Контакторы постоянного тока

а) Контактная система подвергается сильному износу, поэтому распространение получили перекатывающиеся контакты. Для предотвращения вибрации контактная пружина создает нажатие равное половине конечной силы нажатия. Раствор контактов 17-20 мм. Вращение подвижного контакта происходит на 9 призме. За счёт этого получается перекатывание по неподвижному. При износе сухарь 1 заменяется новым, а подвижный поворачивается противоположной стороной. При токах свыше 50 А применяются дугогасительные контакты: скоба и рог. Ход якоря – 8-10 мм, т.к.подвижный контакт расположен на длинном плече якоря. У многих типов контакторов подвижный контакт соединён с корпусом и магнитопроводом, который даже в разомкнутом положении может находится под напряжением. Возможно также исполнение контакторов, где включение производится под действием пружины, а отключение – силой электромагнита. Размеры контактора зависят от его номинального тока. Так контактор 2 величины имеет ток 100А, 3 – 150А. Номинальный ток контактора дается для прерывного, продолжительного режима работы, когда контактор находится во включенном состоянии не более 8 часов, после чего должен быть несколько раз включён и отключён для зачистки контактов от окислов меди и снова включен. Если длительность включения больше 8 часов, то должны или напаиваться серебряные пластины, или I_доп нужно снизить на 20% от I_ном .

В повторно кратковременном режиме при ПВ=40%, I_доп =120% I_ном , или определяется по формуле:

где n-число включений в час.Выполняются однополюсными, как правило, но есть и двухполюсные: для индуктивной нагрузки, для мощных двигателей.

б) Дугогасительное устройство с магнитным дутьём. Катушка создает м.д.с. под действием которой возникает поток, проходящий через сердечник 18 катушки, полюсные наконечники 17 и воздушный зазор, в котором горит дуга. На дугу действуют две э.д.у: а) внутреннее за счет магнитного поля проводников, контактов; б) от магнитного поля катушки внешнее. На рис. 51 а- зависимость раствора контактов, обеспечивающею гашения дуги (l кр), от величины отключаемого тока. Кривая -1 при отсутствии внешнего магнитного поля. Кривая -2 при неизменном магнитном поле с В=0,007 T.

а)

б)

Рис. 51

При токе 5-7 А раствор максимален (16-17 мм), т.к.полностью отсуствует э.д.у.проводников. По мере увеличения отключаемого тока э.д.у. возрастают пропорционально квадрату тока F=I², дуга гаснет при меньших l кр, и при токах свыше 200А дуга гаснет при растворе 1,5 мм, при этом сама дуга имеет длину до 0,1м.

Силы Э.Д.У. от проводников при больших токах являются решающими.Наличие внешнего магнитного поля способствует резкому сокращению раствора при малых токах и незначительно сказывается при токах свыше 100А. наиболее оптимальной внешней индукцией является В=0,007 Т. Дальнейшее увеличение мало сказывается, но требует большей мощности.

На рис. 51б зависимость времени гашения дуги от тока.Кривая 1-без магнитного дутья. Дуга при токе до 10 А гаснет при растворе 15-17 мм., время расхождения контактов достигает 1с. В области больших токов за счет Э.Д.У. дуга гаснет при меньших растворах.Соответственно уменьшается время горения. Применение магнитного дутья снижает время гашения, на кривой 2 – t = 0.1с при 10 А, катушкой тока. Однако такая длительность считается недопустимой. Согласно данным, ток отключаемый надежно с катушкой тока, составляет ≥ 25% от Iном. контактора. Для быстрого гашения дуги в области малых токов применяют дополнительные контакторы на небольшой ток Iн со сменными катушками от 1 до 40 А(блок-контактор).

Хотя при номинальных токах свыше 100А применение дутья считается излишним(достаточно своих внутренних Э.Д.У.), катушки ставятся обязательно, т.к. способствуют перемещению точек дуги по контактам и перегоняют её на дугогасительные рога.

Величина напряжения утяжеляет процесс гашения при токах до 30 А. Свыше 100А напряжение не влияет на раствор контактов.

Система с катушкой тока имеет достоинства:

1. Хорошо работает при токах свыше 100А. Магнитное поле быстро сдувает дугу с контактов и обеспечивает малый износ.

2. Работа системы не зависит от направления тока.

3. Катушка выполнена толстым проводом на Iном. и не боится ударов контактора.

Недостатки:

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

2. Большие затраты меди на катушку

3. Нагрев контактов за счет тепла выделяемого катушкой.

Несмотря на недостатки токовые катушки получили преимущественное распространение.

Сила развиваемая параллельной катушкой пропорциональна току F≡I, поэтому длительность дуги при малых токах резко уменьшается (кривая 3). И хотя при больших токах катушка напряжения развивает меньшую силу, чем катушка тока, это уже не имеет значения, т.к. действуют Э.Д.У.

Недостатки катушки напряжения:

1. Контактор не может работать при перемене полярности тока, т.к. меняется направление силы F и Э.Д.У.

2. При к.з. напряжение сети понижается и процесс гашения дуги идет не эффективно.

3. Необходимость изоляции катушки на напряжение сети, делает ее работу ненадежной из-за попадания капель расплавленного металла контактов на изоляцию.

Применяются при токах 5-10 А (не более)

В последнее время широко стали применятся постоянные магниты для дутья, обладающие простотой, дешевизной, надежностью.

Дугогасительная камера служит для лучшего охлаждения дуги, препятствует распространению раскаленных газов. Выполняются из керамики.

в) Электромагнитная система – клапанного типа.

Наличие призмы, на которой вращается якорь, повышает износостойкость до 20 млн. ВО. Наличие у якоря хвоста, на который крепится подвижный контакт повышает вибро- и ударостойкость. Тяговая характеристика элетромагнита должна идти выше сил возвратной и контактной пружин и силы тяжести (массы контакторов) при напряжении 0,85Uн.

Включение должно идти по нарастающей скорости, максимально развиваемая сила – в момент замыкания контактов (при наличии зазора между якорем и магнитопроводом, находящимся под разным напряжением) коэффициент возврата у контактов постоянного тока мал К_в=U_отп /U_ср = (0,2-0,3), их нельзя использовать для защиты двигателей от снижения напряжения до (0,6-0,7U_н ).

В отличии от контакторов постоянного тока режим включения для переменного тока более тяжел, чем режим отключения. Пусковые токи электродвигателей достигают 8 кратного I_ном. значит амплитудная составляющая в момент пуска (первый полупериод) достигает 14-15 кратного I_ном. Наличие вибрации контактов при включении приводит к большому износу их, в несколько раз большему, чем при отключении. Борьба с вибрацией имеет первостепенное значение.

Собственное время включения состоит из времени трогания и движения, составляет 0,14 сек. при I_н = 100А и 0,23 при I_н = 630 А.

Собственное время отключения – от момента обесточивания до начала отрыва контактов, составляет 0,07 с при I_н = 100А и 0,23 при I_н = 630 А

г) Конструкции контакторов постоянного тока:

Серия КПВ – 100 – для тяжелых условий работы. I_н = 50,100,150,300А

Серия КПВ – 600 на токи 100, 160, 250,630А, допускаются 1200 вкл. в час, 20 млн ВО, однополюсные для тяжелых условий работы.

Серия КМ – 2000 – для нормальных условий работы; постоянный ток до 300А, переменный ток до 600А, одно- и многополюсные

КМВ – для коммутации электромагнитов приводов масляных выключателей.

Дата добавления: 2015-07-12