 |
Умножив обе части (5.32) на , получим
|
|
|
|
Умножив обе части (5. 32) на, получим
, (5. 33)
где 
– установившийся магнитный поток при включенной питающей обмотке.
Рабочий зазор при притянутом якоре в десятки и даже в сотни раз меньше, чем при отпущенном. Поэтому постоянная времени при притянутом якоре T′ 2 > > T1+T2, и замедление времени трогания при отпускании может достигать 10 с, тогда как задержка времени трогания при срабатывании составляет доли секунды.
6. Аппараты управления
Название «аппараты управления» включает в себя две разновидности сильноточных (более 5 А) аппаратов напряжением до 1000 В – аппараты управления приемниками электроэнергии (контакторы, пускатели, командоаппараты) и аппараты распределения электроэнергии (автоматы, предохранители, рубильники, пакетные выключатели).
Отключающая способность электрического аппарата характеризуется наибольшим значением тока, который способен отключить аппарат и погасить возникшую при этом электрическую дугу.
Включающая способность коммутирующего аппарата выражается наибольшим амплитудным значением тока в цепи, которую включает аппарат без каких-либо повреждений в нем, в том числе без приваривания контактов.
В зависимости от типа дугогасительной системы и ее конструкционных параметров критические токи могут лежать в пределах от нескольких единиц до сотен ампер. При малых токах гашение дуги происходит за счет увеличения расстояния между контактами. При этом дуга располагается непосредственно в пространстве между контактами аппарата. При значительных токах появляются электродинамические силы, быстро выдувающие дугу из межконтактного промежутка. Дуга гасится под воздействием этих сил, которые ее растягивают. При этих токах, наоборот, увеличение расстояния между контактами снижает электродинамические силы, что отрицательно сказывается на гашении дуги.
|
|
|
7. 1 Контакторы и пускатели
Контакторы и пускатели – это оперативные аппараты, коммутирующие электрические нагрузки в нормальных режимах работы электрооборудования.
Контактор – двухпозиционный аппарат с самовозвратом. Предназначен для частых коммутаций токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимый в действие электромагнитным приводом. Этот аппарат имеет два коммутационных положения, соответствующих включенному и отключенному состоянию. Самовозврат контактора происходит под действием возвратной пружины, массы подвижной системы или того и другого вместе.
Пускатель – коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, остановки и защиты электродвигателей без выведения или введения в их цепи сопротивлений резисторов. Пускатели осуществляют защиту от токов перегрузки. Распространенным элементом такой защиты является тепловое реле, встраиваемое в пускатель.
Токи перегрузки для контакторов и пускателей не превышают 8 … 20 – кратных перегрузок по отношению к номинальному току. Для режима пуска двигателей с фазовым ротором и торможения противотоком характерны 2. 5 … 4 – кратные токи перегрузки. Пусковые токи двигателя с короткозамкнутым ротором достигают 6 … 10 – кратных перегрузок по сравнению с номинальным током.
Электромагнитный привод пускателей и контакторов при соответствующем выборе параметров может осуществлять функции защиты электрооборудования от пониженного напряжения. Как известно, пониженное напряжение в питающей сети вызывает протекание токов перегрузки по обмоткам электродвигателей, если механическая нагрузка на них будет оставаться неизменной.
|
|
|
Электрическая износостойкость контакторов и пускателей может достигать нескольких миллионов срабатываний, механическая в зависимости от класса износостойкости – 0, 25× 106…16× 106 срабатываний. В течение этого срока службы изношенные контакты могут несколько раз заменяться новыми.
На рис. 7. 1 изображена конструктивная схема контактора, отключающего цепь двигателя.
Рис. 7. 1 Конструктивная схема контактора
В этом случае напряжение на катушке 12 отсутствует и его подвижная система под действием возвратной пружины 10, создающей силу FВ, придет в исходное состояние. Возникающая при расхождении главных контактов дуга Д гасится в дугогасительной камере 5.
