книги / Электрические аппараты

	Режим редких коммутаций			Отключение
	Включение
Коммутируе­	Напряжение,	cos <р	Комму!ируу.	Напряжение, В cosф
мый ток, А	В		мый ток, А
/ном.р	1 >1£ЛюМ р	0,95	1 /ном.р	1>1Нном р	0,95
4 /ном.р	1>1 t^HOM.P	0,65	4 /ном.р	111бном.р	0,65
*” /ном.р	111 1/Ном,р	0,35	8 1ном.р	1 1 Ином р	0,35
/ном.р	111 ^ном,р	0,35	®/ном.р	1>' Нпом.р	0,35
	Режим редких коммутаций			Отключение
	Включение
Коммутируй	Напряжение,	Постоян­	Коммутируе­	Напряжение,	По.,тоян-
мый ток, А	В	ная вре­	мый ток, А	В	иая вре­
		мени мс			мени мс
4 Iном,р	1 >1 Нн0м,р	2.5	4 /ном.р	1»1£Люм р	2.5
4 /ном.р	1 >1 б/ном,р	2.5	4 /ном.р	1Л Uном.р	2.5
4 / ном.р	1>1бцом.р	15	4 /ном.р	1»1 Уяом,р	15
4 /ном.р	1• 1бном.р	15	4 /ном.р	*»1^НОМ.р	15

стания потока в электромагните контактора до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть этого времени тратится на нарастание магнитного потока. Для контакторов постоянного тока с номинальным током 100 А собственное время включения составляет 0,14 с, для контакторов с током 630 А оно увеличивается до 0,37 с.

Собственное время отключения — время с момента обе­ сточивания электромагнита контактора до момента размы­ кания его контактов. Оно определяется временем спада по­ тока от установившегося значения до потока отпускания. Временем с начала движения якоря до момента размыка­ ния контактов можно пренебречь. В контакторах постоян­ ного тока с номинальным током 100 А собственное время отключения составляет 0,07, в контакторах с номинальным током 630 А — 0,23 с.

Номинальный ток контактора /НОм представляет собой ток, который можно пропускать по замкнутым главным контактам в течение 8 ч без коммутаций, причем превыше-

						Коммутационная способность
	Категория		в режиме нормальных коммутаций
Род тока		Включение				Откточение
	примене-
	ния	Коммути­	Напряже­			Коммути­	Напряже­
				cosФ				COStp
		руемый	ние			руемый	ние
		ток				ток
Перемен­	АС-11	/ном р	£/ном р	0,7		/ном,р	Î/hOM P	0,4
ный
Постоян­	ДС-11	/ном.р	//ном.р			/ном,р	Z/hOMP
ный
Примечание. Постоянную времени согласно СТ СЭВ 3564*82 выражают
чейия установившегося тока в миллисекундах, и					определяют		по эмпирической
если мощность превышает 50 Вт, принимается TQ						=300 мс.

ние температуры различных частей контактора не должно быть больше допустимого (прерывисто-продолжительный режим работы). Номинальный рабочий ток контактора /ном,р — это допустимый ток через его замкнутые главные контакты в конкретных условиях применения. Так, напри­ мер, номинальный рабочий ток / НОм,р контактора для ком­ мутации асинхронных двигателей с короткозамкнутым ро­ тором выбирается из условий включения шестикратного пускового тока двигателя.

Номинальным напряжением называется наибольшее напряжение коммутируемой цепи, для работы при котором предназначен контактор. Коммутационная износостойкость главных контактов для категорий ДС-2, ДС-4 и АС-3 в ре­

жиме нормальных коммутаций должна	быть	не менее 0,1,
а для категорий ДС-3 и АС-4 не менее	0,02	механической

износостойкости. Вспомогательные контакты должны ком­ мутировать цепи электромагнитов переменного тока, у ко­ торых пусковой ток может во много раз превышать устано­ вившийся. Характеристика категорий применения для этих контактов приведена в табл. 8.3.

