4. Контрольні запитання

1. Призначення та типи контакторів.

2. Основні конструктивні ланки контакторів постійного струму та їх призначення.

3. Класифікація контакторів в залежності від режиму роботи та роду струму.

4. Призначення контактних пружин та пружин повертання.

5. Пояснити поняття “проміжок” та “провал” контактів. Як визначити проміжок контактів?

6. Пояснити принцип роботи котушки магнітного дуття.

7. Що називається тяговою характеристикою електромагніта?

8. Що називається механічною характеристикою контактора?

9. За рахунок яких факторів в механічних характеристиках контакторів має місце різке збільшення протидіючої сили?

10. Що називається коефіцієнтом повертання контактора, від яких факторів він залежить?

11. Серії контакторів постійного струму.

Література: [1], с. 308…..318; [2], с. 57…58, 60…62, 135…137, 230…234; [3], с. 75…95; 133…139.

Лабораторна робота № 3

ВИВЧЕННЯ КОНТАКТОРІВ ЗМІННОГО СТРУМУ ТА ТЕПЛОВИХ РЕЛЕ ЗАХИСТУ

1. Мета роботи

Мета роботи – вивчити конструкцію, дослідити та визначити експлуатаційні характеристики контакторів змінного струму, а також вивчити будову та дослідити роботу теплових реле захисту.

2. Основні теоретичні положення

В залежності від умов роботи регламентуються чотири категорії застосування контакторів змінного струму: АС-1, АС-2, АС-3, АС-4.

АС-1 – активне або малоіндуктивне навантаження.

АС-2 – пуск електродвигуна з фазним ротором, гальмування оберненим вмиканням.

АС-3 – пуск електродвигуна з короткозамкненим ротором. Відключення двигунів при номінальному навантаженні.

АС-4 - пуск електродвигуна з короткозамкненим ротором. Відключення нерухомих або двигунів, які повільно обертаються. Гальмування оберненим вмиканням.

Для контакторів існує також режим рідких комутацій, який характеризується більш важкими умовами роботи порівняно х режимом нормальних комутацій (струм відключення досягає 10І_ном). Такі режими виникають рідко (наприклад коротке замикання).

Магнітним пускачом називається контактор змінного струму який призначений для дистанційного керування трифазними асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором потужністю до 75 кВт за

напруги до 660 В. Як правило пускачі комплектуються також тепловими реле для захисту двигунів від перенавантажень та від роботи в несиметричному режимі при обриві однієї з фаз.

2. 1. Конструкція контакторів змінного струму

Основні серії контакторів змінного струму які застосовуються у вітчизняній промисловості: КТ-6000, КТ-6000А, КТ-6000Б, КТ-7000, КТ-7000Б.

Контактори серій КТ-6000 і КТ-7000 і ряд їх модифікацій виконуються на базі єдиної серії контакторів КТ-6000 на струми 63 - 630 А і напруги 380, 500 і 660 В з числом полюсів 1-5 (основна модифікація - 3), із замикаючими і змішаними контактами. Частота включень до 1200 в годину.

Контактори змінного струму: КТ6000, КТ7000 КТ (КТП) - Х1 Х2 Х3 Х4 З Х5 Х1 - номер серії, 60, 70. Х2 - величина контактора: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6. Х3 - число полюсів: 2, 3, 4, 5. Х4 - додаткове значення специфічних особливостей сері: Б - модернізовані контакти; А - підвищена комутаційна здатність за напруги 660В. З - контакти з металокерамічними накладками на основі срібла. Відсутність букви означає, що контакти мідні. Х5 - кліматичне виконання: У, УХЛ, Т.

Б удова і загальна компоновка контакторів серії КТ-6000 показані на рисунку 3. 1.

Рисунок 3. 1. Загальна компоновка (а), магнітна (б) і контактно-дугогасна (в) системи контакторів серії КТ-6000.

1 - підшипники; 2 - допоміжні контакти; 3 - блоки полюсів;

4 - блок електромагнітної системи; 5 - ізольована сталева рейка; 6 - вал; 7 - якір; 8 - втягуюча котушка; 9 - монтажна скоба; 10 - амортизуючі пружини; 11 - осердя; 12 - ізоляційна монтажна колодка; 13 - дугогасна котушка з магнітопроводом і нерухомим контактом; 14 - дугогасна камера; 15 - рухомий контакт; 16 - контактна пружина; 17 - контактоутримувач; 18 - гнучкий зв'язок.

