Принцип работы контактора переменного тока: Контакторы переменного тока: принцип действия и применения

Содержание

Разновидности и устройство контакторов переменного тока

Очень часто для управления процессами коммутации в электрических цепях используются контакторы переменного тока. Что это за устройства, как они работают и где их применяют?

Коммутирующее устройство

Контакторы переменного тока имеют диапазон токов от 100 А до 630 А. Число контактов может колебаться от одного до пяти. Естественно количество контактов влияет на саму конструкцию электрического аппарата. Самое массовое распространение получили контакторы трехполюсного исполнения. Наличие большого количества коммутируемых контактов приводит к увеличению усилия и, соответственно, увеличению момента, необходимого для включения электрического аппарата.

Разрез контактора переменного тока КТ-6000 по магнитной системе показан на рисунке 1а, а на рисунке 1б показан его разрез по дугогасительной и контактной системам одного полюса. Контакт подвижной 1 с пружиной 2 крепится к изоляционному рычагу 3, который связан с валом контактора. Поскольку процесс гашения дуги переменного тока происходит немного легче, чем постоянного, то раствор контактов может быть взят небольшим. Контакты приближаются к оси вращения по мере уменьшения раствора. В свою очередь, уменьшение расстояния контактов от оси вращения позволяет уменьшить силу электромагнита, необходимую для включения контактора, а это позволяет уменьшить потребляемую мощность и габариты устройства.

Рисунок 1

Якорь электромагнита 4 и подвижной контакт 1 между собой связаны через вал контактора.  Подвижной контакт в контакторе КТ-6000, в отличии от контакторов постоянного тока, не имеет перекатывания. Отключение электрического аппарата происходит под воздействием сил подвижных частей и контактных пружин.

Подвижный и неподвижный контакт сделаны легко заменяемыми, что очень важно в процессе эксплуатации (контакты могут пригорать и нужно их периодически менять). Как и в контакторах постоянного тока, контактная пружина 2 имеет предварительное нажатие, составляющее примерно половину конечного.

Контактная и магнитная системы контактора КТ-6000 крепятся на стальной рейке 5, что позволяет использовать их в реечной конструкции комплектных станций управления.

Мостиковая контактная система с двумя разрывами на каждый полюс получила довольно широкое распространение (рисунок 2). Такая конструкция широко распространена в пускателях. Отсутствие гибкой связи и быстрое гашение дуги являются огромнейшим преимуществом данной конструкции.       

Может применяться как система с вращением якоря (рисунок 2), так и прямоходовая (рисунок 3). В случае прямоходовой системы – якорь движется поступательно. Подвижные контакты механически связаны с якорем и совершают те же движения, что и сам якорь. При передаче усилия контактных пружин к якорю нет выигрыша в силе, так как отсутствует рычажная система. Электромагнит должен развивать усилие больше, чем сумма веса якоря и сил контактных пружин (справедливо для контакторов с вертикальной установкой).

Рисунок 2

В контакторах, выполненных по данной схеме, наблюдается медленное нарастание силы нажатия контактов, из-за чего наблюдается вибрация контактов устройства (до 10 мс). Данная вибрация приводит к сильному и быстрому износу контактов. Именно поэтому такой тип конструкции применяется только при малых номинальных токах. Контактор с рычажной передачей усилий от контактов к якорю электромагнита и мостиковой системой является более совершенным. Разрез такого контактора с номинальным током в 60 А показан на рисунке 2. Места касания контактов облицовываются материалом из металлокерамики (серебро – окись кадмия). Нажатие контактов происходит усилием пружины 3. Контактный мост выполнен самоустанавливающимся и имеет малую массу.

В 2,5 раза меньше расстояние от оси вращения до места расположения контактов, чем расстояние от точки крепления якоря 4 до оси вращения. Такая кинематика увеличивает силу нажатия при постоянных габаритах электромагнита (для увеличения силы нажатия нет необходимости увеличивать магнитную систему). Близкое расположение контактов к оси вращения снижает скорость движения контактов. Низкая скорость в момент касания, малая масса моста и большая сила нажатия резко снижает вибрации (они длятся всего 0,3 мс). При этом показатель коммутационной износостойкости возрастает до 2·106 операций включения / отключения.

Рисунок 3

В высокочастотных контакторах (частоты в диапазоне 500 – 10 000 Гц) потери в токоведущих частях существенно возрастают из-за поверхностного эффекта (скин-эффект) и эффекта близости. Для эффективного отвода тепла целесообразно использовать жидкостное охлаждение.

Гашение дуги в контакторах переменного тока

На рисунке 4 показаны полученные экспериментально зависимости раствора контактов, необходимого для гашения дуги, от величины тока в цепи. Коэффициент мощности (cos φ) изменяется в пределах от 0,2 до 1. Контактор не снабжается никаким дугогасительным устройством и имеет один разрыв на полюс.

В случае полностью активной нагрузки (cos φ = 1) гашение дуги будет происходить при растворе контактов около 0,5·10-3 м при любом напряжении (до 500 В) и токе (кривая 3 рисунок 4).

В случае же индуктивной нагрузки (cos φ = 0,2 – 0,5) подобное гашение имеет место при напряжении до 220 В. Это объясняется тем, что гашение дуги происходит за счет практически мгновенного восстановления электрической прочности около катода при напряжении 200 – 220 В.

