Контакторы переменного и постоянного тока

 

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

 

Изучаются конструкции контакторов переменного и постоянного тока, снимаются их характеристики.

Контакторы – это аппараты дистанционного управления, предназначенные для частых включений и отключений электрических силовых цепей при нормальном режиме работы.

Контакторы, имеющие электромагнит с втягивающей катушкой постоянного тока и контактную систему для включения и отключения постоянного тока, называются контакторами постоянного тока нескольких серий.

Наиболее распространёнными из них являются:

1) Контакторы серии КП-1 на номинальные токи 20 и 40А;

2) Контакторы серии КПВ-500 выпускаются 1...У величины на номинальные токи 50, 100, 150, 300, 600А соответственно.

В наименовании контактора последняя цифра характеризует величину контактора (КПВ-503 – контактор III величины на номинальный ток 150А). Контакторы постоянного тока выпускаются однополюсными и двухполюсными.

Контакторы, имеющие электромагнит с втягивающей катушкой переменного тока и контактную систему для переменного тока, называются контакторами постоянного тока. Они также выпускаются нескольких серий. Наиболее распространённой из них является серия КТВ. Контакторы этой серии выпускаются II...У величины на номинальные токи 75, 150, 300 и 600А соответственно.

В наименовании контакторов этой серии последняя цифра характеризует величину контактора,а первая – число полюсов (КТВ-34 – контактор IУ величины на номинальный ток 300А, трёхполюсной).

При эксплуатации контакторов необходимо следить за состоянием контактного устройства, производить его проверку и регулировку. При проверке контактного устройства измеряются: раствор, провал, начальное и конечное нажатия контакторов. Эти параметры не должны выходить за пределы допустимых.

Раствором контакта называется кратчайшее расстояние между контактными поверхностями при разомкнутом положении контакта.

Провалом контактов называется расстояние, на которое может сместиться контакт после соприкосновения с неподвижным, если последний удалить. Так как практически величину провала измерить трудно, то замеряют зазор, характеризующий провал, образующийся между кронштейном и подвижным контактом при замкнутом положении контактов.

Начальное положение – это усилие, создаваемое контактной пружиной в точке первоначального соприкосновения контактов.

Конечное нажатие – это усилие, создаваемое контактными пружинами при включенном контакторе.

По мере износа контактов провалы и конечное нажатие уменьшаются.

Контакты должны заменяться, если провал уменьшается более чем на половину.

Начальное и конечное нажатие регулируется путем подключения шайб под фасонный штифт, на который опирается контактная пружина.

В большинстве контактов переменного тока применяется дугогасительное устройство, разбивающее длинную дугу на ряд коротких участков. Для этого дугогасительная камера конструктивно выполняется в виде решетки из стальных омедненных пластин.

Электрическая дуга, загораясь между главными контактами, под действием силы взаимодействия между электрической дугой и стальными пластинами втягивается в решетку. При этом происходит деление на ряд коротких последовательных дуг. Стальные пластины располагаются друг от друга на расстоянии 2-4 мм.

В момент прохождения тока через нуль околокатодное пространство мгновенно приобретает электрическую прочность 150-200 В. Дуга гаснет, если

 

U < (150-250) n,

где n – число коротких промежутков.

 

Магнитную систему контакторов переменного тока набирают из тонких, изолированных друг от друга, стальных пластин. Магнитный поток изменяется синусоидально, а сила притяжения якоря, пропорциональная квадрату магнитного потока, пульсирует с двойной частотой, не изменяя своего направления, от 0 до Р_max. В этих условиях якорь электромагнита под действием возвратной пружины будет дважды в течение каждого периода отрываться от сердечника и вновь притягиваться. Вибрация якоря сопровождается шумом и приводит к износу магнитной системы. Для устранения вибрации полюсы электромагнитов переменного тока снабжают короткозамкнутыми витками, в которых индуктируются ЭДС, появляются токи и соответствующие магнитные потоки, сдвинутые по фазе по отношению к основному потоку на угол, близкий к 90°.При таком устройстве сила притяжения якоря пульсирует от некоторого минимального значения, превышающего силу сопротивления возвратной пружины. До максимального значения Р_max. Таким образом, вибрация якоря устраняется.

В контакторах постоянного тока в качестве дугогасительного устройства широко используется камера с узкой щелью и сериесной катушкой магнитного дутья.

Электрическая дуга может рассматриваться как проводник с током. Если дуга находится в магнитном поле, то на неё действует сила, определяемая по правилу левой руки. Если создать магнитное поле, направленное перпендикулярно оси дуги, то она получит поступательное движение и будет затянута внутрь щели дугогасительной камеры.

Горение дуги в узкой щели улучшает условия деионизации дугового промежутка (усиливается рекомбинация заряжённых частиц), что приводит к возрастанию падения напряжения на дуге в десятки раз (по сравнению со спокойно горящей дугой такой же длины).

Кроме повышения рекомбинации заряжённых частиц, соприкосновение со стенками камеры способствует также более интенсивному охлаждению дуги.

Контакторы переменного и постоянного тока не защищают установку от ненормальных режимов (перегрузка, токи к.з.), поэтому в электрических сетях они должны сочетаться с плавкими предохранителями или автоматами.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с конструкцией контактора переменного тока, установленного на лабораторном столе.

2. Проверить контактное устройство контакторов. Для этого линейкой измерить раствор, провал, сравнить полученные результаты с допустимыми. Результаты измерений занести в табл. 1.1. допустимые значения указанных величин приведены в этой же таблице.

3. Собрать электрическую схему для испытания контактора (рис. 1.1.).

4. Измерить напряжение, ток втягивания и отпадания контактора. Результаты измерений занести в табл. 1.2.

Коэффициент возврата: к_в=U_отп/U_вт= I_отп/I_вт;

5. Определить полные, активные и реактивные сопротивления втя­гивающей катушки при разомкнутом и замкнутом магнитопроводе. Измере­ния выполнять при нормальном напряжении. При разомкнутом магнитопроводе измерения нужно производить быстро, чтобы избежать недопустимого нагрева катушки. В разомкнутом состоянии магнитопровод удерживает­ся вручную. При этом значения U, I замеряются; значение cosφ=0.8; значения P, Z, X вычисляются.

Результаты замеров и расчетные величины занесены в табл.1.3.

6. Ознакомиться с конструкцией контактора постоянного тока, установленного на лабораторном столе.

7. Собрать электрическую схему для испытания контактора постоян­ного тока (рис. 1.2,а).

8. Измерить напряжения, токи втягивания и отпадения контакто­ра. Результаты измерений занести в табл.1.4.

9. Измерить время включения (рис.1.2.б) и отключения контактора

(рис.1.2,в).

Время включения и отключения контактора замерить при U_Н = 220 В. Результаты измерений занести в табл. 1.5.

 

 

 

 

 

Содержание отчета

 

1. Цель работы.

2. Схемы, используемые в работе.

3. Результаты замеров.

 

Таблица 1.1

Результаты измерения

Раствор (не менее 14 мм)

Провал (3-4 мм)

Контакт:

1

2

3

Таблица 1.2

Iвт, А

Iотп, А

Uвт, В

Uотп, В

Kв

Таблица 1.3

Состояние магнитопровода

U, В

I, А

cos φ

P, Вт

p, Ом

Z, Ом

X, Ом

Разомкнуто

220

0,8

Замкнуто

220

0,8

Таблица 1.4

Iвт, А

Iотп, А

Uвт, В

Uотп, В

K в

Таблица 1.5

Время отключения, с

Время отключения, с

T1

T2

T3

Tср.

T1

T2

T3

Tср.

Контрольные вопросы

 

1. Каково назначение контакторов?

2. Чем отличаются контакторы переменного и постоянного тока?

3. Опишите способ гашения дуги в контакторах переменного тока?

4. Опишите способ гашения дуги в контакторах постоянного тока?

5. Для чего применяется перекатывание контактов?

6. Для какой цели и как выполняется нажатие и предварительное нажатие в контактах?

7. Объясните работу схемы для замера времени срабатывания контактора.

8. Объясните работу схемы для замера времени отпадания контактора.

9. Что такое коэффициент возврата?

10. Почему отличается по величине ток в катушке контактора пе­ременного тока при замкнутом и разомкнутом магнитопроводе?

11. Почему не изменяется величина тока в катушке контактора постоянного тока при разомкнутом магнитопроводе?

12. Каково назначение короткозамкнутого витка на магнитопроводе контактора переменного тока?

13. Каково назначение блок-контактов?

14. Почему может дребезжать контактор переменного тока и как устранить эту неисправность?

15. Предназначены ли контакторы для отключения токов к.з.?

 

Лабораторная работа 2