Принцип работы контактора переменного тока

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Что такое контактор – виды контакторов, принцип действия и области применения

Что такое электрический контактор

Контактор – это электромеханическое устройство управления, которое используется для создания или разрыва соединения между нагрузкой и источником питания. Использование контактора аналогично реле. Но устройство, используемое для применения с более высоким током, известно как контактор, а устройство, используемое для приложений с более низким током, известно как реле.

Контактор имеет несколько контактов в зависимости от приложения и нагрузки. Как правило, эти контакты являются нормально разомкнутыми контактами. И, следовательно, нагрузка отключается, когда обмотка контактора обесточена. Но контактор может проектироваться как для нормально разомкнутых, так и нормально замкнутых применений. Наиболее распространенное применение контактора в пускателе, который используется для включения и выключения электрооборудования, такого как двигатель, трансформатор и т. д.

Контактор – это электрически управляемый переключатель, используемый для переключения силовой цепи, аналогичный реле, за исключением случаев с более высоким номинальным током. Контактор управляется цепью, уровень мощности которой намного ниже, чем у коммутируемой цепи. Контакторы часто используются для двигателей мощностью от 150 л.с.

Структура контактора

Контактор состоит из трех основных частей: катушка или электромагнит, корпус или рама, контакты.

Катушка намотана на электромагнитный сердечник и ведет себя как электромагнит. Как правило, она состоит из двух частей: одна представляет собой неподвижную часть, а вторая представляет собой подвижную часть. Пружина соединена между обеими частями. Следовательно, существует механизм возврата пружины. Стержень связан с подвижной частью. Когда сила витка больше силы пружины, оба контакта соединяются, а когда сила пружины больше силы катушки, оба контакта отсоединяются друг от друга.

Очень малая величина тока будет протекать через пружину из цепи питания или внешней цепи управления, чтобы возбудить сердечник электромагнита. Для применений переменного тока электромагнитный сердечник состоит из многослойного мягкого железа, чтобы уменьшить вихревые токи. Для применений постоянного тока не возникает проблем с вихревым током, и в данном случае сердечник выполняется из твердой стали.

Корпус используется для защиты внутренних частей контактора. Он состоит из пластика, нейлона, керамики или бакелита. Он обеспечивает защиту для электромагнита и контактов. Корпус используется для изоляции контактов и обеспечения защиты от пыли, масла, погодных условий и других опасностей взрыва. Позволяет избежать прямого прикосновения к контакту при питании.

Контакты – это единственные компоненты, из которых будет вытекать весь ток нагрузки. Следовательно, это очень важные компоненты контактора. Контакты классифицируются как силовой контакт, вспомогательный контакт и контактная пружина. Есть два типа силового контакта; стационарный контакт и подвижный контакт.

Материал, используемый для контактов, обладает стабильным сопротивлением дуге и высокой сварочной стойкостью. Эти материалы должны выдерживать механические нагрузки, эрозию и дугу. Сопротивление этого материала настолько низкое, насколько это возможно, потому что полный ток нагрузки будет проходить через контакты. Для применения с низким током эти контакты состоят из оксида серебра, кадмия и никеля серебра, а для применения с высоким током и постоянного тока – из оксида серебра и олова.

Якорь электромагнита связан с подвижным контактом. Следовательно, движущийся контакт движется под действием электромагнита и соединяется/разъединяется с неподвижным контактом.

Принцип работы контактора

Электромагнитное поле создается, когда электромагнитная катушка находится под напряжением. Как мы видели в конструкции, подвижный контакт контактора связан с якорем (металлическим стержнем) электромагнита.

Когда создается электромагнитное поле, якорь испытывает силу и тянет к неподвижному контакту. Сила, создаваемая катушкой, больше, чем сила пружины. Оба контакта остаются в этом положении до тех пор, пока катушка не будет обесточена.

Как только обмотка будет обесточена, электромагнитная сила становится равной нулю, и якорь оттягивается из-за силы пружины. Происходит возврат в нормальное состояние. Контакторы предназначены для быстрого включения-выключения.

Вход катушки контактора может быть переменным или постоянным, или в некоторых случаях универсальная катушка используется в качестве электромагнитной катушки. Универсальные катушки работают как на переменном, так и на постоянном токе. Небольшая потеря мощности происходит в контактах, и цепь компенсации используется, чтобы уменьшить эту потерю.

При замыкании и размыкании контактов между контактами образуется дуга. Эта дуга может сократить срок службы контактора, так как увеличивает температуру контактов. Из-за дуги вредные газы производят монооксид. Следовательно, существует несколько методов, используемых для контроля и исчезновения дуг.

Контакторы выбираются на основе тока и напряжения нагрузки, диапазона регулирования напряжения и применения в зависимости от категории использования. Если вы хотите проверить, замкнуты или разомкнуты контакты, вы можете проверить это с помощью омметра. Подключите омметр между входными и выходными контактами, если счетчик показывает бесконечные показания, контакты разомкнуты, а если счетчик показывает нулевые показания, контакты замкнуты.

Виды контакторов

Ножевой контактор

Это самый старый тип контактора который использовался для включения и выключения электродвигателей. Он состоит из металлической полосы с рычагом. Рычаг используется для подъема и опускания металлических полос («ножей»). Это ручной контактор. И его очень трудно быстро включить и выключить вручную. Также у него есть вероятность изнашивания контактов.

Ток полной нагрузки будет проходить через контакты и, следовательно, для большого двигателя ток полной нагрузки очень высок. В этом случае возникает проблема образования дуги между контактами, и дугу трудно погасить. Вторая проблема – потеря мощности. Поскольку ток очень высок, большое количество энергии будет истощаться через контакты. И третья проблема – безопасность. Поэтому этот тип контактора нуждается в улучшении. Срок службы этого контактора очень короткий, так как существует вероятность коррозии контактов из-за влаги. Из-за проблем и рисков, связанных с эксплуатацией, этот контактор используется редко.

Ручной контактор (контактор с двойным разрывом)

У ножевых контакторов много недостатков. Следовательно, чтобы преодолеть эти недостатки, был изобретен ручной контактор. Этот тип контактора безопасен для работы благодаря меньшему блоку.