Быстрое перемещение дуги в дугогасительную камеру обеспечивается системой магнитного дутья. В цепь главного тока включена последовательная катушка 1, которая размещена на стальном сердечнике 2. Стальные пластины - полюса 3, расположенные по бокам сердечника 2, подводят создаваемое катушкой 1 магнитное поле к зоне горения дуги в камере 5. Взаимодействие этого поля с током дуги приводит к появлению сил, которые перемещают дугу в камеру.
Контактор включит цепь с током I0, если подать напряжение на катушку 12 приводного электромагнита. Поток F, созданный током, протекающим через катушку электромагнита, разовьет тяговую силу и притянет якорь 9 электромагнита к сердечнику, преодолев силы противодействия FВ возвратной 10 и FК контактной 8 пружин.
Сердечник электромагнита оканчивается полюсным наконечником 11, поперечное сечение которого больше сечения самого сердечника. Установкой полюсного наконечника достигается некоторое увеличение силы, создаваемой электромагнитом, а также видоизменение тяговой характеристики электромагнита (зависимости электромагнитной силы от величины воздушного зазора).
Соприкосновение контактов 4 и 6 друг с другом и замыкание цепи при включении контактора произойдет раньше, чем якорь электромагнита полностью притянется к полюсу. По мере движения якоря подвижный контакт 6 будет «проваливаться», упираясь своей верхней частью в неподвижный контакт 4. Он повернется на некоторый угол и вызовет дополнительное сжатие контактной пружины 8. Появится провал контактов, под которым понимается величина смещения подвижного контакта на уровне точки его касания с неподвижным контактом в случае, если неподвижный будет удален.
|
|
|
Провал контактов обеспечивает надежное замыкание цепи, когда толщина контактов уменьшается вследствие их выгорания. Величина провала определяет запас материала контактов на износ в процессе работы контактора.
После соприкосновения контактов происходит перекатывание подвижного контакта по неподвижному. Вследствие действия контактной пружины при перекатывании происходит разрушение окисных и других пленок, что уменьшает переходное сопротивление. В то же время перекатывание повышает механический износ.
Кроме того, предварительное контактное нажатие, созданное пружиной 8, позволяет снизить вибрацию подвижного контакта при ударе его о неподвижный контакт. Все это предохраняет контакты от сваривания.
На контактах имеются контактные накладки, выполненные, например, из серебра, чтобы снизить переходное сопротивление при длительном протекании тока во включенном состоянии. Иногда применяются накладки из дугостойкого материала для уменьшения износа при действии дуги (металлокерамика «серебро – окись кадмия»). Гибкая связь 7 выполняется из медной фольги или тонкой проволоки.
Раствор контактов – расстояние между подвижным и неподвижным контактами в отключенном состоянии. Обычно лежит в пределах 1 … 20 мм.
Изображенная на рис. 7. 1 схема контактора поворотного типа довольно типичная. Обычно такие контакторы используются для тяжелого режима работы (большая частота циклов коммутационных операций, индуктивные цепи) при относительно высоких значениях номинального тока (десятки и сотни ампер). Другой распространенный тип контакторов и пускателей – прямоходовой, рис. 7. 2. Он рассчитан на меньшие номинальные токи (десятки ампер) и более легкие условия работы. Такой контактор имеет мостиковые контакты.
Рис. 7. 2 Прямоходовой пускатель; 1-дугогасительные камеры, 2 и 3 подвижные и неподвижные контакты, 4-короткоззамкнутые витки, 5-катушка
|
|
|
В зависимости от коммутируемого тока пускатели подразделяются по величине или габариту величина аппарата определяется коммутируемым током. Зависимость величины пускателя от коммутируемого тока приведена в таблице 7. 1.
Таблица 7. 1 Величина пускателя
| Величина пускателя | Коммутируемы ток, А |
| 4; 6, 3 | |
| 10; 16 | |
Пример обозначения пускателя широкого применения ПМЕ.
|
|
|
