Тема: «Исследование контактора переменного тока».

Цель: Сформировать умения различать контакторы постоянного и переменного тока и собирать электрические схемы, управляемые контакторами.

По окончании выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

- назначение, устройство, область применения, принцип работы контактора переменного тока;

- безопасные правила эксплуатации;

уметь:

- отличать контакторы переменного тока от контакторов постоянного тока;

- включать контактор в схему пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Основные теоретические положения:

Контакторы – это аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.

В зависимости от рода привода контактной системы различают контакторы электромагнитные, пневматические и гидравлические.

Электромагнитные контакторы получили широкое распространение, они являются основными коммутирующими аппаратами схем автоматизированного электропривода.

Контакторы различаются по роду тока: постоянного, переменного (частотой 50 и 60 Гц), а также переменного тока повышенной частоты (до 10 кГц). Они могут выполняться с управлением на постоянном или на переменном токе частотой 50 и 60 Гц независимо от рода тока главной цепи.

По наибольшей частоте включений в час в повторно-кратковременном режиме работы контакторы делятся на классы 0,3; 1,3; 10; 30, что соответствует частоте 30, 120, 300, 1200, 3600 включений в час. Нормированная механическая износостойкость достигает 30 млн. циклов, коммутационная износостойкость должна быть не менее 0,1 механической. Контакторы в основном выполняются по 10-му классу и на соответствующую механическую износостойкость.

Коммутационная способность контакторов определяется и регламентируется условиями работы. Основными операциями при управлении электроприводами являются пуск, реверсирование, торможение, отключение. На переменном токе это означает: 1) включение при номинальном напряжении и cosφ = 0,3...0,4 шестикратных и реже десяти-двенадцатикратных номинальных токов при пуске и реверсе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором; 2) отключение номинальных токов при напряжении до 0,2Uном двигателей, вращающихся с полной (или близкой к ней) частотой вращения, или шести-десятикратных токов при (1... 1,1)Uном и cosφ = 0,3... 0,4, если двигатель не тронулся или только тронулся. В этих режимах износ контактов при замыкании может превосходить износ при размыкании.

Аналогичная картина имеет место при управлении двигателями постоянного тока, однако пусковые и отключаемые токи неразогнавшихся двигателей здесь находятся в пределах 2,5-4,0 номинального, а восстанавливающееся на контактах напряжение при отключении двигателя, вращающегося с номинальной частотой вращения, составляет 0,11Uном.

ГОСТ 11206-77 Е нормирует коммутационную способность контакторов общего назначения переменного тока по четырем категориям применения АС-1 - АС-4, а контакторов постоянного тока – по пяти категориям применения ДС-1 - ДС-5. Изготовляются контакторы, главным образом, на токи до 630 А, напряжение 220, 440 В постоянного тока, 380, 660 В частотой 50 и 60 Гц переменного тока, частотой включений 600, 1200 вкл/ч (10-й класс) и соответствующей механической и коммутационной износостойкостью (10-15 и 1-5 млн. циклов).

Контакторы состоят из системы главных контактов, дугогасительной, электро­магнитной систем и вспомогательных контактов. В контакторах ускорения с выдержкой времени имеется еще устройство для создания этой выдержки.

Главные контакты. Главные контакты осуществляют замыкание и размыкание силовой цепи. Они должны быть рассчитаны на длительное проведение номинального тока и на производство большого числа включений и отключений при большой частоте. При небольшой частоте включений номинальный ток главных контактов определяется, в основном, из условий нагрева при продолжительном или прерывисто-продолжительном режимах работы. При большой частоте включений номинальный ток определяется еще из условий дополнительного нагрева контактов от возникающей при отключениях дуги.

В зависимости от нормального положения главных контактов различают контакторы с замыкающими, размыкающими и смешанными контактами. Нормальным считают положение контактов, когда втягивающая катушка контактора не возбуждена и освобождены все имеющиеся механические защелки. Главные контакты могут выполняться рычажного или мостикового типа. Рычажные контакты предполагают поворотную подвижную систему, мостиковые – прямоходовую.

Дугогасительная система. Система обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании главных контактов. Способы гашения дуги и конструкции дугогасительных систем определяются родом тока главной цепи и режимом работы контактора.

Электромагнитная система. Система обеспечивает дистанционное управление контактором, т. е. включение и отключение. Конструкция системы определяется родом тока цепи управления контактора и его кинематической схемой. Электромагнитная система может рассчитываться на включение якоря и удержание его в замкнутом положении или только на включение якоря. Удержание же его в замкнутом положении в последнем случае осуществляется защелкой.

В первом случае отключение контактора происходит после обесточивания катушки под действием отключающей пружины, или собственного веса подвижной системы, или того и другого. Во всех случаях на первом этапе отключения участвуют и контактные пружины. В зависимости от схемы включения и значения удерживающей силы электромагнита система может осуществлять минимальную или нулевую защиту. Под минимальной защитой понимают автоматическое отключение контактора при снижении напряжения в цепи катушки ниже определенного уровня, под нулевой – автоматическое отключение контактора при напряжении, близком к нулю (обычно Uоткл < 0,1 Uном).

В контакторах с защелкой, кроме электромагнитной системы включения и подведения подвижной системы под защелку, имеется вторая электромагнитная система, осуществляющая отключение контактора, т. е. освобождение подвижной системы из-под защелки. Так как электромагнитные системы работают здесь очень кратковременно, они могут выполняться малых размеров, с большими перегрузками по току.

Вспомогательные контакты. Вспомогательные контакты производят переключения в цепях управления контактора, блокировки и сигнализации. Они рассчитываются на продолжительное проведение тока не более 20 А и отключение тока не более 5 А. Контакты выполняются как замыкающими, так и размыкающими, главным образом мостикового типа, но могут быть и рычажного типа.