Он позволяет вам работать с большим током в меньшем пространстве. Контакты с двойным разрывом разделяют соединение и создают два набора контактов. Как следует из названия, он не может управляться дистанционно или по беспроводной связи, он должен работать вручную. Итак, оператор включает и выключает его вручную.

Магнитный контактор

Конструкция этого типа контактора наиболее продвинута среди всех других типов контакторов. Это контактор электромагнитного типа, и он может работать автоматически. Требуется небольшое количество энергии цепи управления для включения и выключения нагрузки. Поэтому работа этого контактора более безопасна по сравнению с ручным контактором.

Это наиболее часто используемый контактор в промышленности. Он работает электромеханически и следовательно; для соединения между нагрузкой и источником питания требуется очень небольшое количество тока.

Области применения контакторов

Наиболее распространенное применение контактора в пускателях двигателей. Он используется с защитой от перегрузки и короткого замыкания для промышленного двигателя.

Контакторы используются для автоматизации промышленного, коммерческого и жилого освещения. Для этого типа применения используется реле с защелкой. В этом типе реле используются две катушки. Один для разомкнутого контакта и второй для замкнутого контакта.

Однополюсные контакторы используются для управления нагрузкой 12 В постоянного тока в автомобиле.

Использование контакторов с автоматическим выключателем обеспечивает безопасность эксплуатации нагрузки в промышленности. И в такой роли он используется для быстрого переключения нагрузки.

Что такое модульный контактор

Как происходит подача (и размыкание) питания на электроустановки, либо на линии электропередач (разумеется, речь идет о локальной проводке, а не о высоковольтных линиях)? С помощью коммутационных устройств различного типа. Это могут быть штекерные устройства (вилка-розетка), ручные или автоматические защитные включатели, электронные цепи управления. Практично и безопасно использовать устройства дистанционной коммутации: такие, как модульный контактор.

Сразу развеем ложное мнение: такие включатели (переключатели) не являются строго промышленными приборами. Контакторы переменного тока широко применяются в быту. Причем не только в частных домах, но и в квартирах.

Устройство и принцип работы контактора

Исходя из наименования, это группа контактов, предназначенная для соединения электрических линий. Основное применение — модульный контактор коммутирует силовые линии. Если в обычном включателе (пусть даже и автоматическом защитном), смыкание и размыкание происходит вручную, контакторы переменного тока управляются дистанционно.

Рассмотрим схему простого контактора, без блокировок и защитных модулей.

Для тех, кто мало-мальски знаком с электротехникой, понять принцип работы несложно. Основа силовой группы — это контакты, обозначенные на схеме литерами «L» и «T». В зависимости от конструкции, система может одновременно включать одну, две, или более пар контактов. Для того чтобы соединительная проводящая планка прижалась к неподвижным контактам, требуется усилие. В обычных включателях это механическое приспособление, приводимое в движение оператором. Наша схема срабатывает с помощью электромагнита. Когда на катушку A1-A2 подается управляющее напряжение, соленоид втягивается, и силовые (рабочие) контакты замыкаются.

Для обеспечения надежного и безопасного размыкания, предусматривается обратная пружина.

После снятия питания с управляющей обмотки, возвратная пружина мгновенно отводит контактную планку от силовых клемм.

Что внутри

Несмотря на кажущуюся сложность и громоздкость конструкции, элементная база простейшая:

  • контактная группа, выполненная из медных (латунных) сплавов, рассчитанная на определенный ресурс;
  • «Т» образная контактная планка, напрямую соединенная с соленоидом электромагнита;
  • катушка электромагнита, выполненная под конкретную модель контактора;
  • диэлектрический корпус, выполняющий не только защитные, но и несущие функции;
  • дугогасительные элементы, которые устанавливаются в механизмах включения электроустановок с большим током потребления.

По сути, конструкция мало чем отличается от обычного реле. Так же точно существуют нормально замкнутые, нормально разомкнутые, и переключающие схемы (в которых присутствуют оба вида контактных групп). При этом, согласно технических требований ГОСТ, модульный контактор должен иметь только одно положение покоя (состояние контактной группы при отсутствии внешнего управляющего давления).

При механическом воздействии на токопроводящую планку (или группу линеек) происходит замыкание (размыкание) одной или нескольких контактных пар.

Таким образом, с помощью прямого или дистанционного воздействия можно управлять питанием электроустановок или магистралей электропередач.

Назначение контакторов

Можно разделить эти устройства по основным признакам, хотя область применения фактически неограниченна.

Типы контакторов по назначению

  1. Устройства дистанционного включения (выключения, переключения). При работе комплекса электроустановок возникает необходимость реализовать определенный алгоритм подачи питания. Ручное управление: кнопкой, выключателем. Оператор в нужный момент подает сигнал, контакторы переменного тока приводятся в действие, коммутируя питание по заданной схеме работы. Например, нажатием одной кнопки можно запустить целый завод: конвейер, станки, освещение, систему вентиляции. Соединив определенным образом множество контакторов, можно на схеме управления автоматизировать систему питания (при этом стартовые команды подаются вручную).В автоматическом режиме команда подается с помощью электронной схемы. Программа управляет циклами производства, в нужный момент, запуская и останавливая электроустановки. При этом, любой линейный контактор можно оснастить функцией защиты: например, концевой выключатель или термореле. При создании определенных аварийных условий, питание катушки прекращается, и рабочие контакты размыкаются.
  2. Включение мощной электроустановки с помощью слаботочной линии, или опять же кнопкой (выключателем). Типичный пример — пускатель электродвигателя.Казалось бы, причем тут модульный контактор: для чего он нужен, если можно использовать кнопку или выключатель?Действительно, питание на электроустановку можно подать напрямую, используя контакты кнопки. Однако для надежного соединения мощного потребителя контактная группа и механизм замыкания должны быть массивными, необходимо прикладывать большое усилие при включении. Такую же силу надо применить для обесточивания. Это не всегда удобно, особенно в аварийной ситуации. Поэтому устройство, с которым непосредственно работает оператор, выполняется компактным, оно рассчитано на малый ток (потребление катушки контактора небольшое), и для приведения в действие требуется небольшое усилие, особенно на кнопке выключения. А сам линейный контактор может быть достаточно габаритным, и срабатывает он мгновенно.Еще одна причина, по которой используется разнесение по мощности управляющих и силовых линий — высокая частота циклов включения и выключения. Например, электротранспорт. Водитель до тысячи раз за смену нажимает на педаль акселератора. Если оснастить силовыми контактами сам рычаг — пользоваться им будет неудобно. Поэтому педаль только подает слабый ток на катушку, а линейный контактор запускает мощный электродвигатель.

