Контактор
Контактор
— коммутационный аппарат, один из видов реле, предназначенный для частых коммутаций силовых электрических цепей в нормальном рабочем режиме. Применяются для дистанционного управления мощной нагрузкой в цепях постоянного и переменного тока.
Разновидности контакторов
. Исходя из основных технических характеристик эти аппараты можно классифицировать по:
— номинальному напряжению и току, роду тока главной (силовой) цепи; — роду тока и номинальному напряжению цепи управления; — количеству главных коммутируемых полюсов; — наличию дополнительных блоков вспомогательных контактов; — конструктивным особенностям (съемному или несъемному исполнению элементов, креплению, способу присоединения внешних проводников, степени защиты оболочки и пр.); — наличию тепловой защиты; — наличию системы гашения дуги; — комплектности устройств и наличию интерфейса для подключения устройств, предназначенных для подавления помех и коммутационных перенапряжений.
Устройство и принцип работы контакторов
. Наиболее распространенными аппаратами являются контакторы с электромагнитным приводом и прямоходовой системой контактов, на примере которых ниже описаны их конструкция и принцип работы. Основными частями контактора являются:
— контактная система, включающая в себя систему подвижных и неподвижных главных и и механически связанных с ними дополнительных контактов; — электромагнитная система, состоящая из катушки, сердечника и якоря; — возвратная пружина, предназначенная для возврата контактов в исходное положение.
Управляющее напряжение, приложенное к контактам катушки вызывает намагничивание сердечника, притягивающего якорь. Движением якоря на котором закреплены подвижные главные и вспомогательные контакты осуществляется их контакт с неподвижными, замыкая таким образом силовую цепь и цепь с дополнительными контактами.
При снятии напряжения с катушки магнитное поле, удерживающее якорь исчезает, что под действие возвратной пружины приводит последний вместе с подвижными контактами в исходное состояние, обеспечивая размыкание цепей с главными и дополнительными контактами.
Применение
. Диапазон применения этих коммутационных аппаратов довольно широк; возможность применения контакторов в цепях с большими токами в кратковременном и повторно-кратковременном режимах позволяет их использовать для управления мощной нагрузкой в цепях переменного и постоянного тока (силовых и осветительных цепях, управления электродвигателями и т. д.).
Исполнение электрических классических контакторов
Электрические классические контакторы – они же магнитные пускатели, обычно имеют группы контактов – основную и вспомогательную.
Контактные группы (чаще всего) находятся в нормально разомкнутом состоянии. Только при условии подачи напряжения питания на индукционную катушку прибора, контактные группы прибора изменяют своё состояние.
Три верхних клеммы основной группы служат для подключения входного трехфазного переменного тока, как правило, напряжением не менее 380 вольт. Эта контактная группа оснащена усиленными винтовыми зажимами под маркировкой «L1», «L2», «L3».
Назначения терминалов: 1 — подвод линейного напряжения; 2, 11 — выход под нагрузку; 3, 5 — питание катушки; 4, 6 — вспомогательный; 7 — чувствительность; 8, 9 — кнопки отключения и сброса вручную; 10 — вспомогательная группа
Вторая основная группа клемм, назначенная под питание нагрузки (электродвигателя или другой), расположена в нижней части конструкции прибора и также имеет винтовые зажимы, маркированные «T1», «T2», «T3».
Каждый прибор традиционно маркируется буквенно-цифровой комбинацией символов. Маркировка располагается на корпусе прибора и несёт базовую информацию об устройстве. Например:
А – 26 – 30 – 10
Здесь символом «А» обозначается серия устройства. Далее цифра «26» отмечает номинальный ток (26А) для нагрузки в виде асинхронного электродвигателя.
Цифра «30» обозначает число нормально открытых и нормально закрытых силовых контактов (соответственно 3 и 0). Цифра «10» указывает на число вспомогательных «NO» и «NC» контактов (1 и 0).
Назначение вспомогательной коммутации
Вспомогательные контакты часто используется в составе логической цепи реле или применяются в составе какой-либо другой части схемы управления нагрузкой. Типичное напряжение коммутации здесь 220В переменного тока.
