Контактор для чего используется
Digitrode
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Что такое контактор – виды контакторов, принцип действия и области применения
Что такое электрический контактор
Контактор – это электромеханическое устройство управления, которое используется для создания или разрыва соединения между нагрузкой и источником питания. Использование контактора аналогично реле. Но устройство, используемое для применения с более высоким током, известно как контактор, а устройство, используемое для приложений с более низким током, известно как реле.
Контактор имеет несколько контактов в зависимости от приложения и нагрузки. Как правило, эти контакты являются нормально разомкнутыми контактами. И, следовательно, нагрузка отключается, когда обмотка контактора обесточена. Но контактор может проектироваться как для нормально разомкнутых, так и нормально замкнутых применений. Наиболее распространенное применение контактора в пускателе, который используется для включения и выключения электрооборудования, такого как двигатель, трансформатор и т. д.
Контактор – это электрически управляемый переключатель, используемый для переключения силовой цепи, аналогичный реле, за исключением случаев с более высоким номинальным током. Контактор управляется цепью, уровень мощности которой намного ниже, чем у коммутируемой цепи. Контакторы часто используются для двигателей мощностью от 150 л.с.
Структура контактора
Контактор состоит из трех основных частей: катушка или электромагнит, корпус или рама, контакты.
Катушка намотана на электромагнитный сердечник и ведет себя как электромагнит. Как правило, она состоит из двух частей: одна представляет собой неподвижную часть, а вторая представляет собой подвижную часть. Пружина соединена между обеими частями. Следовательно, существует механизм возврата пружины. Стержень связан с подвижной частью. Когда сила витка больше силы пружины, оба контакта соединяются, а когда сила пружины больше силы катушки, оба контакта отсоединяются друг от друга.
Очень малая величина тока будет протекать через пружину из цепи питания или внешней цепи управления, чтобы возбудить сердечник электромагнита. Для применений переменного тока электромагнитный сердечник состоит из многослойного мягкого железа, чтобы уменьшить вихревые токи. Для применений постоянного тока не возникает проблем с вихревым током, и в данном случае сердечник выполняется из твердой стали.
Корпус используется для защиты внутренних частей контактора. Он состоит из пластика, нейлона, керамики или бакелита. Он обеспечивает защиту для электромагнита и контактов. Корпус используется для изоляции контактов и обеспечения защиты от пыли, масла, погодных условий и других опасностей взрыва. Позволяет избежать прямого прикосновения к контакту при питании.
Контакты – это единственные компоненты, из которых будет вытекать весь ток нагрузки. Следовательно, это очень важные компоненты контактора. Контакты классифицируются как силовой контакт, вспомогательный контакт и контактная пружина. Есть два типа силового контакта; стационарный контакт и подвижный контакт.
Материал, используемый для контактов, обладает стабильным сопротивлением дуге и высокой сварочной стойкостью. Эти материалы должны выдерживать механические нагрузки, эрозию и дугу. Сопротивление этого материала настолько низкое, насколько это возможно, потому что полный ток нагрузки будет проходить через контакты. Для применения с низким током эти контакты состоят из оксида серебра, кадмия и никеля серебра, а для применения с высоким током и постоянного тока – из оксида серебра и олова.
Якорь электромагнита связан с подвижным контактом. Следовательно, движущийся контакт движется под действием электромагнита и соединяется/разъединяется с неподвижным контактом.
Принцип работы контактора
Электромагнитное поле создается, когда электромагнитная катушка находится под напряжением. Как мы видели в конструкции, подвижный контакт контактора связан с якорем (металлическим стержнем) электромагнита.
Когда создается электромагнитное поле, якорь испытывает силу и тянет к неподвижному контакту. Сила, создаваемая катушкой, больше, чем сила пружины. Оба контакта остаются в этом положении до тех пор, пока катушка не будет обесточена.
Как только обмотка будет обесточена, электромагнитная сила становится равной нулю, и якорь оттягивается из-за силы пружины. Происходит возврат в нормальное состояние. Контакторы предназначены для быстрого включения-выключения.
