Тема 3.1 Общие сведения

 

Студент должен:

Знать:

- классификацию контакторов;

- принцип работы контакторов постоянного и переменного тока;

- применение в системах судового электропривода;

уметь:

- расшифровать маркировку контактора постоянного и переменного тока;

- подключить контактор для работы.

 

Классификация контакторов по роду тока, количеству полюсов, выполняемой функции, номинальному напряжению. Особенности применения контакторов постоянного и переменного тока, принцип работы, маркировка. Определение неисправностей, проведение ТО№1 и ТО№2.

 

Материал для изучения

 

Контакторы — это однопозиционные аппараты, предназначенные главным образом для частых замыканий и размыканий электрических цепей. Контакторы широко используются для дистанционного управления электродвигателями и аппаратами в цепях переменного и постоянного тока при напряжении до 500В. Судовые контакторы рассчитаны для работы в следующих режимах:

· продолжительном,

· прерывисто-продолжительном,

· кратковременном,

· повторно-кратковременном при ПВ = 40% и частоте включений в час от 600 до 1200.

Классификацию контакторов можно провести по ряду признаков, в том числе:

· по роду тока — постоянного и переменного тока;

· по числу полюсов — одно-, двух- и трехполюсные;

· по положению главных контактов — с замыкающими и размыкающими главными контактами или с различным сочетанием этих контактов;

· по номинальному напряжению и роду тока втягивающей катушки (24, 110, 220, 320В постоянного тока и 127, 220, 380В переменного тока частотой 50 и 400Гц);

· по значению и роду тока главных контактов (10, 15, 25, 60, 100, 150, 200, 300, 350, 600А и др.);

· по наличию устройства для гашения дуги — с принудительным гашением и без принудительного гашения дуги;

· по назначению — линейные контакторы для замыкания и размыкания силовых цепей двигателей и контакторы ускорения для шунтирования ступеней пускового резистора.

Основными узлами контактора являются электромагнитный механизм, система главных контактов, дугогасительная система и вспомогательные контакты.

Электромагнитный механизм осуществляет замыкание и размыкание контактов. При подаче напряжения на втягивающую катушку электромагнита якорь притягивается к сердечнику, а связанные с ним подвижные контакты замыкают силовую цепь.

Магнитные системы контакторов в зависимости от конструктивного выполнения и характера движения якоря выполняются клапанного типа (поворотные) с якорем, поворачивающимся на призме или оси, и прямоходовые — с прямолинейным движущимся якорем.

Для устранения залипания якоря у некоторых электромагнитов иногда делают зазор между средними полюсами Ш-образной системы, а также используют немагнитные прокладки. Применение немагнитных прокладок уменьшает износ полюсов, так как удар якоря при включении распределяется на все три полюса. При жестком креплении магнитной системы кинетическая энергия подвижных частей гасится при ударе якоря о сердечник. Это приводит не только к механическому износу магнитной системы, но и к вибрации контактов. Поэтому у контакторов для уменьшения влияния удара магнитную систему амортизируют с помощью пружины. При амортизировании электромагнита устраняется вибрация контактов и повышается их электрическая износоустойчивость. Значительное уменьшение вибрации контактов достигается в контакторах за счет малой массы контактного моста, низкой угловой скорости в момент касания контактов, большой силы контактного нажатия. Для удержания подвижной системы в фиксированных положениях и недопущении ложных срабатываний при сотрясениях применяются различного рода защелки, стопоры и упоры. Втягивающая катушка обычно обеспечивает включение и удержание якоря в притянутом положении. Размыкание контактов происходит отключающей пружиной при обесточивании втягивающей катушки.

Втягивающие катушки контакторов различают:

· по геометрической форме — цилиндрические (постоянного тока) и прямоугольные (переменного тока);

· по наличию каркаса — каркасные и бескаркасные;

· по числу секций обмотки — односекционные и двухсекционные;

· по способу подключения — катушки напряжения (шунтовые) и токовые (сериесные).

В целях снижения коммутационных перенапряжений, возникающих на зажимах втягивающей катушки при ее отключении, применяют разрядное сопротивление, которое подключается параллельно.

У контакторов постоянного тока втягивающая катушка электромагнита и контактная система рассчитаны на работу в цепи постоянного тока. У контакторов переменного тока втягивающая катушка электромагнита может питаться либо от переменного, либо от постоянного тока, а контактная система коммутирует цепь переменного тока.

Втягивающая катушка должна обеспечивать надежную работу контактора при снижении напряжения до 0,85 U_ном. По нагреву катушка должна допускать повышение напряжения до 1,05 U_ном.

Главные контакты контакторов выполняются пальцевого или мостикового типа и служат для замыкания и размыкания силовой цепи. В контакторах с поворотным якорем наибольшее распространение получили линейные перекатывающиеся контакты. В контакторах с прямоходовыми электромагнитами применяются мостиковые контактные системы. Широкое распространение получили контакторы, имеющие мостиковую систему контактов и рычажную передачу усилий от контактов к якорю электромагнита. В такой системе каждый полюс имеет два неподвижных контакта и один мостиковый подвижный контакт. Контактный мост имеет небольшую массу и выполняется самоустанавливающимся.

Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, равное примерно половине конечной силы нажатия. У контакторов для длительного режима работы на рабочую поверхность медных контактов напаивается металлокерамическая или серебряная пластинка. Контакты иногда могут выполняться из меди, при условии, что образующаяся пленка окисла на рабочей поверхности контактов снимается в результате их самозачистки.

Основными показателями, характеризующими работу контактной системы, являются: нажатие (начальное и конечное); провал и раствор контактов.

Дугогасительная система контакторов постоянного тока обычно выполняется в виде камеры с продольными щелями с применением магнитного дутья. Для контакторов переменного тока — в виде камеры со стальными дугогасительными пластинками или закрытой камеры с двойным разрывом дуги на полюс.

Вспомогательные контакты применяются для переключения в цепях управления, сигнализации и электрической блокировки. Выполняются они с серебряными напайками клиновыми, перекидными и мостиковыми на токи не более 20 А и могут быть как замыкающими, так и размыкающими.

К параметрам срабатывания контакторов относятся:

· напряжение втягивания — наименьшее напряжение, при котором происходит включение контактора без остановки или задержки подвижной системы. Оно составляет примерно 80% номинального;

· напряжение удержания — наименьшее напряжение, при котором якорь контактора удерживается в полностью притянутом положении. Оно составляет около 70% номинального;

· напряжение отпадания — наибольшее напряжение, при котором происходит полное отпадание якоря;

· коэффициент возврата — отношение напряжения отпадания к напряжению втягивания;

· собственное время втягивания — время от момента подачи питания на втягивающую катушку до момента полного притягивания якоря;

· собственное время отпадания — время от начала прекращения питания втягивающей или удерживающей катушки при номинальном режиме работы до момента полного отпадания якоря;

· собственное время замыкания для контактора с замыкающими контактами — это время от момента замыкания цепи втягивающей катушки до момента первого касания замыкающего контакта;

· собственное время размыкания для контактора с замыкающими контактами — это время от момента размыкания цепи втягивающей катушки до момента появления напряжения между подвижными и неподвижными контактами, обусловленного их расхождением.

Контакторы, имеющие выдержку времени перед отключением или включением, называются таймтакторами. Выдержка времени в них создается вследствие замедления спадания магнитного потока, за счет вихревых токов, индуктируемых в самом магнитопроводе или демпфере.