Конструкция контактора. Электромагнитные контакторы: назначение, устройство и принцип работы

Что такое электромагнитный контактор. Как устроен контактор. Для чего используются контакторы в электрических цепях. Какие основные элементы входят в состав контактора. Как работает электромагнитный контактор.

Назначение и применение электромагнитных контакторов

Электромагнитный контактор — это электрический аппарат, предназначенный для частых включений и отключений силовых электрических цепей под нагрузкой. Основные области применения контакторов:

• Управление электродвигателями
• Коммутация осветительных сетей
• Управление электронагревательными приборами
• Коммутация конденсаторных батарей
• Управление электромагнитами и электромагнитными муфтами

Контакторы способны выдерживать большое количество циклов включения-отключения (до нескольких миллионов) под нагрузкой. Это их главное отличие от обычных выключателей.

Основные элементы конструкции контактора

В состав электромагнитного контактора входят следующие основные элементы:

1. Электромагнитная система (сердечник, якорь, катушка управления)
2. Главные контакты
3. Дугогасительная камера
4. Вспомогательные контакты
5. Возвратная пружина
6. Основание (корпус)

Электромагнитная система обеспечивает включение контактора при подаче напряжения на катушку управления. Главные контакты коммутируют силовую цепь. Дугогасительная камера служит для гашения электрической дуги при размыкании контактов. Вспомогательные контакты используются в цепях управления и сигнализации.

Принцип работы электромагнитного контактора

Принцип работы контактора основан на воздействии электромагнитного поля на подвижную часть магнитопровода (якорь). При подаче напряжения на катушку управления возникает магнитный поток, который приводит к притяжению якоря к сердечнику. При этом происходит замыкание главных и вспомогательных контактов.

После снятия напряжения с катушки управления якорь под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение, размыкая контакты. Таким образом осуществляется коммутация электрической цепи.

Виды и типы электромагнитных контакторов

Электромагнитные контакторы классифицируются по ряду признаков:

• По роду тока: постоянного, переменного и универсальные
• По числу главных полюсов: однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и т.д.
• По номинальному току: от единиц до тысяч ампер
• По номинальному напряжению: низковольтные (до 1000 В) и высоковольтные
• По конструкции: открытые, защищенные, герметичные

Наиболее распространены трехполюсные контакторы переменного тока на номинальные токи до 630 А и напряжения до 660 В.

Особенности конструкции контакторов постоянного тока

Контакторы постоянного тока имеют ряд конструктивных особенностей:

• Применяется электромагнитная система клапанного типа
• Используется система магнитного дутья для гашения дуги
• Катушка управления рассчитана на постоянный ток
• Главные контакты имеют дугогасительные рога

Для повышения износостойкости в контакторах постоянного тока часто применяют вращение якоря на призме. Это позволяет достичь механической износостойкости до 20 миллионов циклов.

Дугогасительные устройства контакторов

Дугогасительное устройство – важный элемент конструкции контактора, обеспечивающий быстрое гашение электрической дуги при размыкании контактов. Основные виды дугогасительных устройств:

• Деионная решетка
• Лабиринтно-щелевая камера
• Система магнитного дутья

В контакторах постоянного тока чаще всего применяется система с магнитным дутьем. Магнитное поле, создаваемое катушкой или постоянным магнитом, выталкивает дугу в дугогасительную камеру, где происходит ее эффективное гашение.

Особенности выбора и эксплуатации контакторов

При выборе контакторов необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Номинальный ток и напряжение
• Категория применения (AC-1, AC-3 и т.д.)
• Климатическое исполнение
• Степень защиты оболочки
• Режим работы (продолжительный, повторно-кратковременный)

В процессе эксплуатации необходимо периодически проводить техническое обслуживание контакторов, включающее проверку состояния контактов, регулировку зазоров, очистку от пыли и грязи. Это позволит обеспечить надежную работу контакторов в течение длительного срока.

Контактор с управлением от цепи постоянного тока

Катушки управления контакторов могут подключаться к сетям постоянного и переменного тока, это зависит от типа устройства. В данной статье мы рассмотрим управление контактором от сети постоянного тока.

Коммутирующее устройство

Наиболее сильному механическому и электрическому износу подвержены контакты аппарата. Это связано с большим количеством операций включения / отключения в час. Для уменьшения износа контактной поверхности большее распространение получили линейные перекатывающиеся контакты.

Во избежание вибрации контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, которое равно примерно половине конечной силы нажатия. На вибрации большое влияние оказывает жесткость крепления, как самого электрического контакта, так и устойчивость к вибрациям всего контактора в целом. В этом отношении хорошим примером может послужить конструкция контактора КПВ – 600 (рисунок ниже).

К скобе 2 жестко прикрепляется подвижный контакт 1. К этой же скобе крепится один конец дугогасительной катушки 3. Второй конец катушки и вывод 4 надежно крепится к изолированному основанию из пластмассы 5. Последнее крепится к стальной прочной скобе 6, которая является основанием аппарата. Подвижной контакт 7 выполняется в виде толстой пластины 7. Нижний конец пластины может поворачиваться относительно точки опоры 8. Благодаря данному свойству пластина может перекатываться по сухарю неподвижного контакта 1. С подвижным контактом 7 соединяется вывод 9 с помощью гибкой связи (проводника) 10. Контактное нажатие создает пружина 12.

В случае износа контактов сухарь 1 заменяется новым, а пластина может быть перевернута на 180⁰ и ее не поврежденная сторона может использоваться в работе, что приводит к определенной экономии на замене пластины.

Дугогасительные рога (контакты) 2,11 используются для уменьшения оплавления основных контактов при токах выше 50 А. Опорные точки дуги под действием магнитного поля дугогасительного устройства быстро перемещаются на скобу 2, которая соединяется с неподвижным контактом 1, и на защитный рог подвижного контакта 11. Пружина 13 возвращает якорь в начальное положение (после отключения магнита).

Номинальный ток является основным параметром контактора. Он, собственно, и влияет на размеры устройства.

Характерной особенность не только контактора КПВ-600, но и многих других типов, является электрическое соединение подвижного элемента с корпусом контактора. Магнитопровод находится под напряжением при включенном положении контактора. Соприкосновение с магнитопроводом является опасным для жизни, так как напряжение может оставаться на магнитопроводе и других деталях даже в выключенном положении контактора.

У серии контакторов КПВ имеется исполнение с размыкающимся главным контактом. Замыкание контакта производится пружиной, а размыкание под действием электромагнита.

Номинальный ток контактора – это ток прерывисто-продолжительного режима работы. В таком режиме контактор находится во включенном положении не более 8 часов, после чего аппарат должен быть несколько раз включен и отключен (необходимо для зачистки контактов от окиси меди). После чего аппарат снова начинает работу.

Если контактор расположен в шкафу управления, то номинальный ток снижается на 10% из-за ухудшения условий охлаждения.  

При длительности включения более 8 часов (продолжительный режим работы) допустимый ток контактора снижается примерно на 20%. В таком режиме работы из-за окисления медных контактов возрастает переходное сопротивление, что может приводить к повышению температуры выше допустимой. Если контактор предназначен для малого количества коммутационных операций или длительного включения, то на рабочую поверхность контактов напаивают серебряную пластину. Серебряная накладка позволяет сохранить рабочий ток контактора на уровне номинального и в продолжительном режиме работы. Если же контактор на ряду с продолжительным режимом используется еще и в повторно-кратковременном режиме – использование серебряных накладок теряет смысл, так как серебро имеет малую механическую прочность и при частых включениях / отключениях серебряная пластина быстро изнашивается.

При ПВ = 40% (повторно-кратковременный режим) допустимый ток, как правило, составляет примерно 120% номинального. Для контактора КПВ-600 (по рекомендациям завода изготовителя) ток повторно-кратковременного режима вычисляется по формуле:

Здесь n – число включений в час.

Важно отметить, что если в повторно-кратковременном режиме при отключении нагрузки долго горит электрическая дуга (большая индуктивная нагрузка), температура контактов резко увеличится за счет нагрева дугой. В таком случае нагрев контактов в повторно-кратковременном режиме работы может быть выше, чем в продолжительном.

Как правило, контактная система имеет один полюс.

Сдвоенная контактная система применяется для реверса асинхронных электродвигателей при большом количестве включений в час (больше 1200). Контакторы типа КТПВ – 500, которые имеют электромагнит постоянного тока, подвижные контакты изолированы от корпуса, что положительно влияет на безопасность аппарата при обслуживании. Ниже на рисунке показана схема включения контактора для реверса асинхронных электродвигателей:

Двухполюсная схема имеет большое преимущество над однополюсной схемой. При отказе одного из контакторов напряжение будет подано только на одну фазу электродвигателя. В случае же с однополюсной системой выход одного из контакторов из строя приведет к возникновению двухфазного питания асинхронного двигателя, что является тяжелым режимом работы машины.

Также контакторы с двухполюсным питанием довольно удачно используются для закорачивания сопротивлений в цепи ротора асинхронного электродвигателя с фазным ротором.

Двухполюсная система также применяется и в контакторах типа КТПВ – 521. Данный тип контакторов предназначается для включения и отключения приводов постоянного тока масляных выключателей. Наличие двухполюсной системы контактов обеспечивает надежное отключение индуктивной нагрузки.

Дугогасительное устройство

Устройства с электромагнитным дутьем получили широкое распространение в контакторах постоянного тока. При взаимодействии магнитного поля с дугой возникает электродинамическая сила, которая и перемещает дугу с большой скоростью. Чтобы охладить электрическую дугу максимально быстро, ее «загоняют» в щель из дугогасительного материала, который имеет высокую теплопроводность. При расщеплении контактов 1 и 7 (рисунок выше) между ними возникает дуга 14. Дугу можно рассматривать как проводник с током. МДС (магнитодвижущая сила) создается катушкой 3, под действием которой и создается магнитный поток. Данный поток проходит полюсные наконечники 15, сердечник катушки и воздушный зазор, в котором и горит электрическая дуга. Ниже на рисунке выше крестиками выделено направление магнитного потока между полюсами системы, направленного за плоскость чертежа.

Вольт-амперную характеристику дуги нужно поднимать с ростом тока для обеспечения условий гашения электрической дуги. Этого можно достичь либо за счет механического растяжения дуги, либо за счет электродинамических сил.

На рисунке ниже приведена зависимость раствора контактов, при котором и происходит гашение электрической дуги, от тока магнитной индукции, полученная О. Б. Броном на макете контактора.

Кривые имеют один и тот же характер при всех значениях индукции В – при токе 5 – 7 А кривая достигнет максимума, после чего необходимый раствор падает с ростом тока и при токе в 200 А все кривые сливаются. Такой ход кривых можно объяснить следующим явлением. Действующая на единицу дуги электродинамическая сила будет равна:

Где I – ток, а B – индукция магнитного поля.

Рассмотрим случай, показанный на кривой 1, когда B = 0. Электродинамическая сила получается очень не значительной при малом токе и не оказывает практически никакого влияния на процесс гашения электрической дуги. Необходимые для гашения условия создаются благодаря механическому растяжению дуги подвижными контактами. При этом гашение электрической дуги с ростом тока наступает при большей ее длине.

Если ток больше 7 А на электрическую дугу начинает воздействовать электродинамическая сила, которая возникает как за счет магнитного поля подводящих проводников, так и за счет конфигурации самой дуги (в грубом приближении можно представить, что электрическая дуга всегда имеет форму части окружности). Данные силы играют решающую роль в процессе гашения электрической дуги. Чем больше ток в электрической цепи – тем выше электродинамическая сила, растягивающая дугу. В результате раствора контактов всего в 1,5 · 10

-3 достаточно для гашения электрической дуги при токе в 200 А. При таком токе, как только контакты механически разойдутся, возникшая электродинамическая сила вытолкнет дугу из межконтактного зазора со скоростью несколько десятков метров в секунду. При этом длина электрической дуги, при которой она погаснет, может достигать 0,1 м и даже более.

Присутствие внешнего магнитного поля способствует резкому сокращению раствора контактов контактора в области малых токов и несущественно сказывается на процесс гашения при токах 100 А и более. Наиболее оптимальной индукцией является B = 0,0069 T. Последующее наращивание индукции слабо влияет на процесс гашения дуги, но требует больше мощности для создания магнитного поля и увеличения затрат меди на катушку.

Графики зависимости длительности горения дуги от тока показаны на рисунке ниже:

По своей форме они напоминают кривые из предыдущего графика.

Раствор контактов, необходимый для гашения электрической дуги, увеличивается с ростом тока в области малых токов. При фиксированной скорости движения контактов требуется больше времени для достижения необходимого раствора. В области больших токов процесс гашения определяют электродинамические силы. Логика проста – чем больше ток, тем больше скорость растяжения дуги динамическими силами и, соответственно, меньше время, необходимое для достижения электрической дугой критической длины.

Хотя применение магнитного дутья при токах свыше 100 А может показаться излишним (графики выше иллюстрируют это), но во всех контакторах на токи 100 А эта система обязательно применяется. Причина использования такой системы заключается в том, что наличие внешнего магнитного поля сильно «помогает» перемещению опорных точек дуги с электрических контактов на дугогасительные электроды – рога, чем значительно уменьшают степень оплавления контактов. Исследования показали, что оптимальное значение магнитного поля существует для каждого значения тока. При большой напряженности возникает усиленный износ контактов, так как жидкометаллический контактный мостик, возникающий в стадии размыкания контактов, уносится и распыляется магнитным полем.

Только в области малых токов (до 30 А) величина напряжения отключаемой цепи утяжеляет процесс гашения электрической дуги. В области токов свыше 100 А, где решающую роль играет электродинамическая сила, величина питающего напряжения практически не оказывает влияния на раствор контактов. Раствор контактов, как правило, определяется условиями гашения малого тока и берется в пределах (10 — 17)·10^-3 м.

При малых нагрузках характеристики отключаемой цепи также играют немаловажную роль в области, где гашение дуги происходит за счет механического растяжения электрической дуги. В области больших токов не стоит забывать о возможных больших перенапряжениях и повторных пробоев из-за резкого падения тока к нулю под действием сильного магнитного поля.

Способы создания магнитного поля для гашения электрической дуги могут быть с параллельным включением катушки магнитного дутья (катушка напряжения), с постоянным магнитом, а также с последовательным включением катушки магнитного дутья (катушка тока).

В случае катушки тока, то она обтекается проходящим в отключающей цепи током. Если магнитным сопротивлением стали пренебречь, то можно предположить, что индукция пропорциональна отключаемому току. Тогда формулу (1) можно привести к виду:

Таким образом, можно сделать вывод, что действующая на единицу электрической дуги сила пропорциональна квадрату тока.

Ранее было показано, что необходимую величину магнитного поля для дутья нужно иметь в области малых токов. Система с катушкой тока не создает нужной индукции магнитного поля в этой области (кривая 4 на рисунке выше). На том же рисунке отображена длительность горения дуги и электродинамической силы, которая на нее действует, от тока для контактора на 150 А. Кривые времени дуги 1 – без магнитного дутья, 2 – магнитная система с катушкой тока. В случае 2 при токе в 10 А длительность горения дуги может достигать 0,09 с. В таком случае становится возможным устойчивое горение электрической дуги без ее погасания.

Надежно отключаемый ток контактора с катушкой тока составляет примерно 20% – 25% номинального тока аппарата (опытные данные).

В области малых токов применяют блок-контакторы (контакторы на небольшой ток) со сменными катушками магнитного дутья. Номинальный ток таких катушек 1,5 – 40 А. При малом отключаемом токе устанавливается катушка с большим количеством витков, благодаря чему создается необходимое магнитного поле для гашения дуги за минимальное время.

Также нельзя забывать о том, что при сильном магнитном дутье возможен резкий обрыв тока, что приведет к перенапряжению в индуктивной цепи. Блок-контактор может отключать ток не более трехкратного значения номинального тока катушки магнитного дутья.

К достоинствам системы с катушкой тока можно отнести:

1. Данная система отлично работает в области токов свыше 100 А. В таком случае магнитное поле быстро сдувает дугу с рабочей поверхности контактов, чем минимизирует их износ.
2. Направление тока не влияет на работу системы. При смене направления тока знак меняет и магнитное поле, но сила, действующая на электрическую дугу, не меняет своего направления.
3. Так как через катушку проходит номинальный ток контактора, она выполняется из провода большого сечения. Это повышает ее механическую прочность и уменьшает влияние ударов, возникающих при работе контактора. К изоляции катушки не предъявляются высокие требования, так как падение напряжения на катушке составляет доли вольта.

Но поскольку наш мир не идеален, то такая система имеет и свои недостатки:

• Плохое гашение дуги при малых токах (5 – 7 А).
• Большие затраты на материал катушки (медный провод большого сечения).
• Выделяемое дугогасительной катушкой тепло нагревает контакты.

Но поскольку такая система надежна при гашении номинальных и больших токов, несмотря на недостатки, она получила довольно широкое распространение.

