расположенной внутри эл.магнита.

Для устранения вибрации якоря используют К3 витки.

Высокий коэффициент возврата эл.магнитов переменного ток позволяет защищать двигатель от понижения напряжения сети (эл. магнит отпускает при U=(0,6÷0,7)Uн).

Для реверсивных приводов используют два пускателя взаимосблокированных электрически либо механически.

Выпускаются магнитные пускатели серии ПМЛ, ПМА, ПМ12 и типа ПМА-0000, ПМУ.

В технических данных пускателей указываются их номинальный ток и номинальная мощность двигателя при различных напряжениях, а также категория применения.

В пускателях серии ПМА на токи от 40 до 160А и напряжении 380-660 В эл.магнит может быть как переменного, так и постоянного тока.

Пускатели комплектуются эл.тепловыми реле типа ТРП (однофазное), ТРН (двухфазное), РТТ и РТЛ (трехфазное). Реле ТРП, РТЛ имеют комбинированную систему нагрева. Возврат реле в исходное положение после срабатывания производится кнопкой.

Пускатели могут комплектоваться ограничителями перенапряжений типа ОПН (рис.37), которые должны ограничивать коммутационные перенапряжения на катушках управления. На дугогасительной камере могут встраиваться дополнительные приставки: контактные типа ПКЛ или пневмоприставки ПВЛ, кнопки «Пуск» или «Стоп» и сигнальная лампа.

а) на R-C элементной базе б) на варисторной в) на диодной

элементной базе элементной базе

Рисунок 37. Схемы электрические принципиальные включения ограничителей перенапряжений.

Эл.тепловые реле подсоединяются непосредственно к корпусам пускателей.

В пускателях в сейсмостойком исполнении последовательно и параллельно включающей катушки включается стабилитроны.

Пускатели серии ПМЛ. Могут быть выполнены с трехполюсными реле РТЛ и комплектоваться ОПН. Величина пускателя по Iн 1-10А, 2-25А, 3-40А,
4-63А. Могут иметь дополнительные приставки: ПКЛ, ПВЛ, кнопки «Пуск», «Стоп», сигнальные лампы.

Контакторы пускателей имеют прямоходовую магнитную систему Ш-образного типа.

Пускатели типа ПМА-0000 . Могут комплектоваться трехполюсными реле РТТ5-06, ОПН на R-C или варисторной элементной базе, кнопками управления и сигнальной лампой. Величина пускателя: 0- на 6,3А.

Пускатели имеют Ш-образную магнитную систему.

Пускатели серии ПМА. Предназначены для управления трехфазными АД с К3 ротором мощностью от 18,5 до 75 кВт. При наличии реле РТТ-2П, РТТ-3П или аппаратов позисторной защиты АЗП или УВТЗ-1М защищают двигатели от перегрузок недопустимой продолжительности.

Эл.тепловые реле с температурой компенсацией и ручным возвратом имеют диапазон регулирования тока несрабатывания (0,85-1,15)Iн.

Пускатели могут комплектоваться: ОПН, кнопками «Пуск», «Стоп», сигнальной лампой.

Величины пускателей: 3-40А; 4-63А; Д-80А; 5-100А; 6-160А. Номинальные напряжения включающих катушек переменного тока: 24-660 В; постоянного тока: 24-440 В.

Контакторы пускателей 3-й величины имеют прямоходовую Ш–образную магнитную систему.

Контакторы пускателей 4,5 и6-й величины имеют прямоходовую магнитную систему П–образного типа. В них вертикальное перемещение якоря с помощью Г–образного рычага преобразуется в горизонтальное перемещение траверсы, несущей подвижные главные контакты.

Пускатели серии ПМ12 . Могут комплектоваться: ОПН, реле РТТ-5, кнопками «Пуск», «Стоп», сигнальной лампой.

Обозначение номинального тока: 004-4А; 016-16А; 025-25А; 040-40А;
063-63А.

Контакторы пускателей имеют прямоходовую Ш–образную магнитную систему.

5.5 Тиристорный пускатель.