Контактор имеет следующие основные узлы: контакт­ ную систему, дугогасительное устройство, электромагнит и систему вспомогательных контактов. При подаче напря­ жения на обмотку электромагнита контактора его якорь притягивается. Подвижный контакт, связанный с якорем электромагнита, замыкает или размыкает главную цепь. Дугогасительное устройство обеспечивает быстрое гашение

вспомогательных контактов
	в режиме редких коммутаций			Отключение
	Включение
Коммутиру­	Напряжение	cosФ	Коммутируе­	Напряжение		cos Ф
емый ток			мый ток
11 7ном.р	1>1^ном,р	0,7	117ном р	1 1^ном.р		0,7
1 >1 1ном.р	1 »1 ^ном,р		1 Л I ном.р	1	1 ^ном,р
как 7*0 95» что соответствует		времени	необходимому для		достижения 0 95 зна-
форчуле Г 0 95 =6Р, где Р —мощность электромагнита не более 50 Вт						В случае,

дуги, благодаря чему достигается малый износ контактов. Система вспомогательных слаботочных контактов служит для согласования работы контактора с другими устройст­ вами.

8.2. КОНТАКТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

а) Контактная система. С целью уменьшения износа для контакторов применяются преимущественно линейные пере­ катывающиеся контакты (§ 3.4). Для предотвращения виб­ раций контактов контактная пружина создает предвари­ тельное нажатие, составляющее примерно 50 % конечного контактного нажатия. Большое влияние на вибрацию ока­ зывает жесткость крепления неподвижного контакта

истойкость к вибрациям всего контактора в целом. На рис.

8.1показана конструкция контактора серии КПВ-600. Не­ подвижный контакт / жестко прикреплен к скобе 2, к ко­ торой присоединен один конец дугогасительиой катушки 3. Второй конец дугогасительной катушки с выводом 4 за­ креплен в пластмассовом основании 5. Последнее крепит­ ся к прочной стальной скобе 6. Подвижный контакт 7 вы­ полнен в виде толстой пластины, нижний конец которой может поворачиваться относительно точки опоры 8. Благо­ даря этому контакт 7 может перекатываться и скользить по поверхности неподвижного контакта 1. Вывод 9 соеди­ няется с подвижным контактом 7 гибкой связью 10. Кон­ тактное нажатие создается пружиной 12.

Рис. 8.1. Контактор постоянного тока серии КПВ-600

При износе контакт 1 заменяется новым, а пластина подвижного контакта переворачивается на 180° и использу­ ется ее неповрежденная сторона.

Для уменьшения оплавления контактов дугой при токах 5олее 50 А контактор имеет дугогасительные контакты — рога 2, 11. Под действием магнитного поля опорные точки дуги 14 быстро перемещаются на скобу 2, соединенную с неподвижным контактом 1, и на защитный рог подвижно­ го контакта 11. Возврат якоря в начальное положение (пос­ ле отключения электромагнита) производится пружиной 13.

В контакторах КПВ-600, как и во многих других, вывод подвижного контакта электрически соединен с корпусом. Как при включенном, так и при отключенном состоянии

контактора его конструктивные детали могут находиться под напряжением, и соприкосновение с ними опасно для жизни. Контакторы серии КПВ имеют два исполнения кон­ тактной системы: с замыкающим и размыкающим главны­ ми контактами. В первом исполнении замыкание главных контактов производится при подаче напряжения на обмот­ ку электромагнита, а размыкание — под действием возврат­ ной пружины. Во втором исполнении контакты замыкают­ ся под действием пружины, а размыкание контактов про­ исходит при подаче напряжения на обмотку электромагни­ та. В обесточенном состоянии обмотки контакты замкнуты. При номинальном токе контактор находится во вклю­ ченном состоянии не более 8 ч. По истечении этого времени его необходимо несколько раз отключить и включить для зачистки контактов от оксида меди. После этого аппарат снова пригоден для работы.

Номинальный ток контакторов, расположенных в шка­ фах, понижается примерно на 10 % из-за ухудшения ох­ лаждения.

. В продолжительном режиме работы, когда длительность нахождения во включенном состоянии превышает 8 ч, до­ пустимый ток контактора снижается примерно на 20% .

В таком режиме из-за окисления	меди контактов	растет
их переходное сопротивление, что	может привести	к повы­

шению температуры выше допустимой (§ 3.2). В контакто­ рах с небольшим числом включений или предназначенных для длительного нахождения во включенном состоянии, на рабочую поверхность контактов напаивается серебряная пластина. Это позволяет сохранить допустимый ток кон­ тактора, равный номинальному, и в режиме продолжитель­ ного включения. Если контактор наряду с режимом продол­ жительного включения используется в режиме повторно­ кратковременного включения, применение серебряных накладок нецелесообразно из-за малой механической проч­ ности серебра.