При параллельной же системе катушка магнитного дутья подключается к независимому источнику питания. Создаваемая системой магнитная индукция постоянна и абсолютно не зависит от отключаемого тока.

Согласно формуле (1), сила, действующая на дугу пропорциональна отключаемому току:

На рисунке выше эта зависимость отображена кривой 5 для случая, когда МДС катушки напряжения равна МДС катушки тока при номинальном токе. При токе от 0 до I_н сила, которая действует на дугу, при катушке напряжения будет выше, чем при использовании катушки тока (парабола 4 идет ниже прямой 5). Это свойство позволяет резко снизить в области малых токов время горения электрической дуги. А вот в случае, когда I > I_н сила, действующая на дугу, при катушке тока будет больше, чем при катушке напряжения. Однако для процесса гашения дуги это не имеет существенного значения, так как главную роль играют силы, возникающие в самом контуре дуги.

На кривой 3 (рисунок выше) показана для системы с катушкой напряжения зависимость времени гашения дуги от тока.

При одной и той же длительности горения дуги катушка напряжения ведет лучше в области малых токов, в отличии от катушки тока, так как требуется меньшая МДС. Но не стоит забывать о недостатках таких систем:

1. Направление электродинамической силы, гасящей дугу, полностью зависит от направления тока. Такой контактор не может работать при смене полярности тока.
2. Изоляция катушки должна быть рассчитана на напряжение источника питания и выполняется из тонкого провода. Снижает надежность ее работы близкое расположение к силовым контактам (брызги расплавленного металла могут попадать на катушку).
3. В случае коротких замыканий возможно резкое снижение напряжения на источнике питания катушки, что также резко снижает эффективность гашения электрической дуги.

В связи с вышеперечисленными недостатками, система с катушкой напряжения применяется (как правило) для отключения небольших токов от 5 А до 10 А. В электрических аппаратах с большими отключаемыми токами данная система не применяется.

Система с постоянным магнитом мало отличается от системы с катушкой напряжения. Разница в том, что магнитное поле создается постоянным магнитом.

Но также не стоит забывать и том, что постоянный магнит имеет ряд преимуществ:

• Нет затрат энергии на создания магнитного поля;
• Уменьшается расход меди при изготовлении контактора;
• Нет подогрева контактов от катушки;
• Обладает высокой надежностью и одинаково хорошо работает при любых токах;
• Применение постоянного магнита позволяет снизить время горения дуги при малых токах;

Создаваемая магнитным полем сила переносит электрическую дугу в дугогасительную камеру. Назначение камеры – локализовать область, занятую раскаленными газами и создавать препятствия перекрытию между соседними полюсами. Интенсивное охлаждение дуги происходит при соприкасании ее со стенками дугогасительной камеры, что приводит к успешному гашению (подъему вольт-амперной характеристики). В качестве материала дугогасительной камеры нужно применять дугостойкую керамику.

Лабиринто-щелевая керамика является наиболее совершенной. В суживающуюся зигзагообразную щель дуга загоняется магнитным полем (рисунок ниже б)). Благодаря хорошему тепловому контакту со стенками камеры и увеличению длины дуги она эффективно гасится. Если сравнивать с обычной продольной щелью (рисунок ниже а)), зигзагообразная щель значительно уменьшает количество выбрасываемых из дугогасительной камеры раскаленных газов, и, следовательно, зону выхлопа.

Электромагнитная система контактора постоянного тока

Электромагниты клапанного типа получили более широкое распространение в контакторах с приводом от постоянного тока.

Для повышения механической изностойкости применяют вращение якоря на призме. Такая компоновка электромагнита и контактной системы с применением специальной пружины 16 (первый рисунок), прижимающей якорь к призме, позволяет повысить износостойкость узла вращения у контакторов КПВ-600 до 20·10⁶. Зазор между опорной призмой и скобой якоря автоматически выбирается по мере износа призменного узла. В случае, если будет применено подшипниковое соединение магнитопровода и якоря, то по мере износа подшипника будут появляться люфты, которые нарушают нормальную работу электрического аппарата.

Подвижная система контактора должна быть уравновешена относительно оси вращения, так как это напрямую влияет на ударо- и вибростойкость. Наиболее простым и типичным примером является контактор типа КПВ-600 (первый рисунок). Якорь магнита уравновешивается хвостом, на котором закрепляется подвижный контакт. На хвост якоря также действует возвратная пружина. На тонкостенную изолированную стальную гильзу наматывается катушка электромагнита. Такая конструкция катушки улучшает тепловой контакт катушки с сердечником и обеспечивает хорошую прочность. Улучшение теплового контакта способствует уменьшению габаритов контактора и снижению температуры катушки.

Электромагнит преодолевает при включении силы контактной и возвратной пружин. Тяговая характеристика электромагнита должна всегда идти выше характеристик противодействующих пружин при минимальном допустимом напряжении на катушке (0,85U_ном) и нагретой катушке. Включение всегда должно происходить при нарастающей скорости. В момент замыкания главных контактов замедлений быть не должно.

Характеристика противодействующих сил, приведенных к якорю электромагнита контактора, показана на кривой 4 (рисунок выше). Ординаты данной кривой представляют собой: 1 – сила тяжести, 2 – сила возвратной пружины, 3 – сила контактной пружины.

Самым тяжелым моментом при включении является преодоление противодействующей силы в момент касания главных контактов. Это связано с тем, что электромагнит должен развивать значительное усилие при большом зазоре. Коэффициент возврата k_в = U_отн / U_ср является далеко не маловажным параметром. k_в, как правило, мал для контакторов постоянного тока (0,2 – 0,3), что не позволяет использовать контактор для защиты электродвигателя от снижения напряжения.

Максимальное напряжение на катушке не должно быть больше 110%U_н, так как при превышении данного значения усиливается износ механических компонентов из-за усиления ударов якоря, а температура катушки может превысить допустимую величину.

В контакторах КТПВ (имеют сдвоенную магнитную систему) с номинальным током в 600 А устанавливаются два параллельно работающих электромагнита, так как одного не достаточно для развития силы нормального замыкания контакта.

Рабочий ход якоря выбирается небольшим (8 — 10)·10^-3 м для уменьшения МДС обмотки и, следовательно, потребляемой ею мощности. 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. Это необходимо для надежного гашения дуги при малых токах, а для этого требуется раствор контактов (17 — 20)·10^-3 м.

Время движения якоря контактора и время нарастания потока до значения потока трогания составляют собственное время включения. Большая часть указанного времени тратится на нарастание потока. Собственное время включения для контакторов с номинальным током 100 А составляет 0,14 сек, а с током 630 А – 0,37 сек.

Время от полного снятия питания с катушки контактора до полного размыкания контактов называют собственное время отключения. Оно определяется временем спада потока от установившегося до значения потока отпускания. Время с начала движения до размыкания контактов на столько мало, что им можно пренебречь. Электрическая цепь обмотки быстро разрывается отключающим аппаратом, поэтому переходные процессы в обмотке мало сказываются на спаде потока. Данный процесс в основном определяется циркулирующими в массивных элементах магнитной цепи токами (в основном это токи в цилиндрическом сердечнике, на который посажена катушка). Поскольку удельное электрическое сопротивление стали довольно велико, эти точки создают небольшое замедление в спадании потока. В контакторах на 630 А собственное время отключения составляет 0,23 сек, а в контакторах на 100 А – 0,07 сек. Поскольку к контакторам серии КМВ предъявляются особые требования, так как они предназначены для включения / отключения электромагнитов приводов масляных выключателей, у этих контакторов электромагнитный механизм допускает регулировку напряжения срабатывания и отпускания за счет регулировки силы специальной отрывной пружины и возвратной пружины. Контакторы типа КМВ должны выдерживать глубокие просадки напряжения и не отключать при этом электрическую цепь. Именно поэтому минимальное напряжение срабатывания у этих контакторов может опускаться до 65%U_ном. Такое понижение напряжения срабатывания приводит к тому, что через обмотку протекает повышенный ток, приводящий к ее более интенсивному нагреву. В связи с этим время включения на пониженное напряжение является лимитированным (для данного типа контакторов время ограниченно 15 сек).

Конструкция — контактор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Конструкция — контактор

Cтраница 1

Конструкция контакторов ( рис. 16 — 8, а) — моноблочная с поворотной подвижной системой.  [1]

Конструкция контактора сходна с конструкцией электромагнитного реле. Основные его части: сердечник, якорь, катушка управления, контакты главные и вспомогательные, дугогаси-тельное устройство.  [3]

Конструкция контакторов рассчитана на частые включения и отключения цепей.  [4]

Такая конструкция контактора, по нашим наблюдениям, позвс ляет достигнуть высокого извлечения ароматических углеводороде при сравнительно небольшом количестве рабочих дисков.  [6]

Выбор конструкции контактора, к сожалению, был вызван не столько технологической необходимостью, сколько условиями, поставленными заводом, — не срезать внутренних деталей колонны. Этим, в частности, объясняется столь малоэффективное использование высоты колонны.  [7]

Основой конструкции контактора является стальная опорная плита с двумя окнами. Окна закрыты гетинаксовымн панелями, на которых закреплены контакты контактора. Вертикальный вал приводного механизма вращает кулачок ( см. — рис. 6 — 3), управляющий движением рычагов контактора.  [8]

Основой конструкции контактора является стальная опорная плита с двумя окнами. Окна закрыты гетинак-совыми панелями, на которых закреплены контакты контактора. Вертикальный вал приводного механизма вращает кулачок ( рис. 7 — 3), управляющий движением рычагов контактора.  [10]

Совершенствование конструкций контакторов и магнитных пускателей имеет своей целью прежде всего повышение их износоустойчивости, а также достижение простоты и удобств при монтаже и эксплуатации. Естественно, что себестоимость аппаратов должна быть возможно более низкой.  [11]

Основой конструкции контактора служит скоба маг-нитопровода 15, на которой монтируются и проходят соответствующую регулировку все элементы контактора.  [13]

Отработка конструкции контакторов длится значительное время и связана с изготовлением и испытанием опытных образцов. Для ускорения работ в расчете широко используют характеристики уже освоенных заводами электромагнитов.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Магнитные контакторы: устройство и назначение

Магнитные пускатели

Магнитный пускатель – предназначен для дистанционного запуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей.

Он, обычно, состоит из конструктивно-объединенных термического реле и контактора. Так же в индустрии они выпускается и без термического реле. Предназначен для работы в трёхфазной сети.

Пускатели 0-2 величины можно использовать и в бытовой (однофазной) сети для запуска электродвигателей малой мощности. По конструктивным особенностям могут быть 3-х и 4-х полюсные т. е.

3 либо 4 основных контакта. Обычно четвёртый контакт играет роль открытого блок-контакта, с его помощью происходит блокировка цепи управлении. Конструкция выполнена последующим образом.

Электромагнит состоит из Ш-образного магнитопровода-сердечника, состоящего из 2-ух частей-половинок. Одна из которых жёстко установлена в корпусе пускателя и также жёстко установленных и изолированных друг от друга и от корпуса-главных, верхних и нижних контактов. К верхней группе подходит питаюший трёхфазный кабель, идущий от рубильника либо распределительного шкафа.

К нижним контактам подключается нагрузка (электродвигатель) непременно через термическое защитное реле. Тут же на нижней части устанавливается катушка. Магнитные пускатели могут отличаться напряжением питания катушки 220-380В различия особенной нет, но в плане дополнительной защиты-катушки на 380В лучше.

Устройство магнитных пускателей

2-ая половинка магнитопровода подвижная и имеет контакты – перемычки, которыми перемыкаются нижние контакты. Они сконструированы подвижно, мягко, на пружинах для регулировки нажима на главные контакты.

В конструкции пускателей устанавливаются дополнительные контакты (маленькие) блок-контакты, нормально открытые и нормально закрытые, которые синхронно работают с подвижной частью пускателя и нужные для работы в цепи управления. Обычно их может быть-одна либо две пары. Магнитные пускатели выпускаются от 0-6 величины, для нагрузок от5А-140А, для нагрузки выше 140А используются КОНТАКТОРЫ.

Магнитные пускатели выпускаются различных моделей и модификаций, но механизм работы у всех схож. В советское время выпускались серии ПМА, ПМЕ, МПА зарекомендовавшие себя положительно со всех боков. Делались они из высококачественных материалов и которые посей день отлично работают на многих объектах.

А если пускатель верно подобран по нагрузке и временами обслуживается то он ещё долго послужит. Обычно на ревизию времени уходит малость. Нужным элементом работы пускателя является кнопка «ПУСК-СТОП» которая может устанавливаться в любом комфортном месте исходя из специфичности и технологии объекта

Термическое реле

Для обычного пускателя 2-ух кнопочная, ПУСК — зеленая либо темная, СТОП — красная. И также принципиальным элементом пускателя является термическое защитное реле — подбираемое точно под подходящую нагрузку. Реле бывают двухфазные — ручного взвода после выключения и трёхфазные — самовозводящиеся.

В процессе использования достаточно нередко обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, к примеру из-за перегорания предохранителя. К движку при всем этом подводятся только две фазы и ток в статоре резко растет, что приводит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до высокой температуры. Термические реле пускателя от этих токов должны срабатывать и отключать движок.

Контактором называется электромагнитный аппарат дистанционного действия, предназначенный для частых включений и отключений под нагрузкой электрической силовой цепи.Рисунок 1: 1 – ярмо с сердечником, 2 – короткозамкнутый виток, 3 – якорь, 4 – упор; 5 – втягивающая катушка, 6 – держатель якоря, 7 – вал изоляционный, 8 – размыкающие блок-контакты, 9 – замыкающие блок-контакты, 10 – подвижный главный контакт; 11 – неподвижный главный контакт; 12 – дугогасительные камеры.Кроме включения и отключения контактор осуществляет также нулевую защиту электродвигателей, т.

е. отключает его при исчезновении напряжения в питающей сети, а при повторной подаче напряжения сам не включается.В дистанционном управлении электродвигателями контактор находит самое широкое применение.По принципу действия контактор представляет собой выключа­тель с контактами, управляемыми электромагнитом. Основными частями контактора являются главные контакты, магнитная сис­тема, втягивающая катушка, дугогасительное устройство, блок-контакты.Проследим работу контактора на примере действия контактора переменного тока типа КТ, изготовляемого отечественной промышленностью.

Устройство этого контактора изображено на рис.1.Рис. 2 Электрическая схема включения контактора с управлением при помощи двух штифтовой кнопки.А на рис. 2 приведена развернутая электрическая схема вклю­чения контактора совместно с двухштифтовой кнопкой управления.

Если нажать кнопку «пуск», то образуется электрическая цепь: ток идет от фазы Л к втягивающей катушке К, далее через размыкающие контакты кнопки «стоп», через кнопку «пуск» (замкнутую при нажатии) и к фазе Л3. Вследствие прохождения тока через втягивающую катушку5 неподвижная часть магнитной системы 1 (ярмо с сердечником на рис. 2) намагничивается и притягивает подвижную часть магнитной системы (якорь 3).

Якорь, будучи скреплен с валом контактора, поворачивает его и замыкает под­вижный контакт10с неподвижным 11 (на рис. 2 контакты ГК). Кроме того, сработают также замыкающие блок-контакты9,а блок-контакты8размыкаются.

После включения контактора кнопка «пуск» может быть отпущена, причем электри­ческая цепь этим не разрывается, так как ток идет теперь по замк­нутой цепи: фаза Л1— втягивающая катушка К — кнопка «стоп» — блок-контактБК(который теперь замкнут) и фаза Л3. При на­жатии кнопки «стоп» цепь управления размыкается, и вал якоря под действием своего веса отпадает, разрывая силовую цепь.При уменьшении напряжения ниже определенной величины (да­ется в каталогах в процентах от номинального напряжения) кон­тактор автоматически отключается, так как вес подвижных частей контактора превышает силу взаимодействия подвижной и непод­вижной частей магнитной системы при сниженном напряжении.Если напряжение подано, а кнопка «пуск» не нажимается, то контактор не срабатывает, так как цепь втягивающей катушки разомк­нута. Этим обеспечивается нулевая защита электродвигателя.Контакторы изготовляются для работы в цепях постоянного и переменного тока.Поделитесь полезной статьей:

Магнитный пускательпредназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей. Он, как правило, состоит из конструктивно-объединенных теплового релеи контактора.

Тем не менее в промышленности они выпускается и без теплового реле. Предназначены для работы в трёхфазной сети.Схема устройства магнитного пускателя.Пускатели 0-2 величины можно использовать и в бытовой (однофазной) сети для пуска электродвигателей небольшой мощности. По конструктивным особенностям они могут быть 3- и 4-полюсные, т.

е. 3 или 4 главных контакта. Как правило, четвёртый контакт выполняет роль нормально открытого блок-контакта, с его помощью происходит блокировка цепи управлении.Конструкция, а именно электромагнит и контактная группа, выполнена следующим образом.

