DC elektromagnetiska kontaktorer

DC-kontaktorer är utformade för att koppla om DC-kretsar och drivs vanligtvis av en DC-elektromagnet.

Allmänna tekniska krav för kontaktorer och deras driftsförhållanden regleras av GOST 11206-77. Användningskategorierna för moderna kontaktorer beskrivs nedan och parametrarna för de kretsar som de kopplar om anges, beroende på belastningens natur.

DC-kontaktorer:

DS-1-aktiv eller låg induktiv last.

DC-2-startande DC-motorer med parallell magnetisering och deras avstängning vid märkhastighet.

DS-3-start av elmotorer med parallell magnetisering och deras avstängning i stationärt tillstånd eller långsam rotation av rotorn.

DS-4-start av elmotorer med seriemagnetisering och deras avstängning vid nominell hastighet.

DS-5-start av elmotorer med seriemagnetisering, avstängning av stationära eller långsamt roterande motorer, motströmsbromsning.

Allmänna krav för kontaktorer:

1. Hög produktivitet och avbrott — inte mindre än 10Inom, och i vissa fall upp till 20Inom;

2. Långtidsdrift vid hög gränsfrekvens;

3. Lång varaktighet för omkoppling — upp till 3 miljoner cykler, med hänsyn tagen till avbrott i startströmmar;

4. Hög mekanisk hållbarhet;

5. Designprestanda, låg vikt och dimensioner;

6. Hög driftsäkerhet.

För kontaktorer finns det också ett läge med sällsynta kommutationer, kännetecknat av svårare förhållanden än vid normala kommutationer. Sådana lägen förekommer ganska sällan (till exempel vid kortslutning).

De viktigaste tekniska data för kontaktorerna är huvudkontakternas märkström, den begränsande brytströmmen, den anslutna kretsens märkspänning, den mekaniska och kopplingsuthålligheten, det tillåtna antalet starter per timme och den egna på- och avstängningstiden. Förmågan hos kontaktorn, som alla kopplingsanordningar, att tillhandahålla drift med ett stort antal operationer kännetecknas av slitstyrka.

Skilj mellan mekanisk och växlande slitstyrka. Mekanisk hållbarhet för kontaktorer bestäms av antalet kontaktor på/av-cykler utan reparation och utbyte av dess enheter och delar. I detta fall är strömmen i kretsen noll. Den mekaniska hållbarheten för moderna likströmskontaktorer är (10-20) 106 operationer.

Kontaktorernas kopplingslivslängd bestäms av hur många gånger kretsen slås på och av efter vilka kontakterna behöver bytas ut. Moderna kontaktorer bör ha en växlingsbeständighet i storleksordningen (2-3) 106 operationer (vissa kontaktorer som för närvarande är i produktion har en kopplingsbeständighet på 106 operationer eller mindre).

Kontaktorns inneboende stängningstid består av stigtiden för flödet i kontaktorsolenoiden till startflödesvärdet och ankarets gångtid. Det mesta av denna tid går åt till att bygga upp det magnetiska flödet. För DC-kontaktorer med en märkström på 100 A är den inneboende kopplingstiden 0,14 s, för kontaktorer med en ström på 630 A ökar den till 0,37 s.

Inbyggd kontaktoröppningstid — tiden från det att kontaktorsolenoiden stängs av tills dess kontakter öppnas. Det bestäms av avklingningstiden för flödet från det stabila tillståndsvärdet till det avklingande flödet. Tiden från början av ankarrörelsen till det ögonblick då kontakterna öppnas kan försummas. För DC-kontaktorer med en märkström på 100 A är den inneboende bryttiden 0,07, för kontaktorer med en märkström på 630 A — 0,23 s.

Kontaktorns märkström Inom är en ström som kan passera genom de slutna huvudkontakterna i 8 timmar utan att byta, och temperaturökningen för olika delar av kontaktorn bör inte överstiga det tillåtna värdet (periodisk-kontinuerlig drift).

En kontaktors märkström Inom.r är den tillåtna strömmen genom dess slutna huvudkontakter i en specifik tillämpning. Så till exempel den nominella driftströmmen Inom.r. för omkopplingskontaktorn för induktionsmotorer för squirrel-cage-rotor väljs från påslagningsvillkoren sex gånger motorns startström.

Kontaktorns märkspänning är den högsta switchade kretsspänningen för vilken kontaktorn är konstruerad att fungera.

Växlingshållbarhet för huvudkontakterna för kategorierna DS-2, DS-4 i normalt kopplingsläge bör den vara minst 0,1, och för kategorierna DS-3, minst 0,02 mekanisk hållbarhet.

Hjälpkontakter måste koppla om kretsar av växelströmselektromagneter, i vilka startströmmen kan vara många gånger högre än den stationära.

En DC-kontaktor har följande huvudkomponenter: ett kontaktsystem, en ljusbågssläckare, en elektromagnet och ett hjälpkontaktsystem. När spänning appliceras på spolen av kontaktorns elektromagnet, attraheras dess ankare. En rörlig kontakt ansluten till elektromagnetens ankare skapar eller bryter huvudkretsen. Ljusbågssläckningsanordningen säkerställer snabb ljusbågssläckning, vilket resulterar i lågt kontaktslitage. Systemet med hjälplågströmskontakter tjänar till att koordinera kontaktorns funktion med andra enheter.

Kontaktsystem av DC-kontaktorer. Anordningens kontakter utsätts för det tyngsta elektriska och mekaniska slitaget på grund av det stora antalet operationer per timme och de hårda arbetsförhållandena. För att minska slitaget råder linjära rullkontakter.

