Модульный контактор: схемы подключения и принцип работы

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.

Как работает контактор модульный (+ схема управления)

Принцип работы контактора любой модели заключается в том, что группа подвижных контактов постоянно сходится и расходится с неподвижными фиксированными контактами, пропуская и ограничивая течение электрического тока. Можно показаться, что это простой переключатель, но с рядом особенностей.

Схема управления освещением

Первое и самое главное — для обеспечения безопасности нормальное положение контактных групп (режим покоя) разомкнутое. В таких приспособлениях нет никаких механических функций для воздействия на контакты, чтобы они всегда были во включенном состоянии. Они смыкаются лишь тогда, когда на них подают напряжение.

Обратите внимание! К контакторам выдвигаются особые требования электрической безопасности, надежности и стойкости. В отличие от простых переключателей они обладают более высоким качеством исполнения, которое предотвращает аварийные ситуации различного характера

Устройство и принцип работы

Контактор – это двухпозиционный электромагнитный прибор, управление которым производится с помощью вспомогательной цепи электрического тока проходящего через катушки контактора. Во время прохождения электрического тока к сердечнику притягивается якорь, и группа контактов замыкается

В нормальном состоянии контакты в таком устройстве всегда разомкнуты – это важное правило для электробезопасности и удобства использования

Если говорить простыми словами контактор – это выключатель при подаче напряжения на который его контакты замыкаются, и нагрузка включается, а при отсутствии напряжения на контакторе – он размыкает электрическую цепь.

Конструктивно этот электромагнитный выключатель состоит из системы блок-контактов, дугогасительной, контактной и электромагнитной систем.

Для тех, кто знаком с электрическими схемами и принципами работы выключателей данные схемы будут понятны. На катушку А1 – А2 подается вспомогательное напряжение, при этом для создания механического усилия и замыкания контактов втягивается соленоид и включает те контакты, которые необходимо. В зависимости от типа контактора и его конструкции он может включать как одну группу контактов, так и несколько одновременно или в определенной последовательности. Для того чтобы безопасно и быстро размыкать контактор в его конструкции присутствует пружина, посредством которой контакты, при отсутствии напряжения, мгновенно размыкаются.

Несмотря на то, что с виду этот прибор кажется очень сложным, а во многих случаях (при управлении силовыми линиями до 600В и токами до 1600А) большим по размерам в его конструкции все достаточно просто:

группа контактов, выполненная из высококачественной меди;
корпус из диэлектрических материалов;
соединенная с электромагнитом напрямую контактная планка;
электромагнитная катушка;
дугогасительные элементы, которые необходимы при управлении большими токами.

Управление контактором производится с помощью вспомогательной цепи, напряжение которой должно быть ниже величины напряжения рабочего тока и может соответствовать 24, 42, 110, 220 или 380 В.

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.

Параметры и технические показатели

К основным показателям электро-магнитных контакторов относятся следующие:

Численность главных контактов. Для устройств постоянного тока их число – 1-2, переменного тока – 2-5.
Показатель токового номинала в силовой цепи.
Значение предельной коммутационной способности устройства. Означает показатель максимального тока, который может быть отключен контактором без утраты эксплуатационных качеств.
Номинальное напряжение силовой цепи – не более 660 В, управляющей цепи – 12, 24, 48, 110 и 220 В. По этим данным подбираем нужное устройство.
Устойчивость к коммутационному износу пускателей, составляющая до 2 млн. циклов. Прибор должен выдерживать установленное количество коммутаций под действием тока в силовой цепи, и быть пригодным для последующего использования.
Устойчивость к механическому износу, рассмотренная выше. Означает число срабатываний без тока в силовой цепи. У контакторов этот показатель равен 10-20 млн. циклов, по нему выбирают необходимый прибор.
Продолжительность собственного времени включения. Это временной отрезок от момента включения (подачи команды) и до момента, когда контакты окажутся полностью замкнутыми.
Продолжительность собственного времени отключения. Начинается от момента подачи команды на выключения и до полного гашения электрической дуги.
Значение токовых характеристик на дополнительных контактах, их количество и тип. По своим функциям они могут быть замыкающего и размыкающего действия.

Большое значение для электромагнитных контакторов приобретает номинальный показатель рабочего тока и напряжения. Значение номинальных токовых параметров зависит от условий нагрева основных цепей, при бездействии самого прибора. В замкнутом положении основных контактов, прибор должен выдерживать ток установленного номинала на протяжении 8 часов. При этом, его любые детали не могут нагреваться сверх установленной величины.

Напряжение силовой цепи соответствует номинальному, когда контакторное устройство может нормально выполнять свои функции. Кроме того, существуют контакторы постоянного и переменного тока, используемые в соответствующих цепях. Между ними имеется заметная разница, поэтому их следует рассмотреть более подробно.

Что такое контактор и для чего он нужен

В электрических сетях постоянно приходится включать или выключать различные нагрузки или управлять их работой. Как мы знаем, в быту для этих целей существуют механические выключатели и рубильники. Но у таких устройств есть весьма ограниченный ресурс износостойкости, а для больших электрических систем, управление с помощью механических рубильников является неудобным и неэффективным способом. Именно поэтому был создан такой прибор, который имеет огромный ресурс работы, позволяет производить циклы включения и выключения до нескольких тысяч раз в час, а самое главное дает возможность управлять нагрузкой дистанционно. Простыми словами это выключатель.

Электромагнитные контакторы применяются во всех сферах нашей жизни. Они включают уличное освещение, управляют отключением высоковольтных линий электропередачи, линий транспортных систем (трамвайных, троллейбусных, железнодорожных), широко применяются в строительстве и промышленности для запуска мощных силовых установок, двигателей, машин и другого оборудования.

Более того, такие коммутационные устройства применяются и в жилых домах для различных целей, таких, например, как включение электрообогревательных приборов или водонагревателей, для управления вентиляционными установками, водопроводными или канализационными насосами. Прогресс не стоит на месте и на данный момент системы умного дома под управлением контакторов или групп таких приборов уже постепенно входят в жизнь обычных людей.

Огромную роль эти устройства играют в электробезопасности и, как следствие, предотвращении пожаров от возгорания электрооборудования или силовых линий.

Данные приборы имеют ряд преимуществ перед различными модульными приспособлениями:

Могут подключаться к любой сети;
Имеют компактные размеры;
Абсолютно бесшумны в работе;
Могут использоваться при высоких мощностях и больших токах;
Легкие в эксплуатации и просты в монтаже;
Могут работать в любых условиях.

Противопоказания для процедуры

Если у вас есть одно из следующих заболеваний, вам рекомендуется отказаться от подобных экспериментов с температурой воды:

онкологические заболевания;
гипертония;
сердечно-сосудистые недуги;
простуда;
менструация;
предрасположенность к тромбозу;
проблемы с кровоснабжением головного мозга.

На видео рассказываеться как правильно принимать контрастный душ.

Насос (помпа) – важнейшая деталь любой стиральной машины, задействованная во всех основных циклах работы агрегата (стирка и полоскание, отжим и сушка и так далее). Без этой детали попросту не осуществляется …

Покрывать дороги брусчаткой(тротуарной плиткой) начали еще в древние времена. Обычно ею выкладывают тропинки во дворе и саду. Смотрятся такие дорожки очень красиво. О свойствах брусчатки можно сказать следующее: тротуарная плитка …

Недавно в сети Интернет появился видеоролик, демонстрирующий работоспособность автоматики для ворот, а также шлагбаумов ТМ «Comunello» в условиях сильного мороза. Стоит отметить, что это очень актуальный вопрос для жителей стран …

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.

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.

Модульный контактор (км)