Электромагнит состоит из Ш-образного магнитопровода-сердечника, состоящего из двух частей-половинок, одна из которых жёстко установлена в корпусе пускателя, и также жёстко установленных и изолированных друг от друга и от корпуса главных, верхних и нижних контактов.К верхней группе подходит питаюший трёхфазный кабель, идущий от рубильника или распределительного шкафа.К нижним контактам подключается нагрузка (электродвигатель) обязательно через тепловое защитное реле. Здесь же на нижней части устанавливается катушка. Магнитные пускатели могут отличаться напряжением питания катушки 220-380 В.

Разницы особой нет, но в плане дополнительной защиты катушки на 380 В лучше.Реверсивная схема управления магнитным пускателем.Вторая половинка магнитопровода подвижная и имеет контакты-перемычки, которыми перемыкаются нижние контакты. Они сконструированы подвижно, мягко, на пружинах для подрегулировки нажима на основные контакты.В конструкции пускателей устанавливаются дополнительные (небольшие) блок-контакты, нормально открытые и нормально закрытые, которые синхронно работают с подвижной частью пускателя и необходимы для работы в цепи управления. Как правило, их может быть одна или две пары.Магнитные пускатели выпускаются от 0-6 величины, для нагрузок от 5-140 А для нагрузки свыше 140 А используются контакторы.Магнитные пускатели выпускаются разных моделей и модификаций, но принцип работы у всех одинаков.

В советское время выпускались серии ПМА, ПМЕ, МПА, зарекомендовавшие себя положительно со всех сторон. Делались они из качественных материалов и по сей день прекрасно работают.Схема подключения магнитного пускателя через кнопочный пост.Если пускатель правильно подобран по нагрузке и время от времени ревизируется, то они прослужат еще долго. Как правило, на ревизию времени уходит немного.

Необходимым элементом работы пускателя является кнопка ПУСК-СТОП, которая может устанавливаться в любом удобном месте исходя из специфики и технологии объекта назначения.У обычного пускателя существуют две кнопки: ПУСК (зеленая или черная), СТОП (красная).Также важным элементом пускателя является тепловое защитное реле, подбираемое точно под нужную нагрузку. Реле бывают двухфазные, ручного взвода после выключения и трёхфазные, самовозводящиеся. В процессе эксплуатации довольно часто обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, например из-за перегорания предохранителя.К двигателю при этом подводятся только две фазы и ток в статоре резко возрастает, что приводит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до высокой температуры.Тепловые реле пускателя от этих токов должны срабатывать и отключать двигатель.Поделитесь полезной статьей:

Модульный контактор – это электрический электромагнитный аппарат, в котором управление осуществляется в дистанционном режиме. По назначению это коммутационный прибор (используется для включения и выключения тока в электрической цепи). Контактор может включать от одного до четырех полюсов других контактов, а также использовать сети переменного и постоянного тока (зависит от вида: электромагнитный, электропневматический, пневматический, запираемый).

Чаще всего применяют данный аппарат для управления мощными электродвигателями. Т.к. он относится к электромагнитным устройствам, то сила для смыкания и размыкания контактов создаётся электромагнитом. В этой статье мы постараемся подробно рассмотреть принцип работы, назначение и устройство контактора.

Где и зачем применяется

Чаще всего используют модульный контактор при управлении и коммутации отопительного насоса и других разных устройств (к примеру, в системах вентиляции). Популярными и востребованными они стали при сборке щитов в квартире и различных системах автоматики. Например, управление светом, скважинным насосом, схема автоматического включения резерва и так далее.

Почему? Потому что контактор превосходно вписывается с другими модульными устройствами, при этом, не нарушая эргономику в щите. Убедиться в этом вы можете, просмотрев наглядный пример на фото:

Стоит помнить, что сетевое напряжение должно быть не больше 380 Вольт при частоте 50 Гц.Но, не смотря на это, контактор может работать при высоких мощностях. Есть еще несколько плюсов данного прибора.

Такие как практически полное отсутствие шума и вибрации, что довольно-таки положительно сказывается при их применении не только в домашнем щитке, но и в общественных местах (больница, квартира, школы, институты и так далее), так как другие коммутационные приспособления слишком восприимчивы к сильной вибрации.Кстати, размер имеет значение.Ведь небольшой размер модульного контактора позволяет устанавливать его на din-рейку. В конструкции предусмотрены дугогасительные камеры для гашения дуги, которая возникает в процессе изменения нагрузки тока. Кроме того, бывают контакторы однофазные и трехфазные, что позволяет при этом подключиться к любой сети.Более подробно узнать о модульных контакторах вы можете, просмотрев данное видео:Обзор аппарата

Конструкция контактора

Чтобы понимать принцип действия контактора, необходимо изучить его строение. Ведь сам аппарат состоит из нескольких частей. Начнем с катушки.

Она нужна для создания магнитного тока. Если катушка ещё и дроссель, тогда она обеспечивает движущие силы для работы приборов. Чтобы не произошло неполадок, стоит проверить напряжение новой катушки.

При замене следует проверить несколько важных пунктов. Такие как отсутствие касания подвижных деталей и отсутствие воздушного зазора при соприкосновении якоря и сердечника.Следующая деталь – контактная пружина. Поддерживает фиксированное натяжение контактов.

После стыковки контактов происходит перекат подвижного на неподвижный.При этом случается разрушение оксидных пленок и различных химических соединений, появляющиеся на поверхности контактов. Если при передвижении контактов подвижный оказывается на неподвижном, то это называется предварительным натяжением контактной пружины. Это помогает снизить вибрацию одного контакта на другой.Следующая часть модульного контактора – подвижная.Состоит она из контактов, которые передвигаются и создают работу.

И еще одна часть аппарата – это замыкающиеся контакты. Как раз на них и перемещаются подвижные контакты с целью создания работы.Последние две части можно объединить одним словосочетанием – контактная система. Ведь, по сути, отличаются части немногим, но вместе создают определенную силу.

Следует учесть, что присоединены они к якорю, но находятся в разных местах, потому что подвижные будут на траверсе, а неподвижные, на корпусе.Когда контакты не соприкасаются и тока в них нет, то это называют «состояние покоя».При подаче напряжения на катушку создаётся электромагнитное поле, которое создаёт ЭДС, электродвижущую силу. Силовые контакты на ЭДС притягивают сердечник. В случае если подача напряжения будет прекращена, то электромагнитное поле пропадет и якоря (сердечники) не будут удерживаться.При этом с помощью пружины все контакты вернутся в исходное положение, размыкая цепи.

В этом и заключается основной принцип работы контактора. Более подробно рассмотреть, как работает аппарат и из чего он состоит, вы можете на видео ниже:Устройство и схема работыТеперь мы можем сказать, что модульные контакты (как и другие контакторы или же пускатели) работают при подаче или отключения напряжения на электромагнитной катушке. Инструкция по подключению и эксплуатации довольно проста и не заставит вас долго возиться с ней, потому что при использовании вы легко освоите принцип действия аппарата.

Основные характеристики

На самом аппарате вы найдете несколько отметок, которые, в свою очередь означают номинальный ток, количество контактов и их тип. На данный момент можно выбирать среди 25 вариантов и моделей подобного устройства.

При этом их масса будет отличаться. Выбирая подходящий вариант, стоит обращать внимание на все эти показатели, потому что номинальный ток контактов и номинальное напряжение должно соответствовать области применения. Для примера рекомендуем ознакомиться с характеристиками аппаратов в таблице:

Вот мы и рассмотрели принцип работы, назначение и устройство контакторов. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной и полезной!

Будет интересно прочитать:

Источники:

• elektrica.info
• fazaa.ru
• fazaa.ru
• samelectrik.ru

Контакторы

Подробности

Категория: Низковольтное оборудование

Контакторы — коммутационные аппараты, предназначенные для дистанционного управления электрическими цепями постоянного и переменного тока в электроустановках напряжением до 1000 В при частых включениях и отключениях.

Контакторы переменного тока по принципу действия не отличаются от магнитных пускателей. Основное их отличие в конструктивном выполнении и отсутствии у контакторов тепловых реле.
В контакторах переменного тока применяют магнитные системы клапанного (рис., а) и прямоходового (рис., б) типов. Магнитопровод 4 и якорь 1 набирают из пластин электротехнической стали, которые стягивают шпильками 5, расклепанными на концах. В электромагнитах клапанного типа якорь имеет шарнирное соединение с рычагом, тот в свою очередь шарнирно связан с основанием контактора. В контакторах прямоходового типа исключаются шарнирные соединения, что позволяет получить высокую механическую износоустойчивость.

При подаче напряжения на катушку 2 якорь 1 притягивается к магнитопроводу 4, происходит замыкание мостиковых контакторов 6 с двумя разрывами на каждый полюс. Применение мостиковых контактов в контакторах (магнитных пускателях) напряжением до 380 В, как правило, исключает необходимость в специальных дугогасительных камерах. Благодаря двум разрывам Цепи на фазу дуга гаснет в закрытых камерах при первом же переходе тока через нуль. Амортизационные пружины 5 снижают силу удара и расклепывание поверхностей сердечников, а короткозамкнутые витки 3 на концах полюсов магнитопровода устраняют вибрацию якоря. Пружина 7 служит для создания дополнительного усилия в контактах.
На рис. 18, в показан контактор с электромагнитной системой клапанного (поворотного) типа, состоящей из неподвижного сердечника 6 с обмоткой 5 и подвижного якоря 7. При прохождении на обмотке 5 тока якорь 7 притягивается к сердечнику б. Подвижные главные контакты 3 прижимаются к неподвижным 2. Для быстрого гашения дуги контакты размещаются в дугогасительных камерах 1 (с двух фаз камеры сняты) из дугостойкого изоляционного материала, в которых размещены специальные решетки из стальных пластин. Электрическая связь подвижных контактов 3 с их выводами на тыльной стороне изоляционной панели, являющейся основанием контактора, выполнена гибкими ленточными пакетами из гибкой медной фольги 8. Слева на валу подвижной системы контактора закреплена стойка с подвижными блокировочными контактами 9.
Такие контакторы рассчитаны на токи от 100 А до 600 А и применяются для дистанционного управления электрическими цепями большой мощности.
Контакторы постоянного тока предназначаются для включения и отключения силовых электрических цепей постоянного тока напряжением до 220 В при частых переключениях и до 440 В при редких. Выпускаются они как в одно-, так и в двухполюсном исполнении.
Принципиальная конструкция однополюсного контактора приведена на рис. 2.

Рис. 2. Контактор постоянного тока
Для управления контактором используется кнопочная станция (рис. 2, г). При замыкании кнопки на контактные выводы 1п катушки 715 контактора подается напряжение U, под действием которого возникает ток и создается магнитный поток Ф. Якорь 10 притягивается к сердечнику 14 катушки 15, контакты 6 замыкают цепь, в которой возникает ток I. При этом рычаг 7 подвижного контакта, поворачиваясь вокруг токи А, сжимает пружину 8. Последняя обеспечивает силу нажатия между контактами FK. Сжатая при включении пружина создает усилия Ft, стремящееся вернуть якорь в исходное состояние. Для удержания якоря в притянутом виде по катушке должен постоянно протекать ток. Для этого блокировочный контакт 12 шунтирует кнопку SBt, которую можно отпустить, и ток в цепи катушки сохранится.
Для отключения контактора необходимо разомкнуть цепь катушки кнопкой отключения SBr Под действием пружины 11 якорь вернется в исходное состояние. Между контактами 6 возникает дуга, которая силами магнитного дутья выталкивается в дугогасительную камеру 5. Магнитный поток в сердечнике 1 создается при прохождении тока I по катушке магнитного дутья 16 и замыкается через дугу , между щеками 17 магнитной системы. Дуга в камере растягивается между изоляционными перегородками 4, охлаждается. Пламегасительная решетка 3 из стальных омедненных пластин позволяет нейтрализовать электрические заряды, содержащиеся в пламени дуги. В процессе гашения дуга сразу переходит на дугогасительные рога неподвижного контакта 2 и подвижного 7, поэтому рабочие контакты 6 не оплавляются.
В магнитных системах контакторов немагнитный зазор между якорем и сердечником создается магнитной прокладкой 9, предотвращающей «залипание» якоря при отключении катушки от сети.

Электромагнитные контакторы и магнитные пускатели

Контактор — это двухпозиционный аппарат, предназначенный для частых коммутаций токов, которые не превышают токи перегрузки соответствующих электрических силовых цепей. Замыкание или размыкание контактов контактора может осуществляться двигательным (электромагнитным, пневматическим или гидравлическим) приводом.
Наибольшее распространение получили электромагнитные контакторы.
Контакторы постоянного тока коммутируют цепь постоянного тока и имеют, как правило, электромагнит постоянного тока. Контакторы переменного тока коммутируют цепь переменного тока. Электромагнит этих контакторов может быть выполнен для работы либо на переменном, либо на постоянном токе.
При каждом включении и отключении происходит износ контактов, особенно заметный при большом числе включений (что характерно для современных электроприводов). Поэтому принимают меры к сокращению длительности горения дуги при отключении и устранению вибраций при включении. Большая частота операций требует высокой механической стойкости электромагнитного механизма контактора. Способность аппарата работать при большом числе операций характеризуется износостойкостью. Различают механическую и коммутационную износостойкость.
Механическая износостойкость определяется числом включений- отключений контактора без ремонта и замены его узлов и деталей. Ток в цепи при этом равен нулю. К механической износостойкости современных контакторов предъявляются очень высокие требования. Она должна составлять (10… 20) * 10+6 операций.
Коммутационная износостойкость определяется числом включений-отключений цепи с током, после которого требуется замена износившихся контактов. Современные контакторы должны иметь коммутационную износостойкость около (2… 3) • 10+6 операций.
Наряду с высокой механической и коммутационной износостойкостью контакторы должны иметь малую массу и размеры. Зона выхлопа раскаленных газов дуги должна быть как можно меньшей, что позволяет сократить размеры всей установки в целом. Детали, наиболее быстро подвергающиеся износу, должны быть легко доступны для замены.
Основными узлами контактора являются: контактная система, дугогасящая система, электромагнитный механизм, система блокировочных контактов (блок-контактов).
При подаче напряжения на обмотку электромагнита якорь притягивается. Подвижный контакт, связанный с якорем, производит замыкание или размыкание главной цепи. Дугогасящая система обеспечивает быстрое гашение дуги, что снижает износ контактов. Кроме главных контактов контактор имеет несколько вспомогательных слаботочных контактов (блок-контактов), используемых для согласования работы контактора с другими аппаратами или включаемых в цепь управления самого контактора.
Основными параметрами контакторов и пускателей являются: номинальный ток главных контактов, предельный отключаемый ток, номинальное напряжение, механическая износостойкость, электрическая износостойкость, допустимое число включений в час, собственное время включения.

Контакторы с управлением от сети постоянного тока

Контакты контакторов подвержены наиболее сильному электрическому и механическому износу из-за большого числа операций в час и тяжелых условий работы. Для уменьшения износа преимущественное распространение получили линейные перекатывающиеся контакты.
Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, равное примерно половине конечной силы нажатия. Большое влияние на вибрацию оказывает жесткость крепления неподвижного контакта в целом. В этом отношении очень удачна конструкция контактора серии КПВ-600 (рис. 1). Неподвижный контакт 4 жестко прикреплен к скобе 2. Один конец дугогасительной катушки 1 присоединен к этой же скобе, второй конец вместе с выводом 16 надежно прикреплен к изоляционному пластмассовому основанию 17. Последнее крепится к прочной стальной скобе 15, которая является основанием аппарата. Подвижный контакт 6 выполнен в виде толстой пластины. Нижний конец пластины имеет возможность поворачиваться относительно точки опоры, благодаря чему пластина способна перекатываться по сухарю неподвижного контакта 4.
Вывод 13 соединяется с подвижным контактом 6 с помощью гибкого проводника (связи) 14. Контактное нажатие создается пружиной 9.