Многие из вас, находясь рядом с кабиной водителя, слышали регулярные громкие щелчки при нажатии педали. Именно так работает линейный контактор.

Различные типы привода

  • Электромагнитный — основной вид, и самый распространенный. Принцип его работы мы подробно рассмотрели в начале статьи. Разве что можно акцентировать внимание на удерживающий механизм рабочей катушки. Большинство кнопочных (магнитных) пускателей не имеют фиксатора включающей кнопки. То есть, после того как оператор уберет палец, питание на электромагните должно пропасть. Конструкция большинства пускателей учитывает этот момент. На толкателе замыкающих пластин есть контактная группа, которая замыкает цепь соленоида. Пока работает вся электроустановка — на катушке есть питания. Стоит напряжению кратковременно пропасть (аварийная ситуация, или нажата размыкающая кнопка выключения), все цепи разрываются, и включение производится повторно. Это добавляет безопасности при работе механизма. После неконтролируемого восстановления питания, электроустановка не запустится, пока оператор на примет решение о включении.
  • При прямой подаче напряжения (обычный включатель) иногда возникали опасные ситуации:
  • питание пропало (авария на линии), электроустановка обесточена;
  • рабочий день окончен, включатель остался замкнутым (станок не работает, про аварию все забыли);
  • питание на линии восстановлено, в безлюдном цеху начинают работать станки, нагревательные элементы, и прочее.

Использование контакторов исключает такие ситуации.

  • С электромагнитной тягой разобрались. Кроме нее, существуют иные способы привести в движение контактную группу. Пневматические устройства позволяют замыкать мощные контакты без применения электромагнитных приводов.Принцип работы такой же, только в качестве управляющей команды выступает импульс высокого давления. Такие устройства широко применяются на железнодорожных локомотивах, или других установках, где присутствует пневматика.

    • Виды контакторов по способу монтажа

    Безкорпусные или специализированные устройства (например, линейный контактор в троллейбусе), не имеют ограничений по дизайну, разрабатываются исходя из соображений функционала и безопасности. Существуют и специальные конструкции, создаваемые для определенных электроустановок. Такие включатели не применяются в бытовых условиях, поскольку требуют отдельных мест размещения.

    Для удобства использования в стандартных электрощитках, применяются стандартные модульные конструкции для крепления на DIN рейках.

    Они отлично вписываются в общую систему энергоснабжения дома или офиса, если их применение предусмотрено проектом.

    Где купить

    Максимально быстро приобрести оборудование можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

    Схема подключения модульного контактора

    Универсальных решений не бывает, каждый коммутатор соединяется с силовыми и управляющими линиями в соответствии с рекомендациями производителя. Разобраться в этом несложно, в паспорте и на корпусе устройства обязательно присутствует подробное описание (равно как и меры безопасности).

    При этом один и тот же контактор (имеется в виду модель) можно использовать для различных проектов и локальных решений. Для понимания методики разработки, рассмотрим схему подключения коммутатора в режиме кнопочного пускателя для электродвигателя.

    Так же точно можно включать мощный электрообогреватель или бойлер для воды. Не имеет значения, будет контактор однофазным, или трехфазным. Принципиально на схему включения влияет лишь количество контактных групп.

    Разобравшись с общими принципами работы, вы сможете подобрать необходимое устройство и безопасно интегрировать его в свою схему энергоснабжения. Или организовать локальное подключение отдельной электроустановки.

    Видео по теме

    Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

    При производстве электротехнических работ на высоковольтных линиях, при подключении мощных потребителей электрической энергии и промышленного оборудования электромонтажник неизбежно сталкивается с таким устройством, как контактор. У профессионала нет сомнений для чего нужен контактор и какие функции он выполняет, но человеку далекому от электротехники или только начинающему познавать электрическую специальность рано или поздно приходится столкнутся с этим понятием. Контактор – прибор очень удобный, но, чтобы понять для чего он нужен придется немного разобраться.

    Что такое контактор и для чего он нужен

    В электрических сетях постоянно приходится включать или выключать различные нагрузки или управлять их работой. Как мы знаем, в быту для этих целей существуют механические выключатели и рубильники. Но у таких устройств есть весьма ограниченный ресурс износостойкости, а для больших электрических систем, управление с помощью механических рубильников является неудобным и неэффективным способом. Именно поэтому был создан такой прибор, который имеет огромный ресурс работы, позволяет производить циклы включения и выключения до нескольких тысяч раз в час, а самое главное дает возможность управлять нагрузкой дистанционно. Простыми словами это выключатель.

    Контактор – это электромагнитное устройство, предназначенное для частых включений и выключений электрических цепей дистанционным способом.

    Электромагнитные контакторы применяются во всех сферах нашей жизни. Они включают уличное освещение, управляют отключением высоковольтных линий электропередачи, линий транспортных систем (трамвайных, троллейбусных, железнодорожных), широко применяются в строительстве и промышленности для запуска мощных силовых установок, двигателей, машин и другого оборудования.

    Более того, такие коммутационные устройства применяются и в жилых домах для различных целей, таких, например, как включение электрообогревательных приборов или водонагревателей, для управления вентиляционными установками, водопроводными или канализационными насосами. Прогресс не стоит на месте и на данный момент системы умного дома под управлением контакторов или групп таких приборов уже постепенно входят в жизнь обычных людей.

    Огромную роль эти устройства играют в электробезопасности и, как следствие, предотвращении пожаров от возгорания электрооборудования или силовых линий.

    Данные приборы имеют ряд преимуществ перед различными модульными приспособлениями:

    • Могут подключаться к любой сети;
    • Имеют компактные размеры;
    • Абсолютно бесшумны в работе;
    • Могут использоваться при высоких мощностях и больших токах;
    • Легкие в эксплуатации и просты в монтаже;
    • Могут работать в любых условиях.

    Устройство и принцип работы

    Контактор – это двухпозиционный электромагнитный прибор, управление которым производится с помощью вспомогательной цепи электрического тока проходящего через катушки контактора. Во время прохождения электрического тока к сердечнику притягивается якорь, и группа контактов замыкается. В нормальном состоянии контакты в таком устройстве всегда разомкнуты – это важное правило для электробезопасности и удобства использования.

    Если говорить простыми словами контактор – это выключатель при подаче напряжения на который его контакты замыкаются, и нагрузка включается, а при отсутствии напряжения на контакторе – он размыкает электрическую цепь.

    Конструктивно этот электромагнитный выключатель состоит из системы блок-контактов, дугогасительной, контактной и электромагнитной систем.

    Для тех, кто знаком с электрическими схемами и принципами работы выключателей данные схемы будут понятны. На катушку А1 – А2 подается вспомогательное напряжение, при этом для создания механического усилия и замыкания контактов втягивается соленоид и включает те контакты, которые необходимо. В зависимости от типа контактора и его конструкции он может включать как одну группу контактов, так и несколько одновременно или в определенной последовательности. Для того чтобы безопасно и быстро размыкать контактор в его конструкции присутствует пружина, посредством которой контакты, при отсутствии напряжения, мгновенно размыкаются.

    Несмотря на то, что с виду этот прибор кажется очень сложным, а во многих случаях (при управлении силовыми линиями до 600В и токами до 1600А) большим по размерам в его конструкции все достаточно просто:

    • группа контактов, выполненная из высококачественной меди;
    • корпус из диэлектрических материалов;
    • соединенная с электромагнитом напрямую контактная планка;
    • электромагнитная катушка;
    • дугогасительные элементы, которые необходимы при управлении большими токами.

    Управление контактором производится с помощью вспомогательной цепи, напряжение которой должно быть ниже величины напряжения рабочего тока и может соответствовать 24, 42, 110, 220 или 380 В.

    Основные виды и типы контакторов

    Для выполнения различных условий работы, задач и управления разными видами электрических систем и оборудования существуют контакторы с разнообразным функционалом.

    По типу электрического тока коммутирующие устройства бывают:

    • постоянного тока – предназначенные для коммутации сетей постоянного тока;
    • переменного тока – работающие и выполняющие свою задачу в сетях переменного тока.

    По типам конструкции эти механизмы различаются по количеству полюсов. Наиболее широко применяются однополюсные и двухполюсные устройства, реже – трехполюсные .

    Трехполюсные приборы применяются в трехфазных электрических сетях переменного тока для управления мощными электродвигателями и прочими устройствами. В промышленности производят и используют многополюсные контакторы, но такие механизмы используются крайне редко и выполняют специфические задачи.

    По наличию дополнительных систем:

    • без дугогасительной системы;
    • имеющие дугогасительную систему.

    Наличие дугогасительной системы, о которой было сказано выше, не является обязательным конструктивом для сетей 220 В, но обязательно применяется в устройствах и в сетях с высоким напряжением (380 В, 600 В). Такая система гасит электрическую дугу, неизменно возникающую при высоком напряжении, при помощи поперечного электромагнитного поля в специальных камерах.

    По типу управления контактором:

    • ручное (механическое) – оператор сам включает или отключает устройство;
    • с помощью слаботочной линии – коммутация происходит дистанционно;

    По типу привода коммутирующие устройства бывают электромагнитные и пневматические . Самые распространенные и эффективные – механизмы, работающие с помощью электромагнитной индукции. Пневматические в основном применяются на железнодорожном транспорте (например, в локомотивах поездов), где есть системы сжатого воздуха.

    По типу монтажа применяют бескорпусные и корпусные контакторы. Первые – монтируются в электрических щитах или внутри электроустановок и не защищены от попадания влаги и пыли, а вторые могут монтироваться в любом месте и очень часто имеют хорошую влаго-, пылезащиту.

    Характеристики контакторов

    Для выбора правильного устройства для своих нужд, необходимо знать, какие характеристики бывают у такого типа приборов и чем они отличаются. Как правило, электромагнитные контакторы имеют следующие важные характеристики:

    • Предельное и номинальное напряжение;
    • Соотношение работы с различными автоматическими выключателями (защищающие от короткого замыкания);
    • Параметры и типы регуляторов ускорений автоматических выключателей;
    • Характеристика и тип сопротивлений;
    • Тип и характер реле и расцепителей и других элементов в его составе.

    В чём разница между контактором и магнитным пускателем

    Очень часто контакторы путают с магнитными пускателями и это обоснованно, так как по сути это одно и то же. Данные типы устройств конструктивно выполнены практически идентично. Отличие же этих устройств в назначении: если контактор это моноблочный прибор, является выключателем и в основном служит для коммутации цепей, то электромагнитное реле (пускатель) в том числе выполняет защитную функцию, например, экстренно размыкая цепь при перегреве, и имеет в своем составе несколько контакторов, защитные устройства и управляющие элементы.

    Существует такой вид коммутирующего устройства, как промежуточное реле – это прибор небольшой мощности, который служит для коммутации в слаботочных цепях и может выдержать намного больше циклов размыкания, чем контактор.

    Схемы подключения контактора

    Контакторы выпускаются многими производителями электротехнической продукции и имеют разные типы и исполнение. При подключении такого устройства важно строго руководствоваться рекомендациями завода-изготовителя и нормативной электротехнической документацией. В инструкции и на самом корпусе прибора в обязательном порядке будет располагаться схема подключения данного механизма и его главные характеристики. Разобраться в этой электрической схеме профессиональному электрику не составит никакого труда, а вот неспециалисту придется немного постараться.

    Обратите внимание! Для работоспособности схемы используется нормально открытый контакт контактора для реализации самоподхвата расположенный параллельно пусковой кнопке.

    Независимо от того каким-образом подключается контактор в системе обязательно используется два вида сети: силовая и сигнальная. Сигнальная линия запускает сам контактор, а он в свою очередь замыкает силовую линию.

    При подключении к мощным асинхронным двигателям важно подключать последовательно с контактором тепловое реле, для защиты двигателя от перегрева и автомат для защиты от короткого замыкания.

    Разобраться в назначении, конструкции и принципах работы данного сложного устройства оказалось совсем не сложно. Важно помнить, что правильно подключённый прибор – залог долгой и безопасной службы контактора. При подключении необходимо работать только при отключенном электропитании, помнить о мерах электробезопасности и общих правилах охраны труда, и строго их выполнять. А если что-то в работе или подключении этого прибора вам все же осталось непонятно, то лучшим вариантом будет обратиться к профессиональным электрикам для подключения данного устройства.

    Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

    Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить

    Что такое твердотельное реле и для чего оно нужно?

    Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы

    Что такое сетевой фильтр, для чего он нужен и где применяется

    Основные виды и принцип работы реле времени

    Контакторы электромагнитные

    В работе электрических цепей постоянно возникают ситуации, когда требуется включить или выключить на расстоянии какие-либо установки и оборудование. Для решения этих задач широко используются электромагнитные контакторы, работающие с разными видами токов. В нормальном рабочем режиме коммутационных устройств предполагается частое выполнение подобных операций – примерно 1500 в течение часа. Устройство и принцип работы контакторов позволяет активно применять их для управления двигателями высокой мощности, установленными на электровозы, трамваи, троллейбусы, лифты и другую технику, и оборудование.

    1. Компоненты и составляющие коммутационного устройства
    2. Принцип действия контакторов
    3. Классификация и виды контакторов
    4. Параметры и технические показатели
    5. Контакторы работающие при постоянном и переменном токе

    Компоненты и составляющие коммутационного устройства

    Существуют устройства с другими разновидностями приводов – гидравлические и пневматические. Тем не менее, электромагнитные контакторы являются основными, поскольку они более универсальны, эффективны и устойчивы к износу.

    Действие устройств электромагнитного типа осуществляется благодаря взаимодействию всех узлов, деталей и компонентов, составляющих цельный прибор.

    Каждый контактор переменного и постоянного тока состоит из:

    • Главные (основные) контакты. Замыкают и размыкают цепь высокого напряжения и способны в течение длительного времени работать под воздействием тока с установленным номиналом. Контактные группы выдерживают циклы включений-выключений в больших количествах и с высокой частотой. Когда контакты принимают нормальное положение, через втягивающую катушку перестает поступать ток, а механические защелки переходят в свободное состояние. Конструкция основной контактной группы может быть рычажной, с двигающейся системой поворотов, или мостиковой – с прямым ходом.
    • В устройство контактора входит камера для гашения электрической дуги. Используется в устройствах постоянного тока. Конструкция данного элемента имеет щели, расположенные продольно, а непосредственное гашение осуществляется действием поперечных магнитных полей. Возбуждение таких полей осуществляется при помощи дугогасительной катушки, подключаемая в последовательную цепь вместе с контактами.
    • Система гашения дуги. Ее использует контактор переменного тока. С ее участием гасится электрическая дуга, возникающая в момент, когда размыкаются основные контакты. Конфигурация данной конструкции и методы гашения выбираются по рабочему режиму и параметрам тока в конкретной цепи. Внутри камеры устанавливается специальная решетчатая конструкция, при попадании на которую большая дуга разделяется на несколько небольших осколков и полностью гаснет при переходе тока через нулевую отметку.
    • Детали, используемые в электромагнитной схеме. Сюда входят магнитный сердечник, якорь и катушка, а также крепежные материалы. Такая схема позволяет управлять прибором на расстоянии, включать и отключать цепь. Ее можно настроить на выполнение определенных операций – включать якорь и удерживать его во включенном состоянии, или всего лишь включать якорь. Для поддержки замкнутого положения существует специальная защелка. Обесточивание катушки и полное выключение контактора производится собственным весом всей системы, но, как правило, для этой цели используются конструкции, состоящие из отключающих пружин.
    • Дополнительные контакты (вспомогательные). Предназначены для коммутаций в цепях, управляющих прибором, и на участках с блокирующей и сигнальной функцией. Через эти контакты ток может проходить достаточно долго, но не выше 20 А, а выключение происходит при силе тока не выше 5 А. Контакты могут быть замыкающего и размыкающего действия, многие из них имеют мостиковую конструкцию.

    Общие внешние данные любого контактора переменного тока и постоянного, в целом будут одинаковыми для всех подобных систем. Основные отличия заключаются в разном количестве контактов, катушек и других элементов, установленных в автоматические выключатели.

    Принцип действия контакторов

    Основной деталью контактора, которая сразу же бросается в глаза, является катушка с проводами. Изнутри у нее располагается сердечник, соединенный механически с контактами. Данные элементы осуществляют замыкание или размыкание электрической цепи, создавая течение или, наоборот, прекращая движение тока. Медная или стальная каркасная оболочка придает катушке необходимую жесткость и способствует более эффективному остыванию деталей прибора.

    Принцип работы контактора заключает в себе определенные действия противоположного характера. После поступления на катушку напряжения, возникает магнитное поле, под влиянием которого сердечник начинает движение снизу-вверх. В результате, происходит замыкающее соединение цепи и возникновение тока, приводящего в движение подключенное электрооборудование. Когда движение электричества прекращается, сердечник, под воздействием пружинной системы, возвращается к своему начальному состоянию. В результате, цепь размыкается и электрооборудование выключается.

    Функция включения-выключения контакторного устройства состоит в действии специального кнопочного мини-аппарата с кнопками ПУСК (черного цвета) и СТОП (красного цвета). При надавливании на каждую из них контакты, соответственно, замыкаются и размыкаются. Потенциал поступает на катушку и происходит замыкание силовых контактов. Они остаются во включенном состоянии даже после возврата пусковой кнопки в первоначальное состояние. Эта функция осуществляется с помощью вспомогательных блок-контактов.

    Принцип действия контактора заключается еще и в действии коммутационной схемы, где участвуют две цепи. Первая из них – управляющая, передающая питание на катушку. После замыкания контактов в действие вступает высоковольтная цепь, ток в которой намного выше, чем в управляющей схеме.

    Классификация и виды контакторов

    Поскольку коммутационные устройства и автоматические выключатели применяются во многих областях, они выпускаются под выполнение конкретных задач, с необходимыми параметрами и техническими характеристиками. Эти данные необходимы при решении задачи, как выбрать контактор.

    Все разновидности коммутирующих устройств можно классифицировать по их характерным признакам и другим показателям:

    • Токи во всех цепях могут быть постоянными или переменными. Вполне естественно, что и контактор будет тоже переменного или постоянного тока
    • Численность главных полюсов, составляющее 1-5 единиц.
    • Параметры токового номинала силовой цепи. Находятся в границах 1,5-4800 А.
    • Характеристики номинального напряжения. При постоянном токе – 27-2000 В, при переменном токе 110-1600 В. Показатели частоты переменного тока составляют 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000 и 10000 Гц.
    • Номинал напряжения катушки управления. При постоянном токе – 12-440 В, при переменном токе – 12-660 В с частотой 50 Гц. Существуют устройства переменного тока на 24-660 В, с частотой 60 Гц.
    • Существуют различия по типу соединений проводников во всех видах используемых цепей, методам установки, подключению наружных проводов и прочим показателям.

    В зависимости от частоты коммутаций прибора в часовой промежуток времени, существует специальная классификация контакторов – 0,3; 1,3; 10; 30. Каждому из них соответствует определенная частота включений – 30, 120, 300, 1200 и т.д. Показатель механической устойчивости к износу может доходить до 30 млн. циклов, а устойчивость к коммутационному износу составляет 0,1 и выше от механического показателя. Большинство контакторов имеют 10 класс и соответствующие ему параметры и технические характеристики.

    Выбор контактора осуществляется еще и по коммутационной способности, которая полностью зависит от условий работы. Большинство приборов задействовано в операциях пуска, реверсирования, торможения и отключения. Это основные действия, обязательные в процессе управления различными типами электрических приводов.

    Параметры и технические показатели

    К основным показателям электро-магнитных контакторов относятся следующие:

    • Численность главных контактов. Для устройств постоянного тока их число – 1-2, переменного тока – 2-5.
    • Показатель токового номинала в силовой цепи.
    • Значение предельной коммутационной способности устройства. Означает показатель максимального тока, который может быть отключен контактором без утраты эксплуатационных качеств.
    • Номинальное напряжение силовой цепи – не более 660 В, управляющей цепи – 12, 24, 48, 110 и 220 В. По этим данным подбираем нужное устройство.
    • Устойчивость к коммутационному износу пускателей, составляющая до 2 млн. циклов. Прибор должен выдерживать установленное количество коммутаций под действием тока в силовой цепи, и быть пригодным для последующего использования.
    • Устойчивость к механическому износу, рассмотренная выше. Означает число срабатываний без тока в силовой цепи. У контакторов этот показатель равен 10-20 млн. циклов, по нему выбирают необходимый прибор.
    • Продолжительность собственного времени включения. Это временной отрезок от момента включения (подачи команды) и до момента, когда контакты окажутся полностью замкнутыми.
    • Продолжительность собственного времени отключения. Начинается от момента подачи команды на выключения и до полного гашения электрической дуги.
    • Значение токовых характеристик на дополнительных контактах, их количество и тип. По своим функциям они могут быть замыкающего и размыкающего действия.

    Большое значение для электромагнитных контакторов приобретает номинальный показатель рабочего тока и напряжения. Значение номинальных токовых параметров зависит от условий нагрева основных цепей, при бездействии самого прибора. В замкнутом положении основных контактов, прибор должен выдерживать ток установленного номинала на протяжении 8 часов. При этом, его любые детали не могут нагреваться сверх установленной величины.

    Напряжение силовой цепи соответствует номинальному, когда контакторное устройство может нормально выполнять свои функции. Кроме того, существуют контакторы постоянного и переменного тока, используемые в соответствующих цепях. Между ними имеется заметная разница, поэтому их следует рассмотреть более подробно.

    Контакторы работающие при постоянном и переменном токе

    Контакторы постоянного тока используются для коммутационных действий в силовых цепях аналогичного тока. Для приведения в действие устройства используется соответствующий электромагнит.

    Данные типы устройств работают при напряжении 22 и 440 вольт, силе тока – до 630 А. Конструктивно они могут быть одно- и двухполюсными. Отдельные виды контакторов используются в силовых и управляющих цепях постоянного тока напряжением 220 В и номинальных токах 25-250 А. Вес каждого устройства зависит от его величины и технических характеристик. Например, масса контактора на 100 А составляет 5,5 кг, а на 630 А – 30 кг. Подобные приборы все реже выпускаются производителями из-за снижения спроса.

    Коммутационные устройства, автоматы, в том числе и контактор переменного тока используются в силовых цепях с аналогичными параметрами. Все рабочие процессы осуществляются с помощью электромагнита постоянного или переменного тока. Большинство из них имеют трехполюсную конструкцию на основе главных замыкающих контактов.

    Конструкция электромагнитной системы изготавливается в шихтованном варианте – набирается из отдельных пластинок, толщина которых не более 1 мм, изолированных между собой. Катушки отличаются незначительным количеством витков и низким показателем сопротивления.

    Индуктивное сопротивление катушки электромагнитного контактора составляет большую часть от общего сопротивления и может изменяться по мере изменения размера зазора. В связи с этим, величина переменного тока внутри катушки при разомкнутом положении контактов примерно в 5-10 раз выше тока в замкнутом состоянии магнитной системы. Неприятные явления в виде вибрации и гудения в таких приборах устраняются короткозамкнутым витком в сердечнике.

    Модульный контактор (КМ)

    Контакторы и магнитные пускатели: сходства и различия

    Электрический контактор – устройство и принцип работы

    Главная страница » Электрический контактор – устройство и принцип работы

    Электрический контактор (магнитный пускатель) – коммутационный прибор, по сути, представляющий конструкцию реле больших размеров. Традиционно магнитный пускатель используется для переключения тока, питающего электродвигатели, либо иное электрооборудование высокой мощности. Нередко мощные электрические контакторы электродвигателей и прочего оборудования дополняются защитой от перегрузки по току и по другим эксплуатационным параметрам. Для этого в конструкции прибора используются чувствительные биметаллические реле и блокировочные группы.

    Исполнение электрических классических контакторов

    Электрические классические контакторы – они же магнитные пускатели, обычно имеют группы контактов – основную и вспомогательную. Контактные группы (чаще всего) находятся в нормально разомкнутом состоянии. Только при условии подачи напряжения питания на индукционную катушку прибора, контактные группы прибора изменяют своё состояние.

    Три верхних клеммы основной группы служат для подключения входного трехфазного переменного тока, как правило, напряжением не менее 380 вольт. Эта контактная группа оснащена усиленными винтовыми зажимами под маркировкой « L1 », « L2 », « L3 ».

    Назначения терминалов: 1 — подвод линейного напряжения; 2, 11 — выход под нагрузку; 3, 5 — питание катушки; 4, 6 — вспомогательный; 7 — чувствительность; 8, 9 — кнопки отключения и сброса вручную; 10 — вспомогательная группа

    Вторая основная группа клемм, назначенная под питание нагрузки (электродвигателя или другой), расположена в нижней части конструкции прибора и также имеет винтовые зажимы, маркированные « T1 », « T2 », « T3 ».

    Каждый прибор традиционно маркируется буквенно-цифровой комбинацией символов. Маркировка располагается на корпусе прибора и несёт базовую информацию об устройстве. Например:

    А – 26 – 30 – 10

    Здесь символом «А» обозначается серия устройства. Далее цифра « 26 » отмечает номинальный ток (26А) для нагрузки в виде асинхронного электродвигателя. Цифра « 30 » обозначает число нормально открытых и нормально закрытых силовых контактов (соответственно 3 и 0 ). Цифра « 10 » указывает на число вспомогательных « NO » (нормально открытых) и « NC » (нормально закрытых) контактов — ( 1 и 0 ), соответственно.

    Назначение вспомогательной коммутации

    Вспомогательные контакты часто используется в составе логической цепи реле или применяются в составе какой-либо другой части схемы управления нагрузкой. Типичное напряжение коммутации здесь 220В переменного тока.

    Схема подключения (классика): 1 — магнитный пускатель; 2 — токовое защитное реле; 3 — электродвигатель; 4 — кнопка «СТОП»; 5 — кнопка «ПУСК»; 6 — кнопка сброса аварии

    Вспомогательные контактные группы могут иметь разную конфигурацию, в зависимости от модели прибора и производителя. Состояние контактов возможно как нормально закрытое, так и нормально открытое. Обычно имеет место комбинация состояний.

    Терминальный набор вспомогательного интерфейса обычно рассчитан под номинальный ток существенно ниже, чем пропускают основные контакты. Однако механизм вспомогательной группы действует в единой связке с главным механизмом коммутации электрического контактора.

    Как правило, маркировка вспомогательных клемм выполняется цифровым кодом. Например, « 13 » и « 14 », « 82 » и « 83 » и т.п. К этой же категории в какой-то степени относятся и клеммы питания индуктивной катушки электромагнитной системы прибора.

    Контактные клеммы питания катушки традиционно имеют маркер « А1 » и « А2 ». На эти клеммы подводится напряжение управления электромагнитным механизмом, обычно по классической схеме (см. выше).

    Тепловое реле как дополнительный защитный модуль

    Часто конструкцию электрического контактора дополняет защитный модуль. Есть конструкции электрических контакторов, где тепловое реле является неотъемлемой частью. Правда, современные варианты электрических контакторов предусматривают, скорее, модульное наращивание.

    Защитный модуль — тепловое реле, часто используемый в паре с магнитным пускателем может иметь разную конфигурацию. Так выглядит один из классических вариантов для нагрузки относительно небольшой мощности

    Биметаллическое тепловое реле перегрузки состоит из чувствительных к теплу элементов, соединенных последовательно с цепями питания двигателя. Тепловые элементы располагаются в непосредственно близости от биметаллической полосы, которая используется в качестве рычага отключения.

    Биметалл имеет плавную характеристику теплового расширения, поэтому изгибается с заданной скоростью при нагреве. В нормальных рабочих условиях выделяемого нагревательным элементом тепла недостаточно прогиба биметалла и отключения реле перегрузки.

    Однако если ток в цепи питания электродвигателя повышается, биметаллический элемент прогревается больше и в конечном итоге воздействует механически на контакты теплового реле. Так осуществляется простейшая защита электродвигателя по току. После остывания биметалла, тепловое реле включают в рабочий режим вручную кнопкой сброса.

    Принцип действия защиты: 1 — электромотор; 2 — тепловой элемент; 3 — биметаллическая пластина; 4 — механизм отсечки; 5 — тепловой поток; А, В — включение в схему

    Реле перегрузки обычно работают по закону обратного отсчёта, когда время отключения уменьшается по мере увеличения тока. Эти защитные модули характеризуются классом отсечки. Согласно классу отсечки определяется время, которое потребуется для срабатывания реле в состоянии перегрузки.

    Наиболее распространёнными считаются контакторные релейные модули классов 5, 10, 20, 30. Соответственно значения: 5, 10, 20, 30 указывают на время срабатывания (5, 10, 20, 30 секунд). Класс 5, как правило, применяется на контакторах двигателей, требующих моментального отключения.

    Электрический контактор специального назначения

    Управление электрическими цепями при больших значениях токов (до 5000А) осуществляется при помощи контакторов повышенной мощности. Также приборы специального исполнения используются для управления асинхронными двигателями с фазным ротором.

    Специальное исполнение: 1 — верхний силовой коннектор; 2 — два основных коннектора с дугогасительной камерой; 3 — рама прибора; 4 — вывод под нагрузку; 5 — вспомогательные клеммы; 6 — рама для периферии; 7 — питание катушки; 8 — электромагнит

    Параметр номинальной коммутируемой мощности для приборов такого типа достигает значения 1500 кВт. Рабочий ток может составлять 1520А при питающем напряжении 440 вольт. Электрические контакторы серии R для управления цепями постоянного или переменного тока применяются там, где требуется:

    • распределение электрической энергии,
    • управление индукционными печами,
    • коммутация систем альтернативной энергетики,
    • поддержка работы оборудования гидроэлектростанций,
    • обслуживание объектов горнодобывающей промышленности.

    Электрические специальные контакторы серий FOR, NOR, JOR, AMA, AME и другие, конечно же, уже не входят в группу магнитных пускателей. Однако работа механизмов переключения осуществляется на тех же принципах – благодаря магнитным или механическим защёлкам.

    Магнитный пускатель + тепловое реле на видео

    Представленный ниже видеоролик визуально демонстрирует — как функционирует аппаратная пара электрический контактор и тепловое реле. Видеоматериал полезен для начинающих изучать электрику и практику работы с электрической аппаратурой:

    КРАТКИЙ БРИФИНГ

    Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

    Что собой представляет контактор, его особенности и схемы подключения

    Контактор — это электромагнитный аппарат, предназначенный для коммутации, то есть включения и отключения, электрического оборудования. Он является двухпозиционным механизмом, который используется для частых коммутаций. Основными элементами его конструкции являются:

    1. Силовая контактная группа, которая может быть двух и трёхполюсной в зависимости от напряжения необходимого для работы исполнительного механизма.
    2. Дугогасительных камер, которые направлены на уменьшение дуги возникающей при разрыве электрического тока;
    3. Электромагнитного привода. Он предназначен для движения подвижной части силового контакта. В зависимости от конструкции он может быть рассчитан на разные напряжения как постоянного, так и переменного тока. Выполняется из П-образного, или Ш-образного сердечника;
    4. Системы блок-контактов, необходимой для сигнализации и управления оперативными цепями контактора. С помощью них можно подключить звуковую или световую сигнализацию показывающую позицию контактора, а также для цепи самоподхвата.

    Отличительной особенностью конструкции электромагнита, работающего с переменным током, является наличие короткозамкнутого витка, который препятствует гудению его железа во время работы. Если электромагнит работает от постоянного тока, то между рассоединяемыми частями его, должна присутствовать неметаллическая прокладка, которая препятствует залипанию сердечника. Контактор отличается от магнитного пускателя или реле, только работой с более мощной нагрузкой, от величины её зависят и размеры самого аппарата. Очень важно выбрать нужный контактор соответствующий тому току, который он будет коммутировать.

    Современные устройства серии КМИ обладают неплохими показателями надёжности и предназначены для общепромышленного применения. Благодаря своей конструкции имеют лёгкий способ крепления и небольшие габариты.

    Принцип работы

    При подаче напряжения на катушку электромагнита подвижная часть аппарата под воздействием электромагнитных сил приводится в движение и притягивается к неподвижной части. При этом происходит замыкание силовых контактов и подача напряжения на исполнительный механизм. И также при этом происходит движение и блок-контактов которые могут быть замыкающими или размыкающими.

    Как подключить контактор

    При подключении контактора сразу нужно определиться с механизмом, который он будет включать. Это может быть двигатель, насос, вентилятор, нагревательные элементы, компрессоров и т. д. Главной особенность контактора, отличающего его от автомата, является отсутствие всякой защиты. Поэтому продумывая цепи включения электрооборудования через контактор обязательно необходимо учесть ограничивающие ток и нагрев элементы. Для ограничения и отключения оборудования при коротких замыканиях и превышающих во много раз номинал нагрузках используются предохранители и автоматы. От длительного незначительно превышения номинальных токов работающего оборудования применяются тепловые реле.

    Для того чтобы правильно подключить контактор в схему нужно чётко понимать какие из контактов силовые, а какие из них вспомогательные, то есть блок-контакты. Также нужно посмотреть на номиналы катушки включения. Там должны быть указаны напряжение его тип и величина, а также токи которые через неё протекают для нормальной работы. Во время работы силовые контакты могут погорать, поэтому их необходимо регулярно осматривать и чистить.

    Как подключить модульный контактор

    Модульный контактор — это разновидность обычных таких же аппаратов для коммутации, только применяются они в основном для включения и отключения распределительных щитков дистанционно. То есть включая его, подаётся питание на группу автоматов, каждый из которых, отвечает за свою определённую цепь. Устанавливается он на DIN — рейке. Может коммутировать как цепи постоянного, так и переменного тока.

    Подключение контактора через кнопку

    Для подключения контактора через кнопку нужно изучить ниже приложенную схему. Она предназначена для пуска нагрузки, в данном случае двигателя, от контактора катушка которого рассчитана на 220 Вольт переменного напряжения. В зависимости от напряжения стоит продумать её питание. Поэтому при покупке и выборе контактора стоит учесть этот нюанс. Так как если электромагнит будет рассчитан на постоянное напряжение, то понадобится именно такой источник.

    При нажатии на кнопку пуск катушка электромагнита контактора получит питание и он включится. Замкнутся силовые контакты, тем самым подастся напряжение на асинхронный двигатель. Также замкнётся блок-контакт контактора К1, который подключен параллельно кнопке стоп. Он называется электриками контакт самоподхвата, так как именно он подаёт питание на включающую катушку после того, как кнопка пуска отпускается. При нажатии на кнопку стоп от электромагнита отключается питание, силовые элементы контактора разрывают цепь и двигатель отключается.

    Подключение контактора с тепловым реле

    Тепловое реле предназначено для недопускания длительных незначительных токовых перегрузок во время работы электрооборудования, ведь перегрев отрицательно сказывается на состоянии изоляции. Частые превышения температуры и токов приведут к её разрушению, а значит и к короткому замыканию, и выходу из строя дорогостоящего исполнительного элемента.

    При повышении тока в цепи статора электродвигателя элементы теплового реле КК будут нагреваться. При достижении заданной температуры, которая может быть регулирована, тепловое реле сработает и его контакты разорвут цепь катушки электромагнита контактора КМ.

    В целях безопасности нужно помнить, что работа в цепи контактора должна производиться при полном обесточивании его. При этом автомат питания должен быть заблокирован ключом или запрещающим плакатом от несанкционированного, или ошибочного включения. А также нельзя включать этот аппарат со снятыми дугогасительными камерами, это приведут к короткому замыканию.

    Видео о подключении контактора