0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое контактор для двигателя

Что такое контактор и где его используют?

Отправим материал на почту

  • Что такое контактор?
  • Основные виды и типы контакторов
  • Обычный модульный контактор
  • Электромагнитный контактор
  • В чём разница между контактором и магнитным пускателем
  • Заключение

Контактор – коммутационный аппарат, использующийся в силовых электрических сетях для коммутации значительных нагрузок, в том числе с преобладающей индуктивностью.

Исполнение электрических классических контакторов

Электрические классические контакторы – они же магнитные пускатели, обычно имеют группы контактов – основную и вспомогательную. Контактные группы (чаще всего) находятся в нормально разомкнутом состоянии. Только при условии подачи напряжения питания на индукционную катушку прибора, контактные группы прибора изменяют своё состояние.

Три верхних клеммы основной группы служат для подключения входного трехфазного переменного тока, как правило, напряжением не менее 380 вольт. Эта контактная группа оснащена усиленными винтовыми зажимами под маркировкой « L1 », « L2 », « L3 ».

Назначения терминалов: 1 — подвод линейного напряжения; 2, 11 — выход под нагрузку; 3, 5 — питание катушки; 4, 6 — вспомогательный; 7 — чувствительность; 8, 9 — кнопки отключения и сброса вручную; 10 — вспомогательная группа

Вторая основная группа клемм, назначенная под питание нагрузки (электродвигателя или другой), расположена в нижней части конструкции прибора и также имеет винтовые зажимы, маркированные « T1 », « T2 », « T3 ».

Каждый прибор традиционно маркируется буквенно-цифровой комбинацией символов. Маркировка располагается на корпусе прибора и несёт базовую информацию об устройстве. Например:

А – 26 – 30 – 10

Здесь символом «А» обозначается серия устройства. Далее цифра « 26 » отмечает номинальный ток (26А) для нагрузки в виде асинхронного электродвигателя. Цифра « 30 » обозначает число нормально открытых и нормально закрытых силовых контактов (соответственно 3 и 0 ). Цифра « 10 » указывает на число вспомогательных « NO » (нормально открытых) и « NC » (нормально закрытых) контактов — ( 1 и 0 ), соответственно.

Назначение вспомогательной коммутации

Вспомогательные контакты часто используется в составе логической цепи реле или применяются в составе какой-либо другой части схемы управления нагрузкой. Типичное напряжение коммутации здесь 220В переменного тока.

Схема подключения (классика): 1 — магнитный пускатель; 2 — токовое защитное реле; 3 — электродвигатель; 4 — кнопка «СТОП»; 5 — кнопка «ПУСК»; 6 — кнопка сброса аварии

Вспомогательные контактные группы могут иметь разную конфигурацию, в зависимости от модели прибора и производителя. Состояние контактов возможно как нормально закрытое, так и нормально открытое. Обычно имеет место комбинация состояний.

Терминальный набор вспомогательного интерфейса обычно рассчитан под номинальный ток существенно ниже, чем пропускают основные контакты. Однако механизм вспомогательной группы действует в единой связке с главным механизмом коммутации электрического контактора.

Как правило, маркировка вспомогательных клемм выполняется цифровым кодом. Например, « 13 » и « 14 », « 82 » и « 83 » и т.п. К этой же категории в какой-то степени относятся и клеммы питания индуктивной катушки электромагнитной системы прибора.

Контактные клеммы питания катушки традиционно имеют маркер « А1 » и « А2 ». На эти клеммы подводится напряжение управления электромагнитным механизмом, обычно по классической схеме (см. выше).

Тепловое реле как дополнительный защитный модуль

Часто конструкцию электрического контактора дополняет защитный модуль. Есть конструкции электрических контакторов, где тепловое реле является неотъемлемой частью. Правда, современные варианты электрических контакторов предусматривают, скорее, модульное наращивание.