Конструкція контакторів блочна. Блоки збираються на металевій рейці. Така конструкція дуже зручна при конвейєрному виробництві і в експлуатації. Кінематична схема - поворотного типу, з обертанням на підшипниках. Підвищення механічної зносостійкості отримується за рахунок відповідного підбору пар, що труться, і виключення ударів в підшипниках. Рухома система контактора полегшена. Осердя амортизовано. Підвищення комутаційної зносостійкості досягнуте за рахунок зменшення часу брязкоту контактів при включенні і застосуванню магнітного гасіння, де має місце інтенсивне видування дуги з контактів. Застосування магнітного гасіння і камери з широкою щілиною змусило, для уникнення перекриттів через дугу, збільшити відстань між полюсами. Розміри контакторів збільшилися.

Магнітні пускачі розрізняються за величиною (габариту) залежно від діапазону потужностей керованих електродвигунів (від 0 до 6); за родом захисту магніту від впливу довкілля - відкритого або захищеного виконання; по можливості зміни напряму обертання двигуна - нереверсивні і реверсивні.

Магнітні пускачі загальнопромислового вживання серії ПМЕ, ПА мають в позначенні цифри, наступні за буквами, які означають: перша цифра - величина магнітного пускача; друга цифра - виконання магнітного пускача по роду захисту від впливу довкілля (1 - відкритого виконання, 2 - захищене); третя цифра - електричного виконання (1 - реверсивний; 2 - нереверсивний).

В даний час випускаються пускачі електромагнітні серії ПМА ( з 3 по 6 величину), призначені для дистанційного пуску безпосереднім підключенням до мережі, зупинки і реверсування трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором потужністю до 75 кВт за напруги до 660 В змінного струму частотою 50, 60 і 100 Гц.

Структура умовного позначення пускача ПМА-3132: перша цифра - величина пускача залежно від номінального струму (3 - третя величина); друга - призначення і наявність теплового реле (1 - без реле, нереверсивний), всього чисел від 1 до 0; третя — ступінь захисту і наявність кнопок (3-ті кнопками «Пуск» і «Стоп»); четверта — род струму в колі управління (2 - змінний, 660 В).

За наявності теплових реле пускачі захищають керовані електродвигуни від перевантажень недопустимої тривалості. Пускачі, що комплектуються обмежувачами перенапружень, придатні для роботи в системах управління із застосуванням мікропроцесорної техніки.

Пристрій і загальна компоновка пускачів показані на рисунку 3. 2.

Блок контакти

Якір

Котушка

Виводи котушки

Магнітне осердя

Короткозамкнений виток

Головні контакти

Рис. 3. 2. Будова пускача

В електромагнітах змінного струму, на відміну від електромагнітів постійного струму, значення і напрям магнітного потоку безперервно змінюються разом із зміною напряму струму в котушці. Тому осердя і якір виконують не суцільними, як в електромагнітах постійного струму (окрім швидкодіючих), а шихтують (набирають) з ізольованих листів електротехнічної сталі. Це зменшує вихрові струми в магнітопроводі, втрати енергії і нагрів.

Якщо котушку електромагніту включити на змінний струм, то сила тяги також стане змінною. З вищезазначених формул видно, що сила тяги пропорційна квадрату струму, отже в позитивному та від’ємному полуперіодах напрямок сили тяги не зміниться. Але коли струм в котушці буде проходити через нуль, сила тяги також буде дорівнювати нулю і рухомий контакт контактора під дією відключаючої пружини розімкне первинне коло. Потім, зі збільшенням струму, рухомий контакт знову замкнеться і. т. д. тобто контактор буде працювати в режимі дзвінка. Як цьому запобігти? Для цього у торні осердя , тобто на його полюсі, роблять пропил, в який вставляється виток-замкнена мідна або алюмінієва шайба.

Рис. 3. 3. Короткозамкнений виток

Загальний магнітний потік Ф₀ можна розкласти на дві складові. Одна складова потоку Ф₁ проходить поза короткозамкнений виток, друга складова Ф₂ проходить через короткозамкнений виток. Потік Ф₂ наводить у короткозамкненому витку ЕРС Е_к, під дією якої у витку виникає струм І_к, який в свою чергу утворює магнітний потік Ф_к. ЕРС Е_к відстає від Ф₂ на чверть періода, а І_к та Ф_к співпадають з Е_к за фазою. Отже, коли Ф₀=0, Ф_к≠0 і утримує якір в притягнутому стані.

У пускачах змінного струму широко поширена мостикова контактна система, як для головних, так і допоміжних (блок-контактів) контактів, яка забезпечує швидке гасіння дуги. Як матеріал головних контактів застосовується металокераміка, а для допоміжних — срібло або біметал. Основою біметала є мідь, яка покрита тонкою пластиною з срібла.

Контактори змінного струму виконуються з дугогасними камерами з деіонною решіткою. При виникненні дуги, вона рухається на решітку, розбивається на ряд дрібних дуг і в момент переходу струму через нуль гасне. Погасити дугу на змінному струмі в принципі легше ніж на постійному, тому контактори постійного струму мають складнішу систему дугогасіння.