Вход катушки контактора может быть переменным или постоянным, или в некоторых случаях универсальная катушка используется в качестве электромагнитной катушки. Универсальные катушки работают как на переменном, так и на постоянном токе. Небольшая потеря мощности происходит в контактах, и цепь компенсации используется, чтобы уменьшить эту потерю.
При замыкании и размыкании контактов между контактами образуется дуга. Эта дуга может сократить срок службы контактора, так как увеличивает температуру контактов. Из-за дуги вредные газы производят монооксид. Следовательно, существует несколько методов, используемых для контроля и исчезновения дуг.
Контакторы выбираются на основе тока и напряжения нагрузки, диапазона регулирования напряжения и применения в зависимости от категории использования. Если вы хотите проверить, замкнуты или разомкнуты контакты, вы можете проверить это с помощью омметра. Подключите омметр между входными и выходными контактами, если счетчик показывает бесконечные показания, контакты разомкнуты, а если счетчик показывает нулевые показания, контакты замкнуты.
Виды контакторов
Ножевой контактор
Это самый старый тип контактора который использовался для включения и выключения электродвигателей. Он состоит из металлической полосы с рычагом. Рычаг используется для подъема и опускания металлических полос («ножей»). Это ручной контактор. И его очень трудно быстро включить и выключить вручную. Также у него есть вероятность изнашивания контактов.
Ток полной нагрузки будет проходить через контакты и, следовательно, для большого двигателя ток полной нагрузки очень высок. В этом случае возникает проблема образования дуги между контактами, и дугу трудно погасить. Вторая проблема – потеря мощности. Поскольку ток очень высок, большое количество энергии будет истощаться через контакты. И третья проблема – безопасность. Поэтому этот тип контактора нуждается в улучшении. Срок службы этого контактора очень короткий, так как существует вероятность коррозии контактов из-за влаги. Из-за проблем и рисков, связанных с эксплуатацией, этот контактор используется редко.
Ручной контактор (контактор с двойным разрывом)
У ножевых контакторов много недостатков. Следовательно, чтобы преодолеть эти недостатки, был изобретен ручной контактор. Этот тип контактора безопасен для работы благодаря меньшему блоку.
Он позволяет вам работать с большим током в меньшем пространстве. Контакты с двойным разрывом разделяют соединение и создают два набора контактов. Как следует из названия, он не может управляться дистанционно или по беспроводной связи, он должен работать вручную. Итак, оператор включает и выключает его вручную.
Магнитный контактор
Конструкция этого типа контактора наиболее продвинута среди всех других типов контакторов. Это контактор электромагнитного типа, и он может работать автоматически. Требуется небольшое количество энергии цепи управления для включения и выключения нагрузки. Поэтому работа этого контактора более безопасна по сравнению с ручным контактором.
Это наиболее часто используемый контактор в промышленности. Он работает электромеханически и следовательно; для соединения между нагрузкой и источником питания требуется очень небольшое количество тока.
Области применения контакторов
Наиболее распространенное применение контактора в пускателях двигателей. Он используется с защитой от перегрузки и короткого замыкания для промышленного двигателя.
Контакторы используются для автоматизации промышленного, коммерческого и жилого освещения. Для этого типа применения используется реле с защелкой. В этом типе реле используются две катушки. Один для разомкнутого контакта и второй для замкнутого контакта.
Однополюсные контакторы используются для управления нагрузкой 12 В постоянного тока в автомобиле.
Использование контакторов с автоматическим выключателем обеспечивает безопасность эксплуатации нагрузки в промышленности. И в такой роли он используется для быстрого переключения нагрузки.
Что такое модульный контактор
Как происходит подача (и размыкание) питания на электроустановки, либо на линии электропередач (разумеется, речь идет о локальной проводке, а не о высоковольтных линиях)? С помощью коммутационных устройств различного типа. Это могут быть штекерные устройства (вилка-розетка), ручные или автоматические защитные включатели, электронные цепи управления. Практично и безопасно использовать устройства дистанционной коммутации: такие, как модульный контактор.
Сразу развеем ложное мнение: такие включатели (переключатели) не являются строго промышленными приборами. Контакторы переменного тока широко применяются в быту. Причем не только в частных домах, но и в квартирах.