Рис. 1. Контактор постоянного тока серии КПВ-600:
1 — дугогасящая катушка; 2, 15 — скобы; 3 — пластина магнитного дутья; 4 — неподвижный контакт; 5 — дуга; 6 — подвижный контакт; 7 — опора; 8 — контакт- рог; 9, 10, 12 — пружины; 11 — обмотка; 13, 16 — выводы; 14 — гибкий проводник; 17 — основание
При износе контактов сухарь контакта 4 заменяют новым, а пластину подвижного контакта 7 поворачивают на 180° и ее неповрежденная сторона используется в дальнейшей работе.
Для уменьшения оплавления основных контактов дугой при токах более 50 А контактор имеет дугогасящий контакт-рог 8. Роль другого контакт-рога выполняет скоба 2. Под действием поля дугогасящего устройства опорные точки дуги быстро перемещаются на скобу 2, соединенную с неподвижным контактом 4, и на защитный контакт-рог 8 подвижного контакта 6. Возврат якоря в начальное положение (после отключения магнита) производится пружиной 10.
Основным параметром контактора является номинальный ток, который определяет размеры контактора. Например, контактор II условной размерной группы имеет ток 100 А; III — 150 А.
Характерной особенностью контакторов серии КПВ-600 и многих других типов является электрическое соединение вывода подвижного контакта с корпусом контактора. При включенном положении контактора магнитопровод находится под напряжением. Даже при отключенном положении напряжение может оставаться на магнитопроводе и других деталях, поэтому соприкосновение с магнитопроводом опасно для жизни.
Контакторы серии КПВ могут иметь исполнение с размыкающими главными контактами. Замыкание производится под действием пружины, а размыкание — за счет силы, развиваемой электромагнитом.
Номинальным током контактора называется ток прерывисто- продолжительного режима работы. При этом режиме работы контактор находится во включенном состоянии не более 8 ч. По истечении указанного времени аппарат должен быть несколько раз включен и отключен (для зачистки контактов от оксида меди), после чего может снова вводиться в работу. Если контактор располагается в шкафу, то номинальный ток понижается примерно на 10 % из-за ухудшающихся условий охлаждения.
При продолжительном режиме работы, когда длительность непрерывного включения превышает 8 ч, допустимый ток контактора снижается примерно на 20 %. В таком режиме из-за окисления медных контактов растет переходное сопротивление, в результате чего температура контактов и контактора в целом может превысить допустимое значение. Если контактор работает с небольшим числом включений или вообще предназначен для длительного включения, то на рабочую поверхность контактов напаивают серебряную пластину. Серебряная облицовка позволяет сохранить допустимый ток контактора, равный номинальному, и в режиме продолжительного включения. Если контактор наряду с режимом продолжительного включения используется в режиме повторно-кратковременного включения, применение серебряных накладок становится нецелесообразным, так как из-за малой механической прочности серебра происходит быстрый износ контактов.
В повторно-кратковременном режиме при продолжительности включения ПВ = 40 % допустимый ток, как правило, составляет примерно 120 % номинального значения. Согласно рекомендациям завода-изготовителя допустимый ток повторно-кратковременного режима для контактора серии КПВ-600 определяется по формуле

где η — число включений в час.
Если при повторно-кратковременном режиме длительно горит дуга (так бывает при отключении большой индуктивной нагрузки), то температура контактов может резко увеличиться за счет нагрева их дугой. В таких случаях нагрев контактов при продолжительном режиме может быть меньше, чем при повторно-кратковременном.
Как правило, контактная система контакторов постоянного тока имеет один полюс. Для реверсирования асинхронных двигателей при большой частоте включений в час (до 1200) применяют сдвоенную контактную систему. В контакторах серии КТПВ-500, имеющих электромагнит постоянного тока, подвижные контакты изолированы от корпуса, что делает более безопасным обслуживание аппарата. По сравнению со схемой, в которой применяются однополюсные контакторы, схема с двухполюсными контакторами имеет большое преимущество. При неполадках и отказе одного контактора напряжение подается только на один зажим двигателя. В схеме с однополюсными контакторами отказ одного контактора ведет к возникновению тяжелого режима двухфазного питания двигателя.
В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили устройства с магнитным дутьем.
В зависимости от способа создания магнитного поля различают системы с последовательным включением катушки магнитного дутья (катушка тока), с параллельным включением катушки (катушка напряжения) и с постоянным магнитом.
В случае применения катушки тока по ней протекает ток, проходящий в отключаемой цепи. При этом можно считать, что индукция пропорциональна отключаемому току, а сила, действующая на единицу длины дуги, пропорциональна квадрату тока. Так как наиболее важно иметь необходимую величину магнитного поля для дутья в области малых токов, система с катушкой тока, не создающая в области малых токов необходимой индукции магнитного поля, малоэффективна. Несмотря на этот недостаток, благодаря высокой надежности при гашении номинальных и больших токов система с катушкой тока получила преимущественное распространение.
В системе с параллельным включением катушка магнитного дутья подключается к независимому источнику питания. Магнитная индукция, создаваемая системой, постоянна и не зависит от отключаемого тока. Поскольку в области малых токов катушка напряжения действует более эффективно, чем катушка тока, при одной и той же длительности горения дуги требуется меньшая МДС, что дает экономию энергии. Однако катушка напряжения имеет и ряд существенных недостатков.
Во-первых, направление электродинамической силы, действующей на дугу, зависит от полярности тока. При изменении полярности тока дуга меняет направление своего движения, следовательно, контактор не может работать при перемене полярности тока.
Во-вторых, поскольку к катушке прикладывается напряжение источника питания, изоляция должна быть рассчитана на это напряжение. Катушка выполняется из тонкого провода. Близость дуги к такой катушке делает работу последней ненадежной (расплавленный металл контактов может попадать на катушку).
В-третьих, при коротких замыканиях возможно снижение напряжения на источнике, питающем катушку. В результате процесс гашения дуги будет протекать неэффективно.
В связи с указанными недостатками системы с катушкой напряжения применяются только в тех случаях, когда необходимо отключать небольшие токи — от 5 до 10 А.
Система с постоянным магнитом по существу мало отличается от системы с катушкой напряжения, но имеет следующие преимущества:
нет затрат электроэнергии на создание магнитного поля;
резко сокращается расход меди на контактор;
отсутствует подогрев контактов от катушки, как это имеет место в системах с катушкой тока;
по сравнению с системой с катушкой напряжения система с постоянным магнитом обладает высокой надежностью и хорошо работает при любых токах.
Магнитное поле, действующее на дугу, создает силу, которая перемещает дугу в дугогасящую камеру. Назначение камеры состоит в том, чтобы локализовать область, занятую раскаленными газами дуги, препятствовать перекрытию между соседними полюсами. При соприкосновении дуги со стенками камеры происходит интенсивное охлаждение дуги, что приводит к подъему ее вольт-амперной характеристики и, как следствие, к успешному гашению. В контакторах с приводом на постоянном токе преимущественное распространение получили электромагниты клапанного типа.
В целях повышения механической износостойкости в современных контакторах применяется вращение якоря на призме. Так, у контакторов серии КПВ-600 компоновка электромагнита и контактной системы (см. рис. 1), применение специальной пружины 12, прижимающей якорь к призме, позволяют повысить износостойкость узла вращения до 20 • 10+6 операций. По мере износа призменного узла зазор между скобой якоря и опорной призмой автоматически выбирается. В случае же применения подшипникового соединения якоря и магнитопровода при износе подшипника возникают люфты, нарушающие нормальную работу аппарата.
Для получения необходимой вибро- и ударостойкости подвижная система контактора должна быть уравновешена относительно оси вращения. Типичным примером хорошо уравновешенной системы является электромагнит контактора серии КПВ-600. Якорь магнита уравновешивается хвостом, на котором укрепляется подвижный контакт. Возвратная пружина 10 также действует на хвост якоря. Катушка электромагнита наматывается на тонкостенную изолированную стальную гильзу, что обеспечивает хорошую прочность и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником. Последнее способствует снижению температуры катушки и уменьшению габаритных размеров контактора.
При включении электромагнит преодолевает действие силы возвратной 10 и контактной 9 пружин. Тяговая характеристика электромагнита должна во всех точках идти выше характеристики противодействующих пружин при минимальном допустимом напряжении на катушке 0,85Uном и нагретой катушке. Включение должно происходить с постоянно нарастающей скоростью перемещения подвижного контакта. Не должно быть замедления в момент замыкания главных контактов.
Характеристика противодействующих сил, приведенных к якорю электромагнита контактора серии КПВ-600, показана на рис. 2. Наиболее тяжелым моментом при включении является преодоление противодействия в момент соприкосновения главных контактов, так как электромагнит должен развивать значительное усилие при большом рабочем зазоре.
Важным параметром механизма является коэффициент возврата Кя = UBK]1/Ucp. Для контактора постоянного тока Кв, как правило, мал (0,2… 0,3), что не позволяет использовать такой контактор для защиты двигателя от снижения напряжения.
Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 1,1 Uном, так как при большем напряжении увеличивается механический износ деталей из-за усиления ударов якоря, а температура обмотки может превысить допустимое значение.
В контакторах типа КТПВ, имеющих сдвоенную контактную систему, при номинальном токе 600 А устанавливаются два параллельно работающих электромагнита, чтобы развить необходимую силу.
В целях уменьшения МДС обмотки, а следовательно, и потребляемой ею мощности рабочий ход якоря делают небольшим (8… 10 мм). В связи с тем что для надежного гашения дуги при малых токах требуется раствор контактов 17… 20 мм, расстояние от точки касания подвижного контакта до оси вращения подвижной системы выбирают в 1,5 — 2 раза большим, чем расстояние от оси полюса до оси вращения.

Рис. 2. Противодействующая характеристика для контактора серии КПВ-600:
Ρ — сила тяжести; FB п — сила возвратной пружины; FK tl — сила контактной пружины; φ — угол поворота якоря
Собственное время включения представляет собой сумму времени нарастания потока до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть собственного времени тратится на нарастание потока. У контакторов, рассчитанных на ток 100 А, собственное время составляет 0,14 с, а у контакторов на 630 А оно увеличивается до 0,37 с.
Собственное время отключения — это время с момента обесточивания электромагнита до момента размыкания контактов. Оно определяется временем спада потока от установившегося значения до значения потока отпускания. Временем движения, т.е. временем от момента начала движения якоря до момента размыкания контактов, можно пренебречь. Переходный процесс в обмотке мало сказывается на спаде потока, так как цепь обмотки быстро разрывается отключающим аппаратом. Указанный процесс в основном определяется токами, циркулирующими в массивных элементах магнитной цепи (преимущественно токами в цилиндрическом сердечнике, на котором сидит катушка). Ввиду большого удельного электрического сопротивления стали эти токи создают наибольшее замедление в спадании потока. У контакторов, рассчитанных на ток 100 А, собственное время отключения составляет 0,07 с, а у контакторов на 630 А — 0,23 с.
В связи с особыми требованиями, предъявляемыми к контакторам серии КМВ, которые предназначены для включения и отключения электромагнитов приводов масляных выключателей, электромагнитный механизм указанных контакторов допускает регулировку напряжений срабатывания и отпускания за счет изменения сил затяжки возвратной и специальной отрывной пружин. Контакторы серии КМВ должны работать при существенном снижении напряжения. Поэтому минимальное напряжение срабатывания у этих контакторов может понижаться до 0,65Uном. Такое низкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, вызывающий ее повышенный нагрев. В связи с этим обмотка может включаться на номинальное напряжение только кратковременно (время включения не должно превышать 15 с).

Контакторы переменного тока

Контакторы переменного тока выпускаются на токи от 100 до 630 А. Число главных контактов колеблется от одного до пяти. Это отражается на конструкции всего аппарата в целом. Наиболее широко распространены контакторы трехполюсного исполнения. Наличие большого числа контактов приводит к увеличению усилия и момента, необходимых для включения аппарата.
На рис. 3, а представлен разрез контактора серии КТ-6000 по магнитной системе, а на рис. 3, б — по контактной и дугогасящей системам одного полюса. Подвижный контакт 4 с пружиной 5 укреплен на изоляционном рычаге 6, связанном с валом контактора. Вследствие более легкого гашения дуги переменного тока раствор контактов может быть небольшим. Уменьшение раствора дает возможность приблизить контакт к оси вращения.

Рис. 3. Контактор переменного тока серии КТ-6000:
а — разрез по магнитной системе; б — разрез по контактной и дугогасящей системам: 1 — якорь; 2 — рейка; 3 — обмотка дугогашения; 4 — подвижный контакт;
5 — пружина; 6 — рычаг
Уменьшение расстояния от точки касания контактов до оси вращения позволяет снизить силу электромагнита, необходимую для включения контактора, что, в свою очередь, дает возможность уменьшить габаритные размеры и потребляемую контактором мощность.
Подвижный контакт 4 и якорь 1 электромагнита связаны между собой через вал контактора. В отличие от контакторов постоянного тока подвижный контакт в контакторе серии КТ-6000 не имеет перекатывания. Отключение аппарата происходит под действием пружин и сил тяжести подвижных частей.
Для удобства эксплуатации подвижный и неподвижный контакты сделаны легко сменяемыми. Контактная пружина 5, как и в контакторах постоянного тока, имеет предварительную затяжку, сила которой составляет примерно половину силы конечного нажатия.
Магнитная и контактная системы контактора серии КТ-6000 укреплены на изоляционной рейке 2, что позволяет использовать контактор в комплексных станциях управления реечной конструкции.
Широкое распространение получила мостиковая контактная система с двумя разрывами на каждый полюс. Такая конструкция распространена в пускателях. Ее большим преимуществом является быстрое гашение дуги, отсутствие гибкой связи.
В контакторах переменного тока применяются как прямоходовая контактная система, так и с вращением якоря. В первом случае якорь
движется поступательно. Подвижные контакты связаны с якорем и совершают тот же путь, что и он. При передаче усилия контактных пружин якорю из-за отсутствия рычажной системы нет выигрыша в силе. Электромагнит должен развивать большее усилие, чем сумма сил контактных пружин и силы тяжести якоря (в контакторах с вертикальной установкой).
В большинстве контакторов, выполненных по прямоходовой схеме, наблюдается медленное нарастание силы контактного нажатия, из-за чего имеет место длительная вибрация контактов. В результате происходит сильный износ контактов при включении. Поэтому такая конструкция применяется только при небольших номинальных токах.
Более совершенным является контактор, который имеет мостиковую систему с рычажной передачей усилий от контактов к якорю электромагнита.
Если контактор имеет один разрыв на полюс и не снабжен никаким дугогасящим устройством, то в случае активной нагрузки (cosφ = = 1) гашение дуги происходит при растворе контактов примерно 0,5 мм для любого тока и напряжения до 500 В. В случае индуктивной нагрузки (cosφ = 0,2 …0,5) гашение с таким же раствором контактов имеет место при напряжении до 220 В, поскольку оно происходит за счет мгновенного восстановления электрической прочности в околокатодной области.
При напряжении источника питания, не превышающем 220 В, для гашения дуги необходим всего один разрыв на полюс. Никаких дугогасящих устройств не требуется.
Если в цепи полюса аппарата создаются два разрыва, например путем применения мостикового контакта, то дуга надежно гасится за счет околоэлектродной электрической прочности при напряжении сети 380 В. Поэтому в настоящее время широко применяются контакторы с двукратным разрывом цепи в одном полюсе. При индуктивной нагрузке и напряжении источника 380 В значение восстановившегося напряжения становится больше околокатодной прочности. Гашение дуги в этом случае зависит от процессов в столбе дуги и нагрева электродов током.
Для эффективного гашения дуги, уменьшения износа контактов могут быть использованы следующие системы магнитного дутья:
катушка тока и дугогасящая камера с продольной или лабиринтной щелью;
дугогасящая камера с деионной решеткой из стальных пластин.
В системе магнитного дутья с катушкой тока сила, действующая
на дугу, пропорциональна квадрату тока. Поэтому и при переменном токе на дугу действует сила, неизменная по направлению. Она пульсирует с двойной частотой (как и электродинамическая сила, действующая на проводник). Средняя сила получается такой же, как и при постоянном токе, если тот равен действующему значению переменного тока. Указанные соотношения справедливы, когда потери в магнитной системе катушки дутья отсутствуют и поток по фазе совпадает с током. Несмотря на эффективность данного устройства, в настоящее время оно применяется только в контакторах, работающих в тяжелом режиме (число включений в час более 600). Недостатками этого метода гашения являются: увеличение потерь в контакторе из-за потерь в стали магнитной системы дугогашения, что ведет к повышению температуры контактов, расположенных вблизи дугогасящего устройства, а также возможность возникновения больших перенапряжений из-за принудительного обрыва тока (до естественного нуля).
Применение для гашения дуги катушки напряжения на переменном токе исключается из-за того, что сила, действующая на дугу, меняет свой знак, так как поток, создаваемый магнитной системой дугогашения, сдвинут по фазе относительно отключаемого тока. Если ток и поток имеют разные знаки, то сила отрицательна.

