Контакторы и магнитные пускатели

Контакторы - это аппараты с дистанционным управлением, предназначенные для многократных включений и отключений электрических цепей в нормальных режимах, в основном для управления электродвигателями переменного и постоянного тока. Контакторы не имеют расцепителей, реагирующих на изменение тока и отключающих цепь при перегрузках и КЗ. Магнитные пускатели - это контакторы переменного тока, имеющие в двух фазах тепловые реле для защиты от токов перегрузки. В комплект к контакторам и пускателям входят аппараты для дистанционного управления - кнопочные станции.

Можно выделить три основные кинетические схемы контакторов и пускателей: прямоходную, рычажно-поворотную и комбинированную (поворотно-прямоходную).

Рис. 8.3. Принципиальные схемы контакторов:

а, б – кинематические схемы КМ-2334-23 и КНТ – 133М;

в – электрическая схема

 

На стенде справа установлены контакторы прямоходного типа КМ-2334-23 и KHT-133M. для удобства обзора у которых весь корпус или часть его заменены прозрачным оргстеклом. Принципиальные схемы этих контакторов приведены на рис.8.3 а, б и на стенде. При включении цепи электромагнита 1 якорь 2 притягивается к сердечнику, и подвижные 3 и неподвижные 4 контакты замыкаются. Для отключения контактора приводной электромагнит должен быть обесточен. Под действием пружины 5 контактная траверса 8 возвращается в исходное положение и размыкает контакты. На контактах образуются дуги, которые гасятся в камерах 6. В контакторе КМ-2334-23 используются закрытые керамические камеры (без дополнительных гасительных устройств), а в KHT-133M - дугогасительные решетки.

Кинематическая схема пускателя KHT-133M имеет ряд особенностей (рис. 8.3 б). Так, траверсы 8и8’ подвижных контактов 3 и якоря 1 жестко связаны с рейкой (коромыслом) 9, которая шарнирно закрепляется на оси O1. Поэтому движение траверс 8 и 8’ происходит в противоположных направлениях в параллельных плоскостях.

Если катушка электромагнита 1 (рис. 8.3 а, б) подключена к сети переменного тока, то сила притяжения якоря пульсирует с двойной частотой (не изменяя своего направления) от 0 до максимального значения. При этом наблюдаются вибрации якоря. Для снижения вибраций полюса электромагнитов (переменного тока) снабжают короткозамкнутыми витками 7, в которых индуцируются ЭДС, появляются токи и соответствующие магнитные потоки, сдвинутые по фазе на угол около 90° относительного основного потока. В результате пульсации силы сглаживаются, а вибрации якоря практически устраняются.

Контактор КМ-2334-23 подключен к цепи управления, кнопочная станция которой смонтирована на стенде. При нажатии кнопки SB1 ("Пуск") (рис.8.3 в) подается напряжение на катушку контактора YA включаются рабочие КМ и блокировочные КВ контакты. Блоккоктакт КВ шунтирует кнопку SB1, поэтому размыкание пусковой кнопки не разрывает цепь катушки.

При нажатии кнопки SB2 ("Стоп") размыкается цепь катушки YA и рабочие КМ, а также блокировочные КВ контакты отключаются.

Рычажно-поворотные контакторы и пускатели. На стенде смонтирован магнитный пускатель типа ПАЕ-321У3, электрическая и конструктивная схемы которого приведены на рис.8.4. При нажатии кнопки SB1 ("Пуск") подается питание не катушку пускателя VA (позиция 1 на рис.8.4 б) через размыкающие контакты тепловых реле KSA (7) и кнопку SB1 ("Стоп"). Якорь 3 притягивается к электромагниту 1, вращаясь вокруг оси O1. При этом замыкаются контакты КМ (5 и 8). Необходимое нажатие в контактах обеспечивает пружина 4. Одновременно замыкаются блокировочные контакты КВ, которые шунтируют кнопку SB1(’'Пуск"). При перегрузке электродвигателя срабатывают оба или одно тепловое реле KSA (7), цепь катушки размыкается контактами KSA1 и KSA2. При этом якорь 3 больше не удерживается сердечником, и под действием собственной массы и пружины 4 подвижная система отключается. Двукратный разрыв в каждой фазе и закрытая камера 6 обеспечивают надежное гашение дуги. Точно также происходит отключение при нажатии SB2. ("Стоп").