Один из вариантов схемы показан на рис.36.

Для осуществления дистанционного включения оборудования используется магнитный пускатель или магнитный контактор. Как подключить магнитный пускатель по простой схеме и как подключить реверсивный пускатель мы и рассмотрим в этой статье.

Отличие между магнитным пускателем и магнитным контактором в том, какую мощность нагрузки могут коммутировать эти устройства.

Магнитный пускатель может быть «1», «2», «3», «4» или «5» величины. Например пускатель второй величины ПМЕ-211 выглядит так:

Названия пускателей расшифровываются следующим образом:

• Первый знак П — Пускатель;
• Второй знак М — Магнитный;
• Третий знак Е, Л, У, А… — это тип или серия пускателя;
• Четвертый цифровой знак — величина пускателя;
• Пятый и последующие цифровые знаки — характеристики и разновидности пускателя.

Некоторые характеристики магнитных пускателей можно посмотреть в таблице

Отличия магнитного контактора от пускателя весьма условны. Контактор выполняет ту же роль, что и пускатель. Контактор производит аналогичные подключения, как и пускатель, только электропотребители имеют большую мощность, соответственно и размеры у контактора значительно больше, и контакты у контактора значительно мощней.Магнитный контактор имеет немного другой внешний вид:

Габариты контакторов зависят от его мощности. Контакты коммутирующего прибора необходимо разделять на силовые и управляющие. Пускатели и контакторы необходимо применять когда простые устройства коммутации не могут управлять большими токами. За счёт этого магнитный пускатель может размещаться в силовых шкафах рядом с силовым устройством, которые он подключает, а все его управляющие элементы в виде кнопок и кнопочных постов на включение могут размещаться в рабочих зонах пользователя.
На схеме пускатель и контактор обозначаются таким схематичным знаком:

где A1-A2 катушка электромагнита пускателя;

L1-T1 L2-T2 L3-T3 силовые контакты, к которым подключается силовое трехфазное напряжение (L1-L2-L3) и нагрузка (T1-T2-T3), в нашем случае электродвигатель;

13-14 контакты, блокирующие пусковую кнопку управления двигателем.

Данные устройства могут иметь катушки электромагнитов на напряжения 12 В, 24 В, 36 В, 127 В, 220 В, 380 В. Когда требуется повышенный уровень безопасности, есть возможность использовать электромагнитный пускатель с катушкой на 12 или 24 В, а напряжение цепи нагрузки может иметь 220 или 380 В.
Важно знать, что подключенные пускатели для подключения трехфазного двигателя способны обеспечить дополнительную безопасность при случайной потере напряжения в сетях. Это связано с тем, что при исчезновении тока в сети, напряжение на катушке пускателя пропадает и силовые контакты размыкаются. А когда напряжение возобновится, то в электрооборудовании будет отсутствовать напряжения до тех пор, покуда кнопку «Пуск» не активируют. Для подключения магнитного пускателя имеется несколько схем.

Стандартная схема коммутации магнитных пускателей

Это схема подключения пускателя требуется для того, чтобы произвести запуск двигателя через пускатель с помощью кнопки «Пуск» и обесточивания этого двигателя кнопкой «Стоп». Это проще понимается, если разделить схему на две части: силовую и цепь управления.
Силовую часть схемы следует запитать трёхфазным напряжением 380 В, имеющим фазы «A», «B», «C». Силовая часть состоит из трёхполюсного автоматического выключателя, силовых контактов магнитного пускателя «1L1-2T1», «3L2-4T2», «5L3-6L3», а также асинхронного трехфазного электродвигателя «M».