Довольно широкое распространение получила дугогасительная камера с деионной решеткой из стальных пластин. Идея использования околоэлектродного падения напряжения для гашения дуги принадлежит русскому ученому М. О.Доливо-Добровольскому. Принципиальная схема дугогасительного устройства дана на рис. 4, а. Дуга 1, возникающая после расхождения контактов, втягивается в клиновидный паз параллельно расположенных стальных пластин 2. В верхней части дуга пересекается пластинами и разбивается на ряд коротких дуг 3. При вхождении дуги в решетку возникают силы, тормозящие движение дуги. Для уменьшения этих сил пластины выполнены так, что дуга, смещенная относительно середины решетки, сначала пересекает пластины с нечетными номерами, а потом

Рис. 4. Схема и график, поясняющие процесс гашения дуги в деионной решетке:
а — схема дугогасящего устройства; б — график изменения тока и напряжения дуги от времени; 1 — дуга; 2 — стальные пластины; 3 — короткие дуги; 4 — подвижный контакт
уже с четными. После того как дуга втягивается в решетку и разбивается на ряд коротких дуг, в цепи возникает дополнительное падение напряжения А на каждой паре электродов, составляющее 20… 30 В. Из-за наличия этого падения напряжения ток в цепи проходит через нуль (сплошная кривая на рис. 4, б) раньше наступления его естественного нулевого значения (штриховая кривая). При этом уменьшается восстанавливающееся напряжение промышленной частоты, а следовательно, и пик Umax этого напряжения.
Гашение дуги происходит в том случае, если Сп > Umax, где С — околокатодная электрическая прочность. При надлежащем выборе числа пластин п гашение дуги происходит при первом прохождении тока через нуль. При малых токах околокатодная прочность составляет примерно 300 В, при больших — падает до 70 В.
Для того чтобы пластины решетки не подвергались коррозии, их покрывают тонким слоем меди или цинка. Несмотря на быстрое гашение дуги при частых включениях и отключениях происходит нагрев пластин до очень высокой температуры, возможно даже их прогорание. В связи с этим число включении и отключении в час у контакторов с деионной решеткой не превышает 600.
В контакторах пускателей серии ПА применяется двукратный разрыв на каждый полюс. Для того чтобы уменьшить оплавление контактов, они охвачены стальной скобой. При образовании дуги на нее действуют электродинамические силы, возникающие из-за взаимодействия дуги с током в подводящих проводниках и арматуре контактов. Как и в деионной решетке, для гашения дуги используется околокатодная электрическая прочность, возникающая после прохода тока через нуль. Два разрыва и магнитное дутье за счет стальной скобы и поля подводящих проводников обеспечивают надежную работу контактора при напряжении до 500 В. Контактор, рассчитанный на номинальный ток 60 А, отключает десятикратный ток короткого замыкания при напряжении 450 В и cos φ = 0,3.
Для привода контактов широко используются электромагниты с Ш-образным или П-образным сердечником. Магнитопровод такого электромагнита состоит из двух одинаковых частей, одна из которых укреплена неподвижно, а другая связана через рычаги с контактной системой. В первых конструкциях электромагнитов для устранения залипания якоря между средними полюсами Ш-образной системы делался зазор. При включении удар приходился на крайние полюсы, что приводило к их заметному расклепыванию. В случае перекоса якоря на рычаге возникала опасность разрушения поверхности полюса сердечника острыми кромками якоря. В современных контакторах для устранения залипания в цепь введена немагнитная прокладка. Во включенном положении все три зазора равны нулю. Это уменьшает износ полюсов, так как удар приходится на все три полюса.
Для устранения вибрации якоря во включенном положении на полюса магнитной системы устанавливают короткозамкнутые витки. Поскольку действие короткозамкнутого витка наиболее эффективно при малом воздушном зазоре, для плотного прилегания полюсов их поверхность должна шлифоваться. Хорошие результаты по уменьшению вибрации электромагнита достигнуты в контакторе типа ПА. В нем благодаря эластичному креплению сердечника возможна самоустановка якоря относительно сердечника, при которой воздушный зазор получается минимальным.
Как известно, из-за изменения индуктивного сопротивления катушки ток в ней при притянутом состоянии якоря значительно меньше, чем при отпущенном. В среднем можно считать, что пусковой ток равен 10-кратному току при притянутом состоянии. Для больших контакторов он может достигать 15-кратного значения тока при притянутом состоянии якоря. В связи с большим пусковым током ни в коем случае нельзя подавать напряжение на катушку, если якорь, находящийся в отпущенном состоянии, по каким-либо причинам не может из него выйти (чем-то удерживается). Катушки большинства контакторов рассчитаны таким образом, что допускают до 600 включений в час при ПВ = 40 %.
Электромагниты контакторов переменного тока могут также питаться от сети постоянного тока. В этом случае на контакторах устанавливают специальную катушку, которая работает совместно с форсировочным резистором. Последний шунтируется размыкающими блок-контактами контактора или более мощными контактами другого аппарата.
При уменьшении зазора тяговая характеристика электромагнита переменного тока поднимается менее круто, чем у электромагнита постоянного тока. Благодаря этому она более приближена к противодействующей характеристике. В результате напряжение срабатывания близко к напряжению отпускания.
Электромагниты контакторов обеспечивают надежную работу в диапазоне питающего напряжения от 0,85 Uном до 1,1 Uном. Поскольку катушка контактора получает питание через замыкающие блок- контакты, то включение контактора не происходит самостоятельно после подъема напряжения до номинального значения. Срабатывание электромагнита переменного тока происходит значительно быстрее, чем электромагнита постоянного тока. Собственное время срабатывания контакторов составляет 0,03… 0,05 с, а время отпускания — 0,02 с. Как и в контакторах постоянного тока, блок-контакты контакторов переменного тока приводятся в действием тем же электромагнитом, что и главные контакты.

Магнитные пускатели

Магнитным пускателем называется контактор, предназначенный для пуска короткозамкнутых асинхронных двигателей.
Как правило, пускатель помимо контактора содержит тепловые реле для защиты двигателя от перегрузок и «потери фазы». Бесперебойная работа асинхронных двигателей в значительной степени зависит от надежности пускателей. Поэтому к ним предъявляются высокие требования в отношении износостойкости, коммутационной способности, четкости срабатывания, надежности защиты двигателя от перегрузок, минимального потребления мощности.
Особенности условий работы пускателя состоят в следующем. При включении асинхронного двигателя пусковой ток достигает 6 — 7-кратного значения номинального тока. Даже незначительная вибрация контактов при таком токе быстро выводит их из строя. Это выдвигает на первый план вопросы устранения вибрации контактов и снижения их износа. Для уменьшения времени вибрации контакты и подвижные части делают как можно легче, снижают их скорость, увеличивают силу нажатия. Указанные мероприятия позволили, например, создать пускатель типа ПА с электрической износостойкостью до 2-Ю6 операций.
Исследования показали, что при токах до 100 А целесообразно применять серебряные накладки на контактах. При токах выше 100 А хорошие результаты дает композиция серебра и оксида кадмия.
При отключении восстанавливающееся напряжение на контактах равно разности напряжения сети и ЭДС двигателя. Оно составляет всего 15… 20 % С/ном, т. е. имеют место облегченные условия отключения.
Нередки случаи, когда электродвигатель отключается от сети сразу же после пуска. Пускателю приходится тогда отключать ток, равный семикратному номинальному току при очень низком коэффициенте мощности (cos<p = 0,3) и восстанавливающемся напряжении, равном номинальному напряжению источника питания. После 50-кратного включения-отключения заторможенного двигателя пускатель должен быть пригоден для дальнейшей работы. В технических данных пускателя указывают не только его номинальный ток, но и мощность двигателя, с которым пускатель может работать при различных напряжениях. Поскольку ток, отключаемый пускателем, мало снижается с ростом напряжения, мощность двигателя, с которым может работать данный пускатель, возрастает с увеличением номинального напряжения. Наибольшее рабочее напряжение составляет 500 В.
Если необходимо повысить срок службы пускателя, то целесообразно выбирать его с запасом по мощности. При уменьшении мощности двигателя возрастает и допустимое число включений в час. Дело в том, что двигатель меньшей мощности быстрее достигает номинальной частоты вращения. Поэтому при отключении пускатель разрывает установившийся номинальный ток двигателя, что облегчает работу пускателя.
С учетом широкого распространения пускателей большое значение приобретает снижение потребляемой ими мощности. У пускателя примерно 60 % мощности расходуется в электромагните, а остальные 40 % — в тепловых реле. Для снижения потерь в электромагните применяется холоднокатаная сталь.
Схема магнитного пускателя типа ПА приведена на рис. 5. Пускатель собран на металлическом основании 1. Контактная система мостикового типа с неподвижными 12 и подвижными 8 контактами размещена в дугогасящей камере 6. Контактное нажатие обеспечивается пружиной 9. Подвижные контакты 8 соединены с траверсой 10, которая может поворачиваться относительно точки О.

Рис. 5. Магнитный пускатель типа ПА:
1 — основание; 2, 7,9 — пружины; 3 — магнитопровод; 4 — обмотка; 5 — якорь; 6 — дугогасящая камера; 8, 12 — контакты; 10 — траверса; 11 — защитное реле

На противоположном конце траверсы 10 укреплен якорь 5, который притягивается электромагнитом, состоящим из магнитопровода 3  и обмотки 4. Под магнитопроводом имеется пружина сжатия 2, которая обеспечивает более плотное прилегание якоря и магнитопровода при срабатывании электромагнита и смягчает возникающий при этом удар. Последовательно с коммутируемой цепью включено тепловое защитное реле 11. При токах перегрузки тепловое реле срабатывает и своими контактами (на рис. 5 не показаны) разрывает цепь питания обмотки 4. Траверса 10 под действием возвратной пружины 7 отходит вправо, контакты 8 и 12 размыкаются, и происходит отключение главной цепи.

2. Устройство контактора с управлением от сети постоянного тока

а) Контактная система. Контакты аппарата подвер­жены наиболее сильному электрическому и механическо­му износу ввиду большого числа операций в час и тяже­лым условиям работы. С целью уменьшения износа пре­имущественное распространение получили линейные перекатывающиеся контакты. В про­цессе работы контакты большого числа аппаратов разрывают цепь с током, большим, чем минималь­ный ток дугообразования. Возни­кающая электрическая дуга способ­ствует быстрому износу контактов.

Для надежного гашения дуги, образующейся при отключении, между неподвижным и подвижным контактами необходимо создавать определенное расстояние. В реальных аппаратах это расстояние выбирается с запасом.

Расстояние между неподвижным и подвижным кон­тактами в полностью отключенном положении аппарата называется раствором контактов. Кон­струкция разрывных контактов зависит от номинального тока, тока короткого замыкания цепи, режима работы, назначения аппарата и рассмотрена в разделах, посвященных устройству различных аппаратов. Здесь же мы рассмо­трим только некоторые общие вопросы.

В зависимости от конструк­ции крепления контактов меня­ется число контактных точек со­прикосновения и стабильность контакта.

Контакт, имеющий возмож­ность свободно устанавливаться на поверхности, имеет макси­мальное число точек касания. Такой контакт называется само­устанавливающимся. Пример та­кого контакта дан на рис. 2.1. Неподвижные контакты 1 и подвижный мостиковый кон­такт 2 в месте касания имеют сферические (или цилин­дрические) напайки 3, выполненные из серебра или металлокерамики. Нажатие контактов создается пру­жиной 4. После касания контактов скоба 5, связан­ная с якорем электромагни­та, продолжает свое движе­ние вверх на величину, рав­ную вжиму (провалу) кон­такта 6.

Применительно к рис. 2.1 провалом (вжимом) контакта называется рас­стояние, на которое переме­стится подвижный контакт, если убрать неподвижный контакт. В контактах рис. 2.1 пленка окисла не стирается, по­этому медь нельзя использовать в этой конструкции.

На рис. 2.1 показана пальцевая система с перека­тыванием, широко применяемая в контакторах с медны­ми контактами. Контактный рычаг 4 связывается с якорем электромагнита. При включении центр О переме­щается по дуге с радиусом 0₂О_х(1). Касание пальцев 1 и 2 происходит в точке В. При дальнейшем переме­щении точка касания переходит в А. Перекатывание контакта 2 по контакту 1 происходит с небольшим про­скальзыванием. При этом пленка окисла на контактах стирается. При включении контактов, из-за шероховатости на поверхности касания появ­ляется дополнительная вибрация контактов. Поэтому величина проскальзывания должна быть небольшой. При отключении дуга загорается между точками В-В, что спасает от оплавления точки А-А, в которых контак­ты касаются во включенном положении. Таким образом удается разделить контакт на две части: в одной проис­ходит гашение дуги, в другой ток проводится длительно. Поскольку для контактов непосредственный контроль провала контактов б затруднен, о величине провала судят по зазору, образующемуся между ры­чагом и контактной скобой.

Во всех без исключения аппаратах имеется вжим (провал) контактов, который обеспечивает необходимое нажатие контактов. Вследствие обгорания и износа кон­тактов в процессе эксплуатации вжим уменьшается, что приводит к уменьшению силы нажатия и росту переход­ного сопротивления контактов. Поэтому в эксплуатации вжим контактов должен обязательно контролироваться и находиться в пределах, требуемых заводом-изготовите­лем. Особенно это относится к аппаратам, работающим в режиме частых включений и отключений (контакторы), где износ контактов особенно интенсивен. В торцевом мостиковом контакте вжим обычно состав­ляет 3-5 мм. В мощных выключателях высокого напря­жения он увеличивается до 8-10 мм.

Р и с. 2.1. Конструкции коммутирующих контактов:

а – перекатывающиеся; б – мостиковые; в – сдвоенные

При больших номинальных токах (более 2 000 А) применяется сдвоенная контактная система (рис. 2.1, а). Аппарат имеет главные контакты 1 – 1′ и дугогасительные 2 – 2′.

Тело главных контактов выполняется из меди, а по­верхности их соприкосновения – из серебра, нанесенного электролитически (слой 20 мк) или в виде припаянных сереб­ряных пластинок.

Тело дугогасительного кон­такта выполняется из меди. На­конечники дугогасительных контактов выполняются из дугостойкого материала вольфрама или металлокерамики.

Ввиду того, что сопротив­ление цепи главных контактов значительно меньше, чем дуго­гасительных, 75-80% длитель­ного тока проходит через глав­ные контакты, имеющие малое переходное сопротивление.

При отключении вначале расходятся главные контакты и весь ток цепи перебрасывается в дугогасительные. Контакты 2 – 2′ расходятся в тот момент, когда рас­стояния между главными контактами достаточно, чтобы выдержать наибольшее напряжение, возникающее в про­цессе гашения дуги на дугогасительных контактах.

При включении таких контактов вначале замыкаются дугогасительные контакты, а затем главные, что обеспе­чивает отсутствие дуги и оплавление на серебряных по­верхностях главных контактов. Ввиду громоздкости это решение применяется только при очень больших токах в автоматах и выключателях высокого напряжения.

Во всех остальных случаях стремятся подобрать соот­ветствующий контактный материал и обойтись одноконтактной системой.

Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, равное при­мерно половине конечной силы нажатия. Большое влия­ние на вибрацию оказывают жесткость крепления непо­движного контакта и стойкость к вибрациям всего контактора в целом. В этом отношении очень удачна конст­рукция контактора серии КПВ-600 (рис. 2.2). Неподвиж­ный контакт 1 жестко укреплен к скобе 2. Один конец дугогасительной катушки 3 присоединен к этой же ско­бе. Второй конец катушки вместе с выводом 4 надежно скреплен с изоляционным основанием из пластмассы 5. Последнее крепится к прочной стальной скобе 6, которая является основанием аппарата. Подвижный контакт 7 выполнен в виде толстой пластины. Нижний конец пла­стины имеет возможность поворачиваться относительно точки опоры 8. Благодаря этому пластина может пере­катываться по сухарю неподвижного контакта 1. Вводной зажим 9 соединяется с подвижным контактом 7 с по­мощью гибкого проводника (связи) 10. Контактное нажатие создается пружиной 12.

Р и с. 2.2. Контактор постоянного тока серии КПВ–600

При износе контактов сухарь 1 заменяется на новый, а пластина подвижного контакта поворачивается на 180° и неповрежденная сторона ее используется в работе. Для уменьшения оплавления основных контактов ду­гой при токах более 50 А контактор имеет дугогасительные контакты – рога (2-11). Под действием магнитного поля дугогасительного устройства опорные точки дуги быстро перемещаются на скобу 2, соединенную с не­подвижным контактом 1, и на защитный рог подвиж­ного контакта 11. Возврат якоря в начальное положе­ние (после отключения магнита) производится пружи­ной 13.

Основным параметром контактора является номи­нальный ток, который определяет величину (размеры) контактора. Так, контактор II величины имеет ток 100 А, III – 150 А и т.д.

Характерной особенностью контактов КПВ-600 и многих других типов является электрическое соединение вывода подвижного контакта с корпусом контактора. Во включенном положении контактора магнитопровод нахо­дится под напряжением. Даже в отключенном положе­нии напряжение может оставаться на магнитопроводе и других деталях, поэтому соприкосновение с магнитопроводом опасно для жизни.

Серия контакторов КПВ имеет исполнение с размы­кающимся главным контактом. Замыкание производит­ся за счет действия пружины, а размыкание – за счет силы, развиваемой электромагнитом.

Номинальным током контактора называется ток пре­рывисто-продолжительного режима работы. При этом режиме работы контактор находится во включенном со­стоянии не более 8 ч. По истечении этого промежутка аппарат должен быть несколько раз включен и отклю­чен (для зачистки контактов от окиси меди). После это­го аппарат снова включается.

Если контактор располагается в шкафу, то номи­нальный ток понижается примерно на 10% из-за ухуд­шающихся условий охлаждения.

В продолжительном режиме работы, когда длитель­ность времени непрерывного включения превышает 8 ч, допустимый ток контактора снижается примерно на 20%. В таком режиме из-за окисления медных контактов рас­тет переходное сопротивление, что может привести к по­вышению температуры выше допустимой величины.

Если контактор имеет небольшое число включе­ний или вообще предназначен для длительного включе­ния, то на рабочую поверхность контактов напаивается серебряная пластина. Серебряная облицовка позволяет сохранить допустимый ток контактора, равный номи­нальному, и в режиме продолжительного включения. Ес­ли контактор наряду с режимом продолжительного вклю­чения используется в режиме повторно-кратковременного включения, применение серебряных накладок становится нецелесообразным, так как из-за малой механической прочности серебра происходит быстрый износ контактов. В повторно-кратковременном режиме при ПВ 40% допустимая величина тока, как правило, составляет при­мерно 120% номинального значения.

Согласно рекомен­дациям завода допустимый ток повторно-кратко-времен­ного режима для контактора КПВ-600 определяется по формуле

,

где , а п – число включений в час.

Необходимо отметить, что если при отключении в по­вторно-кратковременном режиме длительно горит дуга (отключается большая индуктивная нагрузка), то темпе­ратура контактов может резко увеличиться за счет по­догрева контактов дугой. В этом случае нагрев контак­тов в продолжительном режиме работы может быть мень­ше, чем в повторно-кратковременном режиме.

Как правило, контактная система имеет один полюс.

Для реверса асинхронных двигателей при большой частоте включений в час (до 1 200) применяется сдвоен­ная контактная система. В этих контакторах типа КТПВ-500, имеющих электромагнит постоянного тока, подвижные контакты изолированы от корпуса, что дела­ет более безопасным обслуживание аппарата. На рис. 2.3 показана схема включения контакторов для реверса асинхронных двигателей.

По сравнению со схемой, име­ющей однополюсные контакторы, схема рис. 2.3 имеет большое преимущество. При неполадках и отказе одного контактора подается напряжение только на один зажим двигателя. В схеме с однополюсными контакторами от­каз одного контактора ведет к возникновению тяжелого режима двухфазного пи

тания двигателя.

Р и с. 2.3. Схема включения главных контактов контактора КТПВ-600 для реверса асинхронного двигателя

Контакторы с двухполюсной контактной системой очень удобно использовать для закорачивания сопротив­лений в цепи ротора асинхронного двигателя. В контакторах типа КМВ-521 применяется также двухполюсная система. Эти контакторы предназначены для включения и отключения мощных электромагнитов приводов постоянного тока масляных выключателей. Наличие двухполюсной кон­тактной системы, включен­ной в оба провода сети по­стоянного тока, обеспечивает надежное отключение силь­но индуктивной нагрузки в виде электромагнитов.

б) Дугогасительная си­стема. В контакторах посто­янного тока наибольшее распространение получили устройства с электромагнит­ным дутьем. Как указыва­лось, при взаимодей­ствии магнитного поля с ду­гой возникает электродина­мическая сила, перемещаю­щая дугу с большой скоростью.

Электрическая дуга является газообразным проводником тока. На этот проводник, так же как на металлический, действует магнит­ное поле, создавая силу, пропорциональную индукции поля и току в дуге. Магнитное поле, действуя на дугу, увеличивает ее длину и перемещает элементы дуги в пространстве с большой скоростью.

Поперечное перемещение элементов дуги создает интенсивное охлаждение, что приводит к повышению градиента напряжения на столбе дуги.

При движении дуги в среде газа с большой скоростью возникает расслоение дуги на отдельные параллельные волокна. Чем длиннее дуга, тем сильнее происходит расслоение дуги.

Дуга является чрезвычайно подвижным проводником. Известно, что на токоведущую часть действуют такие силы, которые стремятся увеличить электромагнитную энергию контура. Поскольку энергия пропорциональна индуктивности, то дуга под действием своего собственного поля стремится образовывать витки, петли, так как при этом возрастает индуктивность цепи. Эта способность дуги тем сильнее, чем больше ее длина.

Движущаяся в воздухе дуга преодолевает аэродинамическое со­противление воздуха, которое зависит от диаметра дуги, расстояния между электродами, плотности газа и скорости движения. Опыт по­казывает, что во всех случаях в равномерном магнитном поле дуга движется с постоянной скоростью. Следовательно, электродинамиче­ская сила уравновешивается силой аэродинамического сопротив­ления.

С целью создания эффективного охлаждения дуга с по­мощью магнитного поля втягивается в узкую щель между стенками из дугостойкого материала с высокой теплопроводностью (диаметр дуги больше ширины щели). Из-за увеличения теплоотдачи стенкам щели градиент в столбе дуги при наличии узкой щели значительно выше, чем у дуги, свободно перемещающейся между электродами. Это дает возможность сократить необходимую для гашения длину дуги и время гашения.

Для улучшения охлаждения дуги ее заго­няют в щель из дугостойкого материала с высо­кой теплопроводностью. При расхождении контактов 1 – 7 между ними возникает дуга 14 (см. рис. 2.2). Дугу можно рассматривать как проводник с током. Катушка 3 создает намагничивающую силу, под действием которой возникает поток. Этот поток проходит через сердечник катушки, полюсные наконечники 15 и воздушный зазор, в котором горит дуга. На рис. 2.2 крестиками помечен магнитный поток между полюсами системы, направлен­ный за плоскость чертежа.

Вопрос гашения дуги постоянного тока в контакторах был подробно исследован О.Б. Броном.

На рис. 2.4 изображена зависимость раствора кон­тактов, при котором происходит гашение дуги, от вели­чины тока и напряженности магнитного поля для контактора одного типа. При всех значениях напряженности поля Н кривые имеют один и тот же характер: при токе 5-7 А кривая достигает максимума, после чего с ростом тока необходимый раствор падает и при токе 200 А все кривые сливаются. Такой ход кривых объясняется сле­дующими явлениями. Электродинамическая сила, дейст­вующая на единицу длины дуги, равна

,

где – ток; В – индукция магнитного поля.

Рассмотрим случай, когда H = 0 (кривая 1). При ма­лом значении тока в дуге величина электродинамической силы получается столь незначительной, что она не ока­зывает никакого влияния на процесс гашения. Условия, необходимые для гашения, создаются за счет механиче­ского растяжения дуги подвижным контактом. Чем боль­ше величина отключаемого тока, тем большая энергия должна быть рассеяна в дуге. При этом условия гаше­ния дуги наступают при большей ее длине.

При токе более 7 А на дугу действует электродинами­ческая сила, возникающая как за счет магнитного поля подводящих проводников, так и за счет конфигурации са­мой дуги (грубо можно представить, что дуга имеет фор­му части окружности). Эти силы являются решающими для гашения дуги. Чем больше ток в цепи, тем больше электродинамическая сила, растягивающая дугу. В ре­зультате при токе 200 А для гашения дуги достаточно иметь раствор контактов около 1,5 мм. Фактически при таком токе, как только контакты разойдутся, возникаю­щие электродинамические силы выталкивают дугу из межконтактного зазора и перемещают со скоростью несколько десятков метров в секунду. При этом длина дуги, при которой она гаснет, достигает 10 мм и более. Наличие внешнего магнитного поля способствует рез­кому сокращению раствора контактов в области малых токов и незначительно сказывается на процессе гаше­ния при токах 100 А и выше. Оптимальной на­пряженностью является H = 55 А/см. Дальнейшее увели­чение напряженности мало влияет на процесс гашения, но требует большей мощности для создания магнитного поля, что связано с увеличением затрат меди на ка­тушку.

Кривая зависимости длительности горения дуги от ве­личины тока изображена на рис. 2.5. По своей форме она похожа на кривые рис. 2.4.

С ростом тока увеличивается необходимый для гаше­ния раствор контактов. При заданной скорости их дви­жения требуется и большее время для достижения необ­ходимого раствора. В области больших токов процесс га­шения определяется электродинамическими силами. Чем больше ток, тем больше скорость растяжения дуги ди­намическими силами и меньше время, необходимое для достижения дугой критической длины.

Хотя при токах выше 100 А применение магнитного дутья кажется излишним (рис. 2.4 и 2.5), во всех кон­такторах на токи 100 А и выше такая система обязательно применяется. Дело в том, что наличие внешнего маг­нитного поля способствует быстрому перемещению опор­ных точек дуги на контактах, перегоняя ее на дугогасительные электроды – рога и тем самым уменьшая оплав­ление контактов. Для каждого значения тока имеется свое оптимальное значение поля. При напряженности, большей оптималь­ной, наступает усиленный износ контактов за счет того, что жидкометаллический контактный мостик, образую­щийся в стадии размыкания контактов, уносится и рас­пыляется сильным магнитным полем.

Р и с. 2.4. Зависимость раствора контактов от тока дуги

Р и с. 2.5. Зависимость длительности горения дуги от тока

Величина напряжения отключаемой цепи утяжеляет процесс гашения дуги только в области малых токов до 30 А. В области с токами выше 100 А, когда решающую роль играют электродинамические силы, величина пи­тающего напряжения практически не влияет на раствор контактов. Раствор контактов обычно берется 10-17 мм и определяется условиями гашения малого тока.

Характер нагрузки отключаемой цепи также оказы­вает влияние только при малых токах в области, где га­шение дуги происходит за счет механического растяже­ния дуги. В области больших токов следует опасаться больших перенапряжений и повторных пробоев из-за резкого снижения тока к нулю при сильном магнитном поле.

В зависимости от способа создания магнитного поля различают системы с последовательным (сериесным) включением дугогасительной катушки и с параллельным (шунтовым) включением катушки и системы с постоян­ным магнитом.

В случае применения сериесной катушки она об­текается током, проходящим в отключаемой цепи. Если пренебречь магнитным сопротивлением стали, то можно считать, что индукция пропорциональна отключаемому току. Тогда выражение для силы, действующей на дугу, можно преобразовать к виду

.

Таким образом, сила, действующая на единицу длины дуги, пропорциональна квадрату тока.

Как было показано ранее, наиболее важно иметь не­обходимую величину магнитного поля для дутья в обла­сти малых токов. Сериесная система обладает как раз тем недостатком, что в этой области токов не создает необходимой напряженности магнитного поля. В результате гашение дуги получается мало­эффективным. На рис. 2.5 изображена зависимость длительности горения дуги и электродинамической силы, действующей на нее, от величины тока для контактора на 150 А. Кривые времени гашения: 1 – при отсутствии магнитного дутья; 2 – при сериесной системе. При токе 10 А длительность горения дуги достигает 0,09 сек. Такая длительность горения дуги недопустима, так как возможно устойчивое горение без погасания.

Согласно опытным данным ток, надежно отключае­мый контакторами с сериесным дутьем, составляет 20-25% номинального тока аппарата.

Для надежного и быстрого гашения дуги в области малых токов применяются контакторы на небольшой ток (блок-контакторы) со сменными дугогасительными ка­тушками. Эти катушки имеют номинальный ток 1,5-40 А. При малом отключаемом токе катушка имеет боль­шое число витков, благодаря чему создается необхо­димое магнитное поле для гашения дуги за малое время.

Необходимо отметить, что за счет сильного магнит­ного дутья возможен резкий обрыв тока, что приводит к возникновению перенапряжений в сильно индуктивной цепи. Поэтому рекомендуется дугогасительную катуш­ку выбирать на ток, который не более чем в 3 раза пре­вышает ток, отключаемый контактором в цепи с большой индуктивностью. Предельный ток, который может отклю­чать блок-контактор, не должен превышать трехкратного значения номинального тока дугогасительной катушки.

Достоинства системы с сериесной катушкой таковы.

1. Система хорошо работает в области токов свыше 100 А. При этих токах магнитное поле быстро сдувает дугу с рабочих поверхностей контактов и обеспечивает малый их износ.

2. Работа системы не зависит от направления тока. При изменении направления тока меняет знак и магнит­ное поле. Сила, действующая на дугу, не изменяет сво­его направления.

3. Поскольку через катушку проходит номинальный ток контактора, она выполняется из провода большого сечения. Такая катушка механически прочна и не боит­ся ударов, возникающих при работе контактора. Паде­ние напряжения на катушке составляет доли вольта. По­этому к изоляции катушки не предъявляются высокие требования.

Наряду с достоинствами эта система имеет и ряд не­достатков.

1. Плохое гашение дуги при малых токах (5-7 А).

2. Большая затрата меди на катушку.

3. Подогрев контактов за счет тепла, выделяемого дугогасительной катушкой.

Несмотря на эти недостатки, си­стема с сериесной катушкой благодаря высокой на­дежности при гашении номинальных и больших токов получила преимущественное распространение.

В параллельной (шунтовой) системе катушка, соз­дающая магнитное поле, подключается к независимому источнику питания. Напряженность магнитного поля, создаваемая системой, постоянна и не зависит от отклю­чаемого тока.

Сила, действующая на дугу, пропор­циональна отключаемому току.

На рис. 2.5 изображена эта зависимость для случая, когда н.с. сериесной обмотки при номинальном токе равна н.с. шунтовой. При токах от 0 до сила, дейст­вующая на дугу, при шунтовой катушке получается боль­шей, чем при сериесной, – прямая F₂. Это позволяет рез­ко снизить длительность горения дуги в области малых токов. При токах больших сила, действующая на дугу, при сериесной катушке больше, чем при шунтовой. Одна­ко для гашения это не имеет существенного значения, так как решающими являются силы, возникающие в са­мом контуре дуги.

Зависимость времени гашения дуги от тока для шун­товой обмотки приведена на рис. 2.5 (кривая 3).

Поскольку в области малых токов шунтовая катушка действует более эффективно, чем сериесная, при одной и той же длительности горения дуги требуется меньшая н.с., что дает экономию. Однако шунтовые катушки име­ют и ряд крупных недостатков.

1. Направление электродинамической силы, действу­ющей на дугу, зависит от полярности тока. При измене­нии направления тока дуга меняет направление своего движения. Контактор не может работать при перемене полярности тока.

2. Поскольку к катушке прикладывается напряжение источника питания, изоляция должна быть рассчитана на это напряжение. Катушка выполняется из тонкого провода. При ударах и вибрациях возможны поврежде­ние изоляции провода и выход из строя катушки. Бли­зость дуги к такой катушке делает ее работу ненадеж­ной.

3. При коротких замыканиях возможна посадка на­пряжения па источнике, питающем катушки. В резуль­тате процесс гашения дуги идет неэффективно.

В связи с указанными недостатками системы с шун­товой обмоткой в настоящее время применяются только в случаях, когда необходимо отключать небольшие токи от 5 до 10 А. В аппаратах на большие силы тока эта си­стема не применяется.

Система с постоянным магнитом по существу мало отличается по своей характеристике от системы с шун­товой обмоткой. Магнитное поле создается за счет по­стоянного магнита.

По сравнению с системами, где поле создается обмот­ками, постоянный магнит имеет ряд преимуществ.

1. Нет затрат энергии на создание магнитного поля.

2. Резко сокращается расход меди на контактор.

3. Отсутствует подогрев контактов от катушки, как это имеет место в системе с сериесной обмоткой.

4. По сравнению с шунтовой системой, система с по­стоянным магнитом обладает высокой надежностью и хорошо работает при любых токах. Применение постоянного магнита позволяет сократить длительность горения дуги при малых токах. В силу сво­их преимуществ эта система, очевидно, в дальнейшем бу­дет широко использоваться.

Магнитное поле, действующее на дугу, создает силу, которая перемещает дугу в дугогасительную ка­меру. Назначение камеры – локализовать область, занятую раскаленными газами дуги, препятствовать пере­крытию между соседними полюсами. При соприкоснове­нии дуги со стенками камеры происходит интенсивное охлаждение дуги, что приводит к подъему вольтампер­ной характеристики и успешному гашению. Исследова­ния О.Б. Брона показали, что в качестве материала необходимо применять дугостойкую керамику.

Асбоцементные камеры, применявшиеся в течение дли­тельного времени, обладают тем недостатком, что под действием высокой температуры дуги на поверхности сте­нок образуются проводящие мостики. В результате воз можно возникновение стабильной дуги, которая горит в местах, где образовались эти проводящие мостики.

Наиболее совершенной является лабиринтно-щелевая камера. Под действием магнитного поля дуга загоняется в суживающуюся зигзагообразную щель (рис. 2.6, б). Благодаря увеличению длины дуги и хорошему теплово­му контакту дуги со стенками камеры происходит ее эф­фективное гашение. По сравнению с обычной продольной щелью (рис. 2.6, а) зиг­загообразная щель умень­шает количество выброшен­ных из камеры раскаленных газов и, следовательно, зо­ну выхлопа.

а б

Р и с. 2.6. Дугогасительная камера с прямой и зигзагообразной щелью

в) Электромагнитная си­стема. В контакторах с при­водом на постоянном токе преимущественное распро­странение получили электро­магниты клапанного типа.

