Контакторы постоянного тока

Контактная система. С целью уменьшения износа для контакторов применяются преимущественно линейные перекатывающиеся контакты. Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, составляющее примерно 50 % конечного контактного нажатия. Большое влияние на вибрацию оказывает, жесткость крепления неподвижного контакта и

стойкость к вибрациям всего контактора в целом.

На рис. 2.1 показана конструкция контактора серии КПВ-600. Не­подвижный контакт 1 жестко прикреплен к скобе 2, к которой присоединен один конец дугогасительной катушки 3. Второй конец дугогасительной катушки с выводом 4 закреплен в пластмассовом основании 5. Последнее крепится к прочной стальной скобе 6. Подвижный контакт 7 выполнен в виде толстой пластины, нижний конец которой может поворачиваться отно­сительно точки опоры 8. Благодаря этому контакт 7 может перекатываться и скользить по поверхности неподвижного контакта 1. Вывод 9 соединяется с подвижным контактом 7 гибкой связью 10. Контактное нажатие создается пружиной 12.

При износе контакт 1 заменяется новым, а пластина подвижного кон­такта переворачивается на 180° и используется ее неповрежденная сторона.

Для уменьшения оплавления контактов дугой при токах более 50 А контактор имеет дугогасительные контакты - рога 2, 11. Под действием магнитного поля опорные точки дуги 14 быстро перемещаются на скобу 2, соединенную с неподвижным контактом 1, и на защитный рог подвижного кон такта 11. Возврат якоря в начальное положение (после отключения электромагнита) производится пружиной 13.

Рис.2.1. Контактор постоянного тока серии КПВ-600

Номинальный ток контакторов, расположенных в шкафах, понижается примерно на 10 % из-за ухудшения охлаждения.

В продолжительном режиме работы, когда длительность нахождения во включенном состоянии превышает 8 ч, допустимый ток контактора снижа­ется примерно на 20 %. В таком режиме из-за окисления меди контактов растет их переходное сопротивление, что может привести к повышению температуры выше допустимой. В контакторах с небольшим числом включений или предназначенных для длительного нахождения во включенном состоянии, на рабочую поверхность контактов напаивается серебряная пластина. Это позволяет сохранить допустимый ток контактора, равный номинальному, и в режиме продол­жительного включения. Если контактор наряду с режимом продолжительного включения используется в режиме повторно-кратковременного включения, применение серебряных накладок нецелесообразно из-за малой механической прочности серебра.

Необходимо отметить, что если при отключении в повторно-кратковременном режиме длительно горит дуга (отключается нагрузка с боль­шой постоянной времени Т = - L / R), то температура контактов может резко увеличиться за счет их нагрева дугой. В этом случае нагрев контактов в про­должительном режиме работы может быть меньше, чем в повторно-кратковременном режиме.

Как правило, контактная система имеет один полюс.

Для реверса асинхронных двигателей при большой частоте включений в час (до 1200) применяются контакторы типа КТПВ-600 со сдвоенными по­люсами. В этих контакторах подвижные контакты изолированы от корпуса, что делает более безопасным обслуживание аппарата.

Дугогасительное устройство. В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили устройства с электромагнитным дутьем с катушкой тока 3 и полюсами 15 (см. рис. 2.1).

Следует отметить, что при отключении малых постоянных токов (5-10А) и большой индуктивности нагрузки наблюдается длительное горе­ние дуги. По опытным данным ток, надежно отключаемый контактором, составляет 20-25% номинального тока. Современные контакторы серии МК обеспечивают отключение тока до 1А при постоянной времени цепи до 100 мс.

Электромагнитная система. В контакторах постоянного тока (рис. 2.1.) распространены электромагниты клапанного типа 20. С целью повы­шения механической износостойкости применяется вращение якоря 17 на призме 19. Компоновка электромагнита и контактной системы, показанная на рис. 4.1, применение специальной пружины 16, прижимающей якорь к призме, позволяют обеспечить износостойкость узла вращения у контакто­ров КПВ-600 до 20-10⁶ при допустимом числе включений 1200 в час. По мере износа зазор между скобой якоря 18 и призмой 19 автоматически выбирается под воздействием пружины 16.

Подвижная система контактора должна быть уравновешена отно­сительно оси вращения. В контакторе серии КПВ-600 якорь электромагнита уравновешивается деталями, несущими подвижный контакт и воспри­нимающими воздействие возвратной пружины. Катушка электромагнита наматывается на тонкостенную изолированную стальную гильзу, которая обеспечивает достаточную жесткость и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником. Последнее способствует снижению температуры катушки и уменьшению габаритов контактора.

При включении электромагнита преодолеваются усилия возвратной и контактной пружин. Тяговая характеристика электромагнита должна во всех точках идти выше характеристики этих пружин при минимально допустимом напряжении на катушке (0,85 % U_н) и нагретом ее состоянии.

Включение должно происходить при все время нарастающей скорости движения якоря. Скорость якоря не должна снижаться и в момент замы­кания главных контактов.

Важным параметром контактора является коэффициент возврата К_в ⁼ U _отн/ U _cp. Для контакторов постоянного тока К_в как правило, мал (0,2 - 0,3), что не позволяет использовать контактор для защиты двигателя от снижения напряжения.

Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 110 % U _hom, так как при большем напряжении увеличивается износ контактов из-за усиления ударов якоря, а температура обмотки может превысить допустимое значение.

В контакторах типа КТПВ, имеющих сдвоенную контактную систему, при номинальном токе 600А устанавливаются два параллельно ра­ботающих электромагнита для того, чтобы развить необходимую силу.

Следует отметить, что с целью уменьшения МДС обмотки, а следо­вательно, и потребляемой ею мощности рабочий ход якоря выбирается небольшим (8-10)-10³ м. В связи с тем что для надежного гашения дуги при малых токах требуется зазор контактов (17-20)10³ м, расстояние точки касания подвижного контакта от оси вращения подвижной системы берет­ся в 1,5 - 2 раза больше, чем расстояние от оси полюса до оси вращения.

Электромагниты контакторов серии КМВ, предназначенных для включения и отключения приводов масляных выключателей, допускают регулировку напряжения срабатывания и отпускания за счет регулирования возвратной и специальной отрывной пружин. Минимальное напряжение срабатывания этих контакторов достигает 65% U _ном. Низкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, приводящий к ее повышенному нагреву. В связи с этим при номинальном напряжении обмотка может включаться под напряжение только кратковременно на время не более 15с.

Схема включения электромагнита контактора для пуска двигателя аналогична схеме включения электромагнита пускателя.