Контакторы и пускатели.

Контактор – это двухпозиционный коммутационный аппарат с самовозвратом, предназначенный для частых коммуникаций токов, не превышающих токи перезагрузки, и приводимый в действие приводом.

Контакторы изготовляются на токи 4-4000 А, на напряжение 220, 440, 750 В постоянного и 380, 660 (1140) В переменного тока и допускают 600-1500 включений в час. Контакторы могут быть одно – пятиполюсными.

Электромагнитныеконтакторы нашли широкое применение в электроустановках. Включение контактной системы в них осуществляется электромагнитом.

В зависимости от режима работы контакторы различаются по категориям применения: на переменном токе АС-1, АС-2, АС-3, АС-4, на постоянном токе ДС-1, ДС-2, ДС-3, ДС-4, ДС-5 (ГОСТ 11206-77Е). Контакторы категории АС-1 рассчитываются на применение в цепях электропечей сопротивления и коммутируют только номинальный ток. Контакторы категории АС-2 рассчитываются на пуск электродвигателей с фазным ротором и коммутируют ток 2,5I_ном. Контакторы категории АС-3 рассчитываются на пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и на отключение вращающихся электродвигателей и коммутируют ток (6-10)I_ном. Контакторы категории АС-4 рассчитываются на пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и на отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, они коммутируют токи (6-10)I_ном.

Контакторы постоянного тока в зависимости от категории рассчитаны на коммутацию токов от I_ном до 10I_ном.

Контакторы могут быть рассчитаны на работу в прерывисто-продолжительном, продолжительном, повторно-кратковременном или кратковременном режимах.

Контакторы не имеют устройств, реагирующих на перегрузки или КЗ. Эту функцию выполняют предохранители и автоматические выключатели, включаемые последовательно с контактором и защищающие цепь от перегрузок и КЗ. Электродинамическая и термическая стойкость контакторов не нормируется.

В отличие от автоматических выключателей контакторы не имеют механических устройств, запирающих контактор в положении «включено». Во включенном положении контактор удерживается электромагнитом.

Основными элементами контакторов являются: главные контакты, дугогасительное устройство, электромагнитная система и вспомогательные контакты.

На рис. 23, а показана схема управления однополюсным контактором. Главные контакты контактора КМ включены в цепь двигателя М, а катушка в цепь управления SB1, SB2 и вспомогательными контактами SQ.

На конструктивной схеме (рис. 23, б) контактор изображен в момент отключения, когда напряжение с катушки 15, установленной на сердечнике 14, снято и подвижная система под действием пружины 11 пришла в нормальное положение. Дуга, возникшая между контактами 2 и 7, гасится в камере 5 с изоляционными перегородками 4. Втягивание дуги в камеру происходит за счет магнитного поля, созданного магнитной системой, состоящей из катушки 16, включенной последовательно в главную цепь, стального сердечника 1 и полюсных наконечников 17. На выходе из камеры установлена пламегасительная решетка 3, препятствующая выходу ионизированных газов за пределы камеры.

Рис. 4.23. Электромагнитный контактор:

а – электрическая схема однополюсного контактора; б – условная конструктивная схема: 1 – стальной сердечник; 2 – неподвижный контакт; 3 – пламегасительная решетка; 4 – изоляционные перегородки; 5 – дугогасительная камера; 6 – накладки контактные; 7 – подвижный контакт; 8 – пружина; 9 – латунная прокладка; 10 – якорь; 11 – пружина; 12 – вспомогательные контакты; 13 – зажимы катушки 15; 14 – сердечник; 16 – катушка; 17 – полюсный наконечник.