Необходимо отметить, что если при отключении в по- •Вторно-кратковременном режиме длительно горит дуга (от­ ключается нагрузка с большой постоянной времени Т=

— L /R ), то температура контактов может резко увеличить­ ся за счет их нагрева дугой. В этом случае нагрев контак­ тов в продолжительном режиме работы может быть мень­ ше, чем в повторно-кратковременном режиме.

Как правило, контактная система имеет один полюс. Для реверса асинхронных двигателей при большой ча-

Трех/разная сеть

Рис. 8.3. Характеристика про­ тиводействующих усилий кон­ тактора КПВ-600

. Рис. 8.2. Схема включения главных кон­ тактов контактора КТПВ-600 для ревер­ са асинхронного двигателя

стоте включений в час (до 1200) применяются контакторы типа КТПВ-600 со сдвоенными полюсами. В этих контак­ торах подвижные контакты изолированы от корпуса, что делает более безопасным обслуживание аппарата. На рис. 8.2 показана схема включения главных контактов контак­ тора КТПВ-600 (обведены штриховой линией) для реверса асинхронного двигателя. Д ля пуска, останова и реверса двигателя используются три контактора такого же типа.

При неполадках и отказе одного контактора подается напряжение только на одну фазу двигателя, что не приводит к его включению. В схеме с однополюсными контакторами отказ одного контактора привел бы к возникновению тяже­ лого режима двухфазного питания двигателя.

Контакторы с двухполюсной контактной системой очень удобны для закорачивания сопротивлений в цепи ротора асинхронного двигателя.

В контакторах типа КМВ-521, предназначенных для включения и отключения мощных электромагнитов посто­ янного тока масляных выключателей, также применяется двухполюсная контактная система. Такая система, вклю­ ченная в оба провода сети постоянного тока, обеспечивает надежное отключение индуктивной нагрузки, так как в от­ ключаемую цепь вводятся два дуговых промежутка.

б) Дугогасительное устройство. В контакторах постоян­ ного тока наибольшее распространение получили устройст­ ва с электромагнитным дутьем с катушкой тока 3 и полю­ сами 15 (см. рис. 8.1).

Следует отметить, что при отключении малых постоян­

ных токов	(5— 10 А) и большой	индуктивности	нагрузки
наблюдается длительное горение		дуги. По опытным дан­
ным ток,	надежно отключаемый	контактором,	составляет

20—25 % номинального тока. Современные контакторы се­ рии МК обеспечивают отключение тока до 1 А при посто­ янной времени цепи до 100 мс.

в)	Электромагнит, В	контакторах постоянного тока
(рис. 8.1)	распространены	электромагниты клапанного

типа 20. С целью повышения механической износостойко­ сти применяется вращение якоря 17 на призме 19. Компо­ новка электромагнита и контактной системы, показанная на рис. 8.1, применение специальной пружины 16, прижи­ мающей якорь к призме, позволяют обеспечить износостой­ кость узла вращения у контакторов КПВ-600 до 20-10® при допустимом числе включений 1200 в час. По мере из­ носа зазор между скобой якоря 18 и призмой 19 автомати­ чески выбирается под воздействием пружины 16.

Подвижная система контактора должна быть уравно­ вешена относительно оси вращения. В контакторе серии КПВ-600 якорь электромагнита уравновешивается деталя­ ми, несущими подвижный контакт и воспринимающими воздействие возвратной пружины. Катушка электромагнита наматывается на тонкостенную изолированную стальную гильзу, которая обеспечивает достаточную жесткость и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником. По­ следнее способствует снижению температуры катушки и уменьшению габаритов контактора.

При включении электромагнита преодолеваются усилия возвратной и контактной пружин. Тяговая характеристика электромагнита должна во всех точках идти выше характе­ ристики этих пружин при минимально допустимом напря­ жении на катушке (0,85 % UR0M) и нагретом се состоянии. Включение должно происходить при все время нарастаю­ щей скорости движения якоря. Скорость якоря не должна снижаться и в момент замыкания главных контактов.

Характеристика противодействующих усилий, приведен­

ных к якорю	электромагнита, для контактора КПВ-600
приведена на	рис. 8.3, где <р — угол поворота якоря. Отрез­
ки ординаты	этой кривой представляют соответственно:

1 — силу тяжести, 2 — силу возвратной пружины, 3 — силу контактной пружины; 4 — результирующая противодейству­ ющая характеристика. Наиболее тяжелым моментом при включении является преодоление силы в момент касания

главных контактов, так как электромагнит должен разви­ вать значительное усилие при большом рабочем зазоре.