К управляющей цепи подаётся питание 220 вольт от фазы «A» и к нейтрали. К схеме управляющей цепи относится кнопка «Стоп» «SB1», «Пуск» «SB2», катушка «KM1» и вспомогательный контакт «13HO-14HO», что подключён параллельно контактам кнопки «Пуску». Когда автомат фаз «A», «B», «C», включается, ток проходит к контактам пускателя и остаётся на них. Питающая цепь управления (фаза «А») проходит через кнопку «Стоп» к 3 контакту кнопки «Пуск», и параллельно на вспомогательный контакт пускателя 13HO и остаётся там на контактах.
Если активируется кнопка «Пуск», к катушке приходит напряжение — фаза «А» с пускателя «KM1». Электромагнит пускателя срабатывает, контакты «1L1-2T1», «3L2-4T2», «5L3-6L3» замыкаются, после чего напряжение 380 вольт подается на двигатель по данной схеме подключения и начинает свою работу электродвигатель. При отпускании кнопки «Пуск» ток питания катушки пускателя течет через контакты 13HO-14HO, электромагнит не отпускает силовые контакты пускателя, двигатель продолжает работать. При нажатии кнопки «Стоп» цепь питания катушки пускателя обесточивается, электромагнит отпускает силовые контакты, напряжение на двигатель не подается, двигатель останавливается.

Как подключить трехфазный двигатель можно дополнительно посмотреть на видео:

Схема коммутации магнитных пускателей через кнопочный пост

Схема для подключения магнитного пускателя к электродвигателю через кнопочный пост, включает в себя непосредственно сам пост с кнопками «Пуск» и «Стоп», а также две пары замкнутых и разомкнутых контактов. Также сюда относится пускатель с катушкой 220 В.

Питание для кнопок берётся с силовых контактовых клемм пускателя, а напряжение доходит к кнопке «Стоп». После этого по перемычке оно проходит сквозь нормально замкнутый контакт на кнопку «Пуск». Когда активирована кнопка «Пуск», нормально разомкнутый контакт будет замкнут. Отключение происходит путём нажатия на кнопку «Стоп», тем самым размыкая ток от катушки и после действия возвратной пружины, пускатель отключится и устройство обесточится. После выполнения вышеуказанных действий электродвигатель будет отключён и готов к последующего пуска с кнопочного поста. В принципе работа схемы аналогична предыдущей схемы. Только в данной схеме нагрузка однофазная.

Реверсивная схема коммутации магнитных пускателей

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя применяется тогда, когда требуется обеспечение вращение электродвигателя в обоих направлениях. К примеру, реверсивный пускатель устанавливается на лифт, грузоподъемный кран, сверлильный станок и прочие приборы требующие прямой и обратный ход.

Реверсивный пускатель состоит из двух обыкновенных пускателей собранных по специальной схеме. Выглядит он так:

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя отличается от других схем тем, что имеет два совершенно одинаковых пускателя, которые работают попеременно. При подключении первого пускателя двигатель вращается в одну сторону, при подключении второго пускателя, двигатель вращается в противоположную сторону. Если вы внимательно посмотрите на схему, то заметите, что при переменном подключении пускателей, две фазы меняются местами. Это и заставляет трехфазный двигатель вращаться в разные стороны.

К имеющемуся в предыдущих схемах пускателю добавлены второй пускатель «КМ2» и дополнительные цепи управления вторым пускателем. Цепи управления состоят из кнопки «SB3», магнитного пускателя «КМ2», а также изменённой силовой частью подачи питания к электродвигателю. Кнопки при подключении реверсивного магнитного пускателя имеют названия «Вправо» «Влево», но могут иметь и другие названия, такие, как «Вверх», «Вниз». Чтобы защитить силовые цепи от короткого замыкания, до катушек добавлены два нормально замкнутых контакта «КМ1.2» и «КМ2.2», что взяты от дополнительных контактов на магнитных пускателях КМ1 и КМ2. Они не дают возможности включиться обоим пускателям одновременно. На выше приведенной схеме цепи управления и силовые цепи одного пускателя имеют один цвет, а другого пускателя — другой цвет, что облегчает понимание, как работает схема. Когда включается автоматический выключатель «QF1», фазы «A», «B», «C» идут к верхним силовым контактам пускателей «КМ1» и «КМ2», после чего ожидают там включения. Фаза «А» питает управляющие цепи от защитного автомата, проходит через «SF1» — контакты тепловой защиты и кнопку «Стоп» «SB1», переходит на контакты кнопок «SB2» и «SB3» и остается в ожидании нажатия на одну из этих кнопок. После нажатия пусковой кнопки ток движется через вспомогательный пусковой контакт «КМ1.2» или «КМ2.2» на катушку пускателей «КМ1» или «КМ2». После этого один из реверсивных пускателей сработает. Двигатель начинает вращаться. Что бы запустить двигатель в обратную сторону, надо нажать кнопку стоп (пускатель разомкнет силовые контакты), двигатель обесточится, дождаться остановки двигателя и после этого нажать другую пусковую кнопку. На схеме показано, что подключен пускатель «КМ2». При этом его дополнительные контакты «КМ2.2» разомкнули цепь питания катушки «КМ1», что не даст случайного подключения пускателя «КМ1».