Рис. 8.4. Магнитный пускатель серии ПАЕ:а – электрическая схема;б – конструктивная схема

Амортизирующая пружина 10 предохраняет подвижную часть от резких ударов при включении. Все детали пускателя крепятся на металлическом корпусе 10. Для запиты от токов КЗ в цепи двигателя последовательно с пускателем установлены плавкие предохранители F.

Магнитные пускатели и контакторы с питанием схемы управления от рабочей сети обеспечивают автоматическое отключение при снижении напряжения до (0,6-0,7) Uном. При снижении напряжения притяжение якоря электромагнита ослабевает, и под действием силы тяжести и упругости пружин происходит отпадание (отпускание) якоря и отключение электродвигателя.

На стенде выведена ручка реостата, регулирующего напряжение в цепи пускателя ПАЕ-321У3. С помощью вольтметра можно контролировать напряжение отпускания и срабатывания якоря пускателя.

В контакторах и пускателях с комбинированной кинематической схемой сочетаются поворотная магнитная система с прямомоходной контактной системой, связанные рычагами. В таких системах путем выбора плеч рычагов удается достигнуть наиболее благоприятного соотношения между механической и тяговой характеристиками.

На стенде смонтированы магнитные пускатели с комбинированной поворотно -прямоходной кинематической схемой ПМА5100 (пятой величины) и ПМА6103 (шестой величины, модификация №3) на номинальные токи соответственно 100 и 160 А.

Рис. 8.5. Принципиальная конструктивная схема магнитного пускателя типа ПМА

Принципиальная конструктивная схема пускателя представлена на рис.8.5 и на стенде. При протекании тока по обмотке, магнитопроводы 4 притягивают якорь 1 и поворачивает рычаг 2 по часовой стрелке вокруг оси O1. В результате тяга 5 перемещается вниз и замыкает рабочие контакты 3. При снятии тока в обмотке магнитопровода под действием пружины 6 тяга поднимается вверх и размыкает контакты 3. Одновременно поворачивается рычаг 2 против часовой стрелками якорь 1 отходит от магнитопровода 4.

Контактная система магнитных пускателей типа ПМА закрыта пластмассовой крышкой, в которой установлены дугогасящие решетки. Для улучшения охлаждения проводников и дуги я крышке имеются прорези. Магнитная система пускателей (см. на стенде) набрана из тонких изолированных друг от друга стальных пластин П-образной формы. Катушка электромагнита выполнена из двух частей, охватывающих оба продольных стержня магнитопровода (рис.8.5). Витки катушки запрессованы в пластмассовый корпус. На катушке, установленной на стенде, в одной из половин выполнен разрез корпуса.

Магнитные пускатели снабжены тепловыми реле, которые последовательно включаются в рабочую цепь в две или три фазы. Принцип действия теплового реле основан на деформации при нагреве биметаллического элемента. Реле имеют фиксатор срабатывания. Возврат пластин в исходное положение осуществляется вручную, путем нажатия кнопки возврата.

В магнитных пускателях применяют тепловые реле прямого нагрева (в которых рабочий ток непосредственно протекает по биметаллическим пластинам), косвенного нагрева (за счет теплового излучения от специального нагревателя) и комбинированные (прямого и косвенного нагрева). На стенде представлены тепловые реле косвенного нагрева типа PTT-321 н TPT-I33. Реле PTT-321 подключено также к магнитному пускателю ПМА5100. Биметаллические элементы всех трех фаз этого реле связаны с системой блокконтактов, установленных сбоку на корпусе пускателя.

 

Рабочее задание

1. Изучите инструкцию коммутационных аппаратов до 1 кВ.

2. Используя раздаточный материал, укажите основные элементы выключателей, контакторов и пускателей; ответьте на поставленные вопросы.

3. Объясните и продемонстрируйте действие теплового расцепителя максимального тока в автоматических выключателях,

4. Определите напряжение отпускания и срабатывания якоря пускателя ПАЕ-321У3. Вычислите коэффициент возврата, равный отношению напряжения отпускания к номинальному напряжению сети.

 

Контрольные вопросы

1. Могут ли отключать номинальные рабочие токи пакетные выключатели, рубильники?

2. Какими устройствами для автоматического отключения снабжены выключатели A3716, АП-50, пускатели ПАЕ-321У3?

3. Какие основные кинематические схемы контакторов и пускателей представлены на стенде?

4. Чем отличатся кинематические схемы контакторов типа КМ и КНТ?

5. Каким образом устраняют вибрацию полюсов электромагнитов переменного тока?

6. Как отключается при КЗ цепь электродвигателя, управляемого пускателем или контактором?

7.