Электромагнитные контакторы и их назначение

Принцип работы электромагнитного контактора

Контактором называют электротехнический прибор, который используется для включения и выключения силовых электроцепей постоянного и переменного тока на расстоянии. При нормальном режиме работа контактора позволяет включать и отключать силовые электрические цепи достаточно часто – в некоторых случаях до 1500 раз в час, что позволяет использовать их в управлении высокомощных двигателей, например в электровозах, трамвайных и троллейбусных вагонах, тепловозах, лифтах и др.

Сегодня широко используются контакторы переменного тока, чаще всего трехполюсные устройства, хотя бывают и устройства с двумя, четырьмя и пятью полюсами. Двухполюсные и однополюсные контакторы постоянного тока используются значительно реже.

В зависимости от типа привода контактной системы, контакторы бывают электромагнитными, пневматическими и гидравлическими. Среди всех разновидностей в качестве основных коммутирующих аппаратов применяются именно электромагнитные контакторы ввиду их универсальности, износостокости и эффективности. Работа контактора этого типа базируется на действии электромагнитов.

Основные элементы электромагнитного контактора:

• электромагнитная система;
• главные контакты;
• блок-контакты;
• дугогасительное устройство;
• втягивающая катушка.

Принцип работы контактора

Внешне контактор представляет собой катушку проводов, внутри которой расположен сердечник, или цилиндр, подсоединенный механическим образом к электрическим контактам замыкания и размыкания. Контакты замыкания замыкают цепь, по которой течет ток, а контакты размыкания, наоборот, размыкают ее, останавливая ток. Тонкостенный каркас из меди или стали обеспечивает механическую прочность катушке и оптимальные условия для охлаждения элементов прибора.

Работа контактора основана на двух противоположных действиях. На электромагнитную катушку подается напряжение, после чего сердечник, под действием магнитного поля, начинает двигаться вверх, и цепь замыкается, что приводит к появлению в цепи тока и включению электродвигателя или другого подключенного оборудования. После отключения подачи электроэнергии благодаря системе пружин сердечник принимает свое первоначальное положение, основная цепь размыкается, и электрооборудование отключается.

Включение и отключение контактора производится посредством кнопочного устройства с двумя кнопками – «Пуск» черного цвета и «Стоп» красного. При нажатии на кнопку «Пуск» контакты, присоединенные к кнопке, замыкаются, а при нажатии на кнопку «Стоп» – размыкаются. Замыкание контактов приводит к подаче напряжения на катушку контактора и замыканию в ней силовых контактов, которые остаются во включенном состоянии, даже после того как кнопка возвращается в исходное положение – благодаря вспомогательным блок-контактам.

Существует принципиальное отличие в названиях цепей, участвующих в работе системы. Катушка получает питание от цепи управления, напряжение в которой может быть самым разным – чаще всего 230 В. В свою очередь цепь, в которой замыкается контакт, называют силовой цепью, так как она пропускает ток большей силы, чем ток в цепи управления.

Назначение основных элементов контактора

• Главные контакты отвечают за замыкание и размыкание основной силовой цепи. В зависимости от наличия или отсутствия главных контактов того или иного типа, бывают контакторы с размыкающими, замыкающими и смешанными контактами. Контакты рычажного типа оснащены подвижной поворотной системой, мостикового – прямоходовой.
• Дугогасительная система гасит электрическую дугу, возникающую при размыкании главных контактов. Способ гашения и конструкция системы зависят от того, в каком режиме организована работа контактора, а также от рода тока в силовой цепи.
• Электромагнитная система отвечает собственно за дистанционное управление прибором – его включение и отключение.
• Вспомогательные контакты выполняют переключение в цепи управления контактора, его сигнализации и блокировки, бывают и замыкающими, и размыкающими и изготавливаются, как правило, мостикового типа.

Цены, указанные в каталогах и прайс-листах, являются ориентировочными. Точную информацию по стоимости узнавайте у менеджеров компании.

Электромагнитные контакторы: назначение, устройство, цены

Контакторы электромагнитные — это устройства, востребованные в самых разных отраслях промышленности и не только. Они значительно упрощают эксплуатацию электрооборудования. Представляем краткое руководство по этим приборам: расскажем о назначении и устройстве электромагнитных контакторов, принципе их работы, сфере применения и характеристиках.

Назначение электромагнитных контакторов

Для пуска бытовых электроприборов используются механические рубильники, называемые попросту выключателями. Но в промышленных условиях такие устройства неприменимы. Главный их минус — малый ресурс работы. Механические выключатели не рассчитаны на большое число циклов и при слишком интенсивной эксплуатации выходят из строя.

Поэтому в сфере промышленности и везде, где приходится иметь дело с крупными электрическими системами, применяются специальные устройства — контакторы. Это те же выключатели, или пускатели, но с бóльшим ресурсом работы: они выдерживают до нескольких тысяч циклов в час. Это очень актуально в условиях, когда нужно часто включать и выключать оборудование или его отдельные узлы. Основное преимущество — это дистанционное управление контактной группой силовых электрических цепей. Таким образом, главная особенность контакторов заключается в том, что с их помощью можно управлять параметрами электрических цепей дистанционно.

Контакторы бывают разными по типу привода, но наибольшее распространение получили электромагнитные. Они надежны, удобны и универсальны, поэтому сфера их применения очень широка. Электромагнитные контакторы используются на линиях электропередачи, при эксплуатации электротранспорта (в том числе на железной дороге), в системах уличного освещения, во всех сферах промышленности, где задействованы мощные силовые установки. С помощью этих аппаратов включают и отключают насосы водоснабжения, водоотведения, вентиляции. Постепенно контакторы проникают и в наш быт. Например, они управляют устройствами в системах умного дома.

Таким образом, электромагнитные контакторы востребованы прежде всего среди производственных, строительных, монтажных организаций, городских коммунальных служб.

Устройство контактора

Конструкция электромагнитного контактора достаточно проста. Он представляет собой пластиковый или металлический корпус, внутри которого расположена группа контактов, электромагнитная катушка, сердечник, якорь, возвратная пружина.

Принцип работы электромагнитного контактора тоже несложен. Устройство является двухпозиционным, то есть контакты могут находиться только в одном из двух положений. В обесточенном состоянии они разомкнуты — этим обеспечивается безопасность персонала и оборудования.

Управление аппаратом происходит с помощью вспомогательной цепи. При подаче напряжения на электромагнитную катушку сердечник под воздействием образовавшегося магнитного поля приходит в движение и через якорь механически воздействует на контакты, замыкая их. В результате создается нагрузка на рабочую электрическую цепь. При отключении вспомогательного напряжения сердечник возвращается в исходное положение, и контакты размыкаются. Благодаря возвратной пружине это происходит плавно и безопасно. Размыкание контактов приводит к отключению напряжения рабочей сети.

Устройство электромагнитного контактора мы описали в общем виде. В зависимости от типа аппарата в его конструкции могут быть вариации. Они определяют различия в принципе действия электромагнитных контакторов. Например, в некоторых устройствах имеется не одна, а несколько групп контактов. При подаче вспомогательного напряжения они замыкаются одновременно или последовательно. Таким образом можно управлять отдельными узлами силовых установок. В устройствах, рассчитанных на работу с большими напряжениями (от 380 В), предусмотрена дугогасительная система. Она необходима для нейтрализации электрической дуги, которая возникает при размыкании контактов.

Типы электромагнитных контакторов различаются в зависимости от ключевых технических характеристик:

• рода тока (постоянного или переменного; также существуют комбинированные устройства, способные работать в любых сетях);
• напряжения рабочей цепи (от 27 до 1600 В);
• силы тока рабочей цепи (от 1,5 до 4800 А);
• частоты переменного тока для соответствующих устройств (50 и 60 Гц);
• напряжения вспомогательной цепи (от 12 до 660 В);
• класса износостойкости — величины, которая обозначает количество включений в час (в основном производятся устройства, рассчитанные на 1200 вкл/ч).

К сведению

Электромагнитные контакторы постоянного тока сейчас используются реже. Это связано с их ограниченной функциональностью и сферой применения. Все большее распространение получают электроприводы, работающие от переменного тока, и для управления ими разрабатываются соответствующие типы пускателей. Особая разновидность устройств — контакторы высокочастотного (до 10 000 Гц) переменного тока. Они универсальны в применении: совместимы с главными и вспомогательными цепями любого рода тока (как постоянного, так и переменного частотой 50 и 60 Гц).

Кроме того, контакторы классифицируются по конструктивному исполнению. Имеют значение следующие особенности:

Количество полюсов (от одного до пяти). Наиболее распространены одно-, двух- и трехполюсные устройства. В частности, последние применяются для управления включением и выключением трехфазных двигателей. Кроме трех основных, в конструкции бывает предусмотрен дополнительный блокировочный полюс, который удерживает контакты в замкнутом положении. Реже в промышленности используются многополюсные контакторы — они служат для решения особых задач.

Наличие дугогасительной системы . Она, как мы уже сказали, необходима для работы с высоковольтными электрическими сетями. При напряжении главной цепи до 220 В дугогасительная система не обязательна.

Наличие вспомогательных контактов . Они предназначены для переключения параметров в слаботочной цепи, управляющей контактором, системами сигнализации и блокировки.

Способ управления . С этой точки зрения контакторы бывают ручными и автоматическими . Первые включаются и выключаются механически и требуют присутствия обслуживающего персонала. Вторые работают от слаботочной линии и управляются дистанционно. В основном в промышленности используются автоматические контакторы.

Тип монтажа . Традиционная конструкция электромагнитного контактора предполагает наличие корпуса, который защищает детали устройства от пыли, влаги и других повреждающих внешних факторов. Но есть и бескорпусные аппараты. Они монтируются внутри самих установок или в электрощитах.

Степень защиты корпуса . Она определяется особенностями эксплуатации устройства. Для контакторов, используемых в сложных промышленных условиях (запыленные помещения, повышенный уровень влажности), необходимо предусмотреть высокую степень защиты — не менее IP54.

Самые важные характеристики при выборе контактора — это напряжение и сила тока . При этом нужно понимать, что существуют номинальные и расчетные параметры. Исходить следует из предполагаемых режимов работы электромагнитного контактора: для разных условий характеристики тока будут различаться. Выбирать устройство рекомендуется с запасом допустимой нагрузки: расчетные показатели должны быть значительно ниже номинальных.