Если напряжение питания не превышает 220 В, то для гашения дуги необходим всего лишь один разрыв на полюс. Никаких специальных дугогасительных устройств не требуется.

Если в цепи аппарата необходимо создать два разрыва, например, использовав мостиковый контакт, то электрическая дуга надежно гасится при напряжении сети 380 В за счет околоэлектродной прочности. Именно поэтому получили широкое распространение контакторы с двухкратным разрывом цепи в одном полюсе. При напряжении выше 380 В и индуктивной нагрузке в цепи (cos φ = 0,2 – 0,5) величина восстанавливающего напряжения становится больше около катодной прочности. Кривые 1 и 2 сняты при напряжениях 500 и 380 В и  cos φ = 0,2 – 0,5. Процесс гашения дуги в этом случае напрямую зависит от нагрева электродов током и процессов в столбе дуги.

Кривые 1 и 2 с рисунка 4 аналогичны кривым для контакторов постоянного тока. За счет механического растяжения дуги происходит ее гашение в областях до 40 – 50 А. Минимальный раствор контактов, необходимый для гашения равен 7·10

-3 м. Если ток начинает превышать 50 А – раствор уменьшается. В таком случае  гашение происходит за счет воздействия на дугу электродинамических сил. При растворе менее 10-3 м происходит гашение дуги при протекании токов свыше 200 А. Отсюда делаем вывод, что наиболее тяжелый процесс гашения дуги будет при токе в 40 – 50 А. Исследования показывают, что увеличение раствора свыше 8·10-3 м никак не влияет на процесс гашения электрической дуги.

Для уменьшения износа контактов и повышения эффективности гашения электрической дуги могут применяться следующие системы:

  1. Магнитное гашение дуги при помощи катушки тока и дугогасительной камеры с лабиринтной или продольной щелью.
  2. Дугогасительная камера с деионной решеткой, состоящей из стальных пластин.

В системах магнитного дутья с катушкой тока действующая на дугу сила будет пропорциональна квадрату тока.

Поэтому на дугу действует неизменная по направлению сила даже при переменном токе. Сила пульсирует с двойной частотой во времени (точно так же, как и действующая на проводник с током электродинамическая сила). Среднее значение силы получается таким же, как и при постоянном токе, но при условии, что действующее значение переменного тока равно постоянному току. Указанные соотношения будут иметь место лишь в случае, когда потери в магнитной системе дутья отсутствуют, и поток по фазе совпадает с током. Несмотря на эффективную работу такой системы, широкое распространение она получила только в контакторах, которые работают в тяжелых режимах работы (больше 600 включений в час).

К недостаткам такого метода гашения электрической дуги можно отнести: увеличение потерь в контакторе, так как потери в стали магнитной системы дугогашения довольно высоки, что, в свою очередь, ведет к повышению температуры контактов, которые располагаются вблизи дугогасительного устройства, и возможность возникновения существенного перенапряжения из-за резкого обрыва тока (до естественного нуля).

Значительное повышение износостойкости контактов можно получить (до 15·106), шунтируя контакты тиристорами.

На переменном токе применение для гашения электрической дуги катушки напряжения исключается за счет перехода силы, которая действует на дугу, через ноль и поток, создаваемый магнитной системой дугогашения, сдвинут по фазе относительно отключаемого тока. Если поток и ток имеют разные знаки – сила отрицательна, а если наоборот, имеют общий знак, то сила положительна.

Относительно широкое распространение получила дугогасительная камера с деионной решеткой, которая состоит из стальных пластин. Автором идеи использования околоэлектродного напряжения для гашения дуги является М. О. Доливо-Добровольский. Принципиальная схема дугогасительного устройства приведена на рисунке 4 б). Возникающая после разрыва контактов дуга 1 втягивается в клиновидный паз расположенных параллельно стальных пластин 2. Дуга пересекается пластинами в верхней части и дробится на ряд небольших дуг 3.

При вхождении в решетку дуги возникают силы, которые и тормозят дальнейшее распространение дуги. Смещенная относительно середины решетки дуга вначале пересекает пластины с нечетными номерами, а потом с четными (рисунок 4б). После входа дуги в решетку и разбиения на ряд коротких дуг, в цепи возникнет дополнительное падение напряжения А на каждой паре электродов. Данное падение напряжение составляет примерно 20 В – 30 В. Благодаря данному падению напряжения ток в цепи через нуль пройдет раньше своего естественного нулевого значения. При этом восстанавливающее напряжение промышленной частоты уменьшается и, следовательно, пик восстанавливающего напряжения (рисунок 4а).

Рисунок 4

Гашение дуги произойдет в случае, если соблюдается условие CnU/макс, где C – это околокатодная прочность. При соответственном выборе пластин n гашение дуги произойдет уже при первом переходе через нуль. При больших токах величина C ≈ 70 В, при малых токах возрастает до C ≈ 300 В.

Для уменьшения влияния коррозии на пластины, они покрываются тонким слоем цинка или меди. При частых включения и отключениях, не смотря на минимизацию времени горения электрической дуги, пластины могут нагреваться до очень больших температур. Возможно даже прогорание пластин. Во избежание подобных ситуаций, количество включений в час у контакторов с деионной решеткой не должно превышать 600 (как у контактора КТ-7000).