Для включения контактора подается напряжение на зажимы катушки 13 путем нажатия кнопки SB1. В катушке создается магнитный поток, притягивающий якорь 10 к сердечнику. На якоре укреплен подвижный контакт 7, который после соприкосновения с неподвижным контактом 2 скользит по его поверхности, разрушая пленку оксидов на поверхности контактов. Нажатие в контактах создается пружиной 8. Контактные накладки 6 из серебра обеспечивают минимальное переходное сопротивление. В некоторых случаях накладки выполняются из дугостойкой металлокерамики. Контактор удерживается во включенном положении своей катушкой. После включения контактора замыкаются вспомогательные контакты 12 (SQ), шунтирующие кнопку SB1, поэтому размыкание пусковой кнопки не разрывает цепь катушки 15 (КМ).

На якоре 10 предусмотрена немагнитная прокладка из латуни 9, которая уменьшает силу притяжения, обусловленную остаточной индукцией в сердечнике. Таким образом, при снятии напряжения с катушки 15 якорь не «залипает». При значительном снижении напряжения в цепи управления, а также при его исчезновении контактор автоматически отключается.

Для отключения контактора достаточно нажать на кнопку SB2, которая разомкнет цепь питания катушки 15.

Цепь управления контактором может получать питание от первичной цепи. защита электродвигателя в рассмотренной схеме осуществляется автоматическим выключателем QF. К электромагнитным контакторам общепромышленных серий относятся следующие типы: переменного тока КТ, КТП, КТВ; постоянного тока КП, КПВ, КПД; постоянного и переменного тока КМ, РПК, КН.

В установках напряжением более 660 В применяются контакторы вакуумные КВТ, ВБТ, выключатели автоматические быстродействующие (ВАБ), описание которых приводится в справочниках и каталогах.

Пускатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, останова и защиты электродвигателей.

Магнитные пускатели состоят из электромагнитного контактора, встроенных тепловых реле и вспомогательных контактов. Наиболее распространенными сериями являются ПМБ, ПМА, ПА. Пускатели могут быть реверсивными и нереверсивными, в открытом, защищенном и пылебрызгонепроницаемом исполнении, с тепловыми реле и без них. Магнитные пускатели применяются для управления электродвигателями переменного тока напряжением до 660 В, мощностью до 75 кВт.

Электрическая и конструктивная схема магнитного пускателя серии ПАЕ показана на рис. 24. При нажатии кнопки SB1 подается питание в катушку контактора КМ (5) через размыкающиеся контакты тепловых реле KST1, KST2, кнопку SB2. Якорь электромагнита 6 притягивается к сердечнику 4, вращаясь вокруг оси О₁. При этом неподвижные контакты 2 замыкаются подвижным контактным мостиком 8. Нажатие в контактах обеспечивается пружиной 9. Одновременно замыкаются вспомогательные контакты SQ (рис. 24, а), которые шунтируют кнопку SB1. При перегрузке электродвигателя срабатывают оба или одно тепловое реле 11, цепь катушки размыкается контактами KST1 и KST2. При этом якорь 6 больше не удерживается сердечником и под действием собственной массы и пружины 7 подвижная система переходит в отключенное положение, размыкая контакты. Двукратный разрыв в каждой фазе и закрытая камера 10 обеспечивают гашение дуги без специальных устройств. Точно так же происходит отключение пускателя при нажатии кнопки SB2.

Рис. 24. Магнитный пускатель:

а - электрическая схема; б – конструктивная схема: 1 – металлическое основание; 2 – неподвижные контакты; 3 – амортизирующая пружина; 4 – сердечник; 5 – катушка; 6 – якорь электромагнита; 7 – отключающая пружина; 8 – контактный мостик; 9 – пружина; 10 – камера; 11 – тепловое реле.

Амортизирующая пружина 3 предохраняет подвижную часть от резких ударов при включении. Все детали пускателя крепятся на металлическом основании 1.

Для защиты электродвигателя от КЗ в цепь включены предохранители F.

Выбор контакторов и магнитных пускателей производится:

по напряжению установки U_ном ≥ U_{сет.ном};

роду и значению тока I_ном ≥ I_{норм.расч}; k_пгI_ном ≥ I_{прод.расч.};

мощности подключаемых электродвигателей Р_доп ≥ Р_подкл;

категории применения.