В промышленности, коммерческом и гражданском строительстве любые задачи, связанные с запуском и остановкой двигателей, оборудованных дистанционным управлением, решают контакторы и пускатели. Эти устройства применяются там, где постоянно требуются частые пуски или же коммутация электрооборудования с большими токами нагрузки. Рассмотрим, что это за устройства и чем они между собой отличается.

Определение

Контактор - это исполнительный механизм, представляющий собой блок быстродействующих переключателей (т.е. контактных групп). Он может быть самостоятельным устройством или входить в состав другого оборудования. Контактор - коммутационный аппарат, управляемый дистанционно, который предназначен для частых коммутаций электроцепей при номинальных (нормальных) режимах функционирования. Замыкание или размыкание контактов обычно осуществляется при помощи электромагнитного привода. Отличительной особенностью контакторов, в сравнении с электромагнитными реле, выполняющими приблизительно те же функции, является то, что они разрывают электрическую цепь одновременно в нескольких местах, а электромагнитные реле разрывают цепь обычно только в одной точке.

Пускатель (магнитный) - это модифицированный контактор, имеющий дополнительное оборудование (обычно это тепловое реле, плавкие предохранители, дополнительная контактная группа либо автомат для запуска электрического двигателя).

Сравнение

Контакторы бывают трех видов: переменного тока, постоянного тока, иногда постоянно-переменного тока.

Устройства постоянного тока используют для включения и выключения приемников электроэнергии в электрических цепях постоянного тока; в устройствах повторного автоматического включения, в приводах высоковольтных выключателей. Данное оборудование (однополюсные и двухполюсные аппараты) предназначено для работы с напряжением от 22 до 440 В и силой тока до 630 А.

Контактор постоянного тока МК 2-20Б-У3 63А

Устройства переменного тока используют для включения пусковых резисторов, нагревательных устройств, для управления трехфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, для запуска трехфазных трансформаторов, тормозных электромагнитов и др. Аппараты переменного тока разработаны для коммутации электроцепей переменного тока.

Магнитные пускатели обычно используют для дистанционного управления асинхронными трехфазными электрическими двигателями с короткозамкнутым ротором. Пускатель электромагнитный - это комбинированное электромеханическое устройство управления и распределения, предназначенное для запуска и разгона до номинальной скорости двигателя, а также для обеспечения его бесперебойной работы, защиты подключенных цепей и электродвигателя от рабочих перегрузок и отключения питания. Пускатели магнитные, оборудованные ограничителями перенапряжений, применяются в системах управления, использующих микропроцессорную технику. Пускатели работают с переменным напряжением от 24 до 660 Вольт и частотой в 50-60 Герц или с постоянным напряжением от 34 до 440 В.

Магнитный пускатель ПМЕ-213

Выводы сайт

1. Контактор может быть самостоятельным устройством или входить в состав другого оборудования.
2. Контактор - аппарат, в котором подвижные контакты расположены на вращающемся валу. В процессе вращения подвижные контакты замыкаются с неподвижными, в результате чего происходит запуск электродвигателя. У пускателя магнитного подвижные контакты производят возвратно-поступательные движения.
3. Контактор - быстродействующая контактная группа, рассчитанная на многократные переключения в течение определенного временного промежутка и управляемая внешним источником.
4. Пускатель — самостоятельный механизм, оснащенный дополнительным оборудованием: тепловыми реле, автоматом для пуска двигателя или дополнительной группой контактов, а также плавкими предохранителями.
5. Магнитный пускатель кроме простого включения/выключения, выполняет переключение направлений вращения ротора электрического двигателя, изменяя последовательность фаз, для этого он доукомплектовывается дополнительными контакторами.
6. Контакторы, по сравнению с пускателями, могут коммутировать огромные токи.

Глава 20

КОНТАКТОРЫ И МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

§ 20.1. Назначение контакторов и магнитных пускателей

Наиболее распространенным потребителем электриче­ской энергии является электродвигатель. Примерно 2/3 всей выра­батываемой в стране электроэнергии потребляется электродвига­телями. Основным 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: осветительпых 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 па 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 пря-моходовые. Магпитопровод контактора поворотного типа устроен аналогично клапанному реле. Для устранения залипапия 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-образпую форму. В этом случае для устранения заливания 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. По нагреву катушка должна выдерживать повышение напряжения до 1,05

В контакторах с поворотным якорем наибольшее распростра­нение получили линейные перекатывающиеся контакты (см. рис. 16.5). В примоходных контактах применяются мостиковые кон­тактные системы (см. рис. 16.4). Контактный мостик имеет не­большую массу и выполняется самоустанавливающимся, что сни­жает вибрацию контактов. Для предотвращения вибрации 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 па 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.

§ 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, питаемый постоянным током. Соответственно контак­торы переменного тока, предназначенные для включения двигате­лей (или другой нагрузки) переменного тока, имеют электромагнитный механизм, питаемый переменным током. 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 / с катушкой 2, якоря 3 и возвратной пружины 4. Сердеч­ник 1 имеет полюсный наконечник, необходимый для увеличения

Рис. 20.1. Контактор посто- Рис. 20.2. Дугогасительная

янного тока камера с электромагнит-

ным дутьем

магнитной проводимости рабочего зазора электромагнита. Немаг­нитная прокладка 5 служит для предотвращения залипания яко­ря. Силовой контактный узел состоит из неподвижного 6 и по­движного 7 контактов. Контакт 7 шарнирно закреплен на рычаге 8, связанном с якорем 8 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 11. 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 дугогасительную 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 дугогашения падает.

Для вытеснения дуги в сторону дугогасителыюй 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 /, 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 F 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, что они, как правило, выпол­няются трехполюсиыми. 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 дугогасителной щелевой камерой или дугогаси­телной 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 тиристора (управляемых полупроводниковых диода). Во включен­ном положении ток проходит через главные контакты, поскольку тиристоры 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 мостиковыми 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.

Рис. 20.3. Контактор переменного тока

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 мостикового 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 металлокерамические накладки и защищены крышкой. Вспомогательные контакты на рис. 20.3 не показаны.

§ 20.4. Магнитные пускатели

Магнитный пускатель - это комплектное устройство, предназначенное главным образом для пуска трехфазных асин­хронных двигателей. Основной составной частью магнитного пускателя является трехполюсный контактор переменного тока. Кро­ме того, контактор имеет кнопки управления и тепловые реле.

Схема включения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показана на рис. 20.4. Для пуска элект­родвигателя М нажимается кнопка SB1 («Пуск»). Через катушку контактора КМ проходит ток, электромагнит контактора срабатывает, и замыкаются все его контакты, которые на схеме обоз­начаются теми же буквами КМ. Силовые контакты КМ подклю-

Рис. 20.4. Схема включения трех- Рис. 20.5. Конструкция неревер-

фазного асинхронного электро- сивного магнитного пускателя

двигателя с магнитным пускате­лем

чают на трехфазное напряжение обмотку электродвигателя М. Параллельно кнопке SB1 подсоединены блокировочные контак­ты КМ. Так как они замкнулись, то после отпускания кнопки SB1 катушка контактора получает питание по этим контактам. Сле­довательно, для включения электродвигателя не надо все время держать кнопку нажатой: достаточно ее один раз нажать и от­пустить. Для остановки электродвигателя служит кнопка SB2 («Стоп»), при нажатии которой разрывается цепь питания кон­тактора КМ. Для защиты электродвигателя от перегрева служат тепловые реле FP1 и FP2, чувствительные элементы которых включаются в две фазы электродвигателя, а размыкающие кон­такты, обозначенные теми же буквами, включены в цепь пита­ния катушки контактора КМ. Для защиты самой схемы управле­ния служат плавкие предохранители FV. На схеме показан также рубильник Р, который обычно замкнут. Его размыкают лишь в том случае, когда собираются проводить ремонтные работы. По­добная схема является типовой, она применяется во всех случаях, когда не требуются изменение направления вращения (реверс) электродвигателя и интенсивное (принудительное) торможение.

На рис. 20.5 показана конструкция нереверсивного магнитно­го пускателя, который смонтирован в ящике с открывающейся крышкой. Электромагнитный механизм 1 контактора при сраба­тывании перемещает три подвижных контакта 2, размещенных в дугогасительных камерах. Одновременно переключаются блокиро­вочные контакты 3. Последовательно с двумя главными контакт­ными узлами включены тепловые реле 4.

Кнопки «Пуск» и «Стоп» обычно находятся вне ящика пуска­теля, они размещены на пульте управления под рукой у рабочего. Кнопка «Стоп» имеет красный цвет. Реверсивная схема включе-

Рис. 20.6. Схема включения трехфазного асинхронного элек­тродвигателя с реверсивным магнитным пускателем

ония трехфазного асинхронного двигателя показана на рис. 20.6. Для того чтобы реверсировать (изменить направление вращения) трехфазный асинхронный двигатель, необходимо изменить поря­док чередования фаз на обмотке статора. Например, если для прямого вращения фазы подключались в последовательности ABC, то для обратного вращения необходима последовательность АСВ. Поэтому в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора: KB для вращения вперед и КН для вращения назад. Кроме того, реверсивный магнитный пускатель имеет три кнопки управления и тепловые реле. В ряде случаев в комплект магнит­ного пускателя входят пакетный переключатель и плавкие предохранители. Схема (рис. 20.6) работает следующим об­разом.

Для включения электродвигателя М в прямом направлении не­обходимо нажать кнопку SB1 («Вперед»). При этом срабатывает контактор KB и своими силовыми контактами подключает к трех­фазной сети обмотки электродвигателя. Одновременно блокировочные контакты KB разрывают цепь питания катушки контакто­ра КН, чем исключается возможность одновременного включения обоих контакторов. Для включения электродвигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку SB2 («Назад»). В этом случае срабатывает контактор КН и своими силовыми контактами подключает к трехфазной сети обмотки электродвигателя. После­довательность соединения фаз теперь иная, чем при срабатывании контактора KB: две фазы из трех поменялись местами. При сра­батывании контактора КН его блокировочные контакты разрыва­ют цепь питания катушки контактора КВ. Нетрудно видеть, что при одновременном включении контакторов KB и КН произошло бы короткое замыкание двух линейных проводов трехфазной сети друг на друга. Для того чтобы исключить такую аварию, и нуж­ны блокировочные размыкающиеся контакты контакторов KB и КН. Следовательно, если подряд нажать обе кнопки (SB1 и SB2), то включится только тот контактор, кнопка которого была нажа­та раньше (пусть даже на мгновение).

Для реверса электродвигателя надо предварительно нажать кнопку SB3 («Стоп»). В этом случае блокировочные контакты подготавливают цепь управления для нового включения. Для на­дежной работы необходимо, чтобы силовые контакты контактора разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание блокировочных контактов в цепи другого контактора. Это достигается соответст­вующей регулировкой положения блокировочных контактов по хо­ду якоря электромагнитного механизма контактора. Для блоки­ровки кнопок SB1 и SB2 используются замыкающиеся блокиро­вочные контакты соответствующего контактора, подключенные па­раллельно кнопке.