В более современных контакторах, применяемых в пускателях серии ПА, используется двукратный разрыв на каждый полюс (рисунок 2). Здесь контакты охватываются стальной скобой, что уменьшает их оплавление. Электродинамическая сила, возникающая при появлении электрической дуги, втягивает ее в стальную скобу. Также движение опорных точек дуги по контакту способствуют электродинамические силы, возникающие за счет взаимодействие токов в арматуре и подводящих проводниках с электрической дугой. Здесь используется околокатодная прочность, возникающая после перехода тока через нуль, также как и в решетке для гашения дуги.

Магнитное дутье и два разрыва за счет стальной скобы и поля подводящих проводников обеспечивают надежную работу при напряжении до 500 В. Контактор с номинальным током в 60 А способен отключать десятикратный ток короткого замыкания при напряжении 450 В и cos φ = 0,3.

Дугогасительные устройства высокочастотных контакторов

Для обеспечения нормальных условий работы генераторов в высокочастотных установках коэффициент мощности (cos φ ≈ 1) стараются максимально приблизить к единице. В таком случае гашение дуги происходит значительно тяжелее, чем при cos φ = 0.

Исследования показали, что дугогасительная решетка со стальными пластинами для гашения дуги тока высокой частоты (f > 500 Гц) применяться не может. Проходя по пластинам высокочастотный поток наводит в них ЭДС, пропорциональную частоте. Ток, возникающий под действием этой ЭДС, создает магнитный поток, который взаимодействуя с током дуги выталкивает ее из решетки. Соответственно чем выше частота, тем выше выталкивающая сила. Если заменить стальные пластины на латунные, то выталкивающая сила уменьшится, поскольку магнитная проницаемость латуни меньше, чем стали. Отсюда делаем не хитрый вывод, что поток в латунных пластинах будет меньше, чем в стальных. Однако силы, которые втягивают электрическую дугу в решетку в этом случае

не возникают, что требует применения токовой катушки магнитного дутья. На рисунке 5 а) показана подобная система.

Рисунок 5

После опускания контактного моста 2 образуется дуга 1. С помощью системы магнитного дутья 3 дуга загоняется в узкую щель, где располагаются латунные пластины 4. Повышение давления в нижней части камеры за счет подогрева находящегося там воздуха способствует продвижению электрической дуги к пластинам. При первом же переходе тока через нуль дуга гаснет, после того, как разбивается на ряд коротких дуг.

В устаревших конструкциях высокочастотных контакторов гашение дуги происходило с помощью асбестоцементной дугогасительной камеры и токовой катушки магнитного дутья. Такая конструкция контактора рассчитывалась на работу в цепи с частотой до 8000 Гц и напряжением до 1500 В (рисунок 5 б)). У контактора есть 2 полюса. В каждом полюсе присутствует главный контакт 2 и подключенный параллельно ему дугогасительный контакт 3 с токовой катушкой магнитного дутья. Электромагнитом 1 осуществляется привод контактов. При отключении нагрузки сначала размыкаются главные контакты и ток «переходит» в катушку, после чего размыкаются дугогасительные контакты. В камере дуга гасится под действием магнитного поля точно так же, как и на частоте 50 Гц. Во включенном положении дугогасительный контакт и катушка шунтированы главным контактом, поэтому падение напряжения на катушке практически равно нулю. Напряжение на катушке появляется после размыкания главных контактов и может быть довольно большим, так как индуктивное сопротивление пропорционально частоте. Этот процесс затрудняет переброс тока в цепь дугогасительных контактов. Дугогасительная система контактора (рисунок 5 б)) обеспечивает отключение тока, равного 2I

н. С уменьшением частоты отключаемый ток увеличивается.

В таких контакторах процесс гашения дуги длится до 500 полупериодов высокой частоты, что является их недостатком.

Электромагнитный механизм контактора переменного тока

Широкое распространение для привода контактов получили электромагниты с П – образным и Ш – образным сердечниками.

Магнитопровод представляет собой две одинаковые части, одна из которых связана с контактной системой через рычаги, а вторая закреплена неподвижно. Для устранения возможности залипания якоря в электромагнитах старой конструкции между средними полюсами Ш – образной системы делался зазор. При включении на крайние полюсы приходился удар, что приводило к заметному их расклепыванию. В случае перекоса якоря на рычаге вероятность разрушения поверхности полюса сердечника острыми кромками якоря резко возрастает. В контакторах серии ПА в цепь была введена магнитная прокладка 4 для устранения процессов залипания (рисунок 2). Все три зазора во включенном состоянии равны нулю. Это уменьшает износ полюсов, так как удар приходится на все три полюса. Для уменьшения удара в современных контакторах с помощью цилиндрических пружин амортизируют неподвижный сердечник (рисунок 2), что улучшает условия работы контактной системы, так как при включении не возникает вибраций оснований контактора.

Во включенном положении для устранения вибраций якоря на полюсах магнитной системы производится установка короткозамкнутых витков. Короткозамкнутый виток наиболее эффективен при малом воздушном зазоре. Именно поэтому для максимально плотного прилегания полюсов их поверхность должна шлифоваться. Неплохие результаты по уменьшению вибраций электромагнита были достигнуты в контакторе типа ПА, где за счет эластичного крепления сердечника возможна самоустановка якоря относительно сердечника. При самоустановке величина воздушного зазора становится минимальной.

Известно, что ток катушки в притянутом состоянии якоря значительно меньше, чем в отпущенном состоянии (связано с изменением индуктивного сопротивления катушки). Можно считать, что пусковой ток примерно равен десятикратному значению тока притянутого состояния, но для мощных контакторов он может достигать 15-кратного значения тока замкнутого состояния. Поскольку пусковой ток очень большой, то подача напряжения на катушку, если якорь удерживается в положении «отключено» не допускается. Катушки многих контакторов рассчитаны на количество включений до 600 в час с ПВ = 40%.

При пятиполюсном исполнении электромагниты контакторов работают в особо тяжелых условиях. Для обеспечения нормальной работы пяти контактных пар у электромагнита имеется форсировка. Такой тип контактора может работать только в повторно-кратковременном режиме (серия контакторов КТЭ и КТ).

Электромагниты контакторов переменного тока могут питаться от сети постоянного тока. В таком исполнении на контакторах устанавливается специальная катушка, которая работает со специальным форсировочным сопротивлением. Форсировочное сопротивление шунтируется размыкающимся блок-контактом самого контактора или контактами другого аппарата.

Как правило, в каталогах приводятся величины форсировочных сопротивлений и параметры катушек.

Тяговая характеристика электромагнита переменного тока имеет не такой «крутой подьем», как характеристика электромагнита постоянного тока. Благодаря чему тяговая характеристика электромагнита более подходит к противодействующей. В результате чего напряжение отпускания и напряжение срабатывания не сильно отличаются между собой.

Коэффициент возврата, имеющий довольно высокий показатель (0,6 – 0,7), позволяет осуществлять защиту электродвигателя от падения напряжения в сети. Отпадание якоря и отключение электрической машины происходит при понижении напряжения до уровня 0,6Uн – 0,7 Uн.

Надежную работу электромагниты контактора способны обеспечить в диапазоне 85% — 100% Uн. Поскольку катушка получает питание через блок-контакт контактора, то включение контактора не произойдет автоматически после подъема напряжения до номинального значения. Электромагнит переменного тока срабатывает значительно быстрее, чем постоянного. Время отпускания контактора составляет около 0,02 с, а собственное время срабатывания 0,03 – 0,05 с.

В случае применение контакторов для реверса необходимо наличие как электрической, так и механической блокировок.

Контакторы переменного и постоянного тока могут иметь блок-контакты для систем управления (например, сигнализация о включении / отключении устройства), которые приводятся в движение тем же электромагнитом, что и силовые контакты.

В системах автоматизации без контактов с «памятью» очень часто не обойтись. Якорь электромагнита останется в притянутом состоянии даже после снятия напряжения. В контакторе залипания КМЗ реализован такой принцип. Магнитопровод данного контактора собран из стали марки 40Х, немагнитный зазор отсутствует в замкнутом состоянии магнитной системы. Катушка имеет две секции. Схема подключения показана на рисунке 6.

Рисунок 6

Обмотка W2 запитана постоянным током, а на входы 1 и 2 подается переменное напряжение. Блок-контакт 3 после притяжения якоря размыкается, но в обмотке W2 все еще продолжает протекать ток через диод Д и конденсатор С до тех пор, пока не произойдет зарядка конденсатора до определенного уровня напряжения. Длительность протекания и величина тока подобраны таким образом, чтобы обеспечивалось надежное залипание якоря после снятия напряжения. В притянутом состоянии якорь будет удерживаться за счет остаточной индукции. Чтобы произвести отключение контактора необходимо подать напряжение на вводы 2 и 4. Обмотка W1 размагнитит сердечник и якорь отпадет. Конденсатор С разряжается на резистор Rp после замыкания контакта 3. Блок-контакт 5 размыкает цепь размагничивания. Допустимая частота включений в час – 150.

Огромным плюсом контактора с залипанием является отсутствие мощности потребления в притянутом состоянии.

Контактор постоянного тока против контактора переменного тока: все, что вам нужно знать

Если вы часто используете электрическое оборудование, возможно, вы уже знакомы с силовые контакторы. Это электроприборы, способные активировать или деактивировать электрические цепи с помощью уникального реле. Силовые контакторы подразделяются на два типа в зависимости от их применения, функций и возможностей. По сравнению с переключателями, силовые контакторы используются для приложений, требующих более высоких токов, и часто имеют несколько контактов, например, электродвигатели. 

Силовые контакторы в основном делятся на два типа в зависимости от их применения, функций и возможностей: контакторы переменного тока и контакторы переменного тока. Контакторы постоянного тока. 

Несмотря на то, что они оба преследуют одну и ту же цель, они во многом различаются. Давайте посмотрим на них обоих. 

Общие основания

источник: Pinterest

Если вы часто используете электрическое оборудование, возможно, вы уже знакомы с контакторами переменного и постоянного тока. Это электроприборы, способные активировать или деактивировать электрические цепи с помощью уникального реле. 

По сравнению с выключателями эти силовые контакторы используются для приложений, требующих больших токов, и часто имеют несколько контактов, например, электродвигатели.

С точки зрения функциональности контактор используется для отключения, отключения или замыкания электрической цепи. Что касается контактов, контакторы переменного и постоянного тока практически идентичны, но используются разные конструкции катушек и напряжения.

Отличия: контактор постоянного тока и контактор переменного тока

Ниже приведены основные различия, основанные на различных спецификациях между подрядчиками постоянного и переменного тока. 

источник: Pinterest

Структура

Когда катушка обесточена, контактор постоянного тока использует свободнотекущий диод для высвобождения электромагнитной силы, накопившейся в индуктивности. 

Структура безынерционного диода не используется контактором переменного тока. Вместо этого в нем используются змеевиковые змеевики, чтобы обеспечить эффективную работу оборудования, и многослойные железные сердечники, чтобы остановить потери тепла.

Принципы

Контактор переменного тока работает на принципах переменного тока и имеет железный сердечник, который вызывает вихревые токи и потери на гистерезис. Железный сердечник ламинирован пластинами из кремнистой стали, чтобы предотвратить это.

В контакторах постоянного тока такое ламинирование не требуется для компенсации потерь, потому что вихревые токи не генерируются и не истощаются. В результате контакторы постоянного тока могут быть полностью изготовлены из литой стали или чугуна.

Материал покрытия

Во избежание перегрева контакторы переменного тока также должны иметь покрытие из кремнистой стали. Постоянный ток не выделяет тепло, поэтому железный сердечник в контакторах постоянного тока не требует этого ламинирования.

Форма железного сердечника

Когда ток источника питания равен нулю, индуцированный ток контура короткого замыкания не может быть равен нулю. Его магнитный ток притягивает пару якорей, преодолевая склонность якоря к освобождению и гарантируя, что якорь всегда приводится в движение, когда он открыт. 

Поскольку кольцо короткого замыкания значительно снижает шум и вибрацию, оно также известно как кольцо, поглощающее вибрацию. Поскольку железный сердечник в катушке контактора постоянного тока не создает вихревых токов и не имеет проблем с нагревом, железный сердечник может быть полностью отлит из стали или чугуна, обычно U-образной формы.

Рабочая частота

Максимальная рабочая частота контактора переменного тока составляет примерно 600 раз в час, а пусковой ток очень велик. Контактор постоянного тока может работать с максимальной частотой 1200 раз в час.

Электрическое сопротивление

Катушка контактора переменного тока имеет мало витков и низкое сопротивление, но также выделяет тепло, поэтому обычно имеет более толстую и короткую цилиндрическую форму. Чтобы катушка не сгорела, имеется зазор, через который уходит тепло. Поскольку Цепь постоянного токакатушка не имеет индуктивности, число витков велико, как и сопротивление и потери в меди. Для обеспечения хорошего отвода тепла катушку обычно делают тонкой цилиндрической формы.

Количество катушек

Контакторы переменного и постоянного тока можно отличить по количеству катушек. Контактор постоянного тока имеет больше катушек, чем контактор переменного тока, у которого меньше катушек. Катушки двухфазной обмотки должны использоваться контактором последовательно, если ток первичной обмотки слишком велик (т. е. больше 250 А). Несмотря на огромное реактивное сопротивление катушки реле постоянного тока, его низкое или даже незначительное потребление тока.

Большой зазор

Экранирующая катушка на контакторе переменного тока отличает это устройство от других контакторов переменного тока, позволяя разместить устройство практически в любом месте, если есть место для работы. В процессе сборки вокруг контактора постоянного тока должно быть достаточно свободного пространства для обеспечения правильной работы.

Встроенные огнетушители

Контакторы переменного тока имеют сетевые огнетушители; Контакторы постоянного тока имеют внутри магнитные огнетушители. 

Аварийная замена

Контакторы переменного тока могут использоваться вместо контакторов переменного тока в аварийных ситуациях. Но продолжительность действия ограничена двумя часами (поскольку характеристики рассеивания тепла у катушки переменного тока хуже, чем у катушки постоянного тока, что зависит от конструкции катушки переменного тока). Лучше всего подключить резистор последовательно с катушкой переменного тока, если вам нужно использовать ее в течение длительного периода времени. Контактор переменного тока, с другой стороны, не может заменить контактор постоянного тока.

Текущие и гистерезисные потери

Железный сердечник контактора переменного тока вызывает потери на гистерезис и потери тока. Чтобы уменьшить потери тока и гистерезиса и предотвратить перегрев железного сердечника, железный сердечник комбинируется с листом из кремнистой стали, а его магнитное поле модифицируется. В результате железный сердечник контактора переменного тока типичен для электронного типа. 

Электромагнитная катушка создает движущую силу переменного тока на якоре, когда через него протекает переменный ток. И магнитный ток в катушке, и сила срабатывания якоря равны нулю, когда переменный ток равен нулю.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС также индуцируется в сердечнике якоря контакторов постоянного тока, когда он вращается в магнитном поле. Несмотря на крошечную создаваемую ЭДС, тело испытывает значительный ток из-за низкого сопротивления сердечника. Вихревой ток — это название этого тока. Потери на вихревые токи — это название потерь мощности, вызванных этим током. 

Почему контакторы постоянного и переменного тока нельзя заменять друг другом?

источник: Pinterest

При условии, что мощность контактора переменного тока как минимум в 5 раз или предпочтительно в 6 раз выше, чем у контактора постоянного тока. Это в первую очередь связано с постоянным напряжением и установившимся характером его тока. 

Постоянный ток обычно используется для передачи при более низких уровнях напряжения, обычных и очень высоких уровнях. Вы можете проверить эти элементы из ведущий поставщик. 

Заключение

Знание основных различий между контактором переменного тока и контактором постоянного тока поможет вам легче выбрать тот, который вам нужен.

Контакторы являются важными устройствами для управления цепями и имеют дополнительные функции безопасности. Как и в случае с любым электрическим устройством, очень важно найти то, которое соответствует вашим потребностям и правильно функционирует. Вы также хотите больше вариантов дизайна и полезности, а также профессиональную поддержку. Эти факторы помогут вам определить подходящее устройство, которое обеспечивает безопасность и обеспечивает хорошее соотношение цены и качества.