Схема подключения (классика): 1 — магнитный пускатель; 2 — токовое защитное реле; 3 — электродвигатель; 4 — кнопка «СТОП»; 5 — кнопка «ПУСК»; 6 — кнопка сброса аварии
Вспомогательные контактные группы могут иметь разную конфигурацию, в зависимости от модели прибора и производителя. Состояние контактов возможно как нормально закрытое, так и нормально открытое. Обычно имеет место комбинация состояний.
Терминальный набор вспомогательного интерфейса обычно рассчитан под номинальный ток существенно ниже, чем пропускают основные контакты.
Однако механизм вспомогательной группы действует в единой связке с главным механизмом коммутации электрического контактора.
Как правило, маркировка вспомогательных клемм выполняется цифровым кодом. Например, «13» и «14», «82» и «83» и т.п. К этой же категории в какой-то степени относятся и клеммы питания индуктивной катушки электромагнитной системы прибора.
Контактные клеммы питания катушки традиционно имеют маркер «А1» и «А2». На эти клеммы подводится напряжение управления электромагнитным механизмом, обычно по классической схеме (см. выше).
Описание и назначение
Модульный фазный контактор – это устройство, которое используется для коммутации электрических цепей и их дистанционного управления. Его можно использовать как для постоянного, так и для переменного тока. В зависимости от марки и типа этого прибора его можно модернизировать по собственному усмотрению, дополняя реле, датчиками времени и другими приборами, управляющими электрическими проводниками.
Фото — ESB20-11
По типу работы существует несколько видов контакторов, но сейчас в основном используются электромагнитные модульные, т. к. они бесшумные при работе и не создают вибрация во время переключения режимов. Поэтому, в отличие от механических, их можно использовать в бытовых условиях, где большинство других коммутационных приспособлений восприимчивы к сильной вибрации.
Классификация модульных контакторов может производиться по количеству полюсов и техническим характеристикам. МК бывает:
- Однополюсный (Siemens, Hager, Аско);
- Двухполюсный (VS220 Elko, Legrand–Легранд, ТДМ);
- Трехполюсный (Merlin Gerin multi ST-103, VCA 63);
- Четырехполюсный (Eaton Moeller).
Также их можно различать по силе тока, износостойкости и области использования. Устройства предназначены для работы в условиях от 20 до 62 Ампер, выдерживают до нескольких миллионов циклов включения-отключения. Достоинства коммутационных модульных контакторов:
- Прибор полностью бесшумный, поэтому его можно устанавливать даже в квартирном щитке, не беспокоясь о дискомфорте;
- МК бывает однофазный и двухфазный, что позволяет подключить его к любой сети;
- Устройство оборудовано встроенный диодным мостом, который выпрямляет переменный ток;
- Простая инструкция по подключению и эксплуатации;
Фото — схема подключения
- Несмотря на небольшой амперметраж устройства, контактор можно использовать при высоких мощностях;
- Может использоваться, чтобы подсоединить ПЛЕН, для коммутации ТЭНов и многих других электроприборов;
- Небольшие размеры позволяют устанавливать его на din-рейку;
- Специальная рабочая схема позволяет после включения гасить помехи, возникающие в переменном магнитном поле, которые могут негативно влиять на общую работу коммутатора.
МК или КМ (сокращенно от «модульный контактор»), состоит из контактной и дугогасительной систем, набора дополнительных контактов и управляющего электромагнита. Принцип работы коммутатора основан на замыкании рабочих контактов под воздействием магнитного поля сети. Во время включения катушка устройства начинает насыщаться напряжением, металлический магнитный якорь прижимается к сердечнику, благодаря чему в зависимости от исходного положения прибора, начинают открываться или закрываться контакты. Такой пускатель обязательно должен иметь дополнительные контакты, которые управляют катушкой и включают реверсивный ход.
КМ63/2-32
При этом дугогасительная система выступает в роли своеобразного ограничителя при резком обрыве электрической дуги или скачке напряжения.
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.
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.
При снятии питания с катушки 7 магнитный поток в сердечнике исчезнет и якорь 5 под действием отключающей пружины 9 и собственного веса отпадет от сердечника. При
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.
Конструкция контактора
Чтобы понимать принцип действия контактора, необходимо изучить его строение. Ведь сам аппарат состоит из нескольких частей. Начнем с катушки. Она нужна для создания магнитного тока. Если катушка ещё и дроссель, тогда она обеспечивает движущие силы для работы приборов. Чтобы не произошло неполадок, стоит проверить напряжение новой катушки.
При замене следует проверить несколько важных пунктов. Такие как отсутствие касания подвижных деталей и отсутствие воздушного зазора при соприкосновении якоря и сердечника. Следующая деталь – контактная пружина. Поддерживает фиксированное натяжение контактов. После стыковки контактов происходит перекат подвижного на неподвижный. При этом случается разрушение оксидных пленок и различных химических соединений, появляющиеся на поверхности контактов. Если при передвижении контактов подвижный оказывается на неподвижном, то это называется предварительным натяжением контактной пружины. Это помогает снизить вибрацию одного контакта на другой.
Следующая часть модульного контактора – подвижная. Состоит она из контактов, которые передвигаются и создают работу. И еще одна часть аппарата – это замыкающиеся контакты. Как раз на них и перемещаются подвижные контакты с целью создания работы. Последние две части можно объединить одним словосочетанием – контактная система. Ведь, по сути, отличаются части немногим, но вместе создают определенную силу. Следует учесть, что присоединены они к якорю, но находятся в разных местах, потому что подвижные будут на траверсе, а неподвижные, на корпусе.
Когда контакты не соприкасаются и тока в них нет, то это называют «состояние покоя». При подаче напряжения на катушку создаётся электромагнитное поле, которое создаёт ЭДС, электродвижущую силу. Силовые контакты на ЭДС притягивают сердечник. В случае если подача напряжения будет прекращена, то электромагнитное поле пропадет и якоря (сердечники) не будут удерживаться. При этом с помощью пружины все контакты вернутся в исходное положение, размыкая цепи. В этом и заключается основной принцип работы контактора. Более подробно рассмотреть, как работает аппарат и из чего он состоит, вы можете на видео ниже:
Устройство и схема работы
Теперь мы можем сказать, что модульные контакты (как и другие контакторы или же пускатели) работают при подаче или отключения напряжения на электромагнитной катушке. Инструкция по подключению и эксплуатации довольно проста и не заставит вас долго возиться с ней, потому что при использовании вы легко освоите принцип действия аппарата.
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.
Принципиальное устройство
Контактор состоит из нескольких узлов:
- Энергетического.
- Силового.
- Коммутационного.
Энергетический узел обеспечивает формирование электромагнитного поля, достаточного для получения определенной однонаправленной силы. Это поле появляется как следствие протекания электрического тока через катушку с сердечником. Его форма делается либо П-, либо Ш-образной, в зависимости от конструкции этого коммутационного изделия.
Силовые линии магнитного поля наиболее сконцентрированы вблизи сердечника, и поэтому силовой узел выполнен так, чтобы воздействие на него со стороны энергетического узла получилось максимальным. Для более равномерного усилия, возникающего при протекании через катушку переменного тока, в ней делается короткозамкнутый виток. Он играет роль демпфера, который препятствует дребезгу контактов с частотой 50 Гц. Если катушка питается постоянным током, на ее сердечнике располагается диэлектрическая прокладка для предотвращения слипания намагнитившихся деталей.
Силовой узел содержит подвижный подпружиненный ферромагнитный элемент — якорь, который притягивается к неподвижному сердечнику катушки, передавая силу коммутационному узлу. В нем расположены контакты. Их число может быть различным, в зависимости от конструкции контактора. Для управления электродвигателями в трехфазных сетях контактов бывает три-четыре — одинаковых по своим характеристикам. Но могут быть и дополнительные маломощные контакты, используемые для управления вспомогательными элементами схемы.
Расположение дополнительных контактов определяют отличие контактора от магнитного пускателя. Они располагаются в группе с основными контактами, а не сбоку, как в магнитном пускателе.
Кроме контактов в коммутационном блоке расположены камеры для гашения электрической дуги.
Контакторы и магнитные пускатели
Введение
В начале данной статьи хотелось бы сразу определиться в чем заключается разница между контактором и магнитным пускателем, так как данный вопрос зачастую ставит в тупик даже самых опытных специалистов-электриков, при этом многие полагают, что разница между ними заключается в их конструкции, габаритных размерах или величине коммутируемого (номинального) тока, однако это не так. Поможет разобраться нам с этим вопросом ГОСТ 30011.4.1-96 в котором приведены следующие определения:
Контактор — это коммутационный аппарат с единственным положением покоя, оперируемый не вручную, способный включать, проводить и отключать токи в нормальных условиях цепи, в том числе при рабочих перегрузках.
Пускатель — это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузок.
Как следует из определений выше, контактор — это устройство предназначенное для коммутирования (включения/отключения) каких либо нагрузок, т.е. любых нагрузок, в то время как пускатели — это комплекс устройств предназначенный для управления конкретно электродвигателем, а так же обеспечивающий его защиту от перегрузок, при этом сами контакторы входят в состав пускателей:
Как видно на картинке выше в состав пускателя входят: контактор — для включения и отключения электродвигателя, тепловое реле — для защиты электродвигателя от перегрузок, кнопки — для управления контактором, все перечисленные устройства помещаются в общий корпус.
Так же согласно того же ГОСТ 30011.4.1-96 пускатели бывают следующих видов:
Пускатель прямого действия — Пускатель, одноступенчато подающий сетевое напряжение на выводы двигателя. Реверсивный пускатель — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений без обязательной остановки двигателя. Пускатель с двумя направлениями вращения — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений только во время остановки двигателя.
Таким образом пускатель прямого действия предназначен для запуска, остановки и защиты электродвигателя, в то время как реверсивный пускатель помимо всего вышеперечисленного позволяет менять направление вращения двигателя.
Как видно на картинке выше в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора переключение между ними меняет порядок чередования фаз что приводит к изменению направления вращения электродвигателя. (Подробнее об изменении направления вращения электродвигателя и схеме работы реверсивного пускателя смотрите здесь.)
Существуют так же так называемые модульные контакторы — это компактные контакторы предназначенные для установки на DIN рейку, в остальном их устройство и принцип работы такой же как и у обычных контакторов.
Теперь разобравшись с понятиями контактора и пускателя приступим к изучению принципа их работы.
Устройство и принцип работы контактора
Как видно на картинке выше электромагнитный контактор состоит из следующих основных элементов: магнитопровода состоящего, в свою очередь, из подвижной и неподвижной частей, электрической катушки, силовых контактов, предназначенных для включения и отключения нагрузки, в состав которых входят подвижные контакты, которые крепятся к подвижной части магнитопровода и неподвижные контакты, которые крепятся к верхней части корпуса контактора, блок-контактов предназначенных для использования в цепях управления, а так же пружины которая обеспечивает поддержание в разомкнутом состоянии состоянии силовых контактов.
Обзор фирм производителей модульных контакторов
Современный рынок изобилует множеством разных коммутационных приборов, среди которых присутствуют и электромагнитные. Модульные контакторы пользуются особой популярностью, в связи с чем, представлены разнообразными моделями, как отечественных, так и зарубежных производителей. Все они обладают высоким качеством и надежностью. Тем не менее, цены на изделия заметно разнятся.
Для сравнения, в таблицу сведены некоторые товары от разных фирм:
| Название бренда | Страна | Наименование изделия | Количество полюсов | U ном., Вольт | Цена, руб. |
| Schneider Electric | Франция | Acti 9 ICT 63A 4NO | 4 | 400 | 10780 |
| IEK | Китай | КМ63-40 4Р 63А | // | // | 2000 |
| ABB | Швейцария | ESB-63-40 (63A) | // | // | 5600 |
| TDM | Россия | КМ63/4 4АР 63А | // | // | 1600 |
| EKF | Россия | КМ 3Р 63А | 3 | // | 2500 |
Технические параметры указанных в таблице изделий схожи, однако, цены у всех разные. Во многом сказывается имя бренда, но выбор всегда остается за пользователем. Многие считают, что знаменитые производители лучше отслеживают качество продукции и, соответственно, заслуживают большего доверия. Главное не приобретать товар сомнительного происхождения.
