Особенности электромагнитных контакторов переменного тока

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.

Основные типы модульных контакторов

Пускатель. В этом приборе предусмотрено наличие вспомогательных контактов, специального реле, системы автозапуска, при этом автоматическая система может также подразделяться на реверсивную, нереверсивную, предусматривающую и не предусматривающую переключение обмоток.

Магнитный пускатель. Устройство представляет собой трехполюсный контактор, он оснащается двумя реле, которые служат для надежной защиты.

Промежуточное реле – этот прибор обладает малой мощностью, он позволяет увеличивать число контактов в цепях, в которых сравнительно слабый ток.

Производители маркируют свою продукцию по-разному, у каждого бренда имеется собственная структура обозначений

Выбирая модель, обращайте внимание на ее предназначение, так, МК, выпускаемые АВВ, идеально подходят для автоматизации систем оборудования в зданиях

Контакторы с серийными обозначениями MF или MT используются для силовых цепей или цепей управления, а когда требуется аппарат для дистанционного управления, лучше остановить выбор на устройствах КМЭ.

Для чего он нужен

Очень часто такое электромагнитное приспособление используется для управления и коммутации отопительных приборов и насосов, систем вентиляции. Когда контакторы только появились, то особой популярностью они не пользовались, но потом стали известными и незаменимыми для использования в щитках квартир и системах автоматики. Примеров множество: работа осветительных приборов, управление насосом, включение резервов в автоматическом режиме и т. д. Как же так случилось? Все очень просто, ведь контактор отлично и эргономично вписывается в щиток, становится незаметным рядом с другими модулями.

Стоит понимать, что при использовании этого прибора в сети не должно быть более 380 В напряжения при частоте 50 Гц, но он может работать и при более высоких мощностях, выдерживая существенные перепады напряжения.

Вам это будет интересно Двухполюсный и однополюсный автоматы — сравнение

Важно! Еще один плюс использования такого приспособления заключается в полном отсутствии шумов и вибраций с его стороны. Это означает, что его можно устанавливать дома или в общественных местах и не бояться, что он доставит дискомфорт

Магнитный пускатель — один из видов контактора

Бывают такие механизмы сравнительно крупных и небольших размеров. Последний вид можно даже подсоединить к din-рейке. Конструкция оборудования имеет в себе специальные камеры для гашения дуг, появляющихся в результате изменения токовых нагрузок.

Обратите внимание! Существуют не только однофазные, но и трехфазные контакторы, что позволяет подключать их к практически любым электрическим цепям

Основные характеристики

На самом аппарате вы найдете несколько отметок, которые, в свою очередь означают номинальный ток, количество контактов и их тип. На данный момент можно выбирать среди 25 вариантов и моделей подобного устройства. При этом их масса будет отличаться

Выбирая подходящий вариант, стоит обращать внимание на все эти показатели, потому что номинальный ток контактов и номинальное напряжение должно соответствовать области применения. Для примера рекомендуем ознакомиться с характеристиками аппаратов в таблице:

Вот мы и рассмотрели принцип работы, назначение и устройство контакторов. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной и полезной!

Будет интересно прочитать:

• Как работает магнитный пускатель
• Отличие контактора от пускателя
• Как сделать автоматические гаражные ворота

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.

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

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.

Основные характеристики

Для того, чтобы пускатель корректно работал, нужно соблюдать определенные правила при монтаже, знать основы приборов с реле и подбирать схемы магнитного и реверсивного устройства. Контакторы и пускатели работают небольшое время и чаще всего используются устройства с разомкнутым контактом. В одни встраивается сигнальная цепь и предназначена для приборов с потреблением от 0,28 до 12 киловатт, другие для от 5 до 70 киловатт и способны работать с распределением напряжения 220 или 380 V.

Варианты устройств делятся на:

• открытую;
• защищенную;
• пылеводозащищенную;
• пылебрызгонепроницаемую форму.

Пускатель PME содержит “релюшку” трн, а модель PAE различается по числу реле. Если поступает полное напряжение, катушки прибора надежно работают. основная часть устройств имеет узлы:

• сердечник;
• электромагнитная катушка;
• якорь;
• каркас;
• механический датчик;
• группы контактов, центральные и дополнительные.

Электромагнитная катушка с витками рассчитана на передачу напряжения до 650 V. Катушка размещается в сердце, и большая часть мощности распределяется на силовую часть пружин. В нормальном состоянии контакт разомкнут и пружины удерживаются в верхнем положении и держат магнитнопроводные участки.

Бывают пускатели, которые ограничивают перенапряжение, их используют для полупроводных систем. Катушка начинает работу переменной токовой системы, тип тока и характеристика не влияют на работу установки.

Устройство и принцип действия контактора

Коммутация ( от лат. сommutatio — перемена ) – переключение электрических цепей Контактором называется электромагнитный аппарат дистанционного действия,

предназначенный для частых переключений силовых

электрических цепей.

Контакторы предназначены для выполнения следующих основных операций по управлению судовыми электроприводами:

1. пуск и остановка;

2. изменение скорости;

3. изменение направления вращения ( реверс );

4. электрическое торможение двигателей.

На судах контакторы работают в тяжелых условиях: при повышенной вибрации,

сотрясениях, ударах и наклонах, высокой влажности и колебаниях температуры.

Поэтому к конструкции контакторов предъявляются повышенные требования: про-

стота устройства, износоустойчивость, влаго- и нагревостойкость, брызго- и водозащи-

щенность, способность устойчиво работать при кренах и дифферентах.

Контакторы классифицируются по таким основным признакам:

1. по роду тока – на контакторы постоянного, переменного и постоянно-перемен-

2. по числу полюсов ( контактов ) – одно-, двух- и трехполюсные;

3. по положению главных контактов – с замыкающими, размыкающими и теми и

4. по номинальному току главных контактов ( в зависимости от типа и величины

контактора ) и др.

К основным системам контакторов относятся:

1. главных контактов;

2. вспомогательных контактов;

Рассмотрим эти системы подробней.

Рассмотрим устройство и принцип действия контактора, изображенного в упрощен

ном виде ( рис. 9.35 ).

Система главных контактов состоит из двух главных контактов — неподвижного 1 и подвижного 2.

Система вспомогательных контактов включает в себя подвижный контакт 4 и не-

подвижные контакты 10-11 и 12-13.

В электромагнитную систему входят сердечник 6 с катушкой 7 и якорь 5.

Дугогасительная система, для упрощения объяснения, на рис. 9.35 не показана, но

ее устройство и принцип действия объясняются ниже.

В исходном

положении ( рис. 9.35, а ) катушка 7 обесточена, отключающая пружи

на 9 притягивает нижнюю часть якоря к изоляционной плите 14.

Главные контакты 1 и 2 разомкнуты, а контактная пружина 3 сжата между верхней частью якоря и контактом 2 с небольшим усилием.

Подвижный контакт 4 замыкает вспомогательные контакты 10 и 11, два других та-

ких контакта 12 и 13 разомкнуты.

Рис.9.35. Электромагнитный контактор: 1 – неподвижный контакт; 2 – подвижный контакт; 3 — контактная пружина; 4 – подвижный вспомогательный контакт;

5 – поворотный якорь; 6 – сердечник электромагнита; 7 – катушка электромагнита; 8 – гибкая перемычка; 9 – отключающая пружина; 10-11, 12-13 — неподвижные контакты; 14 – изоляционная плита ( основание )

Если на катушку 7 подать напряжение, катушка создаст в сердечнике 6 магнитный поток. В результате якорь 5 притянется к сердечнику ( рис. 9.35, б, в ). При этом подвиж-

ный контакт 2 замкнется с неподвижным контактом 1, контакты 10-11 разомкнутся, а 12-13 замкнутся.

На рис 9.35, б показано промежуточное

положение якоря, при котором между

нижней частью якоря и сердечником сохраняется воздушный зазор. В этом положении от-

ключающая пружина 9 растянута не полностью, а контактная пружина 3 сжата не полно-

стью, и поэтому сила давления контакта 2 на контакт 1 невелика.

На рис. 9.35, в показано конечное

положение якоря, при котором нижняя часть якоря плотно прижата к сердечнику ( нет воздушного зазора ), а контактная пружина 3 заставляет подвижный контакт 2 плотно прижаться к неподвижному 1.

этом главные контакты 1 и 2 разомкнутся, а вспомогательные переключатся: контакты 10-11 замкнутся, а 12-13 разомкнутся ( рис. 9.35, а ).

Основное назначение контактной пружины 3 состоит в том, чтобы обеспечить не-

обходимое по условиям эксплуатации нажатие подвижного контакта 2 на неподвижный 1. Кроме того, она выступает как амортизатор, смягчая удар подвижного контакта по непод-

вижному при включении контактора.

Степень сжатия регулировочной пружины можно изменять при помощи регулиро-

вочной гайки ( на рис. 9.35 не показана ).

В рассмотренном контакторе применена магнитная система с поворотным якорем

( более подробно – ниже ). Осью, на которой поворачивается якорь, здесь служит грань призмы.

Два основных типа контакторов

Контакторы распределяются на два вида и могут быть одинарными и сдвоенными.

Одинарный контактор содержит в своей конструкции электромагнитное устройство, служащее для эффективного гашения электрической дуги. Он рекомендуется для цепей постоянного тока и тяжелых эксплуатационных условий, таких как: использование для железнодорожного оборудования, гидроэлектростанций, для индукционных печей и т. д.

Контактор должен осуществлять гашение дуги, возникающее при разрыве электрической цепи. При этом дуга не должна быть слишком короткой (быстрой), чтобы не вызвать перенапряжения в сети и недлинной, чтобы не способствовать разрушению материалов, из которых состоит контактор. Сопротивление дуги находится в прямой зависимости от числа свободных электронов, присутствующих в плазме Ферромагнитные элементы, из которых состоят дугогасящие камеры и помещенные в область дуги обязательно присутствуют в конструкции полюсов. Они должны развернуть дугу в нужном направлении, это так называемое магнитное взрывание, так они будут способствовать охлаждению среды и контактного соединения после гашения дуги. Для защиты от перегрузки контакторы совмещают с электронными или тепловыми реле перегрузки.

Рис. №2. Устройство контактора.

Катушка

Катушка контактора создает электромагнитное поле, в котором перемещается подвижная часть контактора, осуществляя замыкание электрической цепи. Питание на катушку приходит от сети постоянного и переменного тока.

Питание катушки переменным током

В случае питания от сети переменного тока его значение определяется полным сопротивлением катушки. Если магнитный зазор при включении катушки велик, индуктивность катушки имеет малое значение, полное сопротивление будет минимальным. Ток, проходящий через катушку, максимален и ограничивается величиной сопротивления. Величина тока нагрузки диктует тяговое усилие, необходимое для включения контактора.

Когда происходит замыкание магнитной цепи, ее магнитное сопротивление падает, в тоже время ее полное сопротивление многократно увеличивается, а ток снижается не менее чем в 10 раз. Ток в катушке уменьшается с повышением полного значения сопротивления, которое вызвано с уменьшением зазора в контакторе, но в тоже время его должно хватить для удержания электромагнитной катушки в закрытом состоянии.

Питание катушки постоянным током

Для сетей постоянного тока в питающую цепь катушки включают добавочное сопротивление (как правило, резистор).

В системах автоматизации используются специально разработанные контакторы с электромагнитами с невысоким энергопотреблением. Они разрешают прямое подключение оборудования, управление этими устройствами осуществляется с дискретного выхода прямым способом. Для осуществления этой функции контактор оснащен специальным электромагнитом.

Рис. №3. Схема электромагнита с низким энергопотреблением.

Дополнительная контактная система

Основная функция дополнительных контактов – самоблокировка, взаимная блокировка и блокирование контактов, а также индикация состояния контактора.

Основные модификации дополнительных контактов

Их три типа:

• НО (NO) – нормально открытые контакты (разомкнутое состояние соответствует открытому контакту), закрытое состояние – соответствует подаче питающего напряжения на электромагнит.
• НЗ (NC) – нормально закрытые контакты: закрытое состояние соответствует разомкнутому положению контактора, открытый контакт – подача питания на электромагнит.
• Перекидные контакты НО/НЗ. Если на контактор не поступает питание, его контакты будут находиться в открытом или закрытом состоянии. После поступления напряжения их состояние переключается на противоположное.

Дополнительная контактная система оборудуется выдержкой времени, которую можно использовать после открытия или закрытия контактора. Время – регулируется.

Зачем нужен модульный контактор в щитке? Использование в электрике

Любую электрическую цепь рано или поздно приходится размыкать. Причины для этого могут быть разными, а вот способов не так уж и много. Классический рубильник отлично справляется с поставленной задачей, но когда делать это приходится часто, об удобстве такого способа можно забыть.

Контактор гораздо лучше подходит для выполнения подобной задачи. Во-первых, он способен смыкать и размыкать электрическую цепь по несколько тысяч раз в час. Во-вторых, делать это он позволяет на расстоянии, т. Ну, и самое главное, контактор способен полностью автоматизировать весь этот процесс.

Чем отличается контактор от магнитного пускателя

Как уже было сказано, основным назначением контактора является частое или просто регулярное включение и отключение электрических цепей.

Зачем он нужен? Возможность делать это дистанционно позволяет использовать контактор в таких сферах как коммунальное хозяйство (уличное освещение, работа лифтов, системы вентиляции, отопления и подачи воды), промышленность и строительство (практически любые виды электрооборудования), транспорт (работа троллейбусов и трамваев, электропоезда), и даже бытовая сфера (в домах и коттеджах для автоматизации работы коммуникаций). Некоторые виды контакторов имеют свое строго регламентированное назначение. Взять, к примеру, электромагнитный пускатель. Зачем он нужен для щитка и чем отличается с контактором?

Некоторые зачастую просто путают контактор и магнитный пускатель, хотя принципиальная разница между ними есть. Магнитный пускатель является разновидностью контакторов, служащей одной конкретной цели — он запускает двигатели переменного тока.

А вот контактор в отличие от пускателя может использоваться не только для силовых сетей, но и осветительного оборудования и т. В этом плане электромагнитный пускатель имеет более простое внутреннее устройство, в нем может не быть дугогасительных камер. Зато он имеет компактные габариты, лучше защищен от погодных условий и может служить для пуска двигателей даже под открытым небом.

Еще одна полезная разновидность контакторов — это тепловое защитное реле. Его назначением является защита электродвигателей от возможного перегрева.

Таковым может быть обрыв одной из фаз или какие-либо другие причины. Тепловое защитное реле пропускает электрический ток только в охлажденном состоянии, а в случае нагрева биметаллической пластины цепь разрывается. При этом нужно помнить, что тепловое защитное реле срабатывает с задержкой во времени, поэтому не может служить защитой от токов короткого замыкания.

Номинальный рабочий ток рабочего контактора

Работа любого контактора заключается в следующем: группа подвижных контактов смыкается и размыкается с неподвижными контактами, тем самым, пропуская или не пропуская электрический ток. То есть по принципу работы это классический переключатель, хотя у него есть и ряд своих особенностей. Во-первых, в целях безопасности нормальное положение контактов — разомкнутое.

Никаких механических средств для удержания контактов во включенном положении просто не существует. Подается управляющее напряжение — контакты смыкаются, напряжения нет — подвижные контакты автоматически размыкают цепь. Во-вторых, к такому виду переключателей, как контактор, предъявляются высокие требования в плане механической стойкости и электрической безопасности. Отсюда и наличие дополнительных элементов в конструкции, о которых речь пойдет ниже.

Конструкция

Разумеется, основой является контактная система, представляющая собой две группы — подвижных и неподвижных контактов. Сюда же можно приписать вспомогательные контакты, отвечающие за систему управления и сигнализации. Вторым важным элементом контактора является электромагнитная система, состоящая из катушки с сердечником. Таким образом контактор отличается от обычного реле.

В общем-то, это и есть элемент дистанционного управления, поскольку именно сюда подаются управляющие токи. Не менее важным элементом конструкции являются дугогасительные камеры, которыми оснащены силовые контакты. Именно дугогасительная система при размыкании контактов гасит возникающую электрическую дугу. Все это делает контактор не просто двухпозиционным аппаратом, а надежным, безотказным и долговечным электромеханическим устройством.

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.

Электрические контакторы 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.

DIN-РЕЙКА

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.

Прописные истины для магнитных пускателей на видео

Представленный ниже видеоролик подробно-визуально демонстрирует — как следует работать с такими приборами, какими являются электрические контакторы. Видеоматериал стоит рассматривать в качестве своего рода обучающего ресурса и рекомендовать к просмотру: