Принцип работы контактора

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.

Назначение контакторов

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

Типы контакторов по назначению

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.
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.

Маркировка и типы

Маркировка контакторов Для различения отдельных моделей контакторов трехфазных и однофазных используется следующее условное обозначение или маркировка: КТ (КТП) – Х1 Х2 Х3 Х4 С (А или В) Х5. Расшифровываются они так:

первый значок соответствует номеру серии (60 или 70);
второй – размеры контактора из следующего ряда: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6№;
Х3 – общее число полюсов (2, 3, 4 или 5);
Х4 (буквы А, В или С) указывают на специфику серии в части особенностей коммутирующих контактов;
Х5 является показателем климатического исполнения: У3, УХЛ или Т3.

Различные виды контакторных приборов классифицируются по следующим признакам:

имеющиеся средства защиты и рабочее напряжение (220 или 380 Вольт);
способ срабатывания контактов;
количество контактов в силовой группе.

Практически все модели контакторов оснащены твердотельными тепловыми реле, размыкающими нагрузочную цепь при перегрузке по току подобно расцепителю автоматического выключателя. После отключения контактов и остывания защитного размыкателя необходимо повторное включение прибора в работу. В соответствии с напряжением питания самого устройства их катушка может быть рассчитана как на 220, так и на 380 Вольт.

Характер срабатывания контактов

Контактор реверсивный 3P, 225А По характеру замыкания различают следующие виды контакторов:

Устройства прямого подключения, имеющие только одну группу силовых контактов. Работают лишь на включение и выключение и имеют защиту от перегрузки или КЗ.
Реверсивные приборы, оснащенные двумя группами. С их помощью удается корректировать схему включения нагрузки, меняя очередность следования фаз, например.
Устройства, обладающие ограниченным набором переключений: только на замыкание или только на размыкание.

Последняя разновидность применяется при необходимости управлять двумя электроустановками в противофазе. В этом режиме одно из них подключается к линии, а второе синхронно с ним обесточивается.

Число контактов

Контактор модульный 4-полюсный 32А 220В По количеству контактов силовой группы приборы делятся на следующие разновидности:

2-х контактные устройства для однофазных цепей;
3-х контактные приборы, коммутирующие только фазные группы, ноль на них не заводится;
с четырьмя и более контактами в силовых группах.

Под переключающей группой понимается комплект из нормально замкнутых или нормально разомкнутых контактов.

Последний тип изделий применяется крайне редко, только в специальных схемах подключения.

Как можно проверить пусковой ток аккумулятора

На слух можно произвести только сравнительные испытания аккумуляторов по показателю тока холодной прокрутки. Если двигатель при запуске вращается с большей частотой и машина, при этом заводится быстрее, то у данной модели аккумулятора этот показатель заметно выше.

Точно измерить пусковой ток можно с помощью специального прибора. Как правило, для проверки работоспособности АКБ при продаже, производят диагностику с помощью нагрузочной вилки. Такой прибор состоит из нагрузки низкого сопротивления и встроенного измерительного прибора, который показывает напряжение. Таким образом можно оценить общее состояние батареи, но точно установить величину разрядного тока практически невозможно.

Определить величину тока холодной прокрутки аккумулятора с высокой точностью, можно только профессиональным тестером. Такие приборы стоят несколько десятков тысяч рублей, поэтому для однократного применения этот способ совершенно не годится.

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.

Схема МП

Рис. 3

Силовые контакты МП
Катушка, возвратная пружина, дополнительные контакты МП
Кнопочный пост (кнопки пуск и стоп)

Рис. 4

Схема привязки основных элементов принципиальной схемы с МП

Рис. 5

Как видно из рисунка 5 со схемой в состав МП входят и дополнительные блок контакты, которые бывают нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми они могут использоваться для управления подачи напряжения на катушку, а также для других действий. Например, включать (или выключать) схему сигнальной индикации, которая будет показывать режим работы МП в целом.

Схема подключения по факту с привязкой контактных групп к принципиальной схеме МП

Рис. 6

Фазное подключение (220 В; ноль — фаза)

На схеме (рис. 6) через перемычки мы берем напряжение, подаваемое на силовые контакты МП для дальнейшего его использования в управлении катушкой через кнопочный пост.

Данный кнопочный пост имеет две клавиши: «Пуск» (контакты которой нормально разомкнуты) и клавиши «Стоп» (контакты которой нормально замкнуты).

При нажатии кнопки «Пуск» питание попадает на катушку напрямую, при этом она срабатывает, притягивая якорь с траверсой, на котором расположены силовые контакты, цепи силовых контактов замыкаются.

А также замыкается дополнительный блок контакт, к которому подключена катушка.

На другой стороне дополнительного контакта подключен провод, который соединен с контактом кнопки «Стоп» (контакты которой нормально замкнуты).

После возвращения кнопки «Пуск» в исходное положение (нормально разомкнутая), через нее перестает подаваться напряжение на катушку, но оно (это же напряжение) начинает дублироваться через замкнутый дополнительный контакт и подключенный нему провод, который подключен к кнопке «Стоп».

И только после нажатия кнопки «Стоп» цепь с питающим напряжением на катушку МП разрывается и полностью обесточивает катушку. Вследствие чего пропадает её электромагнитное поле, якорь перестает удерживаться и под воздействием возвратной пружины размыкает силовые контакты, а также дополнительный (нормально разомкнутый) контакт.

