В работе электрических цепей постоянно возникают ситуации, когда требуется включить или выключить на расстоянии какие-либо установки и оборудование. Для решения этих задач широко используются электромагнитные контакторы, работающие с разными видами токов. В нормальном рабочем режиме коммутационных устройств предполагается частое выполнение подобных операций – примерно 1500 в течение часа. Устройство и принцип работы контакторов позволяет активно применять их для управления двигателями высокой мощности, установленными на электровозы, трамваи, троллейбусы, лифты и другую технику, и оборудование.
Разница между контактором и магнитным пускателем
Многие путают контакторы с пускателями. Чем же они отличаются между собой?
Контактор по сути, это одиночное устройство, предназначенное для замыкания и размыкания электрических цепей. А пускатель представляет собой некое комплексное устройство, выполняющее ту же функцию, но с дополнительными элементами в своей схеме.
Например, различные виды защит или пусковые кнопки.
Большой проблемы нет, в том что многие применяют эти термины по-другому.
Главное понимать функциональность каждого оборудования.
Конструктивные элементы
Каждый контактор КМИ оборудуется катушкой или электромагнитом, составляющим основу прибора. Питание данного компонента осуществляется в широком диапазоне напряжений – 12-380 вольт. Перед подключением нужно точно установить рабочий ток электромагнита, указанный в паспорте или в боковой части корпуса катушки.
Следующий важный элемент конструкции – сердечник. Он представляет собой сборную конструкцию с металлическими пластинами, пропитанными лаком. Сердечник состоит из неподвижной и подвижной частей. Первая часть служит для размещения катушки, а другая часть – подвижная – предназначена для расположения подвижных контактов. Крепление неподвижных контактов выполняется с помощью винтов к пластмассовому корпусу прибора. Подвижные – крепятся к сердечнику специальным изоляционным держателем. В наконечники полюсов неподвижной части запрессованы короткозамкнутые кольца из алюминия, устраняющие эффект детонации.
Площадь соприкосновения контактных напаек в разных конструкциях ИЭК может отличаться. Она зависит от рабочего тока силовых цепей, который может быть пропущен контактором. В связи с этим, каждый тип прибора имеет свою величину – первую, вторую, третью и т.д. Большинство из них оборудовано четырьмя контактными парами: три предназначены для силовой цепи, а один – является дополнительным и выполняет различные функции. Он блокирует цепь управления, включает звуковую или цветовую сигнализацию, частично обеспечивает автоматическую релейную защиту управления электроустановок.
Соединение проводников осуществляется при помощи специальных соединительных контактов. Они имеют овальную форму, благодаря которой повышается надежность фиксации. Для небольших проводов используются закаленные тарельчатые шайбы, а под проводники большого сечения предусмотрена зажимная скоба. Насечки на контактах еще больше повышают надежность фиксации, увеличивают площадь контакта и снижают нагрев проводов.
Когда на катушку поступает питание, это приводит к появлению электромагнитного эффекта. Под его влиянием металлический цилиндр начинает двигаться вверх, после чего происходит замыкание контакта. Цепь, подающая питание к катушке, считается управляющей, а напряжение в ней достаточно низкое, в пределах 24 вольт. Другая цепь, которая замыкает контакт является силовой, поскольку по ней проходит ток с напряжением, достигающим 660 вольт. При отсутствии подачи питания металлический сердечник под действием пружины возвращается в исходное положение, а цепь оказывается разомкнутой.
Что означают сокращенные названия пускателей
Ниже приведены расшифровки условных обозначений и наименований популярных марок пускателей и контакторов ПМЛ, КМЭ, ПАЕ, ПМА.
По ним можно узнать, что означают те или иные цифробуквенные обозначения и как они расшифровываются.
Получается, что только из одного названия можно понять:
- что это за изделие
- какая у него функциональность
- какие дополнительные возможности он в себе несет
Чтобы ознакомиться с каждым типом пускателя нажмите на соответствующую вкладку.
ПМЛКМЭПАЕПМА
Однако помимо названия, очень много информации содержится на самом корпусе контактора.
Рассмотрим на примере двух изделий от IEK КМИ и Schneider Electric LC1D25 какие же надписи и обозначения наносят производители на корпуса, как они расшифровываются и что обозначают.
Основные преимущества продукции
Магнитный контактор от Schneider Electric имеет ряд преимуществ в сравнении с аналогами:
- — диапазон рабочих температур выше среднего – от -50 до +50 градусов по шкале Цельсия;
- — расширенный диапазон номинального тока;
- — упрощенный монтаж благодаря специальным безвинтовым зажимам;
- — низкий шум в процессе коммутации;
- — устойчивость к ударам и вибрации;
- — экономное потребление энергии;
- — контактор дополнительно защищает от скачков напряжения благодаря встроенному диоду Transil;
- — повышенная долговечность и износостойкость, которая обуславливается использованием инновационных разработок.
Технические характеристики на самом контакторе
Начнем с контактора от Шнайдер Электрик. На боковой грани указывается максимально возможная подключаемая к контактору мощность в лошадиных силах (HP — horsepower). Зависит данная мощность от питающего напряжения.
В ряде стран, лошадиные силы до сих пор применяются, хотя и есть рекомендации международной организации по метрологии о том, чтобы лошадиную силу исключить из употребления.
Далее указываются общие рекомендации по выбору автоматических выключателей или предохранителей.
- надпись CB – Circuit Breaker относится к автоматам
- Fuse – к предохранителям
Обязательно прописывается максимальное рабочее напряжение (а.с. max).
Cont. current – это длительный номинальный ток при категории нагрузки АС1.
Если говорить упрощенно, то категория АС1 – это нагрузка типа утюг или обыкновенный нагреватель.
AWG 6-14 Cu – показывает сечение проводов, которые можно подключать к контактам.
Измерение идет в западных единицах. Для того, чтобы узнать аналог нашего сечения в мм2, потребуется воспользоваться таблицей перевода AWG в мм2.
Torque 20lb.in – момент усилия, с которым допускается затягивать клеммы.
Более точные цифры в привычных единицах измерения, можно также найти в технических данных на сайте производителя, либо воспользоваться вот здесь специальной программой конвертером lb-in в Nm (ньютон-метры).
Lb-in расшифровывается как фунт на квадратный дюйм.
Качественные контакторы всегда имеют надписи о наличии сертификатов, которым соответствует данный механизм.
Ith-40А – условный тепловой ток в открытом исполнении. Проще говоря, это тот ток, который может через себя пропустить контактор при нормальных условиях окружающей среды.
Ui=690V – номинальное напряжение изоляции изделия.
IEC/EN 60947-4-1 – соответствие пускателя данному стандарту. ГОСТ Р50030.4.1-2012 – это наш модифицированный аналог этого стандарта.
Uimp=6kV – допустимое импульсное перенапряжение.
В отдельной табличке указываются возможные подключаемые к контактору мощности, в зависимости от питающего напряжения.
Мощности прописываются уже в киловаттах. У некоторых может возникнуть вопрос, почему такая разница в зависимости от напряжения.
Объясняется это просто. По большому счету, контактору все равно на какое напряжение рассчитана нагрузка. Самое главное, это величина тока, протекающего через его контакты.
Например, у вас есть напряжение 100В и ток 10А. Нагрузка в этом случае будет 1кВт.
А если напряжение будет в 2 раза больше, т.е. 200В, то при подключении той же нагрузки в 1кВт, через изделие будет течь ток в 2 раза меньше I=5А.
Поэтому, чем ниже напряжение, тем меньшей мощности нагрузку можно подключить к контактору. При этом, всегда обращайте внимание, для какого типа нагрузки указаны данные.
Например в данной случае, мощности указаны для нагрузки AC3. Образец такой нагрузки – асинхронный двигатель.
JIS C8201-4-1 – это японский промышленный стандарт. Соответственно, здесь также прописывается возможные подключаемые к контактору мощности, в зависимости от питающего напряжения по данному стандарту.
Почему прописывается такой большой и странный набор напряжений? Потому что в различных странах разные стандарты, которые и определяют уровни силовых напряжений.
Например, в Японии в обычной розетке 100 вольт. А для мощных нагрузок применяется уже 200В.
Коммутирующее устройство
Наиболее сильному механическому и электрическому износу подвержены контакты аппарата. Это связано с большим количеством операций включения / отключения в час. Для уменьшения износа контактной поверхности большее распространение получили линейные перекатывающиеся контакты.
Во избежание вибрации контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, которое равно примерно половине конечной силы нажатия. На вибрации большое влияние оказывает жесткость крепления, как самого электрического контакта, так и устойчивость к вибрациям всего контактора в целом. В этом отношении хорошим примером может послужить конструкция контактора КПВ – 600 (рисунок ниже).
К скобе 2 жестко прикрепляется подвижный контакт 1. К этой же скобе крепится один конец дугогасительной катушки 3. Второй конец катушки и вывод 4 надежно крепится к изолированному основанию из пластмассы 5. Последнее крепится к стальной прочной скобе 6, которая является основанием аппарата. Подвижной контакт 7 выполняется в виде толстой пластины 7. Нижний конец пластины может поворачиваться относительно точки опоры 8. Благодаря данному свойству пластина может перекатываться по сухарю неподвижного контакта 1. С подвижным контактом 7 соединяется вывод 9 с помощью гибкой связи (проводника) 10. Контактное нажатие создает пружина 12.
В случае износа контактов сухарь 1 заменяется новым, а пластина может быть перевернута на 1800 и ее не поврежденная сторона может использоваться в работе, что приводит к определенной экономии на замене пластины.
Дугогасительные рога (контакты) 2,11 используются для уменьшения оплавления основных контактов при токах выше 50 А. Опорные точки дуги под действием магнитного поля дугогасительного устройства быстро перемещаются на скобу 2, которая соединяется с неподвижным контактом 1, и на защитный рог подвижного контакта 11. Пружина 13 возвращает якорь в начальное положение (после отключения магнита).
Номинальный ток является основным параметром контактора. Он, собственно, и влияет на размеры устройства.
Характерной особенность не только контактора КПВ-600, но и многих других типов, является электрическое соединение подвижного элемента с корпусом контактора. Магнитопровод находится под напряжением при включенном положении контактора. Соприкосновение с магнитопроводом является опасным для жизни, так как напряжение может оставаться на магнитопроводе и других деталях даже в выключенном положении контактора.
У серии контакторов КПВ имеется исполнение с размыкающимся главным контактом. Замыкание контакта производится пружиной, а размыкание под действием электромагнита.
Номинальный ток контактора – это ток прерывисто-продолжительного режима работы. В таком режиме контактор находится во включенном положении не более 8 часов, после чего аппарат должен быть несколько раз включен и отключен (необходимо для зачистки контактов от окиси меди). После чего аппарат снова начинает работу.
Если контактор расположен в шкафу управления, то номинальный ток снижается на 10% из-за ухудшения условий охлаждения.
При длительности включения более 8 часов (продолжительный режим работы) допустимый ток контактора снижается примерно на 20%. В таком режиме работы из-за окисления медных контактов возрастает переходное сопротивление, что может приводить к повышению температуры выше допустимой. Если контактор предназначен для малого количества коммутационных операций или длительного включения, то на рабочую поверхность контактов напаивают серебряную пластину. Серебряная накладка позволяет сохранить рабочий ток контактора на уровне номинального и в продолжительном режиме работы. Если же контактор на ряду с продолжительным режимом используется еще и в повторно-кратковременном режиме – использование серебряных накладок теряет смысл, так как серебро имеет малую механическую прочность и при частых включениях / отключениях серебряная пластина быстро изнашивается.
При ПВ = 40% (повторно-кратковременный режим) допустимый ток, как правило, составляет примерно 120% номинального. Для контактора КПВ-600 (по рекомендациям завода изготовителя) ток повторно-кратковременного режима вычисляется по формуле:
Здесь n – число включений в час.
Важно отметить, что если в повторно-кратковременном режиме при отключении нагрузки долго горит электрическая дуга (большая индуктивная нагрузка), температура контактов резко увеличится за счет нагрева дугой. В таком случае нагрев контактов в повторно-кратковременном режиме работы может быть выше, чем в продолжительном.
Как правило, контактная система имеет один полюс.
Сдвоенная контактная система применяется для реверса асинхронных электродвигателей при большом количестве включений в час (больше 1200). Контакторы типа КТПВ – 500, которые имеют электромагнит постоянного тока, подвижные контакты изолированы от корпуса, что положительно влияет на безопасность аппарата при обслуживании. Ниже на рисунке показана схема включения контактора для реверса асинхронных электродвигателей:
Двухполюсная схема имеет большое преимущество над однополюсной схемой. При отказе одного из контакторов напряжение будет подано только на одну фазу электродвигателя. В случае же с однополюсной системой выход одного из контакторов из строя приведет к возникновению двухфазного питания асинхронного двигателя, что является тяжелым режимом работы машины.
Также контакторы с двухполюсным питанием довольно удачно используются для закорачивания сопротивлений в цепи ротора асинхронного электродвигателя с фазным ротором.
Двухполюсная система также применяется и в контакторах типа КТПВ – 521. Данный тип контакторов предназначается для включения и отключения приводов постоянного тока масляных выключателей. Наличие двухполюсной системы контактов обеспечивает надежное отключение индуктивной нагрузки.
Надписи контактов
Переходим к надписям на лицевой панели пускателя=контактора.
А1 и А2 – это точки подключения катушки управления.
Сами клеммы маркируются двумя альтернативными способами:
- числовая последовательность 1-2-3-4-5-6
- буквенно цифровая. Сверху L1-L2-L3. Снизу T1-T2-T3.
Вспомогательные контакты маркируются в соответствии со стандартами. Есть один нюанс, о котором не все знают.
Конструкция
Конструктивно электромагнитный контактор состоит из двух основных блоков:
- Нижнего (основания) – данный блок состоит из крышки, внутри которой расположен Ш-образный неподвижный магнитопровод с управляющей катушкой в центральной части. Количество витков и размеры управляющей катушки зависят от величины подаваемого на нее напряжения. Так, в советских и современных моделях данных устройств могут быть установлены катушки, рассчитанные на напряжение от 24 до 380 В.
- Верхнего (контактной группы) – в состав данного блока входят два вида контактов: подвижные и неподвижные. Подпружиненные подвижные контакты расположены на траверсе с закрепленным магнитопроводом (сердечником), имеющим такие же форму и размеры, что установленный в основании. При этом одинаковые по форме и размерам сердечники основания и контактной группы располагаются друг напротив друга.
Две группы неподвижных контактов расположены по обе стороны от подвижной траверсы и закреплены в специальных пазах при помощи винтов. К одной группе таких контактов подводятся питающие кабели, находящиеся под необходимым для питания нагрузки напряжением. Вторая группа контактов подключается к оперативной цепи – кабелям, которые питают нагрузку.
Так как при соединении контактов реле часто происходит искрение, вся верхняя часть устройства закрыта специальной крышкой, выполняющей роль искрогасительной камеры.
Конструкция контактора ПМЛ
Между верхним и нижним блоками располагается возвратная витая или пластинчатая пружина.
На заметку. Для безопасности и более удобного управления устройством его часто помещают в герметичный корпус с двумя кнопками: «Пуск» и «Стоп». В некоторых моделях часто имеется третья кнопка – «Реверс».
Нормально открытые и закрытые контакты
Первая цифра обозначения – это порядковый номер контакта. А вторая цифра – это функция контакта.
Например, сверху можно увидеть надписи 13-21. Снизу 14-22.
То есть, первые цифры 1-2 это порядковый номер контакта. Слева идет один вспомогательный контакт, справа второй.
А вторая цифра – это функция. Число 1-2 – это общий провод или часть нормально закрытого контакта цепи.
Число 3-4 это часть нормально открытого контакта. То есть по номерам, не раскручивая и не прозванивая механизм, не изучая его схему в паспорте, можно сразу понять, что 13-14 является нормально открытым контактом №1 (NO – normal open).
А 21-22 – нормально закрытый контакт №2 (NC – normal closed).
Все другие привычные нам электромагнитные реле, имеют такую же маркировку, облегчающую визуальное понимание функциональности устройства. Вот пример другого реле и обозначение его контактов.
Вам не нужно искать документацию на него, чтобы понять как здесь подключаться или какую функцию несет тот или иной винтовой зажим.
На корпусе также обязательно прописывается напряжение катушки, которая управляет пускателем.
Буква М7 (или другая) – это определение типа катушки в заказном номере.
Например, если у вас в контакторе марки LC1D25 сгорит катушка, вам достаточно будет при заказе указать напряжение и ее номер М7. Вы точно будете знать, что придет именно то изделие, и того размера, которое необходимо.
Еще один важный момент, на который стоит обратить внимание – это возможность использования разных типов проводов в клеммах. Если площадки будут медными, это означает, что применять алюминиевые провода недопустимо.
Сечение и типы подключаемых проводов указываются в технической документации.
Области применения
Среди лидеров в сфере производства предохранительного электрооборудования и средств автоматизации компания компания Schneider Electric заслуженно считается одной из самых надёжных и прогрессивных. Модульные контакторы широко применяются в промышленном производстве, торговле и в быту.
Данный тип электрооборудования наиболее востребован при энергообеспечении и монтаже:
- — вентиляционных систем и систем кондиционирования;
- — осветительных систем;
- — задвижек;
- — автоматических ворот, дверей и т.д.
Все магнитные контакторы можно поделить на две категории, различающиеся по своим конструктивным особенностям и возможностям:
- — реверсивные;
- — нереверсивные.