Защитный модуль — тепловое реле, часто используемый в паре с магнитным пускателем может иметь разную конфигурацию. Так выглядит один из классических вариантов для нагрузки относительно небольшой мощности

Биметаллическое тепловое реле перегрузки состоит из чувствительных к теплу элементов, соединенных последовательно с цепями питания двигателя. Тепловые элементы располагаются в непосредственно близости от биметаллической полосы, которая используется в качестве рычага отключения.

Биметалл имеет плавную характеристику теплового расширения, поэтому изгибается с заданной скоростью при нагреве. В нормальных рабочих условиях выделяемого нагревательным элементом тепла недостаточно прогиба биметалла и отключения реле перегрузки.

Однако если ток в цепи питания электродвигателя повышается, биметаллический элемент прогревается больше и в конечном итоге воздействует механически на контакты теплового реле. Так осуществляется простейшая защита электродвигателя по току. После остывания биметалла, тепловое реле включают в рабочий режим вручную кнопкой сброса.

Принцип действия защиты: 1 — электромотор; 2 — тепловой элемент; 3 — биметаллическая пластина; 4 — механизм отсечки; 5 — тепловой поток; А, В — включение в схему

Реле перегрузки обычно работают по закону обратного отсчёта, когда время отключения уменьшается по мере увеличения тока. Эти защитные модули характеризуются классом отсечки. Согласно классу отсечки определяется время, которое потребуется для срабатывания реле в состоянии перегрузки.

Наиболее распространёнными считаются контакторные релейные модули классов 5, 10, 20, 30. Соответственно значения: 5, 10, 20, 30 указывают на время срабатывания (5, 10, 20, 30 секунд). Класс 5, как правило, применяется на контакторах двигателей, требующих моментального отключения.

Электрический контактор специального назначения

Управление электрическими цепями при больших значениях токов (до 5000А) осуществляется при помощи контакторов повышенной мощности. Также приборы специального исполнения используются для управления асинхронными двигателями с фазным ротором.

Читать еще:  Что прибавляет ресивер на двигатель

Специальное исполнение: 1 — верхний силовой коннектор; 2 — два основных коннектора с дугогасительной камерой; 3 — рама прибора; 4 — вывод под нагрузку; 5 — вспомогательные клеммы; 6 — рама для периферии; 7 — питание катушки; 8 — электромагнит

Параметр номинальной коммутируемой мощности для приборов такого типа достигает значения 1500 кВт. Рабочий ток может составлять 1520А при питающем напряжении 440 вольт. Электрические контакторы серии R для управления цепями постоянного или переменного тока применяются там, где требуется:

  • распределение электрической энергии,
  • управление индукционными печами,
  • коммутация систем альтернативной энергетики,
  • поддержка работы оборудования гидроэлектростанций,
  • обслуживание объектов горнодобывающей промышленности.

Электрические специальные контакторы серий FOR, NOR, JOR, AMA, AME и другие, конечно же, уже не входят в группу магнитных пускателей. Однако работа механизмов переключения осуществляется на тех же принципах – благодаря магнитным или механическим защёлкам.

Магнитный пускатель + тепловое реле на видео

Представленный ниже видеоролик визуально демонстрирует — как функционирует аппаратная пара электрический контактор и тепловое реле. Видеоматериал полезен для начинающих изучать электрику и практику работы с электрической аппаратурой:

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Структура контактора

Контактор состоит из трех основных частей: катушка или электромагнит, корпус или рама, контакты.

Катушка намотана на электромагнитный сердечник и ведет себя как электромагнит. Как правило, она состоит из двух частей: одна представляет собой неподвижную часть, а вторая представляет собой подвижную часть. Пружина соединена между обеими частями. Следовательно, существует механизм возврата пружины. Стержень связан с подвижной частью. Когда сила витка больше силы пружины, оба контакта соединяются, а когда сила пружины больше силы катушки, оба контакта отсоединяются друг от друга.

Очень малая величина тока будет протекать через пружину из цепи питания или внешней цепи управления, чтобы возбудить сердечник электромагнита. Для применений переменного тока электромагнитный сердечник состоит из многослойного мягкого железа, чтобы уменьшить вихревые токи. Для применений постоянного тока не возникает проблем с вихревым током, и в данном случае сердечник выполняется из твердой стали.

Корпус используется для защиты внутренних частей контактора. Он состоит из пластика, нейлона, керамики или бакелита. Он обеспечивает защиту для электромагнита и контактов. Корпус используется для изоляции контактов и обеспечения защиты от пыли, масла, погодных условий и других опасностей взрыва. Позволяет избежать прямого прикосновения к контакту при питании.

Контакты – это единственные компоненты, из которых будет вытекать весь ток нагрузки. Следовательно, это очень важные компоненты контактора. Контакты классифицируются как силовой контакт, вспомогательный контакт и контактная пружина. Есть два типа силового контакта; стационарный контакт и подвижный контакт.

Материал, используемый для контактов, обладает стабильным сопротивлением дуге и высокой сварочной стойкостью. Эти материалы должны выдерживать механические нагрузки, эрозию и дугу. Сопротивление этого материала настолько низкое, насколько это возможно, потому что полный ток нагрузки будет проходить через контакты. Для применения с низким током эти контакты состоят из оксида серебра, кадмия и никеля серебра, а для применения с высоким током и постоянного тока – из оксида серебра и олова.

Якорь электромагнита связан с подвижным контактом. Следовательно, движущийся контакт движется под действием электромагнита и соединяется/разъединяется с неподвижным контактом.

Контакторы и пускатели

Содержание статьи о контакторах и пускателях:

Определения и различия контактора от пускателя

  • главную контактную систему, которая механически коммутирует основную нагруженную сеть (управляемая или подчинённая сеть);
  • электромагнитную систему, которая создаёт усилие для сведения главных контактов (управляющая сеть).
  • управляемую или главную;
  • управляющую.

Они могут иметь разный род тока (переменный или постоянный) и различное напряжение.

Пускатель – более сложное устройство чем контактор, которое специально изготовлено для управления электрическим двигателем (согласно определения 2.2.1 стандарта ГОСТ 50030 часть 4.1) и включает в свой состав:

  • контактор:
    • если один, то двигатель вращается в одну сторону;
    • если два, то двигатель:
      • поочерёдно вращается в одну и другую сторону (по часовой и против часовой стрелки);
      • тормозится противовключением (для ускоренной остановки);
      • при запуске и разгоне до номинальной частоты работает первый контактор, а для номинальной работы функционирует второй контактор (схема называется «звезда-треугольник» и применяется для снижения пусковых токов);
  • дополнительные устройства для расширения функций:
    • тепловое реле или реле перегрузки для защиты силовой установки от перегрузок и выпадения одной фазы (выполнено на основе биметаллической пластины, не защищает от коротких замыканий);
    • приставку выдержки времени для автоматизации процессов;
    • вспомогательные контакты для систем управления и сигнализации;
  • корпус:
    • который защищает собранное устройство от внешних климатических факторов (имеет определённую степень защиты от попадания влаги и пыли);
    • на котором размещаются управляющие кнопки и сигнальные лампы.

Получается три вида пускателей (в зависимости от количества контактов и схемы их соединения):