Еще одна важная характеристика — износостойкость. От нее зависит, как долго проработает контактор, сколько циклов включения-выключения он выдержит. Износостойкость бывает механической и коммутационной . Первая характеристика означает количество циклов срабатывания, при котором контактор не потребует ремонта. При этом нагрузка электрической цепи не учитывается. Под коммутационной износостойкостью тоже понимают количество циклов включения-выключения, но уже с нагрузкой. Эта величина должна составлять не менее 0,1 от механической износостойкости.

Цены на электромагнитные аппараты

Малогабаритный контактор сам по себе — изделие не слишком дорогое: средняя стоимость одного аппарата составляет примерно от 400 до 2000 рублей. Однако компании, как правило, закупают их не по отдельности, а партиями, поэтому итоговая сумма может оказаться весьма внушительной. К слову, есть устройства и за 15 000 рублей, и даже за 100 000 рублей — это мощные пускатели с большим количеством полюсов, рассчитанные на работу в особых условиях.

Цена электромагнитного контактора зависит от многих факторов. Это прежде всего технические характеристики: номинальная сила тока, напряжение катушки, количество контактных групп, класс износостойкости, климатическое исполнение, степень защиты. Это постоянные факторы ценообразования: изменить их нельзя, потому что для решения тех или иных задач требуется устройство с определенными параметрами. Но есть и дополнительные условия, способные повлиять на цену. Они не столь принципиальны, и их можно варьировать в целях экономии. К таким условиям относятся, например:

Бренд . Продукция иностранных производителей дороже, чем отечественная. Не всегда есть необходимость переплачивать за марку, если можно подобрать более доступный по цене российский аналог.

Объем партии . Выгоднее покупать изделия оптом: чем больше количество, тем ниже цена за штуку.

Поставщик . У производителей и посредников стоимость товара заметно различается. Если есть возможность, лучше приобретать контакторы напрямую у изготовителя, минуя посредническую наценку.

Электромагнитные контакторы — незаменимые устройства при эксплуатации электротехнического оборудования. Они применяются и в промышленности, и в быту. Выбор технических характеристик электромагнитного контактора осуществляется в соответствии с расчетными параметрами работы.

* Материал не является публичной офертой. Информация о ценах приведена для ознакомления и актуальна на декабрь 2020 года.

Электромагнитные контакторы

Контактор представляет собой двухпозиционный электрический аппарат, предназначенный для частых коммутаций силовых электрических цепей с током, не превышающим тока перегрузки. Замыкание (размыкание) контактов контактора осуществляется электромагнитным приводом.

Различают контакторы постоянного и переменного тока.

Контакторы постоянного токапредназначены для коммутации силовых электрических цепей постоянного тока и приводятся в действие электромагнитом постоянного тока.

Контакторы переменного токапредназначены для коммутации силовых электрических цепей переменного тока и приводятся в действие электромагнитом постоянного или переменного тока.

Основные узлы контактора:

Контактная системаобеспечивает включение и отключение силовой электрической цепи.

Дугогасительная системаобеспечивает гашение электрической дуги на главных контактах при размыкании электрической цепи.

Электромагнитный механизмприводит в движение подвижные контакты, осуществляет замыкание главных контактов.

Вспомогательные контакты (блок-контакты) предназначены для коммутации цепей сигнализации и контроля.

Принцип действия контактора:

Включение контакторапроисходит при подаче напряжения на обмотку электромагнитного привода. Якорь электромагнита притягивается к сердечнику. Одновременно с якорем подвижный контакт притягивается к неподвижному и происходит замыкание силовой электрической цепи.

Отключение контактора происходит при снятии напряжения с катушки электромагнита. Подвижные контакты отпадают от неподвижных под действием силы тяжести подвижных частей и усилия отключающей (возвратной) пружины.

Параметры контактора:

число главных контактов:

для контакторов постоянного тока 1-2;

для контакторов переменного тока 2-5).

номинальный ток главной цепи;

предельная коммутационная способность – максимальный ток, который способен отключить контактор и быть пригодным для дальнейшей эксплуатации;

номинальное напряжение главной цепи – до 660В;

номинальное напряжение цепи управления – 12, 24, 48, 110, 220В;

коммутационная износостойкость – это способность аппарата выдерживать определенное число коммутаций при наличии тока в главной цепи и быть пригодным для дальнейшей эксплуатации. До 2 млн. циклов;

механическая износостойкость– это способность аппарата выдерживать определенное число коммутаций без тока в главной цепи и быть пригодным для дальнейшей эксплуатации. Для контакторов 10÷20 млн. циклов;

частота включения в часдля различных серий контакторов составляет 150, 300, 600, 1200, 3600 циклов в час;

собственное время включения– отрезок времени с момента подачи команды на включение до полного замыкания контактов;

собственное время отключения– отрезок времени с момента подачи команды на отключение до погасания дуги;

напряжение и ток вспомогательных контактов;

число вспомогательных контактов и их вид(размыкающие, замыкающие).

Контакторы постоянного тока

Серии контакторов постоянного тока: КП, КМК, КПМ, КПВ.

Контакторы постоянного тока имеют пять категорий применения: ДС-1; ДС-2; ДС-3; ДС-4; ДС-5.

Контакторы серии КПВ имеют два исполнения:

Замыкание главных контактов при подаче управляющего напряжения.

Размыкание главных контактов при подаче управляющего напряжения.

Контактная системавключает неподвижный контакт, подвижный контакт, гибкая связь с выводом. Подвижный контакт выполнен в виде толстой пластины поворотного типа и может перекатываться и скользить по поверхности неподвижного контакта. При этом в месте контактирования стираются окисные пленки, и уменьшается переходное сопротивление. Вывод соединяется с подвижным контактом гибкой связью. Контактное нажатие создается контактной пружиной. В контакторах постоянного тока широко распространена мостиковая система контактов с двумя разрывами на полюс, что значительно облегчает условия дугогашения.Под номинальным током контакторы могут находиться не более 8 часов.По истечении этого времени необходимо провести несколько операций включение-отключение для удаления с поверхности контактов окисной пленки. При нахождении под током более 8 часов, номинальный ток необходимо снизить до. У контакторов, установленных в закрытых объемах, номинальный ток уменьшается до.

Дугогасительная система: дугогасительная камера, катушка магнитного дутья. При отключении контактора, магнитное поле дугогасительной катушки, взаимодействуя с током дуги, вызывает движение последней в сторону дугогасительной камеры. Обеспечивается механическое растяжение, охлаждение и гашение дуги. При токах ниже, эффективность работы дугогасительной системы уменьшается за счет ослабления магнитного поля, длительность горения дуги при этом возрастает.

Электромагнит. В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили электромагниты клапанного типа. Якорь вращается на призме. Такая конструкция обеспечивает механическую износостойкость узла вращения до 20 млн. циклов при частоте включения до 1200 включений в час. Катушка электромагнита наматывается на изолированную стальную гильзу для обеспечения механической прочности и улучшения условий охлаждения. Сила, развиваемая электромагнитом, должна проходить выше характеристики противодействующих пружин при напряжении на катушке не нижев нагретом состоянии. Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать. К важным параметрам контактора относится коэффициент возврата, равный отношению напряжения отпускания к напряжению срабатывания. Для большинства контакторов этот коэффициент равен 0.2, что не позволяет использовать контакторы для защиты электроустановок от пониженного напряжения.

Блок-контакты.Все контакторы выпускаются со вспомогательными контактами. Вспомогательные контакты обеспечивают подключение дополнительных схем (сигнализация состояния цепи).

Контакторы переменного тока

Контакторы переменного тока имеют четыре категории применения: АС-1; АС-2; АС-3; АС-4. Контакторы переменного тока выпускаются на токи от 100 до 1000А. Наибольшее распространение получили 3-х полюсные контакторы серии КТ-6000.

Контактная система. Из-за облегченных условий гашения дуги, раствор главных контактов уменьшен по сравнению с контакторами постоянного, что позволяет уменьшить габариты электромагнита.

Дугогасительная системасостоит из катушки магнитного дутья, включенной последовательно в токовую цепь, сердечника, полюсных пластин и керамической дугогасительной камеры. Принцип работы дугогасительной системы аналогичен контакторам постоянного тока. В контакторах переменного тока серии КТ-7000 широкое распространение получили дугогасительные решетки, которые не требуют магнитного дутья и более эффективны в качестве дугогасительных устройств. К недостаткам такой системы можно отнести значительный нагрев дугогасительных пластин решетки, что не позволяет применять такие контакторы при большой частоте включения.

Электромагнит.В качестве привода контакторов переменного тока могут использоваться электромагниты переменного тока (серии КТ 6000, КТ 7000) и электромагниты постоянного тока (серии КТП 6000).

С целью устранения вибрации якоря в притянутом положении на полюсах магнитной системы АС расположены короткозамкнутые витки, эффективность работы которых увеличивается при уменьшении зазора между якорем и сердечником, что требует тщательной шлифовки опорных поверхностей магнитопровода. Из-за изменяющейся индуктивности катушки, ток в начальном положении якоря значительно больше тока в конечном положении. В среднем можно считать, что пусковой ток в 10 раз превышает ток в конечном положении якоря. Из данного положения следует недопустимость подачи напряжения на катушку при заторможенном якоре. Допускается питание катушек от сети постоянного тока с обязательной установкой дополнительного резистора. Тяговая характеристика электромагнитов такова, что при уменьшении воздушного зазора сила растет, не так быстро, как у электромагнитов постоянного тока и тяговая характеристика близка к противодействующей. Это обеспечивает высокий коэффициент возврата 0.6÷0.7, что позволяет использовать контакторы переменного тока для защиты электрооборудования от пониженного напряжения.

Электромагниты обеспечивают работу контактора в диапазоне напряжений 0,85-1,05 номинального.

Блок-контакты предназначены для коммутации цепей сигнализации и контроля. В качестве контактного материала вспомогательных контактов применяется серебро или биметалл.

Вакуумные контакторы

Вакуумные контакторы предназначены для коммутации силовых электрических цепей переменного тока и приводятся в действие электромагнитом постоянного тока. Вакуумные контакторы имеют герметичное дугогасительное устройство (вакуумную камеру), с помощью которого отклю­чение коммутируемой цепи происходит в вакуумной среде. Трехфазные вакуумные контакторы выпускаются на номинальные токи 160, 250, 400 и 630А и номинальное напряжение 660 и 1140 В. Контакторы предназначены для работы в режимах АС-3 и АС-4 при числе цик­лов 600 и 1200 в час с высокой износостойкостью.

Зазор между главными контактами 1,2 мм и увеличивается в процессе работы до 2 мм. Возможна однократная регулировка зазо­ра. Малый ход контактов обеспечивает малую вибрацию и высокую износостойкость до 2·10 6 циклов в режиме АС-3 при напряжении 1140 В.

Вакуумная дугогасительная камера (дугогасительное устройство) обладает высокими изоляционными и дугогасительными свойствами, а также высоким пробивным напряжением между контактами, высокой скоростью восстановления электрической прочности межконтактного промежутка.

Для чего нужен электромагнитный контактор, как его выбрать и подключить

Тема сегодняшней статьи – электромагнитный контактор. Расскажу какие существуют виды и типы этих приборов, а также какие у них отличия. Вы узнаете для чего нужны контакторы и как их выбрать, исходя из ваших нужд.

Я взял для обзора контактор производителя IEK. Это товар бюджетного сегмента. Производитель, конечно, не самый плохой, но его продукция ничем не отличается от других китайских контакторов.

Для чего служит контактор

Электромагнитный контактор предназначен для частых включений и отключений мощных электрических цепей. В основном его используют в производственных цехах.

К примеру, контактор нужен для работы мощного конвеера по производству брусчатки, конфет или чего-то еще. Если подключить столь мощные электродвигатели без контактора, через пару включений контакты на автомате могут перегореть или залипнуть (прилипнуть друг к другу). В этом случае придется менять автомат.

Различия контакторов

Контакторы различаются по амперажу (в таблице графа “Номинальный ток”). Чем мощнее двигатель – тем больше по амперажу должен быть контактор. Ниже привожу таблицу, которая поможет вам выбрать подходящий для вас контактор.

Так же контакторы отличаются по величине, определяющей ампераж (в таблице это графа “Тип пускателя”).

Внимательные читатели заметят, что в таблице написано про пускатель,а я пишу про контакторы, по сути это одно и тоже. Вот только пускатель, это модифицированный контактор, который имеет дополнительное оборудование (тепловое реле, предохранитель и др.)

Контакторы различаются напряжением катушки. Они бывают 12, 24, 36, 48, 220,380 вольт и другие. Но самые распространенные это 220 и 380 вольт. Если вам необходим контактор для дома, дачи или любого частного использования, покупайте с катушкой 220 вольт. У него самая простая схема подключения.

Дополнительное оборудование для подключения двигателя

Теперь поговорим о том, что вам дополнительно потребуется для подключения двигателя.

Кнопка Пуск – Стоп

Естественно, контактор должно что-то запускать, подойдет простая кнопка Пуск – Стоп. Получается питание со столба приходит на автомат, далее через счетчик на автомат в доме. От него питание подходит к контактору. Кнопка замыкает контакты на контакторе. Она подает напряжение на катушку, два железных сердечника внутри контактора притягиваются и замыкают контакты, по которым ток далее идет на электродвигатель.

Защита двигателя – Реле Контроля Фаз

В приведенной мной схеме не показана никакая защита двигателя, а зря. Если вы приобретаете двигатель на стройку или пилораму, в процессе проведения работ может произойти что угодно, например, обрыв фазы, падение или скачок напряжения – дорогостоящий двигатель может сгореть. Для предотвращения этого, я рекомендую покупать Реле Контроля Фаз. Стоит оно от 1000-1500 рублей, но вполне может спасти дорогостоящий двигатель от поломки. Позаботьтесь о защите вашего оборудования.

При скачке напряжения реле сигнализирует и отключает контактор и двигатель. Расскажу реальный пример того, что бывает, когда не ставишь защиту.

Пришел как-то в наш магазин покупатель и приобрел двигатель на небольшую пилораму. Вернулся через неделю – привез сгоревший двигатель. Мы решили, что это брак, отдали на экспертизу на завод, заменили товар. Следующий сгоревший двигатель он привез через 5 дней.

При вскрытии двигателя на заводе выяснилось, что пропала одна фаза и двигатель работал на двух, вот и сгорел. Второй вышел из строя по той же причине. А все потому, что перед двигателем не было никакой защиты.

Никогда не экономьте на электро товарах, так как скупой платит дважды.

Если у вас остались вопросы или дополнения, пишите в комментариях и мы все обсудим. Мне всегда интересно ваше мнение и я рад общению.

Ставьте лайки, если материал был вам полезен. Подписывайтесь на канал , чтобы не пропустить новые познавательные статьи.

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

При производстве электротехнических работ на высоковольтных линиях, при подключении мощных потребителей электрической энергии и промышленного оборудования электромонтажник неизбежно сталкивается с таким устройством, как контактор. У профессионала нет сомнений для чего нужен контактор и какие функции он выполняет, но человеку далекому от электротехники или только начинающему познавать электрическую специальность рано или поздно приходится столкнутся с этим понятием. Контактор – прибор очень удобный, но, чтобы понять для чего он нужен придется немного разобраться.

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.

Контактор – это электромагнитное устройство, предназначенное для частых включений и выключений электрических цепей дистанционным способом.

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.

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.

Основные виды и типы контакторов

Для выполнения различных условий работы, задач и управления разными видами электрических систем и оборудования существуют контакторы с разнообразным функционалом.

По типу электрического тока коммутирующие устройства бывают:

• постоянного тока – предназначенные для коммутации сетей постоянного тока;
• переменного тока – работающие и выполняющие свою задачу в сетях переменного тока.

По типам конструкции эти механизмы различаются по количеству полюсов. Наиболее широко применяются однополюсные и двухполюсные устройства, реже – трехполюсные .

Трехполюсные приборы применяются в трехфазных электрических сетях переменного тока для управления мощными электродвигателями и прочими устройствами. В промышленности производят и используют многополюсные контакторы, но такие механизмы используются крайне редко и выполняют специфические задачи.

По наличию дополнительных систем:

• без дугогасительной системы;
• имеющие дугогасительную систему.

Наличие дугогасительной системы, о которой было сказано выше, не является обязательным конструктивом для сетей 220 В, но обязательно применяется в устройствах и в сетях с высоким напряжением (380 В, 600 В). Такая система гасит электрическую дугу, неизменно возникающую при высоком напряжении, при помощи поперечного электромагнитного поля в специальных камерах.

По типу управления контактором:

• ручное (механическое) – оператор сам включает или отключает устройство;
• с помощью слаботочной линии – коммутация происходит дистанционно;

По типу привода коммутирующие устройства бывают электромагнитные и пневматические . Самые распространенные и эффективные – механизмы, работающие с помощью электромагнитной индукции. Пневматические в основном применяются на железнодорожном транспорте (например, в локомотивах поездов), где есть системы сжатого воздуха.

По типу монтажа применяют бескорпусные и корпусные контакторы. Первые – монтируются в электрических щитах или внутри электроустановок и не защищены от попадания влаги и пыли, а вторые могут монтироваться в любом месте и очень часто имеют хорошую влаго-, пылезащиту.

Характеристики контакторов

Для выбора правильного устройства для своих нужд, необходимо знать, какие характеристики бывают у такого типа приборов и чем они отличаются. Как правило, электромагнитные контакторы имеют следующие важные характеристики:

• Предельное и номинальное напряжение;
• Соотношение работы с различными автоматическими выключателями (защищающие от короткого замыкания);
• Параметры и типы регуляторов ускорений автоматических выключателей;
• Характеристика и тип сопротивлений;
• Тип и характер реле и расцепителей и других элементов в его составе.

В чём разница между контактором и магнитным пускателем

Очень часто контакторы путают с магнитными пускателями и это обоснованно, так как по сути это одно и то же. Данные типы устройств конструктивно выполнены практически идентично. Отличие же этих устройств в назначении: если контактор это моноблочный прибор, является выключателем и в основном служит для коммутации цепей, то электромагнитное реле (пускатель) в том числе выполняет защитную функцию, например, экстренно размыкая цепь при перегреве, и имеет в своем составе несколько контакторов, защитные устройства и управляющие элементы.

Существует такой вид коммутирующего устройства, как промежуточное реле – это прибор небольшой мощности, который служит для коммутации в слаботочных цепях и может выдержать намного больше циклов размыкания, чем контактор.

Схемы подключения контактора

Контакторы выпускаются многими производителями электротехнической продукции и имеют разные типы и исполнение. При подключении такого устройства важно строго руководствоваться рекомендациями завода-изготовителя и нормативной электротехнической документацией. В инструкции и на самом корпусе прибора в обязательном порядке будет располагаться схема подключения данного механизма и его главные характеристики. Разобраться в этой электрической схеме профессиональному электрику не составит никакого труда, а вот неспециалисту придется немного постараться.

Обратите внимание! Для работоспособности схемы используется нормально открытый контакт контактора для реализации самоподхвата расположенный параллельно пусковой кнопке.

Независимо от того каким-образом подключается контактор в системе обязательно используется два вида сети: силовая и сигнальная. Сигнальная линия запускает сам контактор, а он в свою очередь замыкает силовую линию.

При подключении к мощным асинхронным двигателям важно подключать последовательно с контактором тепловое реле, для защиты двигателя от перегрева и автомат для защиты от короткого замыкания.

Разобраться в назначении, конструкции и принципах работы данного сложного устройства оказалось совсем не сложно. Важно помнить, что правильно подключённый прибор – залог долгой и безопасной службы контактора. При подключении необходимо работать только при отключенном электропитании, помнить о мерах электробезопасности и общих правилах охраны труда, и строго их выполнять. А если что-то в работе или подключении этого прибора вам все же осталось непонятно, то лучшим вариантом будет обратиться к профессиональным электрикам для подключения данного устройства.

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить

Что такое твердотельное реле и для чего оно нужно?

Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы

Контакторы электромагнитные

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.

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.

Принцип действия контакторов

Основной деталью контактора, которая сразу же бросается в глаза, является катушка с проводами. Изнутри у нее располагается сердечник, соединенный механически с контактами. Данные элементы осуществляют замыкание или размыкание электрической цепи, создавая течение или, наоборот, прекращая движение тока. Медная или стальная каркасная оболочка придает катушке необходимую жесткость и способствует более эффективному остыванию деталей прибора.

Принцип работы контактора заключает в себе определенные действия противоположного характера. После поступления на катушку напряжения, возникает магнитное поле, под влиянием которого сердечник начинает движение снизу-вверх. В результате, происходит замыкающее соединение цепи и возникновение тока, приводящего в движение подключенное электрооборудование. Когда движение электричества прекращается, сердечник, под воздействием пружинной системы, возвращается к своему начальному состоянию. В результате, цепь размыкается и электрооборудование выключается.

Функция включения-выключения контакторного устройства состоит в действии специального кнопочного мини-аппарата с кнопками ПУСК (черного цвета) и СТОП (красного цвета). При надавливании на каждую из них контакты, соответственно, замыкаются и размыкаются. Потенциал поступает на катушку и происходит замыкание силовых контактов. Они остаются во включенном состоянии даже после возврата пусковой кнопки в первоначальное состояние. Эта функция осуществляется с помощью вспомогательных блок-контактов.

Принцип действия контактора заключается еще и в действии коммутационной схемы, где участвуют две цепи. Первая из них – управляющая, передающая питание на катушку. После замыкания контактов в действие вступает высоковольтная цепь, ток в которой намного выше, чем в управляющей схеме.

Классификация и виды контакторов

Поскольку коммутационные устройства и автоматические выключатели применяются во многих областях, они выпускаются под выполнение конкретных задач, с необходимыми параметрами и техническими характеристиками. Эти данные необходимы при решении задачи, как выбрать контактор.

Все разновидности коммутирующих устройств можно классифицировать по их характерным признакам и другим показателям:

• Токи во всех цепях могут быть постоянными или переменными. Вполне естественно, что и контактор будет тоже переменного или постоянного тока
• Численность главных полюсов, составляющее 1-5 единиц.
• Параметры токового номинала силовой цепи. Находятся в границах 1,5-4800 А.
• Характеристики номинального напряжения. При постоянном токе – 27-2000 В, при переменном токе 110-1600 В. Показатели частоты переменного тока составляют 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000 и 10000 Гц.
• Номинал напряжения катушки управления. При постоянном токе – 12-440 В, при переменном токе – 12-660 В с частотой 50 Гц. Существуют устройства переменного тока на 24-660 В, с частотой 60 Гц.
• Существуют различия по типу соединений проводников во всех видах используемых цепей, методам установки, подключению наружных проводов и прочим показателям.

В зависимости от частоты коммутаций прибора в часовой промежуток времени, существует специальная классификация контакторов – 0,3; 1,3; 10; 30. Каждому из них соответствует определенная частота включений – 30, 120, 300, 1200 и т.д. Показатель механической устойчивости к износу может доходить до 30 млн. циклов, а устойчивость к коммутационному износу составляет 0,1 и выше от механического показателя. Большинство контакторов имеют 10 класс и соответствующие ему параметры и технические характеристики.

Выбор контактора осуществляется еще и по коммутационной способности, которая полностью зависит от условий работы. Большинство приборов задействовано в операциях пуска, реверсирования, торможения и отключения. Это основные действия, обязательные в процессе управления различными типами электрических приводов.

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.

Контакторы работающие при постоянном и переменном токе

Контакторы постоянного тока используются для коммутационных действий в силовых цепях аналогичного тока. Для приведения в действие устройства используется соответствующий электромагнит.

Данные типы устройств работают при напряжении 22 и 440 вольт, силе тока – до 630 А. Конструктивно они могут быть одно- и двухполюсными. Отдельные виды контакторов используются в силовых и управляющих цепях постоянного тока напряжением 220 В и номинальных токах 25-250 А. Вес каждого устройства зависит от его величины и технических характеристик. Например, масса контактора на 100 А составляет 5,5 кг, а на 630 А – 30 кг. Подобные приборы все реже выпускаются производителями из-за снижения спроса.

Коммутационные устройства, автоматы, в том числе и контактор переменного тока используются в силовых цепях с аналогичными параметрами. Все рабочие процессы осуществляются с помощью электромагнита постоянного или переменного тока. Большинство из них имеют трехполюсную конструкцию на основе главных замыкающих контактов.

Конструкция электромагнитной системы изготавливается в шихтованном варианте – набирается из отдельных пластинок, толщина которых не более 1 мм, изолированных между собой. Катушки отличаются незначительным количеством витков и низким показателем сопротивления.

Индуктивное сопротивление катушки электромагнитного контактора составляет большую часть от общего сопротивления и может изменяться по мере изменения размера зазора. В связи с этим, величина переменного тока внутри катушки при разомкнутом положении контактов примерно в 5-10 раз выше тока в замкнутом состоянии магнитной системы. Неприятные явления в виде вибрации и гудения в таких приборах устраняются короткозамкнутым витком в сердечнике.

Назначение и для чего применяется электромагнитный контактор

Электромагнитным контактором называют устройство, применяемое для безопасного и функционального подключения оборудования к электрической сети, работающего в условиях частного включения и отключения агрегата. Прибор предусматривает дистанционное управление подачей тока на соответствующий агрегат.

Двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы. Разновидность электромагнитного реле.

Назначение и для чего применяются

Организация энергоснабжения частных потребителей, промышленных предприятий, обеспечение работы электрического оборудования предполагает использования различных устройств для соответствующих схем распределения и подачи электроэнергии. Один из распространенных приборов – электромагнитный контактор, особенности которого рассмотрены в предлагаемом материале.

Назначение прибора – в безопасном отключении цепи для запуска и остановки электрооборудования высокой мощности.

При использовании обычных контактов, частое переключение может стать причиной подгорания клемм. Поэтому применяют аппарат, позволяющий включать и отключать агрегат, без последствий для целостности элементов и надежности контакта.

Принцип работы

Принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции. При поступлении тока на катушку, возникает магнитное поле, воздействующее на сердечник, в том числе подвижную его часть. Этот элемент перемещается, замыкая электрическую цепь.

Для отключения устройства, после того, как снимают напряжение, сердечник под действием пружины возвращается в исходное положение. При этом отключается подача тока на подключенный агрегат.

Управляют работой прибора, нажимая на соответствующую кнопку, изменяющую коммуникационную схему.

Конструкция

Конструктивно контактор состоит из следующих элементов:

• подвижной и неподвижной частей магнитопровода;
• электромагнитной катушки, намотанной на сердечник;
• подвижных и неподвижных контактных пластин;
• диэлектрического держателя для размещения замыкающих контактов.

Также конструкция прибора включает рычажно-пружинную систему и кнопки управления.

Конструктивное исполнение может отличаться, с учетом разновидности и особенностей соответствующего прибора.

Технические характеристики

В таблице представлены характеристики только 4-х видов электромагнитного пускателя.

Классификация контакторов

Предусмотрено несколько систем классификации контакторов, в зависимости от назначения, условий применения и технических характеристик. Данные устройства классифицируют по таким критериям:

• характеру тока, на который рассчитан прибор – для переменных и постоянных цепей;
• количеству главных полюсов – от одного до пяти;
• диапазону номинального значения силы тока – от 1,5 до 4 800 А;
• параметрам рабочего напряжения; для устройств переменного тока – от 110 до 1 600 В при частоте от 50 до 10 000 Гц, для постоянного – от 27 до 2 000 В;
• номинальному значению напряжения на управляющей катушке; устройства при постоянном токе – от 12 до 440 В, при переменном – от 12 до 660 В;
• частоте переключений подсоединенного агрегата, определяющей механическую устойчивость деталей оборудования;
• коммутационным способностям, при пуске, реверсе, торможении и отключении устройств.

Также отличают контакторы, с учетом способа установки, порядка подключения наружных проводников, присутствия вспомогательных контактов, других показателей.

Преимущества

Электромагнитные контакторы характеризуются следующими преимуществами:

• бесшумной работой;
• простотой монтажа и универсальностью применения;
• надежностью срабатывания;
• обеспечением включения и отключения оборудования.

Различие исполнений позволяет подобрать устройство, с учетом требуемых условий эксплуатации и предусмотренных характеристик.

Стоимость электромагнитных контакторов зависит от мощности и типа устройства, характеристик данного оборудования, составляя от 180 до 12 000 руб. и дороже.

Дополнения к электромагнитному контактору

Схемы подключения

Применяют несколько схем подключения, в зависимости от характеристик используемого прибора. Устройство, подключаемое в однофазную сеть на 220 В, предполагает подачу тока на катушку КМ1 через ряд клемм, с применением теплового реле. Они объединены в общую цепь с включающей и останавливающей кнопками (соответственно SB2 и SB1).

При подаче напряжения на катушку, втягивается якорный элемент, с замыканием цепей и включением устройства.

После отпускания кнопки, цепь остается в замкнутом положении, вследствие параллельного подсоединения на дополнительном контакте КМ1. При такой схеме ток поступает на катушку с любой фазы L3.

Если нажать кнопку СТОП, движущиеся пластины контактов возвращаются в исходную позицию, с отключением напряжения.

При схеме цепи на 380 В порядок подключения аналогичный, за исключением количества фаз.

Если цепь коммутируется кнопочным постом, применяют две кнопки пуска подключают параллельно, при последовательном подсоединении отключающих элементов.

Такая схема позволяет управлять прибором с любого из двух постов.

Возможен другой порядок подключения, в зависимости от особенностей исполнения оборудования. Схему изготовитель указывает в паспорте, сопровождающим прибор.

Схема подключения двигателя с помощью двух контакторов один из которых предназначен для работы в одном направлении(вращения), а второй контактор для реверсивного пуска двигателя, если внимательно посмотреть на схему, то после КМ 2 фазы А и С перевернуты:

Электромагнитные пускатели – надежные устройства, широко применяемые в современных условиях. Производят разные приборы, с характеристиками, рассчитанными на соответствующие режимы работы.