För att förhindra kontaktvibrationer skapar kontaktfjädern ett förtryck som motsvarar ungefär hälften av den slutliga kontaktkraften. Vibrationen påverkas starkt av den stationära kontaktens styvhet och vibrationsmotståndet hos hela kontaktorn som helhet. I detta avseende är konstruktionen mycket framgångsrik kontaktorserie KPV-600.

KPV-600-serien DC-kontaktorenhet

Den fasta kontakten 1 är stadigt fastsatt på konsolen 2. Ena änden av ljusbågssläckningsspolen 3 är fäst vid samma konsol.Den andra änden av spolen, tillsammans med tråden 4, är stadigt fäst vid en isolerande bas gjord av plast 5. Den senare är fäst vid en stark stålkonsol 6, som är basen för apparaten. Den rörliga kontakten 7 är gjord i form av en tjock platta.

Den nedre änden av plattan har förmågan att rotera i förhållande till vridpunkten 8. Därför kan plattan välta genom vaggan på den fasta kontakten 1. Ledningen 9 är ansluten till den rörliga kontakten 7 med hjälp av en flexibel tråd ( länk) 10. Kontakttrycket skapas av fjädern 12.

När kontakterna är slitna byts krackaren 1 ut mot en ny, och den rörliga kontaktplattan roteras 180° och dess oskadade sida används i drift.

För att minska smältningen av huvudkontakterna från ljusbågen vid strömmar över 50 A, har kontaktorn ljusbågskontakter — horn 2, 11. Under inverkan av magnetfältet hos ljusbågssläckningsanordningen flyttas ljusbågens referenspunkter snabbt till klämman 2 ansluten till den fasta kontakten 1, och till skyddshornet på den rörliga kontakten 11. Ankaret återförs till sitt ursprungliga läge (efter att magneten stängts av) av fjädern 13.

Huvudparametern för kontaktorn är den nominella strömmen, som bestämmer kontaktorns dimensioner.

En karakteristisk egenskap hos kontaktorer KPV-600 och många andra typer är elektrisk anslutning av den rörliga kontakten på utgången till kontaktorns kropp.

I påslaget läge för kontaktorn är magnetkretsen strömsatt. Även i avstängt läge kan det finnas kvar spänning på magnetkretsen och andra delar. Därför är kontakt med kontaktorns magnetiska krets livsfarlig !!!

KPV-seriens kontaktorer har en NC-kontaktdesign.Stängningen görs på grund av verkan av en fjäder, och öppningen beror på kraften som utvecklas av en elektromagnet.

Märkström för kontaktorn kallas ström för intermittent-kontinuerlig drift. I detta driftläge förblir kontaktorn på i högst 8 timmar. Efter att detta intervall har förflutit måste enheten slås på och av flera gånger (för att rengöra kontakterna från kopparoxid). Sedan slås enheten på igen.

Om kontaktorn placeras i ett skåp reduceras märkströmmen med ca 10 % på grund av försämring av kylförhållandena. V

kontinuerlig drift, när varaktigheten av kontinuerlig omkoppling är mer än 8 timmar, reduceras den tillåtna strömmen för kontaktorn med cirka 20%. I detta läge, på grund av oxidation av kopparkontakter, ökar kontaktresistansen, vilket kan leda till en ökning av temperaturen över det tillåtna värdet.

Om kontaktorn har ett litet antal brytare eller vanligtvis är avsedd för kontinuerlig omkoppling, löds en silverplatta på kontakternas arbetsyta. Silverfodret håller kontaktorns tillåtna ström lika med märkströmmen även vid kontinuerlig drift.

Om kontaktorn, tillsammans med det kontinuerliga kopplingsläget, används i det intermittenta kopplingsläget, blir användningen av silverfoder opraktisk, eftersom kontakterna snabbt slits ut på grund av silvers låga mekaniska hållfasthet.

Enligt anläggningens rekommendationer bestäms den tillåtna brytströmmen för KPV-600-kontaktorn av formeln:

, där n är antalet starter per timme.

Det bör noteras att om bågen brinner under lång tid med periodisk avstängning (avstängning av en stor induktiv belastning), kan kontakternas temperatur öka kraftigt på grund av uppvärmningen av kontakterna av bågen. I detta fall kan uppvärmningen av kontakterna under kontinuerlig drift vara mindre än under intermittent drift. Som regel har kontaktsystemet en pol.

Den används för att reversera asynkronmotorer med en hög startfrekvens per timme (upp till 1200) dubbelkontaktsystem... I dessa KTPV-500 permanentmagnetkontaktorer är de rörliga kontakterna isolerade från huset, vilket gör det säkrare att serva enheten.

Bilden visar kretsen för omkoppling av kontaktorer för reversering av asynkronmotorer. Jämfört med en krets med enpoliga kontaktorer har detta schema en stor fördel. Vid fel och fel på en kontaktor läggs spänningen på endast en pol på motorn. Med enpoliga kontaktorer kommer fel på en kontaktor att resultera i kraftig tvåfasmotorförsörjning.

Anslutningsschema för huvudkontakterna på kontaktorn KTPV-500 för reversering av en asynkronmotor.

Kontaktorer med tvåpoligt kontaktsystem är mycket bekväma att använda för kortslutningsmotstånd i rotorkretsen hos en induktionsmotor.

I kontaktorer av typ KMV-521 används även ett tvåpoligt system. Dessa kontaktorer är utformade för att slå på och stänga av kraftfulla elektromagneter för DC-drivenheter för oljebrytare... Närvaron av ett tvåpoligt kontaktsystem som ingår i DC-nätets två ledningar säkerställer tillförlitlig avstängning av den induktiva lasten.