С целью повышения ме­ханической износоустойчиво­сти в современных контак­торах применяется вращение якоря на призме. Выбранная компоновка электромагни­та и контактной системы, применение специальной пру­жины, прижимающей якорь к призме (рис. 2.2, поз. 16), позволили повысить износоустойчивость узла вращения у контакторов КПВ-600 до 20-10⁶. По мере из­носа механизма зазор между скобой якоря 17 и опорной призмой 18 автоматически выбирается. В случае приме­нения подшипникового соединения якоря и магнитопровода при износе подшипника возникают люфты, нару­шающие нормальную работу аппарата.

Для получения вибро- и удароустойчивости подвиж­ная система контактора должна быть уравновешена от­носительно оси вращения. Типичным примером является электромагнит контактора серии КПВ-600 (рис. 2.2). Якорь магнита уравновешивается хвостом 19, на кото­ром укрепляется подвижный контакт. Возвратная пружина также действует на хвост якоря. Катушка элек­тромагнита наматывается на тонкостенную изолирован­ную стальную гильзу. Такая конструкция катушки обес­печивает хорошую прочность и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником. Последнее способствует снижению температуры катушки и уменьшению габарита контактора.

При включении электромагнит преодолевает действие силы возвратной и контактной пружин. Тяговая харак­теристика электромагнита должна во всех точках идти выше характеристики противодействующих пружин при минимальном допустимом напряжении на катушке ( ) и нагретой катушке. Включение должно про­исходить при постоянно нарастающей скорости. Не долж­но быть замедления в момент замыкания главных кон­тактов.

В противодействующей характеристике наиболее тя­желым моментом является преодоление силы в момент касания главных контактов. Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 110% , так как при большем напряжении увеличивается износ из-за усиле­ния ударов якоря, а температура катушки может превы­сить допустимую величину.

В контакторах типа КТПВ, имеющих сдвоенную кон­тактную систему, при номинальном токе 600 А устанав­ливаются два параллельно работающих электромагнита для того, чтобы развить необходимую силу.

Следует отметить, что с целью уменьшения намагни­чивающей силы катушки, а следовательно, и потребляе­мой ею мощности рабочий ход якоря выбирается не­большим, порядка 8-10 мм. В связи с тем, что для на­дежного гашения дуги при малых токах требуется рас­твор контактов 17-20 мм, 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.

В особенно тяжелых условиях приходится работать электромагниту контактора с размыкающими контакта­ми. Тяговая и противодействующие характеристики та­кого контактора даны на рис. 2.7. В этом случае воз­вратная пружина при разомкнутом состоянии магнитной цепи создает усилие, достаточное для получения необхо­димого нажатия размыкающего контакта. В начале хо­да якорю приходится преодолевать силу, равную разно­сти сил возвратной 2 и контактной 3 пружин (речь идет о силах, приведенных к оси магнита). При размыкании контактов после выбора провала контактов при почти максимальном воздушном зазоре якорю приходится преодолевать значительное усилие возвратной пружины F₂. Большой зазор и значительное усилие, которое дол­жен развивать якорь, требуют увеличения намагничива­ющей силы и площади полюса магнита. Это ведет к воз­растанию габаритов магнита и потребляемой мощности. Для сокращения габаритов контактора и уменьшения по­требляемой мощности применяется форсировка. Контактор снабжается размыкаю­щим контактом и экономи­ческим (форсировочным) сопротивлением. Поскольку процесс включения длится кратковременно, то в об­мотке можно допустить вы­сокую плотность тока. В ре­зультате при малом габари­те катушки удается полу­чить большое значение на­магничивающей силы. С точки зрения работы схем автоматики весьма важной характеристикой яв­ляется собственное вре­мя включения контак­тора. Собственное время при включении состоит из вре­мени нарастания потока до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть времени тра­тится на нарастание потока. Для контакторов на ток 100 А собственное время составляет 0,14 сек, а для кон­такторов на ток 600 А оно увеличивается до 0,37 сек.

Р и с. 2.7. Тяговая и противодействующие характеристики контактора КТПВ

Собственное время отпадания – время с момента обесточивания электромагнита до момента размыкания контактов. Оно определяется временем спа­да потока от установившегося значения до потока от­пускания (временем движения с момента начала движения якоря до момента размыкания контактов можно пренебречь). Переходный процесс в обмотке мало ска­зывается на спаде потока, так как цепь обмотки быстро разрывается отключающим аппаратом. Этот процесс в основном определяется токами, циркулирующими в массивных элементах магнитной цепи (в основном за счет токов в цилиндрическом сердечнике, на котором расположена катушка). Ввиду большого удельного электрического сопротивления стали эти токи создают небольшое за­медление в спадании потока. В контакторах на 100 А время отпадания составляет 0,07 сек, а в контакторах на 600 А – 0,23 сек. В связи с особыми требованиями, предъявляемыми к контакторам серии КМВ, которые предна­значены для включения и отключения электромагнитов приводов масляных выключателей, электромагнитный механизм у этих контакторов допускает регулировку на­пряжения срабатывания и напряжения отпускания за счет регулировки силы возвратной пружины и специаль­ной отрывной пружины. Контакторы типа КМВ должны работать при глубокой посадке напряжения, поэтому минимальное напряжение срабатывания у этих контак­торов может спускаться до 65% . Такое низкое напря­жение срабатывания приводит к тому, что при номиналь­ном напряжении через обмотку протекает ток, приводя­щий к повышенному нагреву катушки. В связи с этим при номинальном напряжении катушка может включать­ся под напряжение только кратковременно (время вклю­чения не должно превышать 15 сек).

Различные типы контакторов и принцип их работы | | Infopro54

Хотя технологии с годами совершенствуются, основные средства управления электрическими цепями остаются прежними. Одним из таких устройств является контактор.

Что такое контактор?

Контактор представляет собой электромеханический переключатель, функция которого заключается в замыкании или разрыве соединения между источником питания и нагрузкой. Это устройство управляется электрически и обычно питается на гораздо более низком уровне, чем коммутируемая цепь. Существуют модульные контакторы на дин рейку, которые не только экономят энергию, но и работают бесшумно.

Область применения контакторов

Применение контактора включает в себя управление электродвигателями, тепловыми испарителями, освещением, батареями конденсаторов, отоплением и другими электрическими нагрузками. Контакторы различаются по размеру и мощности. Есть устройства, которые вы можете легко поднять рукой. Также встречаются приборы массивных размеров около метра сбоку. Встречаются контакторы с током отключения от нескольких ампер до тысяч ампер и от 24 В постоянного тока до многих киловольт.

Типы контакторов

Переключатель контактов

Это самый старый тип контакторов, в котором используются электродвигатели ВКЛ и ВЫКЛ. Это устройство состоит из планки и рычага. Рычаг служит для вытягивания металлической полосы вверх и вниз, что делает этот контактор с ручным управлением. У него есть несколько недостатков, которые привели к прекращению его использования, в том числе:

• частые случаи искрения привели к короткому сроку службы контактора;
• риски безопасности;
• уязвим к влаге и грязи;
• двойной перерыв.

Ручной контактор

Этот контактор был заменой и усовершенствованием переключателя. Однако он по-прежнему имеет ручное управление. Другими ключевыми особенностями этого типа устройства являются:

• контакты с двойным размыканием, которые могут размыкать цепь одновременно в двух местах, обеспечивая больший ток в меньших пространствах;
• надлежащим образом закрытый блок, защищающий внутренние части;
• более безопасная работа;
• меньший размер.

Магнитный контактор

Это новейшая конструкция контактора и самая совершенная из всех. Он широко используется в промышленных приложениях из-за его особенностей, таких как:

• работает автоматически;
• обеспечивает максимально безопасную работу;
• использует наименьшее количество управляющего тока для размыкания и замыкания цепи.

Конструкция магнитных контакторов | Переключатели

Магнитные контакторы представляют собой переключатели с электромагнитным управлением, которые обеспечивают безопасное и удобное средство многократного замыкания и размыкания ответвленных цепей. Основное различие между контактором и пускателем двигателя заключается в том, что контактор не содержит реле перегрузки. Контакторы используются для коммутации с устройством пилотного управления таких нагрузок, как освещение, отопление и управление электродвигателями, где защита от перегрузки предусмотрена отдельно.

Большие размеры широко используются для дистанционного управления относительно сильноточными цепями, где стоимость не позволяет прокладывать силовые кабели к месту удаленного управления. Это одно из основных преимуществ электромагнитного управления перед ручным управлением. Пилотные устройства, такие как кнопки, реле давления, поплавковые выключатели, концевые выключатели или термостаты, используются для обеспечения необходимого контроля работы контакторов.

Контактор состоит из электромагнита (имеющего якорь, сердечник и приемную катушку, соединенных в цепи управления), главных контактов (один неподвижный, а другой подвижный), замыкающих и размыкающих силовую цепь, используемых электрических блокировок для блокировки и управления цепями автоматики и сигнализации — противовыбросовая конструкция (желоб с магнитным обдувом или со специальными сетками), обеспечивающая быстрое гашение дуги при разрыве цепи.

Контакторы изготавливаются для цепей переменного и постоянного тока и могут иметь один или несколько полюсов. Кроме того, они могут иметь нормально разомкнутые и (или) нормально замкнутые контакты, которые переключаются мгновенно или с некоторой задержкой. Контакторы постоянного тока имеют длинные приемные катушки малого диаметра и большую внешнюю поверхность, что улучшает охлаждение и позволяет проводить большие токи.

Контакторы переменного тока

изготавливаются на номинальное напряжение 220, 380 и 500 вольт и на номинальный ток от 20 А до 600 А.Они могут иметь от одного до пяти основных контактов и от двух до четырех блокировок. Контакторы переменного тока состоят из тех же элементов, что и контакторы постоянного тока. Их магнитная цепь, однако, состоит из пластин электротехнической стали, покрытых лаком, для уменьшения потерь на вихревые токи. Наиболее распространены трехполюсные контакторы переменного тока с нормально разомкнутыми контактами.

На рис. 2.22 (а) показана конструкция электромагнитного контактора постоянного тока. Вспомогательный ток проходит через катушку контактора и притягивает к ее сердечнику стальной якорь; якорь вращается вокруг оси и замыкает главные контакты в цепи рабочего тока.Пружина обеспечивает надлежащее давление подвижного контакта.

Главная цепь подключается к клеммам 1 и 2; его ток проходит через катушку магнитного обдува, главные контакты и гибкий соединительный провод. Этот контактор замыкает контакты в цепи вспомогательного тока, так называемые блокировочные контакты, которые служат для выполнения вспомогательных операций управления в дополнение к основной цепи. На рис. 2.22(b) показана схема контактора переменного тока.

Конструкция магнитных пускателей:

Магнитные пускатели представляют собой специальные формы магнитных контакторов, включающие тепловые реле перегрузки и электрические блокировки.Как и контакторы, магнитные пускатели также используются для дистанционного управления электродвигателями. Однако, в отличие от контакторов, они отключают двигатель от питания при возникновении перегрузки. Магнитный пускатель, показанный на рис. 2.23, по существу состоит из контактора и набора тепловых реле. Каждое реле состоит из двух плотно склеенных полос из разных сплавов с разными температурными коэффициентами расширения.

Когда ток, протекающий через такое реле, превышает его уставку, он нагревает биметаллический элемент и заставляет его изгибаться, поскольку две полосы увеличиваются в длину на разную величину.Изгибаясь, биметаллический элемент размыкает цепь удерживающей катушки и таким образом отключает стартер. Соединения обычного трехполюсного магнитного пускателя показаны на рис. 2.24. Стартер в таких случаях обычно имеет два встроенных тепловых реле перегрузки и одну электрическую блокировку.

Технологическое проектирование и стоимость воздушного контактора для улавливания воздуха

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2011.02.192Получить права и содержание

Резюме

Компания Carbon Engineering (CE) разработала воздушный контактор конструкция, специально оптимизированная для эффективного удаления CO ₂ из атмосферного воздуха.Конструкция воздушного контактора CE основана на методе мокрой очистки, при котором воздух контактирует с поглощающим жидким раствором гидроксида щелочного металла CO ₂ . Этот процесс аналогичен тому, который осуществляется в абсорбционных или реакторных башнях, обычно используемых в химической промышленности, но уникальные ограничения, связанные с проблемой удаления CO ₂ из атмосферного воздуха, привели CE к ряду оригинальных, инновационных и запатентованные дизайнерские модификации этих существующих технологий.Эти ключевые отличия привели к тому, что CE отказалась от традиционной практики химической промышленности, включающей башенные реакторы с насадкой, и разработала контактор с периодическим увлажнением воздуха с геометрией плиты с поперечным потоком. Эта конструкция имеет столько же общего с градирнями с принудительной тягой, как и с градирнями с химическими реакторами. Конструкция была испытана на прототипе градирни с насадкой высотой 5 м, а подробные испытания характеристик набивки были проведены в лабораторной системе, которая позволяет нам контролировать CO ₂ , скорость воздуха, относительную влажность при точном измерении характеристик набивки.В дополнение к текущим внутренним инженерным и экспериментальным оценкам CE, проектирование конструкции и оценка стоимости контакторной системы были выполнены независимой фирмой по проектированию, снабжению и строительству (EPC) (SolTech Projects Inc., Калгари, Альберта). ). Смета затрат, подготовленная этой компанией EPC, представляет собой консервативную верхнюю границу стоимости воздушного контактора, поскольку она основана на затратах на строительство и рабочую силу в Альберте, Канада в 2008/09 гг., которые были одними из самых высоких в мире.Фирма EPC собрала предложения поставщиков на основное оборудование и компоненты, и общая стоимость системы была оценена с использованием стандартных процедур оценки стоимости проектирования. Общая сметная стоимость системы контакта с воздухом, рассчитанная с использованием консервативных ставок на рабочую силу и энергию, как упоминалось, равняется 80 долларам США за тонну — CO ₂ , и CE определила конкретные области исследований для снижения этой стоимости до 49 долларов США за тонну — CO ₂ .

Ключевые слова

Захват воздуха

Воздушный контактор

Стоимость

Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0)

Copyright © 2011 Published by Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Высоковольтные контакторы для автомобилей | ТЕ подключение

В: В чем разница между реле и контактором?
A: Как правило, оба термина обозначают электромеханическое переключающее устройство, работающее по одному и тому же физическому принципу, в котором катушка используется для создания магнитной силы, которая механически воздействует на электрический контакт. В то время как термин «реле» широко используется в различных отраслях промышленности для устройств малой и средней мощности, термин «контактор» более распространен в области высокой мощности.Магнитный «двигатель» обычно реализуется с плунжером в центре корпуса катушки для контакторов, в отличие от шарнирной конструкции якоря, которая обычно используется для реле.

 

В: Контакторы нового поколения работают без газового наполнения. В чем преимущество негазонаполненных контакторов? Может ли газонаполненный контактор разорваться?
A: Для защиты переключающих контактов и обеспечения быстрого гашения дуги переключения многие контакторы заполнены инертным газом под давлением.Обычно используется азот или водород, также применяется SF6 (гексафторид серы), в основном в промышленности. С другой стороны, заполнение сжатым газом требует гораздо больше усилий при проектировании и производственном процессе, чтобы обеспечить надежное удержание газа в течение всего срока службы контактора. Поскольку такие контакторы по своей природе должны быть герметичными, они также несут риск разрыва, когда чрезвычайно сильное искрение – в случае больших перегрузок по току или коротких замыканий – создает избыточное давление газа внутри контактной камеры.Таким образом, новейшие конструкции контакторов TE работают без инертного газа, что также устраняет необходимость в герметичном уплотнении. Эти конструкции по-прежнему экологически защищены от загрязнения и обеспечивают газообмен и выравнивание внутреннего и внешнего давления, что практически исключает риск разрыва в случае сильного искрения.

 

Подробнее Часто задаваемые вопросы об автомобильных контакторах и реле высокого напряжения

Обзор контактора

— Hartland Controls

Принцип работы — Контактор обычно состоит из комбинации подвижных и неподвижных контактов с низким сопротивлением, которые фактически размыкают и замыкают цепь.Неподвижные контактные узлы монтируются на какой-либо неподвижной конструкции (базе). Узлы подвижных контактов смонтированы на конструкции, известной как исполнительный механизм. К приводу присоединен якорь.

Способ управления контактором осуществляется с помощью электромагнитной цепи. Катушка проволоки намотана на железный сердечник. Когда на катушку подается напряжение, в обмотках индуцируется ток. Этот ток создает магнитное поле в железном сердечнике. Магнитное поле железного сердечника притягивает якорь и преодолевает силу пружины, удерживающей якорь от железного сердечника.Это движение якоря приводит в действие контакты.

Контакты, используемые в контакторах Hartland Control, изготовлены из серебра. Серебро обладает самой высокой электро- и теплопроводностью среди всех известных металлов и демонстрирует хорошую стойкость к окислению и потускнению. Контакты из чистого серебра хорошо работают при токах в диапазоне от слабого до среднего (от 1 до 20 ампер), где доступно контактное давление от легкого до умеренного и требуется низкое контактное сопротивление.

