Контакторы постоянного и переменного тока

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Лабораторная работа №4

«КОНТАКТОРЫ, МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ»

Чита 2007

1. Контакторы постоянного и переменного тока. 3

2. Вакуумный контактор. 7

2.1 Теоретические сведения. 8

2.2 Примеры и технические характеристики впускаемых в промышленности вакуумных контакторов. 15

2.2.1 Контактор вакуумный КВ-1. 15

2.2.2 Контактор вакуумный типа КВТ-1, 14. 17

3. Магнитные пускатели. 22

3.1 Нереверсивный магнитный пускатель. 22

3.2 Реверсивный магнитный пускатель. 25

4. Порядок проведения работы. 28

4. Cписок литературы. 29

Цель работы: ознакомиться с назначением, конструкцией и принципом действия контакторов переменного и постоянного тока, конструкцией и принципом действия по схемам магнитных пускателей.

Контакторы постоянного и переменного тока

Контакторы это низковольтные аппараты, предназначенные для дистанционного оперативного управления приемниками электрической энергии. Оперативным управлением называется включение и выключение потребителя или какое-либо переключение в его цепи во время нормальной неаварийной работы. Конструкция контактора сходна с конструкцией электромагнитного реле. Основные его части: сердечник, якорь, катушка управления, контакты главные и вспомогательные, дугогасительное устройство.

Рисунок1, конструкция контактора постоянного тока типа КПВ-600

Рассмотрим устройство и принцип работы контактора постоянного тока КПВ-600. На основании 1 (рис.1, а), выполненном в виде стальной скобы, размещены включающий электромагнитный привод 9, якорь 2 электромагнитного привода, подвижный контакт 3 с контактной пружиной, установленной с помощью скобы 8 на якоре 2. Подвижный контакт 3 соединен гибким медным проводом с выводом 7. На изоляционном основании 5 закреплен элемент неподвижного контакта, содержащий вывод 6 контактора, катушку магнитного дутья с сердечником и собственно неподвижный контакт. Контакты закрыты дугогасительной камерой 4. При отключении контактора электрическая дуга под действием магнитного дутья затягивается по дугогасящим рогам и гаснет.

По роду тока в управляющей катушке контакторы делят на контакторы постоянного и переменного тока. Бывают контакторы с магнитной системой постоянного тока и контактами, включаемыми в сеть переменного тока. По числу контактов их делят на одно-, двух- и трехполюсные. Движение якоря может быть поступательным (прямоходовая магнитная система) и вращательным (клапанная).

Магнитная система контакторов постоянного тока изготовлена из сплошной полосы и круглого сердечника, а контакторов переменного тока — из отдельных стальных пластин.

Главные контакты помещают в пластмассовую или асбоцементную дугогасительную камеру. Последняя состоит из двух параллельных пластин, образующих щель. Щель может быть широкая или узкая, с ровными или ребристыми краями, образующими лабиринт. Для увеличения дугостойкости контактов их снабжают металлокерамическими напайками на основе серебра. Кроме главных контактов имеются блок-контакт замыкающие и размыкающие. Они меньше по размерам, чем главные, так как включаются в цепь управления.

На рис. 1 изображен контактор постоянною ток типа КПВ-600. При подаче напряжения на катушку 9 якорь 10 притягивается, поворачиваясь, пробив хода часовой стрелки. Противодействующая пружина 8 сжимается, а подвижный контакт 6 перемещается влево и замыкается с неподвижным 4. Начинает протекать ток через верхний зажим 13, дугогасительная катушка 1, неподвижный и подвижный контакты, по гибкому проводнику 12 на нижний зажим 11. Пружина 7 обеспечивает достаточное давление для гашения вибрации в момент замыкания контактов и надежное их касание. При отключении тока в катушке якорь и подвижный, контакт возвращаются в начальное положение под действием пружины 8. В месте разрыва контакта появится дуга 5. Для гашения ее последовательно с контактами включается дугогасительная катушка 1. Ток, проходя по ней, создает между полюсами 2 постоянное магнитное поле 3, в котором находится дуга. Возникает электромагнитная сила, действующая на дугу. Направление ее находят но правилу левой руки. Создается так называемое магнитное дутье. Дуга движется, растягивается в лабиринте, охлаждается асбоцементной камерой 14 и гаснет. Отметим, что если пропустить ток в обратную сторону, то сила не изменит своего направления.

Рисунок 2. Контактор переменного тока

1 – сердечнк, 2 – катушка, 3 – якорь, 4 – рычаг, 5 – дугогасительная камера, 6, 8 – подвижные, неподвижные контакты мостикового типа, 7 – пружина контактов.

В контакторах переменного тока (рис. 2) условия гашения дуги более благоприятны, В момент прохождения тока через ноль дуга гаснет и при следующем полупериоде уже не загорается — если контакты успели разойтись достаточно далеко. Поэтому дугогасительную катушку контакторах переменного тока ставят редко.

При включении катушки на переменное напряжение происходит вибрация якоря. Это объясняется тем, что при переходе тока через ноль магнитный поток ослабевает и якорь под действием пружины начинает отходить от сердечника. Так как направление тока не изменяется достаточно быстро (100 раз в секунду при частоте 50 Гц), то якорь не успевает отойти от сердечника, но получается довольно сильная вибрация. Она вызывает шум, износ механических креплений и электрический износ контактов.

Рисунок 3

а - схема распределения потоков в зазоре с помощью короткозамкнутого кольца

б - диаграмма потоков

Для уменьшения вибраций используют короткозамкнутое кольцо (рис. 3), надетое на часть сердечника. Магнитный поток Ф, созданный управляющей катушкой, делится в пространстве на Ф₁ и Ф₂. Последний, пронизывая кольцо, наводит в нем ЭДС взаимной индукции Е_К в результате чего протекает ток кольца I_К. Так как кольцо имеет весьма малое сопротивление, то ток I_К и поток кольца Ф_К можно определить по закону Ленца: «наведенная ЭДС Е_К направлена так, что своим действием она препятствует причине, ее вызвавшей». Причиной же является изменение потока Ф₂ поэтому, если поток Ф₂ возрастает, то поток Ф_К направлен навстречу ему, а если Ф₂ уменьшается, то согласно с ним. Следовательно, в обоих случаях поток Ф_К препятствует изменению потока Ф₂. Поэтому результирующий поток, охваченных кольцом (Ф_ОХВ=Ф₂+-Ф_К), будет отставать от потока Ф, на некоторый угол φ (рис. 3б). Таким образом в воздушном зазоре в любой момент времени существует поток Ф₁ и Ф_ОХВ. Если Ф₁ = 0, то Ф_ОХВ ≠ 0 и, наоборот, следовательно, существует сила удерживающая якорь в притянутом состоянии. Вибрация хотя и не устраняется совсем, но значительно снижается.

В контакторах переменного тока катушка обладает не только активным, но и индуктивным сопротивлением. Известно, что индуктивное сопротивление X зависит от магнитной проницаемости, т.е. от величины воздушного зазора. Чем больше зазор, тем меньше X следовательно, при, включении катушки, пока якорь еще не притянулся, ток в катушке протекает очень большой. Он может превышать номинальное значение в 10-15 раз, но по мере приближения якоря к сердечнику ток уменьшается. Аналогичное явление возникает и в реле.