Устройство и принцип работы контактора
Исходя из наименования, это группа контактов, предназначенная для соединения электрических линий. Основное применение — модульный контактор коммутирует силовые линии. Если в обычном включателе (пусть даже и автоматическом защитном), смыкание и размыкание происходит вручную, контакторы переменного тока управляются дистанционно.
Рассмотрим схему простого контактора, без блокировок и защитных модулей.
Для тех, кто мало-мальски знаком с электротехникой, понять принцип работы несложно. Основа силовой группы — это контакты, обозначенные на схеме литерами «L» и «T». В зависимости от конструкции, система может одновременно включать одну, две, или более пар контактов. Для того чтобы соединительная проводящая планка прижалась к неподвижным контактам, требуется усилие. В обычных включателях это механическое приспособление, приводимое в движение оператором. Наша схема срабатывает с помощью электромагнита. Когда на катушку A1-A2 подается управляющее напряжение, соленоид втягивается, и силовые (рабочие) контакты замыкаются.
Для обеспечения надежного и безопасного размыкания, предусматривается обратная пружина.
После снятия питания с управляющей обмотки, возвратная пружина мгновенно отводит контактную планку от силовых клемм.
Что внутри
Несмотря на кажущуюся сложность и громоздкость конструкции, элементная база простейшая:
По сути, конструкция мало чем отличается от обычного реле. Так же точно существуют нормально замкнутые, нормально разомкнутые, и переключающие схемы (в которых присутствуют оба вида контактных групп). При этом, согласно технических требований ГОСТ, модульный контактор должен иметь только одно положение покоя (состояние контактной группы при отсутствии внешнего управляющего давления).
При механическом воздействии на токопроводящую планку (или группу линеек) происходит замыкание (размыкание) одной или нескольких контактных пар.
Таким образом, с помощью прямого или дистанционного воздействия можно управлять питанием электроустановок или магистралей электропередач.
Назначение контакторов
Можно разделить эти устройства по основным признакам, хотя область применения фактически неограниченна.
Типы контакторов по назначению
Многие из вас, находясь рядом с кабиной водителя, слышали регулярные громкие щелчки при нажатии педали. Именно так работает линейный контактор.
Различные типы привода
Виды контакторов по способу монтажа
Безкорпусные или специализированные устройства (например, линейный контактор в троллейбусе), не имеют ограничений по дизайну, разрабатываются исходя из соображений функционала и безопасности. Существуют и специальные конструкции, создаваемые для определенных электроустановок. Такие включатели не применяются в бытовых условиях, поскольку требуют отдельных мест размещения.
Для удобства использования в стандартных электрощитках, применяются стандартные модульные конструкции для крепления на DIN рейках.
Они отлично вписываются в общую систему энергоснабжения дома или офиса, если их применение предусмотрено проектом.
Где купить
Максимально быстро приобрести оборудование можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:
Схема подключения модульного контактора
Универсальных решений не бывает, каждый коммутатор соединяется с силовыми и управляющими линиями в соответствии с рекомендациями производителя. Разобраться в этом несложно, в паспорте и на корпусе устройства обязательно присутствует подробное описание (равно как и меры безопасности).
При этом один и тот же контактор (имеется в виду модель) можно использовать для различных проектов и локальных решений. Для понимания методики разработки, рассмотрим схему подключения коммутатора в режиме кнопочного пускателя для электродвигателя.
Так же точно можно включать мощный электрообогреватель или бойлер для воды. Не имеет значения, будет контактор однофазным, или трехфазным. Принципиально на схему включения влияет лишь количество контактных групп.
Разобравшись с общими принципами работы, вы сможете подобрать необходимое устройство и безопасно интегрировать его в свою схему энергоснабжения. Или организовать локальное подключение отдельной электроустановки.
Видео по теме
Для чего нужны контакторы?
Электричество прочно вошло в нашу жизнь. Мы уже не представляем, как можно обходиться без него. Каждый день мы пользуемся электрическими приборами, включаем, отключаем их и не задумываемся, что происходит внутри приборов.