Важным параметром контактора является коэффициент возврата kB= Uom/Ucp (§ 9.2). Для контакторов постоян­ ного тока кй как правило, мал (0,2—0,3), что не позволяет использозать контактор для защиты двигателя от снижения напряжения.

Наибольшее напряжение на катушке не должнопревы­ шать 110 % Дном, так как при большем напряжении увели­ чивается износ контактов из-за усиления ударов якоря, а температура обмотки может превысить допустимое зна­ чение.

В контакторах типа КТПВ, имеющих сдвоенную кон­ тактную систему, при номинальном токе 600 А устанавли­ ваются два параллельно работающих электромагнита для того, чтобы развить необходимую силу.

Следует отметить, что с целью уменьшения МДС обмот­ ки, а следовательно, и потребляемой ею мощности рабочий ход якоря выбирается небольшим— (8-у-Ю) • 10~3 м. В свя­ зи с тем что для надежного гашения дуги при малых токах требуе1ся зазор контактов (17-^20) -10~3 м, расстояние точ­ ки касания подвижного контакта от оси вращения подвиж­ ной системы берется в 1,5—2 раза больше, чем расстояние от оси полюса до оси вращения.

Электромагниты контакторов серии КМВ, предназначен­ ных для включения и отключения приводов масляных вы­ ключателей, допускают регулировку напряжения срабаты­ вания и отпускания за счет регулирования возвратной и специальной отрывной пружин. Минимальное напряже­ ние срабатывания этих контакторов достигает 65 % ДномНизкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, приводящий к ее повышенному нагреву. В связи с этим при номинальном напряжении обмотка может включаться под напояжение только кратковременно на время не более 15 с.

Схема включения электромагнита контактора для пус­ ка двигателя аналогична схеме включения электромагнита пускателя (рис. 8.13).

8.3. КОНТАКТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

а) Контактная система. Контакторы переменного тока выпускаются на номинальный ток от 100 до 1000 А при чи­ сле главных контактов от одного до пяти. Наиболее рас­ пространены контакторы трехполюсного исполнения. Нали­

чие большого числа контактов приводит к увеличению уси­ лия электромагнита и соответственно момента, необходимою для включения контактора.

Так же как и контакторы постоянного тока, контакторы переменного гока имеют вспомогательные контакты, кото­ рые приводятся в действие тем же электромагнитом, что и главные контакты.

Из-за более благоприятных условий гашения дуги зазор между главными контактами делается меньше, чем в кон­ такторах постоянного тока. Уменьшение зазора позволяет уменьшить мощность электромагнита, его габариты и массу.

На рис. 8.4, а показан разрез по магнитной системе, а на

рис. 8.4, б — разрез по контактной	системе и общий вид
одного полюса контактора КТ-6000.	Подвижный контакт

1 с пружиной 2 укреплен на рычаге 3.

Подвижный контакт 1 и якорь 4 электромагнита связа­ ны между собой через вал контактора 6. В отличие от кон­ такторов постоянного тока подвижный контакт в контакто­ ре КТ-6000 плоский без перекатывания. Отключение аппа­ рата происходит под действием контактных пружин и массы подвижных частей.

Для удобства эксплуатации подвижный и неподвижный контакты сделаны легко сменяемыми. Контактная пружи­ на 2, так же как и в контакторах постоянного тока, имеет предварительное нажатие, составляющее примерно поло­ вину конечного.

Все детали контактора укреплены на изоляционной рей­ ке 5. Рычаг 3 подвижного контакта 1 укреплен на валу 5, покрытом изоляционным материалом. Вал вращается в под­ шипниках 7. Система дугогашения состоит из последова­ тельной катушки 8, сердечника 9, полюсных пластин 10 и керамической камеры 11. Катушка 8 включена в цепь по­ следовательно с неподвижным контактом 12 и подвижным контактом 1. Главные контакты подключаются в схему вы­ водами 13 и 14. Подвижный контакт 1 соединяется с выво­ дом 13 с помощью гибкой связи 15.

Блок вспомогательных контактов 16 приводится в дей­ ствие от вала 6. Крепление всех деталей на рейке позволя­ ет использовать контактор в комплектных станциях рееч­ ной конструкции и сократить объем и массу станции управ­ ления. Допустимое число включений достигает 1200 в час.

В контакторах переменного тока широко распростране­ на мостиковая контактная система с двумя разрывами цепи на каждый полюс (рис. 3.6), которая обеспечивает быст-