Склонность серебра к эрозии и сварке при средних уровнях тока и его несколько низкая твердость могут быть преодолены путем комбинирования серебра с другими металлами или оксидами металлов, такими как никель, оксид кадмия или оксид серебра и олова.

Типы контакторов — Контакторы, производимые Hartland Controls, широко известны как контакторы определенного назначения. Контакторы других типов известны как контакторы NEMA и IEC. Контакторы

NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) спроектированы в соответствии с размерами, указанными в стандарте NEMA. Философия стандарта NEMA заключается в обеспечении электрической взаимозаменяемости производителей для данного размера NEMA. Поскольку установщик часто заказывает контроллер по мощности двигателя и номинальному напряжению и может не знать область применения или рабочий цикл, запланированный для двигателя и его контроллера, контактор NEMA проектируется по соглашению с достаточным запасом мощности для обеспечения работы в широком диапазоне частот. приложений без необходимости оценки жизненных требований.Другие соглашения заключаются в том, что контакты для большинства контакторов NEMA заменяются, когда проверка показывает необходимость, и что литые (герметизированные) катушки являются обычными для большинства устройств NEMA. Стандартные размеры контакторов

IEC не определены. Таким образом, рейтинг IEC указывает на то, что производитель оценил контактор на соответствие требованиям ряда определенных приложений (категорий использования). Контакторы рассчитаны на нагрузку, выраженную как в номинальных характеристиках, так и в электрической долговечности.Для выбора контакторов для приложения (нагрузка двигателя, рабочий цикл, ток полной нагрузки и т. д.) требуется более высокий уровень навыков. Как правило, контакты для контакторов IEC большей мощности являются заменяемыми, в то время как контакторы меньшего размера не подлежат замене. Контакторы IEC могут иметь меньший путь утечки и более высокий нагрев, чем контакторы NEMA, что приводит к меньшему физическому размеру.

Контакторы определенного назначения по своим функциям аналогичны контакторам NEMA и IEC. Концепция контакторов DP возникла в 1950-х годах по запросу нескольких крупных OEM-производителей HVACR.До этого времени OEM-производители использовали в своем оборудовании контакторы с рейтингом NEMA. Эти устройства с рейтингом NEMA были надежными, дорогими и, как правило, дольше оборудования, в котором они были установлены. Контакторы DP были разработаны специально для нагрузок, срок службы которых может быть статистически предопределен их применением. Контакторы DP подбираются либо по номинальной активной нагрузке, либо по номинальной индуктивной нагрузке (LRA/FLA). Контакторы DP имеют меньшую начальную стоимость по сравнению с устройствами NEMA и IEC и часто считаются одноразовыми устройствами.Хотя их стоимость меньше, эти контакторы все же должны быть рассчитаны на жесткие условия, такие как быстрое циклирование, длительные перегрузки и низкое напряжение в системе. Несмотря на то, что контакторы DP изначально были разработаны для отрасли HVACR, существует множество других отраслей, которые используют эти контакторы на основе правильного подбора контакторов для конкретного применения.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РЕЛЕ И КОНТАКТОРОВ

Компания GIGAVAC является признанным лидером в разработке и производстве герметичных реле и контакторов.Герметизация имеет решающее значение для предотвращения загрязнения внутренних частей любого компонента. Компания GIGAVAC разработала и использует несколько технологий герметизации для выполнения этой задачи в наших продуктах. Более важно то, что эти технологии герметизации позволяют GIGAVAC точно контролировать внутреннюю среду коммутатора, используя различные диэлектрические среды. Это привело к нескольким инновациям, включая специальные реле, заполненные жидкостью.

Выбор диэлектрика зависит от конструкции изделия и предполагаемой основной функции изделия.Например, высоковольтные реле предназначены для изоляции напряжения в минимально возможном пространстве и переключения малых уровней тока под нагрузкой. Эти продукты обычно используют вакуум в качестве диэлектрика. Несмотря на то, что в конструкцию реле высокого напряжения было внесено множество модификаций, позволяющих переключать большие нагрузки, включая использование различных газов в качестве диэлектрика, их возможности переключения нагрузки остаются ограниченными. Контакторы GIGAVAC и многие другие наши силовые продукты предназначены для коммутации нагрузок при различных комбинациях напряжения и более высоких токов.

Двумя диэлектрическими материалами, используемыми сегодня во всей продукции GIGAVAC, являются вакуум и газ.
 

Вакуум в качестве диэлектрика

Типы реле высокого напряжения производства GIGAVAC изначально предназначались для использования в высокочастотных цепях высокой мощности. Реле должны были быть как можно меньше, иметь низкие ВЧ-потери, иметь хорошую диэлектрическую изоляцию при номинальном ВЧ-напряжении и быть в состоянии работать на различных высотах и ​​в суровых условиях.Диэлектрическая прочность вакуума примерно в 8 раз выше, чем у воздуха. А поскольку в вакууме не происходит окисления, можно использовать медные контакты с низким сопротивлением, что позволяет реле проводить значительно больший ток, чем традиционные реле под открытым небом.

Эти небольшие вакуумные реле быстро получили признание и новые области применения. Многие из этих приложений требовали дополнительных возможностей переключения нагрузки. Чтобы приспособиться к большим нагрузкам, конструкции реле были изменены, чтобы включить версии с более твердыми контактными материалами, такими как молибден и вольфрам.
 

Газ в качестве диэлектрика

По мере того, как реле высокого напряжения становились все более популярными, разрабатывались другие приложения, в которых использовались преимущества материалов с твердым контактом. Эти приложения включают в себя высокое емкостное замыкание и емкостной разряд при броске тока, например, в испытательном оборудовании для электростатических разрядов, оборудовании для испытаний кабелей, сердечных дефибрилляторах, а также для приложений, в которых не применяется высокое напряжение в течение длительных периодов времени, когда низкий или стабильный ток утечки нужный. В реле высокого напряжения используется смесь гексафторида серы, SF6 и азота, главным образом, из-за того, как газ ведет себя во время переключения.SF6 является отличным изолятором, но когда выключатель замыкается, если реле дребезжит, SF6 легко ионизируется и проводит ток дуги. Это делает реле электронным «бездребезговым» и значительно снижает износ контактов.

Контакторы

по определению предназначены для переключения большей мощности по сравнению с реле. Как и в случае с реле, существует несколько аспектов конструкции контактора и требований к применению, которые облегчают использование определенного газа. В герметичных контакторах GIGAVAC EPIC® используется уплотнение керамика-металл, что позволяет использовать практически любой газ в качестве диэлектрика.В стандартных контакторах GX EPIC® в качестве диэлектрика используется водород. Обеспечивая превосходную среду для коммутации мощности контакторов GX , водород допускает более высокое номинальное напряжение по сравнению с другими газами. В стандартных контакторах MX EPIC® в качестве диэлектрика используется азот. Хотя азот не позволяет использовать более высокие номинальные напряжения, он допускает более высокие пусковые токи и токи перегрузки при более низких напряжениях.

GIGAVAC также предлагает индивидуальные газовые смеси для специальных применений.Просто свяжитесь с любым из наших экспертов по приложениям. Они помогут вам выбрать правильный коммутационный продукт для вашей цепи.

%PDF-1.7 % 243 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 243 126 0000000016 00000 н 0000004018 00000 н 0000004163 00000 н 0000004199 00000 н 0000005832 00000 н 0000006043 00000 н 0000006182 00000 н 0000006318 00000 н 0000006454 00000 н 0000006590 00000 н 0000006726 00000 н 0000006862 00000 н 0000006998 00000 н 0000007134 00000 н 0000007273 00000 н 0000007409 00000 н 0000007545 00000 н 0000007681 00000 н 0000007816 00000 н 0000007953 00000 н 0000008090 00000 н 0000008227 00000 н 0000008363 00000 н 0000008500 00000 н 0000008637 00000 н 0000008774 00000 н 0000008911 00000 н 0000009048 00000 н 0000009186 00000 н 0000009323 00000 н 0000009459 00000 н 0000009995 00000 н 0000010288 00000 н 0000010676 00000 н 0000010713 00000 н 0000010827 00000 н 0000010939 00000 н 0000011194 00000 н 0000011766 00000 н 0000012724 00000 н 0000013645 00000 н 0000014501 00000 н 0000015311 00000 н 0000016132 00000 н 0000016672 00000 н 0000016809 00000 н 0000016836 00000 н 0000017302 00000 н 0000018147 00000 н 0000018564 00000 н 0000019316 00000 н 0000021966 00000 н 0000055207 00000 н 0000058524 00000 н 0000058939 00000 н 0000059291 00000 н 0000059637 00000 н 0000059707 00000 н 0000059803 00000 н 0000082402 00000 н 0000082671 00000 н 0000083031 00000 н 0000083155 00000 н 0000083279 00000 н 0000083403 00000 н 0000083473 00000 н 0000083569 00000 н 0000095120 00000 н 0000095394 00000 н 0000095724 00000 н 0000095751 00000 н 0000096194 00000 н 0000103706 00000 н 0000103966 00000 н 0000104279 00000 н 0000114843 00000 н 0000115109 00000 н 0000115480 00000 н 0000145646 00000 н 0000145685 00000 н 0000145760 00000 н 0000146057 00000 н 0000146132 00000 н 0000146207 00000 н 0000146282 00000 н 0000146379 00000 н 0000146528 00000 н 0000146848 00000 н 0000146903 00000 н 0000147019 00000 н 0000147094 00000 н 0000147207 00000 н 0000147595 00000 н 0000147692 00000 н 0000147838 00000 н 0000162557 00000 н 0000421521 00000 н 0000421991 00000 н 0000422267 00000 н 0000422342 00000 н 0000422666 00000 н 0000422751 00000 н 0000422836 00000 н 0000422921 00000 н 0000423006 00000 н 0000423091 00000 н 0000423176 00000 н 0000423261 00000 н 0000423346 00000 н 0000423431 00000 н 0000423516 00000 н 0000423601 00000 н 0000423686 00000 н 0000423771 00000 н 0000423856 00000 н 0000423941 00000 н 0000424026 00000 н 0000424111 00000 н 0000424196 00000 н 0000424281 00000 н 0000424366 00000 н 0000424451 00000 н 0000424536 00000 н 0000424621 00000 н 0000424706 00000 н 0000002816 00000 н трейлер ]/предыдущая 1632739>> startxref 0 %%EOF 368 0 объект >поток h-S[L[uN/ƽb*]ҝ̲hej\\-R8q(бn6؀9g13hf$/&>¸d^4-n @8 Î ?od gS

Конструкция многоступенчатого контактора с половолоконной мембраной разомкнутого типа и его применение для улавливания аммиака из гидролизованной мочи человека

дои: 10.1016/j.waters.2021.117811. Epub 2021 28 октября.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

• ¹ Пекинская ключевая лаборатория технологии контроля источников загрязнения воды, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай; Колледж экологических наук и инженерии, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай.
• ² Цзинаньская академия экологических исследований, 25-й этаж, здание Xinsheng, 1299 Xinluo Street, Lixia District, Jinan, Shandong, 250014, China.
• ³ Институт устойчивых систем Брук Байерс, Технологический институт Джорджии, Атланта, Джорджия 30308, США.
• ⁴ Пекинская ключевая лаборатория технологии контроля источника загрязнения воды, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай; Колледж экологических наук и инженерии, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай.Электронный адрес: [email protected].
• ⁵ Пекинская ключевая лаборатория технологии контроля источников загрязнения воды, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай; Колледж экологических наук и инженерии, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай. Электронный адрес: [email protected].

Элемент в буфере обмена

Джунхуи Чжан и соавт.Вода Res. 2021 .

Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

дои: 10.1016/j.waters.2021.117811. Epub 2021 28 октября.

Принадлежности

• ¹ Пекинская ключевая лаборатория технологии контроля источников загрязнения воды, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай; Колледж экологических наук и инженерии, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай.
• ² Цзинаньская академия экологических исследований, 25-й этаж, здание Xinsheng, 1299 Xinluo Street, Lixia District, Jinan, Shandong, 250014, China.
• ³ Институт устойчивых систем Брук Байерс, Технологический институт Джорджии, Атланта, Джорджия 30308, США.
• ⁴ Пекинская ключевая лаборатория технологии контроля источника загрязнения воды, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай; Колледж экологических наук и инженерии, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай.Электронный адрес: [email protected].
• ⁵ Пекинская ключевая лаборатория технологии контроля источников загрязнения воды, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай; Колледж экологических наук и инженерии, Пекинский университет лесного хозяйства, 35 Qinghua East Road, Haidian District, Пекин, 100083, Китай. Электронный адрес: [email protected].

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Параметры отображения цитирования

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Контактор с мембраной из полых волокон (HFMC) является многообещающей технологией для удаления или восстановления летучих компонентов сточных вод.Разработка рационального метода проектирования очень важна для направления его дальнейшего применения. В этом исследовании мы предложили метод проектирования многоступенчатого контактора с мембраной из полых волокон с разомкнутым контуром (HFMC), использующего приток со стороны оболочки. Кроме того, была разработана трехступенчатая HFMC для улавливания аммиака из настоящей гидролизованной мочи человека. Было проведено непрерывное выступление в течение 1344 часов. Результаты показали, что экспериментальная концентрация общего аммонийного азота (ОАА) в сточных водах и коэффициент массопереноса аммиака хорошо соответствовали прогнозируемым результатам, что указывало на то, что метод проектирования был осуществимым и точным.Трехступенчатый HFMC продемонстрировал превосходную способность улавливания аммиака с эффективностью извлечения общего общего количества аммиака 93,29 %, а конечная концентрация общего общего количества сточных вод составила 30,98 ± 14,70 мг/л, что соответствовало нашим проектным требованиям (ниже 50 мг/л). В стоках задерживалось более 98,92 % неорганических ионов и 96,85 % органического вещества. Отпарным раствором после улавливания аммиака служил высокочистый раствор сульфата аммония с низкой концентрацией низкомолекулярных гидрофильных органических веществ. Неорганическое и органическое загрязнение мембран было незначительным и имело случайное распределение.Неорганическое обрастание мембран было связано с отложением неорганических соединений, связанных с кальцием, магнием и фосфатом, в то время как органическое обрастание мембран было в основном белком и углеводами. После процесса улавливания аммиака гидрофобность поверхности и поровые свойства мембран не претерпели существенных изменений. Эти результаты продемонстрировали, что многоступенчатая HFMC с открытым циклом может быть потенциальной альтернативой для извлечения аммиака из сточных вод с высокой концентрацией аммонийного азота.

Ключевые слова: улавливание аммиака; метод проектирования; гидролизованная моча человека; многоступенчатая ВФМК; Открытый цикл.

Copyright © 2021. Опубликовано Elsevier Ltd.

Похожие статьи

• Улавливание аммиака из мочи человека для сбора жидкого азотно-фосфорного удобрения с помощью погружного контактора с мембраной из полых волокон: анализ производительности и удобрений.

  Чжан Дж., Се М., Тонг Х., Ян Д., Лю С., Цюй Д., Фэн Л., Чжан Л. Чжан Дж. и др. Научная общая среда. 2021 10 мая; 768:144478. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.144478. Epub 2021 4 января. Научная общая среда. 2021. PMID: 33444863

• Технико-экономическое обоснование извлечения аммиака из сточных вод коксования путем совместной работы мембранного контактора и мембранной дистилляции.

  Линь П.Х., Хорнг Р.Ю., Хсу С.Ф., Чен С.С., Хо Ч. Лин П.Х. и соавт. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2018 3 марта; 15 (3): 441. doi: 10.3390/ijerph25030441. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2018. PMID: 29510505 Бесплатная статья ЧВК.

• Извлечение (Nh5)2SO4 из жидких боковых потоков.

  Белер М.А., Хейзеле А., Сейфрид А., Грёмпинг М., Зигрист Х.Белер М.А. и соавт. Environ Sci Pollut Res Int. 2015 май; 22(10):7295-305. doi: 10.1007/s11356-014-3392-8. Epub 2014 19 августа. Environ Sci Pollut Res Int. 2015. PMID: 25131680

• Обзор анаэробного реактора с восходящим потоком воздуха.

  Бал А.С., Дхагат Н.Н. Бал А.С. и соавт. Индийская компания J Environ Health. 2001 г., апрель; 43 (2): 1-82. Индийская компания J Environ Health. 2001.PMID: 12397675 Рассмотрение.

• Селективная абсорбция диоксида серы из моделируемых дымовых газов с использованием различных водных растворов щелочей в контакторе с полипропиленовой мембраной из полых волокон: эффективность удаления и использование диоксида серы.

  Park HS, Kang D, Kang JH, Kim K, Kim J, Song H. Парк Х.С. и др. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2021 12 января; 18 (2): 597. дои: 10.3390/Jerph28020597. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2021. PMID: 33445662 Бесплатная статья ЧВК.

LinkOut — больше ресурсов

• Полнотекстовые источники

• Разное

[Икс]

Укажите

Копировать

Формат: ААД АПА МДА НЛМ

.