Все мы знаем, что необходимо использовать выключатель, чтобы зажегся свет. А если прибор работает в автоматическом режиме и должен самостоятельно включаться и выключаться, как, например, холодильник или кондиционер? Для дистанционного коммутирования или простым языком включения и отключения потребителей электричества, есть контакторы.
В быту контакторы мы не видим, поскольку контакторы являются составными частями различных приборов и только люди, которые профессионально занимаются электротехникой могут до них добраться. Основное использование контакторы нашли в профессиональной сфере — от тяжелого машиностроения до жилищно-коммунального хозяйства.
Все контакторы конструктивно похожи. Они состоят из подвижных и неподвижных контактов (подвижные контакты соединены с подвижной траверсой магнитной системы). Контактор управляется с помощью электромагнитной катушки. На катушку подаётся напряжение, возникает электромагнитное поле, которое преодолевая сопротивление пружины, притягивает подвижную часть магнитной системы вместе с закрепленными на ней подвижными контактами. Контакты смыкаются и потребитель подключается к электрической цепи.
Есть много серий (названий) контакторов. Каждая серия имеет свою специализацию. Среди них есть более универсальные серии, и узкоспециализированные, применяемые только в специальных случаях.
Основная последовательность номинальных токов контакторов компании EKF состоит из двух серий КМЭ PROxima и КТЭ PROxima и включает последовательность номинальных токов от 9 до 630А.
Контакторы КМЭ PROxima имеют ряд токов от 9 до 95А, управляются катушкой переменного тока, напряжением 230 или 400А — эти катушки идут в комплекте. Можно поменять катушки и получить контактор с катушками 24, 36, 110В переменного тока. Это достаточно универсальные контакторы — область их применений достаточно велика. Они могут применяться для управления трехфазными асинхронными двигателями, освещением, нагревательными установками и многим другим оборудованием, питаемым трехфазным током.
Если рассматривать массовость использования, то можно сказать, что до 90% всей вырабатываемой электрической энергией тратится в электродвигателях и 60% от этого количества в электродвигателях мощностью до 45кВт, которыми и управляют контакторы КМЭ PROxima. КМЭ PROxima — это самый массовый контактор. Технические характеристики КМЭ PROxima позволяют применять их и для освещения, где необходимо длительное время пропускать ток через контактор и использовать их для работы дискретной линии подачи в различных технологических процессах, где циклы включения-отключения могут достигать 2400 в час. Очень часто возникает необходимость в управлении единичным электрическим приводом. Это такие установки как местная вентиляция, различного вида ворота, не сложные насосы. В таких случаях кроме функции запуска и остановки необходимо защитить двигатель. Для этого используют пускатель. Пускатель — это контактор с тепловым реле. Контактор коммутирует электрическую цепь, а тепловое реле защищает электродвигатель от перегрузки, обрыва фазы и в конечном итоге от выхода из строя электродвигателя. Принцип действия теплового реле основан на разном коэффициенте расширения металлов при нагреве. Два таких металла объединяют в одну пластину. При нагреве такая пластина изгибается в строго определённую сторону и её изгиб зависит от величины нагрева. В тепловом реле через такую пластину проходит ток, и если ток выше допустимого, то биметаллическая пластина изгибается и, нажимая на рычаг отключает контакт, через который проходит питание контактора и контактор отключается.
В номенклатуре EKF имеются пускатели в корпусе КМЭ с РТЭ IP65 EKF PROxima с индикацией работы или без. Данные пускатели имеют кнопки «пуск» «стоп». Индикация необходима, когда управляемое оборудование находится далеко и визуально невозможно определить работает ли оно.
Второй по массовости контактор — это контактор КТЭ PROxima. Он рассчитан для работы с токами от 115 до 630А и катушкой управления 230, 400В. Поскольку коммутируемые токи значительно отличаются от токов КМЭ PROxima, то и КТЭ PROxima по внешнему виду массивнее и больше своего «младшего брата». Разница во внешнем виде обусловлена необходимостью применения больших поперечных сечений токоведущих частей, большей площади контакта главных контактов.
Применение контакторов КТЭ PROxima аналогично применению контакторов КМЭ, только коммутируемые токи значительно больше, однако есть и различие. КТЭ PROxima применяется в различного вида подъёмных механизмах — электрических кранах, кран-балках, тельферных подъемниках. В этих механизмах контакторы работают в особо тяжелых условиях. Пуск затруднен наличием нагрузки на подъёмном механизме, да и остановку крана зачастую производят подключением противотока, когда двигатель работает против движения груза, тем самым тормозя его. В такие моменты особая нагрузка ложиться на контактор — токи перегрузки достигают 10 — 12 номинальных токов контактора, но КТЭ PROxima рассчитан на работу в таких условиях, поэтому это вторая по массовости крупа контакторов, в силу распространённости электродвигателей мощностью свыше 45кВт.
В номенклатуре EKF есть миниконтактор МКЭ PROxima. Они рассчитаны на токи 6-16А, с катушкой управления 24, 230, 400В и дополняют собой контакторы КМЭ PROxima. Там, где есть ограничение по объему, там применяют миниконтакторы МКЭ PROxima — это такие приборы, как кондиционеры, холодильники, другие устройства с минимизированным рабочим пространством. Миниконтакторы могут быть установлены в пластиковые боксы совместно с модульным оборудованием и поэтому могут применяться в управлении теплыми полами, вентиляционными установками и многими другими трехфазными нагрузками.
Специально для применения совместно с модульным оборудованием в номенклатуре EKF имеется модульный контактор КМ PROxima. КМ PROxima рассчитан на работу с токами 16-63А и катушкой 230В переменного тока. Этот контактор отличается от других не только модульным исполнением корпуса, но и разнообразием программ коммутации. У него есть и два, и три и четыре главных контакта, которые могут быть как нормально открытыми, так и нормально закрытыми и различными смешанными вариантами.
Такое разнообразие коммутационных программ обусловило широкие возможности применения контакторов КМ PROxima. Это и управление маломощными двигателями, и управление освещением, включение различного коммунального оборудования — от электрических котлов до вентиляции. То есть их применяют и в промышленности и в домохозяйствах.
Контакторы КМЭп PROxima — это узкоспециализированный контактор с номинальными токами 9-95А. Катушка контактора рассчитана на работу с постоянным током напряжением 24, 110,220В. Его применение обусловлено наличием отдельных систем управления ответственных производственных процессов, которые используют постоянный ток и могут быть защищены от пропадания напряжения. Например, в московском метро система управления построена на постоянном токе напряжением 110В. Таким образом, в московском метро все контакторы работают на постоянном токе.
В 2015 году компания EKF ввела бюджетные линейки основных контакторов КМЭ Basic, и ПМ12 Basic. Основное их отличие в работоспособности. Контакторы серии Basic имеют работоспособность на 20% ниже, чем аналогичные контакторы PROxima, но и цена контакторов Basic ниже на 15% контакторов PROxima.
КМЭ Basic рассчитаны на токи от 9 до 95А. Имеют катушки управления 230, 400В. Они отличаются внешним видом от КМЭ PROxima — контактор выполнен в корпусе черного цвета. Здесь применён пластик прошлого поколения, тогда как КМЭ PROxima имеет серый корпус с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Применение контакторов КМЭ Basic возможно в оборудовании, которое имеет достаточно длинные циклы включения-отключения — это различные ворота, местная вентиляция и другое оборудование, не требующее частых включений.
ПМ12 Basic рассчитаны на токи от 63 до 1000А, катушки управления 230, 400В. ПМ12 Basic имеют конструктив контакторов, который разрабатывался в середине прошлого века. Коммутационной износостойкостью они значительно уступают контакторам КТЭ PROxima. Контактор полностью соответствует сопроводительной документации и находит своё применение в оборудовании, где частота коммутаций не велика.
Мы рассмотрели всё предложение контакторов компании EKF. У нас максимально расширенная линейка контакторов и любой потребитель сможет найти у нас тот продукт, который ему нужен, как по техническим характеристикам, так и по ценовому диапазону.