Необходимо исключить одновременное срабатывание обоих контакторов, для чего используют двойную или даже тройную блокировку. Для этой цели в схеме рис. 20.6 применяют двухцепные кнопки SB1 и SB2. Например, кнопка SB1 при нажатии за­мыкает свои контакты в цепи контактора KB и разрывает свои контакты в цепи контактора КН. Аналогично работает двухцепная кнопка SB2. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препят­ствующим одновременному срабатыванию электромагнитов кон­такторов. Контакты тепловых реле FP1 и FP2, включенные в две фазы обмотки электродвигателя, отключают цепь питания катушек обоих контакторов при длительном протекании большого тока, чтобы не допустить перегрева обмоток. Для защиты схемы уп­равления служат плавкие предохранители FV.

Магнитные пускатели и контакторы выбирают по номинально­му току электродвигателя с учетом условий эксплуатации. В про­мышленности применяются магнитные пускатели серий ПМЕ и ПМЛ с прямоходовыми контакторами и серии ПАЕ с подвижной системой поворотного типа.

Автоматический выключатель предназначен для вклю­чения и отключения электрических цепей и электрооборудования, а также для защиты от больших токов, возникающих при корот­ких замыканиях и перегрузках. В отличие от магнитного пускате­ля автоматический выключатель не может использоваться для автоматических систем, использующих электрические управляющие сигналы. Он также не обеспечивает ре­верса электродвигателя. Автоматический выключатель часто используют для про­должительного включения нереверсируемых электродвигателей. Может он также использоваться вместо рубильника в схе­мах с магнитным пускателем (см. рис. 20.4 и 20.6).

Устройство автоматического воздуш­ного выключателя (автомата) показано на рис. 20.7. С помощью рукоятки / про­изводится включение и отключение ав­томата. В состоянии, показанном на ри­сунке, автомат отключен, и подвижный контакт 2 не замкнут с неподвижным контактом 3. Для включения автомата следует взвести пружину 6, при этом ру­коятка / перемещается вниз и повора­чивает деталь 4, которая своим нижним концом входит в зацепление с зубом удерживающего рычага 5.

Теперь авто­мат готов к включению. Для его вклю­чения рукоятку 1 перемещают вверх.

Пружина 6 займет такое положение, что шарнирно соединенные рычаги 7 и 8 перемещаются вверх по отношению к тому положе­нию, когда они находятся на одной прямой. Автомат включится: цепь тока создается через контакты 2 и 3, разделители 9 и 10.

Автоматическое отключение автомата происходит при сраба­тывании разделителей. При длительных токовых перегрузках сра­батывает тепловой биметаллический расцепитесь 10, свободный конец, которого перемещается вниз, поворачивая рычаг 5 по часо­вой стрелке. Зуб рычага расцепляется с деталью 4, которая пово­рачивается, а рычаги 7 и 8 проходят мертвое положение. Усилие пружины 6 направлено вниз, под его действием размыкаются кон­такты 2 и 3. Отключение при максимально допустимом токе про­исходит под действием электромагнитной силы , выводящей зуб рычага 5 из зацепления с деталью 4. Если произошло автомати­ческое отключение нагрузки, то рукоятка 1 остается в верхнем положении. Ручное отключение автомата происходит при перемещении ру­коятки 1 вниз. Возникающая при размыкании контактов 2 и 3 электрическая дуга гасится с помощью дугогасительной решет­ки 11.

Автоматы могут снабжаться расцепителями минимального на­пряжения, отключающими автомат при напряжении всети ниже допустимого значения. Для дистанционного управления автомати­ческим выключателем могут использоваться специальные их кон­струкции, дополненные электромагнитным приводом рукоятки 1.

Выпускаемые промышленностью автоматические выключатели типов АК, АП, АЕ имеют от 1 до 3 пар силовых контактов. Они предназначены для цепей с напряжением от 110 до 500 В при то­ках в десятки ампер. Время автоматического отключения состав­ляет 0,02-0,04 с.