Для всех ваших электрических требований, Beny ваш универсальный магазин.

Каков принцип работы контактора переменного тока?

Источник: Quisure2020-08-21

Контактор переменного тока представляет собой электромагнитный контактор переменного тока с нормально разомкнутым главным контактом, тремя полюсами и воздухом в качестве среды гашения дуги. Его компоненты включают в себя: катушку, короткозамыкающее кольцо, статический железный сердечник, подвижный железный сердечник, подвижный контакт, статический контакт, вспомогательный замыкающий контакт, вспомогательный размыкающий контакт, пластину нажимной пружины, реактивную пружину, амортизирующую пружину, гашение дуги. Крышка состоит из оригинальных запчастей. Внешний вид обычного контактора переменного тока показан на рисунке ниже:

Электромагнитная система: Включает в себя катушку, статический железный сердечник и подвижный железный сердечник (также называемый якорем).

Система контактов: Включает в себя основные и вспомогательные контакты. Главный контакт пропускает больший ток и играет роль соединения и отключения основной цепи. Обычно максимальный ток, допускаемый главным контактом (т. е. номинальный ток), является одним из технических параметров контактора. Вспомогательные контакты могут пропускать только небольшие токи и при использовании обычно подключаются к цепи управления.

Главные контакты контакторов переменного тока, как правило, являются замыкающими контактами, а вспомогательные контакты либо нормально разомкнутыми, либо нормально разомкнутыми. Контактор с меньшим номинальным током имеет четыре вспомогательных контакта; контактор с большим номинальным током имеет шесть вспомогательных контактов.

НО и НЗ относятся к состоянию контактов перед включением электромагнитной системы. То есть замыкающий контакт означает, что когда на катушку не подается питание, ее подвижный и статический контакты находятся в разомкнутом состоянии, а катушка замыкается после подачи на нее напряжения. Размыкающий контакт означает, что когда катушка не находится под напряжением, ее подвижный и статический контакты замкнуты, а когда катушка находится под напряжением, она разомкнута.

Функция устройства гашения дуги заключается в быстром отключении дуги при обрыве основного контакта. Если его не отрезать быстро, произойдет обгорание и сварка основного контакта. Поэтому контакторы переменного тока обычно имеют устройства гашения дуги. Для контакторов переменного тока большей мощности часто используются решетки для гашения дуги.

Принцип работы контактора переменного тока показан на рисунке ниже. Когда катушка находится под напряжением, железный сердечник намагничивается, заставляя якорь двигаться вниз, делая нормально закрытый контакт открытым, а нормально открытый контакт закрытым. Когда катушка обесточивается, магнитная сила исчезает. Под действием реактивной пружины якорь возвращается в исходное положение, а контакт возвращается в исходное состояние.

Рекомендуемый артикул:

Что такое контактор?

Prev: Каков принцип и функция реле?

Далее: Что такое контактор?

Найдите больше продуктов в Китае

Импорт из Китая, комплексная покупка заменяет пошаговое руководство.

Ваш адрес электронной почты:

Осталось: 500

Нужна техническая поддержка?

Отправить запрос предложений

Принцип работы и стандарты контактора ~ Изучение электротехники

Что такое контактор?
Контактор представляет собой электрическое устройство, используемое для включения или выключения электрической цепи. Он похож на реле, но основное отличие состоит в том, что контактор применяется в приложениях с высокой пропускной способностью по току, а реле используется в приложениях с низким током.

Как правило, эти электрические устройства имеют несколько контактов. Эти контакты в большинстве случаев нормально разомкнуты и обеспечивают рабочее питание нагрузки, когда катушка контактора находится под напряжением. Контакторы в основном используются для управления электродвигателями.

Существуют различные типы контакторов, и каждый тип имеет свой собственный набор функций, возможностей и приложений. Контакторы могут отключать ток в широком диапазоне токов, от нескольких ампер до тысяч ампер, и напряжениях от 24 В постоянного тока до тысяч вольт. Кроме того, эти электрические устройства бывают различных размеров, от размеров ладони до размеров размером в метр или ярд с одной стороны (приблизительно).

Наиболее распространенной областью применения контактора является сильноточная нагрузка. Контакторы известны своей способностью работать с током более 5000 ампер и высокой мощностью более 134 л.с.

Основные компоненты контактора
Электрический контактор состоит из трех (3) основных компонентов, а именно: (i) Катушка (электромагнит) (ii) Корпус (iii) Контакты.

Катушка или электромагнит обеспечивает движущую силу, необходимую для замыкания контактов контактора. Катушка и контакты защищены кожухом.

Корпус обеспечивает изоляцию и защиту от прикосновения персонала к контактам. Защитный кожух изготавливается из различных материалов, таких как поликарбонат, полиэстер, нейлон 6, бакелит, термореактивные пластики и другие.

Контакты контактора отвечают за передачу номинального тока на нагрузку, которую питает контактор. В контакторе существуют различные типы контактов, а именно контактные пружины, вспомогательные контакты и силовые контакты. Каждый тип контакта играет свою роль.

Обозначения контакторов на электрических схемах

Ниже приведены типовые изображения контакторов на электрических схемах и схемах управления:

Принцип действия контактора

Когда на контактор подается ток, электрический ток возбуждает электромагнит. Возбужденный электромагнит создает магнитное поле, заставляя сердечник контактора перемещать якорь, как показано на нашей схеме ниже:

 Нормально замкнутый (НЗ) контакт замыкает цепь между неподвижными и подвижными контактами. Это позволяет току проходить через эти контакты к нагрузке. Когда ток снимается, катушка обесточивается, и цепь размыкается. Контакты контакторов известны своим быстрым размыканием и замыканием.

Одно из уникальных свойств контакторов заключается в том, что их катушки могут питаться как постоянным, так и переменным током. Типичные напряжения включают 12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока и 220 В переменного тока, причем наиболее популярным из них является 24 В постоянного тока для многих приложений цепей управления. Контакторы в основном используются для управления однофазными и трехфазными двигателями и коммутации силовых цепей.

Стандарты на контакторы

Существует два стандарта на контакторы: NEMA и IEC.

Контакторы NEMA

NEMA означает Национальную ассоциацию производителей электрооборудования. Контакторы NEMA также разработаны с коэффициентами безопасности, превышающими расчетные номинальные значения (увеличенные размеры), вплоть до 25%. NEMA — это прежде всего североамериканский стандарт. Контакторы NEMA для низковольтных двигателей (менее 1000 вольт) рассчитаны в соответствии с типоразмером NEMA, который дает максимальный номинальный постоянный ток и мощность в лошадиных силах для подключенных асинхронных двигателей. Стандартные размеры контакторов NEMA обозначаются от 00, 0, 1, 2, 3 до 9.. В таблице ниже указаны стандартные контакторы и пускатели двигателей NEMA:

НЕМА КОНТАКТОР И РАЗМЕРЫ СТАРТЕРА ДВИГАТЕЛЯ

Размер NEMA

Макс. Непрерывный ток (А)

Макс. HP при 200 В переменного тока

Макс. HP при 230 В переменного тока

Макс. HP при 480/575 В переменного тока

00

9

1,5

1,5

2

0

18

3

3

5

1

27

7,5

7,5

10

2

45

10

15

25

3

90

25

35

50

4

135

40

50

100

5

270

75

100

200

6

540

150

200

400

7

810

300

600

8

1215

450

900

9

2250

800

1600

Контакторы IEC

IEC означает Международная электротехническая комиссия и является глобальным стандартом. Контакторы IEC не имеют больших размеров. Они меньше контакторов NEMA и дешевле. Диапазон размеров, предлагаемый производителями, более многочисленн, чем десять стандартов NEMA. Как таковые, они более специфичны для данного приложения и указываются, когда условия эксплуатации хорошо изучены. Принимая во внимание, что NEMA может быть выбран, когда рабочие условия, такие как нагрузка, не определены четко. В приведенной ниже таблице показаны категории использования контакторов IEC для низковольтных приложений.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЭК КАТЕГОРИИ

НИЗКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ КАТЕГОРИИ ПРИМЕНЕНИЯ

Характер течения

Категория

Типичные области применения

Соответствующая категория продуктов IEC

А. С.

АС-1

Неиндуктивные или слабоиндуктивные нагрузки, печи сопротивления.

60947-4

АС-2

Двигатели с контактными кольцами: пуск, отключение.

АС-3

Электродвигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, отключение двигателей во время работы.

АС-4

Электродвигатели с короткозамкнутым ротором: запуск, глушение 1 , медленное вращение 2

АС-5а

Переключение управления электроразрядной лампой.

АС-5б

Коммутация ламп накаливания.

АС-6а

Коммутация трансформаторов.

АС-6б

Переключение конденсаторных батарей.

АС-7а

Слабоиндуктивные нагрузки в бытовых приборах и т.п. Приложения.

АС-7b

Мотор-нагрузки для бытового применения.

АС-8а

Герметичный блок управления двигателем компрессора хладагента с ручным сбросом релизы перегрузки.

АС-8b

Герметичный блок управления двигателем компрессора хладагента с автоматическим сбросом релизов перегрузок.

АС-12

Управление резистивными нагрузками и полупроводниковыми нагрузками с изоляцией посредством оптопара.

60947-5

АС-13

Управление полупроводниковыми нагрузками с трансформаторной изоляцией.

АС-14

Управление малыми электромагнитными нагрузками.

АС-15

Управление электромагнитными нагрузками переменного тока.

АС-20

Подключение и отключение без нагрузки.

60947-3

АС-21

Коммутация резистивных нагрузок, включая умеренные перегрузки.

АС-22

Коммутация смешанных резистивных и индуктивных нагрузок, в том числе умеренных перегрузки.

АС-23

Переключение нагрузки двигателя или другой нагрузки с высокой индуктивностью.

переменного тока и постоянного тока

А

Защита цепей без номинального кратковременного выдерживаемого тока.

60947-2

Б

Защита цепей с номинальным кратковременно выдерживаемым током.

округ Колумбия

ДС-1

Неиндуктивные или слабоиндуктивные нагрузки, печи сопротивления.

60947-4

ДС-3

Электродвигатели параллельные пусковые, запорные1, толчковые 2 , динамическое торможение двигателей.

ДС-5

Серийные двигатели, пусковые, коммутационные1, медленного перемещения 2 , динамическое торможение двигателей.

ДС-6

Коммутация ламп накаливания.

ДС-12

Управление резистивными нагрузками и полупроводниковыми нагрузками с изоляцией оптронами.

60947-5

ДС-13

Управление электромагнитами постоянного тока.

ДС-14

Управление электромагнитными нагрузками постоянного тока, имеющими экономию резисторы в цепи.

ДС-20

Подключение и отключение без нагрузки условия.

60947-3

ДС-21

Коммутация резистивных нагрузок, в том числе умеренных перегрузки.

ДС-22

Коммутация смешанных резистивных и индуктивных нагрузок, включая умеренные перегрузки (например, параллельные двигатели).

ДС-23

Коммутация высокоиндуктивных нагрузок (например, серии моторы).

1 Под заглушкой понимается остановка или реверс двигателя быстро, меняя местами первичные соединения двигателя, в то время как    двигатель работает.

 

2 Под толчковым (толчковым) движением понимается однократное или многократно в течение коротких периодов, чтобы получить небольшие движения ведомого механизм.

 

Источник: ©International Электротехническая комиссия

Разница между контакторами NEMA и IEC
Ниже приведено сравнение уже рассмотренных контакторов NEMA и IEC:

МЭК

НЭМА

Дешевле

Дороже

Более компактный

Модель большего размера

Глобальный рынок

Североамериканский рынок

Менее универсальные: контакторы IEC специфичны требования приложения

Более универсальный: контактор NEMA может охватывать спектр применения

Сейф для пальцев

Требуются защитные кожухи

Более быстрая реакция на перегрузки

Может лучше справляться с короткими замыканиями

Термины и номиналы контакторов
В таблице дается объяснение общих терминов и номиналов, используемых с контакторами, разработанными на основе глобального стандарта IEC:

Схемы

Вспомогательная цепь

Все токопроводящие части контактора, предназначенные для включения в цепь, отличную от основной цепи и цепей управления контактора.

Цепь управления

Все токопроводящие части контактора (кроме основной цепи и вспомогательной цепи), используемые для управления замыканием или размыканием контактора, или тем и другим.

Главная цепь

Все токопроводящие части контактора, предназначенные для включения в управляемую им цепь.

Рабочий диапазон катушки Выражается как кратное номинальному напряжению цепи управления Uc для нижнего и верхнего пределов
Время цикла

Это сумма текущего времени потока и времени отсутствия тока для данного цикла.

Электрическая износостойкость

Количество рабочих циклов под нагрузкой, которое контактор может выполнить. Это зависит от рабочего тока, рабочего напряжения и категории использования.

Механическая износостойкость

Количество рабочих циклов в обесточенном состоянии, которые может выполнить контактор.

Выносливость/долговечность

Электрическая износостойкость

Количество рабочих циклов под нагрузкой (т. е. с током на главных контактах), которое контактор может выполнить, зависит от категории использования.

Механическая износостойкость

Количество рабочих циклов без нагрузки (т. е. без тока на главных контактах), которое контактор может выполнить.

медленно Однократное или повторное включение двигателя на короткие промежутки времени для получения небольших перемещений ведомого механизма.
Прерывистая работа Режим, при котором главные контакты контактора остаются замкнутыми в течение периодов времени, недостаточных для того, чтобы позволить контактору достичь теплового равновесия, при этом токонесущие периоды разделены периодами без нагрузки достаточной продолжительности для восстановления равенства температуры с охлаждающей средой.
Номинальная отключающая способность.
Номинальная включающая способность
Значение среднеквадратичного тока, который может размыкать или замыкать контактор при фиксированном значении напряжения, в условиях, предусмотренных стандартами, в зависимости от категории применения.
Номинальное напряжение цепи управления
Uc
Значение управляющего напряжения, на которое рассчитана цепь управления агрегата.
Номинальное напряжение изоляции Ui Значение напряжения, обозначающее устройство и к которому относятся диэлектрические испытания, воздушный зазор и пути утечки.
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение, Uimp Наибольшее пиковое значение импульсного напряжения установленной формы 1,2/50, не вызывающее пробоя при заданных условиях испытаний.
Номинальный рабочий ток Ie Значение тока, указанное изготовителем с учетом номинального рабочего напряжения Ue, номинальной частоты, номинального режима работы, категории использования, срока службы электрических контактов и типа защитного кожуха.
Номинальное рабочее напряжение Ue Значение напряжения, к которому относятся эксплуатационные характеристики контактора, т. е. межфазное напряжение в трехфазных цепях.
Обычный тепловой
ток Ith
Значение тока, которое контактор может выдержать при замкнутых полюсах, на открытом воздухе в течение восьми часов работы, без превышения температурой различных его частей пределов, установленных стандартами.
Включение и выключение
тока
Ток при замыкании контактора или при размыкании контактора.
Устойчивость к ударам Требования, применимые, например, к транспортным средствам, работе крана или вставным модульным системам распределительных устройств. При указанных допустимых значениях «g» контакторы не должны изменять коммутационное состояние, а реле перегрузки не должны срабатывать.
Устойчивость к вибрации Требования применимы ко всем транспортным средствам, судам и другим подобным транспортным системам. При указанных значениях амплитуды и частоты вибрации установка должна быть способна работать в требуемом режиме.
раз

Время замыкания

Время между подачей питания на катушку и моментом, когда контакты первого токового пути должны быть замкнуты, фактически замыкаются.

Время размыкания

Время между обесточиванием катушки и моментом размыкания контактов последнего размыкаемого пути тока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *