В гл. 2 были рассмотрены тяговые статические характеристики электромагнитных механизмов, а также сила тяги для электромагнитов постоянного тока. Известно, что сила тяги электромагнита (формула 2.3) может быть выражена зависимостью
Ток катушки определяется из уравнения
(7.22)
Так как при отпущенном якоре магнитное сопротивление определяется главным образом воздушным зазором, то индуктивность системы остается почти неизменной (магнитная цепь не насыщена)
Решая уравнение (7.22), получим
(7.23)
Здесь
Якорь придет в движение, когда ί достигнет значения /тр, который близок к значению /у, т. е. /тр = /у. Поэтому м. д. с. катушки будет иметь почти неизменное значение. Однако с уменьшением воздушного зазора магнитное сопротивление магнитной цепи будет уменьшаться, а поток Ф будет возрастать. Так как сила F=kФ*, то тяговая статическая характеристика контактора постоянного тока будет иметь приблизительно вид, который представлен на рис. 2.5 (кривая /).
* Собственно время срабатывания — это время от момента подачи напряжения на катушку до момента касания контактов.
Напряжение, при котором происходит отпадание якоря, называется напряжением отпускания. Напряжение, при котором может происходить срабатывание контактора, называется напряжением срабатывания. Отношение напряжения отпускания к напряжению срабатывания называется коэффициентом возврата контактора
(7.24)
где Ав — коэффициент возврата. Для контакторов постоянного тока 6В=0,15—0,2;
Uотп — напряжение отпускания;
ί/сраб — напряжение срабатывания.
Таким образом, контакторы постоянного тока имеют низкий коэффициент возврата, что является их отрицательным свойством. Чем больше £в, тем совершенней аппарат, тем он лучше для построения схем автоматического управления.
Время срабатывания и отпускания контакторов постоянного тока
В гл. 2 был рассмотрен вопрос о времени срабатывания и отпускания магнитных механизмов. Время срабатывания, согласно формуле (2.33), слагалось
а время отпускания по формуле (2.44)
В отношении времени действия контакторов установились такие понятия.
Рис. 7.5
- Полное время срабатывания — это время от момента подачи напряжения на втягивающую катушку до момента полного притяжения
Контакторы постоянного тока типов КП5 и КП 15 предназначены для включения и отключения силовых цепей постоянного тока напряжением до 440 в. Они изготовляются на номинальные токи до 600 а, однополюсными с нормально открытыми главными контактами.
Контакторы типа КП5 изготовляются с принудительным дугогашением, а типа КП 15 без принудительного дугогашения. Втягивающие катушки питаются от сети постоянного тока напряжением 110—220 в. Магнитная система имеет U-образный якорь, который отпадает под действием собственного веса. Контактор имеет две параллельно контактные системы, каждая из которых рассчитана на ток 300 а. Собственно время срабатывания — около 0,35 сек, а отпускания — около 0,15 сек.
Общий вид контактора типов КП5 и КП15 представлен на рис. 7.4. Эти контакторы типов КП5 и КП 15 монтируются на изолирующей плите и имеют блок-контакты.
Контакторы постоянного тока типа КМВ-521 двухполюсные с нормально открытыми главными контактами, с Магнитным гашением дуги. Они изготовляются на напряжение 220 в и на токи до 50 а. Предназначаются для дистанционного включения соленоидных приводов выключателей высокого напряжения и главным образом в устройствах автоматического повторного включения (АПВ). Напряжение втягивающей катушки может быть 48, 110 и 220 в. Собственно время срабатывания — около 0,1 сек, а отпадания — около 0,05 сек. Магнитная система имеет уравновешенный якорь.
Важным параметром контактора является частота срабатывания, т. е. число включений и отключений в единицу времени, обычно в час. Время срабатывания контакторов постоянного тока довольно велико (0,35—0,4 сек), а частота срабатывания достигает около 600 включений и отключений в час. Как правило, контакторы постоянного тока изготовляются однополюсными, так как двухполюсный контактор не имеет преимуществ перед двумя однополюсными.
Последовательный контактор постоянного тока имеет последовательную удерживающую обмотку (рис. 7.6) и вспомогательную параллельную втягивающую обмотку для подготовки его к действию. Такой тип контактора применяется для шунтирования ступени пускового сопротивления в схеме автоматического пуска двигателя постоянного тока в функции тока.
Для подготовки контактора к действию предварительно подается питание во вспомогательную обмотку. При этом якорь притягивается к сердечнику и главные контакты замыкаются.
Затем контактор переключается на основную обмотку и якорь удерживается в притянутом положении до тех пор, пока ток в основной обмотке не уменьшится до значения, при котором усилие пружины вернет якорь в исходное положение.
На рис. 7.6: 1 — удерживающая обмотка, 5 — втягивающая обмотка, 4 — якорь, 2 — главные контакты, 3 — пружина.
Рис. 7.6 Рис. 7.7
В отличие от контакторов постоянного тока, которые имеют главным образом однополюсное исполнение, контакторы переменного тока изготовляются трех- и четырехполюсными и с большим числом полюсов. Контакторы переменного тока допускают до 1500 включений в час.
Контакторы серии КТ и КТЭ применяются в цепях переменного тока напряжением до 500 в и выпускаются на токи от 75 до 600 а, изготовляются 2, 3, 4 и 5 величины и 1, 2, 3 и 5-полюс- ными. Они имеют дугогасительные устройства, работающие по принципу гашения коротких дуг. Выпускаются с принудительным дугогашением и без него. Первые из них отключают цепи под нагрузкой, вторые без нагрузки. Собственно время срабатывания составляет около 0,08—0,1 сек а отпускания — 0,05—0,1 сек. Общий вид контактора серии КТ и КТЭ приведен на рис. 7.8.
Контакторы серии КТВ применяются в силовых цепях переменного тока напряжением до 380 в и изготовляются на токи 75, 150, 300 и 600 а
Рис. 7.10
Контакторы с принудительным дугогашением отключают цепи под нагрузкой и без нее. Собственно время срабатывания около 0,08—0,1 сек, отпускания — 0,05—0,1 сек. Втягивающие катушки могут быть предназначены для работы на переменном и постоянном токе. При питании втягивающих катушек постоянным током предусматриваются экономические сопротивления, включаемые последовательно с втягивающей катушкой. На момент пуска экономическое сопротивление блокируется. Внешний вид контактора серии КТВ приведен на рис. 7.10. Имеются и другие серии контакторов переменного тока.
Контакторы с выдержкой времени (таймтакторы) применяются в магнитных станциях постоянного тока, предназначенных для осуществления автоматического пуска электродвигателей постоянного тока в функции времени. Контакторы с выдержкой времени, или таймтакторы, совмещают функции силовых контакторов ускорения и электромагнитных реле времени. Отсюда и их название. Изготовляются они с одной и двумя катушками. Тайм- такторы с одной катушкой изготовляются на базе магнитной системы реле типа ЭРЭ-180. Выдержка времени у таких контакторов создается медной втулкой, насаженной на сердечник. Регулирование выдержки времени достигается с помощью пружины и изменением толщины немагнитной прокладки, расположенной между якорем и сердечником. Выдержка времени у таймтакторов, изготовленных на базе реле ЭРЭ-180, может достигать 5 сек.
Рис. 7.11
На рис. 7.11 приведен общий вид контактора с выдержкой времени типа ТЭ-2-1001 и ТЭ-2-1002. Основными деталями этого контактора являются две магнитные системы — I и //, которые состоят из якоря 8, качающегося на призматической опоре, угольника 6, выполненного из полосовой стали, круглых сердечников 8, прикрепленных к угольнику 6 и пластине магнитной системы II Верхняя магнитная система имеет втягивающую катушку 5, которая замыкает силовые контакты. Нижняя магнитная система имеет удерживающую катушку 7, предназначенную для подготовки таймтактора к действию. Эта же катушка служит для создания выдержки времени. Притягивание якоря происходит под действием магнитного потока, создаваемого катушкой 7. Если катушку 7 отключить, якорь отпадает с выдержкой времени. Контакт 4 и якорь 8 в отключенном положении удерживаются пружиной 2. Пружина 1 оттягивает якорь от сердечника, когда катушка 7 отключена.
Контакторы с выдержкой времени типа ТЭ-2-1001 и ТЭ-2-1002 применяются в цепях постоянного тока с напряжением до 220 в, а ТЭ-203 до 440 в. Контакторы ТЭ-2-1001 и ТЭ-2-1002 имеют выдержку времени до 1,5 сек, а ТЭ-203, ТЭ-213 до 5 сек. Втягивающие катушки могут иметь номинальное напряжение от 24 до 220 в. Таймтакторы рассчитаны на работу в прерывисто продолжительном режиме и могут работать в повторно кратковременном режиме при ПВ = 40% с частотой до 600 включений в час.