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

Электромагнитные реле

Так же, как контакторы, реле — устройства для коммутации в автоматических электрических цепях — делятся на виды по разным факторам.

По области применения:

для автоматизированных систем;
для защитных систем;
для управления системами.

По виду поступающего параметра:

реле контроля тока;
реле контроля напряжения;
реле контроля мощности;
реле контроля частоты.

По принципу действия:

электромагнитные;
тепловые;
полупроводниковые и так далее.

По воздействию на управляемую часть:

контактные;
бесконтактные.

По виду напряжения управления:

реле переменного тока;
реле постоянного тока.

К современным электромагнитным модульным реле предъявляются большие требования: они должны быть надежны и высокочувствительны, обладать быстродействием и селективностью. Избирательность (селективность) важна тем, что при авариях реле способно оставлять в действии целые элементы, отключая поврежденные.

Для чего предназначены самые применяемые виды реле?

Реле контроля тока необходимо для выдачи управляющего сигнала при перегрузке питающей сети и отключения в однофазных или трехфазных сетях неприоритетных потребителей посредством вводного автомата.

Контроль может осуществляться, как для бытового оборудования, так и для промышленного. В качестве примера такого реле может послужить реле тока AR-50 A (производство DigiTop — Украина) в модульном исполнении, с индикацией, показывающей действующие параметры переменного тока.

Реле ограничители мощности осуществляют контроль потребления мощности однофазной сети и отключение питания от нагрузки, если превышено значение потребляемой мощности. Такие реле оснащены варисторами (защита от импульсных помех). При скачках напряжения в сети реле обладает возможностью отключать потребители, как в офисных электрических цепях, так и в квартирных.

Реле ограничения пускового тока уменьшают пусковые токи, когда включаются емкостные нагрузки. Это осуществляется замыканием контактов при нулевом напряжении, либо при помощи встроенного резистора.

Реле контроля напряжения могут контролировать параметры сетей, как однофазного напряжения (постоянного и переменного), так и трехфазного (линейного и фазного напряжения). Они оснащены понятной индикацией и регулируемой задержкой на включение. Пример: реле контроля напряжения VP-50A-220B ( Digitop Украина), а также реле контроля напряжения АЗМ 25А-220В TDM (Китай) для защиты однофазных cетей.

Реле контроля частоты контролирует частоту переменного напряжения 50 или 60 Герц.

Реле контроля обрыва и чередования фаз можно представить моделью ABB CM-PFS.S (Швеция). Контакт реле замкнут при наличии всех фаз трехфазной сети и корректном их чередовании. При обрыве фазы или нарушении последовательности чередования — контакт размыкается.

Реле тепловое (термореле) предназначено для контроля температуры и автоматического поддержания заданных параметров в пределах — 55 + 125 о С. Российский поставляет термореле серии LR2-D 1310 для промышленных целей — защиты мощных электродвигателей. Принцип действия основан на изгибании термобиметаллической пластины при превышении допустимых значений тока и последующем размыкании контакта.

Фотореле контролирует уровень освещения. Возможно включение/отключение источника в автоматическом режиме. Фотореле ФБ-1 (ФБ-3), (Россия) позволяют плавно включать лампы накаливания в уличных фонарях и прожекторах. В вечернее время освещение плавно включается автоматически в соответствии с уровнем освещенности в природной среде. Для внутреннего и внешнего освещения можно использовать реле ФРЛ-11 ТДМ (Китай), способное коммутировать нагрузку до 20 А, успешно конкурируя со своими аналогами.

Схемы подключения магнитного пускателя на 220 В и 380 В + особенности самостоятельного подключения

При отсутствии питания пружины отжимают верхнюю часть магнитопровода, контакты находятся в исходном состоянии. При появлении напряжения нажали кнопку пуск, например катушка генерирует электромагнитное поле, которое притягивает верхнюю часть сердечника. При этом контакты меняют свое положение на фото картинка справа. При пропадании напряжения электромагнитное поле тоже исчезает, пружины отжимают подвижную часть магнитопровода вверх, контакты возвращаются в исходное состояние.

Описание и назначение

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

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 работает

При подключении контактора сразу нужно определиться с механизмом, который он будет включать. Это может быть двигатель, насос, вентилятор, нагревательные элементы, компрессоров и т.

Главной особенность контактора, отличающего его от автомата, является отсутствие всякой защиты.

Магнитный пускатель — устройство, отвечающее за бесперебойную и соответствующую требованиям стандартов работу оборудования. С его помощью осуществляют распределение питающего напряжения и управляют работой подключенных нагрузок. Чаще всего через него подают питание на электродвигатели.

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.

Литература

ГОСТ Р 50030.4.1-2002 (МЭК 60947-4-1-2000) Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 4-1. Контакторы и пускатели. Электромеханические контакторы и пускатели
ГОСТ Р 51731-2001 (МЭК 61095-92) Контакторы электромеханические бытового и аналогичного назначения
ГОСТ 11206-77 (2002) Контакторы электромагнитные низковольтные. Общие технические условия.
ГОСТ 14312-79. Контакты электрические. Термины и определения
Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. — М.: Энергоатомиздат, 1987.
Гуревич В. И. Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера. — М.: Солон-пресс, 2011. — 700 с.: ил. — ISBN 978-5-91359-086-2

Это интересно: Как выбрать тепловое реле для двигателя по мощности и току: разъясняем досконально