  • прямого действия – имеет один контактор и предназначен для пуска, номинальной работы и остановки электрического двигателя;
  • реверсивный (по определению 2.14 стандарта ГОСТ 2491-82) – собирается из двух контакторов как на фото слева, электрической и / или механической блокировки (не позволяет произвести единовременное срабатывание двух аппаратов), медных шин и предназначен для реверсирования электродвигателя (вращения в противоположные стороны) и его торможения противотоком;
  • схемы «звезда-треугольник» – собирается из двух контакторов с блокировкой и шинами; применяется для снижения пусковых токов (при соединении «звездой» пусковой ток снижается в 3 раза согласно определению 1.1.2.2.1 стандарта ГОСТ 50030 часть 4.1), что экономит ресурс (вращает двигатель только в одну сторону, изделие актуально для двигателей большой мощности).
  • контактор не содержит дополнительных устройств и корпуса, применяется для оперирования (имеет широкое применение):
    • неиндуктивными нагрузками – системами обогрева и антиобледенения, печами, ТЕНами, осветительными сетями;
    • высокоиндуктивными нагрузками – промышленными и транспортными электродвигателями, вентиляторами, насосами, подъёмными механизмами;
  • пускатель включает 1 или 2 контактора и специализирован на управлении электродвигателем.
Читать еще:  Двигатель 4d94le технические характеристики

Функции

  • управляют сетями переменного или постоянного тока;
  • управляются электромагнитной катушкой, на которую подаётся напряжение переменного либо постоянного тока.
  • 24, 36, 110. 220 и 380 вольт переменного тока;
  • 24, 110 и 220 вольт постоянного тока.

Функция контактора – включение и отключение электрической цепи посредством смыкания и размыкания главных контактов прямоходного либо поворотного типа. Не является устройством, которое гарантирует защиту от токов короткого замыкания (проводит кратковременно) и токов перегрузки (проводит ограниченно по времени). Данные функции принимает на себя автоматический выключатель либо другие устройства.

Функции пускателя:

  • прямой пуск и дальнейший разгон двигателя;
  • обеспечение устойчивой работы в заданном промежутке времени;
  • защита от перегрузок (посредством теплового реле);
  • реверсирование и торможение противотоком (при наличии 2 контакторов);
  • прямое отключения от питания.

Пускатели и контакторы обеспечивают нулевую защиту – в ситуации исчезновения питающего напряжения и его дальнейшего восстановления, выключаются и включаются только по команде оператора.

Устройство контактора и пускателя и принцип действия

  • электромагнитной системы;
  • контактной системы;
  • дугогасительной системы;
  • блок-контактов или вспомогательных контактов.

Электромагнитная система создаёт движущую силу (ЭДС), которая перемещают подвижные контакты к неподвижным и удерживают их в сцепленном положении. Не имеется механических приспособлений для их удерживания, при исчезновении тока в управляющей катушке, контакты размыкаются.
Система складывается из управляющей катушки, сердечника, якоря (подвижная часть) и возвратной пружины. Под действием электрического тока в катушке создаётся магнитное поле, которое перемещает якорь к неподвижной части сердечника, вследствие чего, главные контакты входят в соприкосновение. Пружина служит для возврата подвижных контактов в исходное положение (выключено).

Контактная система состоит из подвижных и неподвижных контактов (количество пар соответствует числу полюсов). Главные контакты изготавливаются прямоходного либо поворотного типа. В первом случае сцепление происходит прямолинейным перемещением, во втором – при вращении.
Материал должен отвечать требованиям высокой электрической износостойкости и низкого переходного сопротивления, которые противоречат друг другу. Контакты изготавливают:

  • медными, если за счёт частых коммутаций истирается оксидная плёнка, которая имеет высокое переходное сопротивление;
  • на основе металлокерамики с содержанием серебра, когда эксплуатация подразумевает продолжительный период включенного положения (серебро медленно окисляется при контакте с атмосферным озоном и кислородом).

Дугогасительная система представляет собой дугогасительную камеру, в которой дуга наталкивается на деионную решётку, разбивается на более мелкие части и погасает. В каждом полюсе устанавливается собственная камера.

Блок-контакты (аббревиатура БК) – вспомогательные контакты, которые сигнализируют о положении главных контактов и подают сигнал в управляющие системы.
По требованиям безопасности к ним подводят меньшее напряжение чем на главные контакты. Бывают нормально разомкнутыми (английская аббревиатура NO) и нормально замкнутыми (NC).

Классификация и подбор пускателя или контактора

  • по роду тока главной цепи и напряжению в ней – постоянный или переменный;
  • по роду тока в цепи управления и напряжению в ней – постоянный или переменный;
  • по количеству главных контактов – однополюсное, двухполюсное, трёхполюсные или четырёхполюсное исполнение;
  • по номинальному току главной цепи в амперах, от которого зависит мощность подключаемого двигателя;
  • по способности к защите от перегрузки (комплектация тепловым реле);
  • по способности к реверсированию;
  • по воздействию внешних факторов окружающей среды:
    • степень защиты от влаги и пыли IP по стандарту ГОСТ 14254-96;
    • климатическое исполнение и категория размещения по стандарту ГОСТ 15150-69.
  • 9, 10, 12, 16, 18, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 65, 80, 95. 100 и 105 ампер;
  • 115, 125, 150, 160, 185, 225, 250, 265, 330, 400, 500 и 630 ампер.

С помощью представленных параметров выбирается изделие, отвечающее запросу.
Полная структура классификации представлена в нормативном документе ГОСТ 2491-82.

В видеоролике сравниваем пускатели производства IEK, General Electric и Этал (маркировки КМИ, КТИ, КМ, ПМЛ и CL):

Поставляются без теплового реле, нереверсивными, без корпуса.

Описание характеристик с комментариями

Высота эксплуатации
С увеличением высоты установки растёт разрежённость воздуха. При протекании электрического тока любые токопроводящие детали разогреваются. Так как представленные устройства с естественным воздушным охлаждением, то токоведущие элементы нагреваются сильнее допустимого значения при росте высоты установки. При эксплуатации на высоте до 2 км нагревания выше допустимой нормы не происходит. Изделия задействуют на высоте до 4300 метров, при этом вводятся поправочные коэффициенты для диапазона от 2 до 4,3 км. Коэффициенты снижают номинальный ток, номинальное напряжение главной цепи либо накладывается ограничение на температуру окружающей среды.

Влияние оболочки
Корпуса применяются для ограничения либо исключения влияния внешних факторов на аппарат в процессе эксплуатации. Оболочка снижает охлаждаемость (отведение излишков тепла воздушным пространством), поэтому занижают номинальный ток и / или наибольшее напряжение в сети. Система вентиляции корпуса устранит проблему.

Читать еще:  Водометный двигатель расход топлива

Номинальный ток (In)
Завод-изготовитель указывает значение силы тока для аппарата, которая проводится в течении 8 часов без перегрева (согласно приложению на странице 23 стандарта ГОСТ 2491-82), при этом учитывается:

  • номинальные напряжение и частота главной электрической цепи;
  • режим эксплуатации (продолжительный, прерывисто-продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный);
  • категория применения.

Ток термической стойкости
Ток, который пропускается в течение 8 часов непрерывной работы без превышения предельного значения температуры.
Кратковременная нагрузка
Подразумевается кратковременный режим работы в зоне короткого замыкания, при котором перегрева не наблюдается.

Номинальное напряжение (Un)
Значение напряжения, при котором осуществляются испытания в указанных ГОСТом режимах и категориях применения (при этих проверках принимается во внимание и номинальный ток). Для трёхфазных систем номинальным напряжением считается напряжение между фазами.
Номинальное напряжение управляющей катушки
Напряжение в управляющей цепи, на котором основываются рабочие показатели (напряжение должно меняться по синусоидальному закону с общим гармоническим искажением не выше 5%).
Номинальное напряжение изоляции (Ui)
Определяет изоляционные характеристики, приводится из соответствующих испытаний на пробой изоляции, в которых просчитывается путь утечки и его длина. Напряжение изоляции должно превышать или приравниваться максимальному рабочему напряжению.

Номинальная мощность
Мощность трёхфазного асинхронного электрического двигателя с короткозамкнутым ротором (измеряется в кВт), который запускают и останавливают описываемым контактором при определённом напряжении.

Коммутационная износостойкость или стойкость к износу под нагрузкой
Среднее число операций включения и отключения, которое производят главные контакты без обслуживания. На износостойкость оказывают влияние:

  • категория применения;
  • рабочий ток;
  • рабочее напряжение.

Механическая износостойкость или стойкость к износу без нагрузки
Среднее число операций включения и отключения, которое совершает контактор без поломки.

Категории применения

  • от типа двигателя (с фазным либо короткозамкнутым ротором);
  • от условий, в которых производится коммутация: остановленный, запускаемый или работающий двигатель, реверсирование, торможение противовключением.

Распространены категории применения:

Категория АС-1 – применима к слабоиндуктивным нагрузкам (коэффициент мощности Cosφ ≥ 0.95). Например, включение и отключение сетей с лампами накаливания или с нагревательными элементами.
Категория АС-3 – запуск и остановка асинхронного электрического двигателя с короткозамкнутым ротором. При включении через главные контакты протекает пусковой ток 5-7 In, при отключении – номинальный ток (In). Например, управление лифтами, эскалаторами, конвейерами, компрессорными и насосными установками, смесителями, кондиционерами.
Категория АС-4 – торможение противовключением либо толчковый режим. Смыкание цепи производится при пусковом токе (5-7·In), размыкание при той же нагрузке (5-7·In). При расхождении главных контактов напряжение тем выше, чем меньше скорость вращения ротора, но не более номинального. Отключение цепи является тяжёлым режимом для контактора, поэтому коммутационная износостойкость в АС-4 минимальная. Например, печатные либо волочильные машины, грузоподъёмные устройства, металлургическая отрасль.

Подробнее о режимах эксплуатации, частоте коммутаций и категориях применения смотрите здесь.

Список использованной литературы:

Виды пускателей по назначению

Теперь приведу пару примеров пускателей – реальных схем.

Эта схема пускателя собрана на трех контакторах второй величины и служит для подключения электродвигателя по схеме “звезда-треугольник”. Вверху слева подается три фазы, внизу – три фазы уходит на питания двигателя. Красные провода – питание катушек контакторов и проверка работы. Защита (мотор-автомат) не показана.

реверсивный пускатель с мотор-автоматом

Здесь – пускатель реверсивный, на двух взаимно блокированных контакторах. Мотор-автомат защиты двигателя – справа.

Назначение контактора модульного

Главное предназначение контактора заключается в регулярном или частом отключении и включении цепей электрического тока. Возможность делать такие манипуляции в дистанционном режиме позволяет использовать такие приспособления в коммунальных целях (фонари, лифты), вентиляционных системах, системах отопления и водоснабжения. Также аппаратура подобного рода применяется в электротранспорте: электричках, трамваях, троллейбусах.

Несмотря на столь широкую сферу применения, подобные устройства обладают рядом видов, которые используются в строго регламентированных целях. К примеру, электромагнитный пускатель — одна из разновидностей контактора, применяемая только для запуска электрических двигателей переменного тока. Также тепловое защитное реле — еще один вид контактора — применяется для защиты двигателей от перегревов.

Принцип работы

В отличие от коммутационных контактных агрегатов, контакторы могут проводить токи лишь номинально, поскольку они не предназначаются для отключения цепи (как пример: короткого замыкания).

При помощи дополнительной цепи тока осуществляется управление устройством, проходящего по индуктивной катушке с напряжением от 24 до 220-380 вольт. С целью увеличения безопасности при эксплуатации изделия, общая величина тока должна быть несколько ниже уровня рабочего тока в проходящих цепях. Контактор не обладает механическим ресурсом для сдерживания контактов в активном положении, поэтому при отсутствии направляющего потока напряжения на индуктивной катушке, он размыкает цепь. Для сдерживания цепи в активном положении применяется система «автоподхвата» с применением двух открытых контактов (пример: использование программируемого логического контроллера).

Схема контактора

Обычно контакторы используют для проводки электрических цепей переменного тока при работе до 650-660 В и силе тока до 1500 А.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector