Пояснение к работе

Контактором называется электрический аппарат, предназначенный

дня частых включений и отключений электрических цепей при

нормальных режимах работы в цепях переменного тока до 660 В и в цепях

постоянного тока до 750 В.

Основные узлы электромагнитного контактора: электромагнитный

механизм, главные контакты, дугогасительное устройство и блок-

контакты. Замыкание контактов контактора может осуществиться

различным приводом, так:

а) электромагнитным, когда срабатывание происходит при помощи

электромагнита;

б) гидравлическим, когда срабатывание происходит при помощи

жидкости;

в) пневматическим, когда срабатывание происходит за счет действия

сжатого воздуха.

Наибольшее распространение получили электромагнитные

контакторы. Контакторы постоянного тока коммутируют цепь постоянного

тока и имеют, как правило, электромагнит также постоянного тока.

Контакторы переменного тока коммутирует цепь переменного тока.

Электромагнит этих контакторов может быть выполнен либо для работы

на переменном токе, либо для работы на постоянном токе.

К контакторам предъявляется следующие требования:

а) высокая отключающая способность (10÷20)I_н;

б) длительная работа при частых включениях 240÷600 вкл/ч для

контакторов нормального режима работы, а для контакторов тяжелого

режима до 1500÷2000 вкл/ч;

в) высокая механическая (до 15÷20 млн. циклов) и электрическая

(5÷10 млн. циклов) износостойкость;

г) высокая надежность в эксплуатации;

д) простота и удобство замены основных узлов конструкции;

е) малые габариты и вес.

В эксплуатации применяются следующие серии контакторов:

1) на постоянном токе:

а) КП и КПВ – на напряжение до 220 В и токи 20÷200 А;

б) КПД-100 для тяжелых режимов работы на напряжение до 220 В и

токи 25÷300 А;

в) КПВ-600 – на напряжение до 660 В на токи от 100÷600 А;

г) КМ-2000 – на токи 25÷300 А.

2) на переменном токе:

а) КТВ, КТЭ – на токи 75÷660 А и напряжение до 500 В;

б) КИ – предназначенные для установки в основном в магнитных

пускателях, изготавливаются на токи 40÷150 А;

в) КТУ, КТ-7000 – на токи 100÷300 А, на напряжения 380 и 660 В.

Раствор контактов – кратчайшее расстояние между контактными

поверхностями подвижного и неподвижного контактов в разомкнутом

положении. Раствор контактов выбирается из условия надёжного гашения

дуги и приложенного напряжения между ними (8÷20 мм; 6÷14 мм).

Провал контактов – это расстояние, на которое может сместиться

подвижный контакт после соприкосновения с неподвижным, если

последний будет удален. Провал обусловлен износом контактов (на

постоянном токе – 2÷3 мм; на переменном токе – 3÷4 мм).

Начальное нажатие – это усилие на контактах в момент их

замыкания, которое обусловлено предварительным сжатием пружин.

Конечное нажатие – нажатие на контакты при полном срабатывании

аппаратуры.

Минимальное напряжение срабатывания – это то напряжение, при

котором начинается и полностью заканчивается процесс включения.

Напряжение возврата – это то напряжение, при котором происходит

отпадание подвижней системы. Отношение напряжения возврата (U_В) к

напряжению срабатывания (U_СР) – есть коэффициент возврата:

К =

Коэффициент возврата у электромагнитных механизмов клапанного

типа постоянного тока равняется 0,2÷0,3; а переменного тока – 0,4÷0,5.

Механической характеристикой называют зависимость

механических противодействующих сил, приведенных к оси сердечника

электромагнитного механизма (или противодействующих моментов), от

величины рабочего зазора (или угла поворота)

Р_ПР = f (δ ) или M = f (α)

Приведем последовательность построений механической

характеристики электромагнитного механизма (рис. 7.1).

При построении механической характеристики должны быть

известны длины плеч l₁,l₂,l₂,l₃ , а также раствор контактов ∆ и провал

контактов ∆^' ; жесткость пружин C₁, С₂ и начальные предварительные

силы их сжатия F_СЖ1 , F_{СЖ 2} .

В данном механизме механические противодействующие силы

создаются с помощью отключающей (1) и контактной (2) цилиндрических

пружин (рис. 7.2).

Начальная механическая противодействующая сила, приведенная к

оси сердечника

Р_ПР1 = Р_СЖ1

Механический

равен приведенным

провалу контактов ∆^'

δ = (∆ + ∆^' )_l

			Р

Рис. 7.1 Тяговая и механическая характеристики электромагнитного

механизма

В момент касания контактов пружина (1) будет дополнительно сжата на

величину a = ∆ ,

а зазор между якорем и сердечником при этом:

δ₁ = δ - ∆ .

Рис. 7.2 Эскиз электромагнитного контактора

Приведенная к оси сердечника механическая сила в момент касания

контактов:

l₁ l₁

l₃ l₂l₃

Контактная пружина (2) имеет предварительное сжатие, чтобы

обеспечить достаточное нажатие на контакты в момент их

соприкосновения. С учетом сжатия этой пружины получим при зазоре δ₁

другое значение силы

'

Р_ПР3 = Р_ПР2 + Р_{СЖ 2 '} .

Противодействующая сила по оси сердечника при полностью

притянутом якоре

2 '

Р_ПР4 = Р_ПР3 + С₁∆^' + С₂∆^' .

l₂l₃ l₂l₃

Результирующая механическая характеристика и

противодействующая сила приведена на рис. 7.1.

Статическая тяговая характеристика электромагнита Р_ЭМ = f (δ )

должна лежать выше характеристики противодействующих сил Р_ПР = f (δ ).

Соотношение между этими характеристиками определяется рядом

факторов. Во-первых, в процессе включения электромагнита, его

динамическая характеристика пойдет ниже статической. С этой точки

зрения желательно, чтобы при любых зазорах разность сил Р_ЭМ - Р_ПР была

достаточно большой.

Чем больше интервал между тяговой и противодействующей

характеристикой, тем меньше коэффициент возврата – К . Но, с другой

стороны, площадь, ограниченная кривыми Р_ЭМ = f (δ ) и Р_ПР = f (δ ) ,

определяет избыток кинетической энергии подвижной системы

контактора, который расходуется на удары деталей, вибрацию контакторов

и т.д.

проектирования и эксплуатации, установлен

представляющий собой отношение сил при

критическом зазоре δ₁ . Коэффициент запаса равен: К_З =

контакторов и магнитных пускателей 1,2÷1,5.

Тяговую силу электромагнита можно получить по формуле:

Р_ЭМ = 0,5(IW )

(IW ) – магнитодвижущая сила, приходящаяся на рабочий воздушный

зазор (А);

Λ_δ – магнитная проводимость рабочего зазора (Гн);

δ – рабочий воздушный зазор (М).

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. Собственное время включения определяется от

момента подачи напряжения на катушку электромагнита до момента

замыкания контактов.

Собственное время отпадания – время с момента обесточивания

электромагнита до момента размыкания контактов. Оно определяется

временем спадания потока от установившегося значения до потока

отпускания. Временем движения с момента начала движения якоря до

момента размыкания контактов можно пренебречь. В контакторах на 100 А

время отпадания составляет 0,07 с, а в контакторах 600 А – 0,23 с.