Контакторы переменного и постоянного тока: Понимание их типов и функций

Введение

Определение контактора

Электрический контактор - это электромеханическое устройство, используемое для управления потоком электрического тока в мощных цепях. Он работает как переключатель, который может размыкать или замыкать соединения в цепи, позволяя дистанционно управлять такими электрическими устройствами, как двигатели, системы освещения и отопительное оборудование.

Основные компоненты контактора

1. Электромагнитная катушка: Это основной компонент, создающий магнитное поле при подаче напряжения. Это магнитное поле притягивает подвижный якорь, который, в свою очередь, размыкает или замыкает контакты внутри контактора.
2. Контакты: Это проводящие элементы, которые физически создают или разрывают электрическое соединение. Контакторы обычно имеют два типа контактов:
   • Главные силовые контакты: Отвечает за передачу сильного тока к нагрузке.
   • Вспомогательные контакты: Используется для управления и сигнализации, часто взаимодействует с другими устройствами.
3. Шкаф: Контактор помещен в корпус, который защищает его внутренние компоненты от воздействия внешних факторов, таких как пыль и влага, и обеспечивает безопасность, предотвращая случайный контакт с токоведущими частями.
4. Механизм подавления дуги: Для предотвращения возникновения дуги при размыкании или замыкании контактов контакторы часто оснащаются механизмами типа дугогасительных желобов, предназначенных для быстрого гашения дуги.

Имеется 6 силовых клемм и 2 клеммы катушки (A1 и A2) для 3-фазного питания переменным током. Из 6 клемм 3 клеммы L1, L2 и L3 подключены как вход к основному источнику питания, обычно поступающему от MCB, а еще 3 клеммы T1, T2 и T3 - как выход к двигателю, ORL, таймеру и другим схемам управления.

Дополнительный вспомогательный блок оснащен разъемами "NO" и "NC" в соответствии с применением прибора, как показано на схеме выводов контактора переменного тока.

Кредит на https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

Принцип работы

Как показано на схеме, ток, подаваемый в виде переменного или постоянного тока на клемму катушки A1, приводит катушку в движение, создавая электромагнитное поле, приводящее подвижную часть катушки в контакт с неподвижной частью. Теперь ток начинает течь от входной клеммы "R Y B" контактора к выходу контактора и действует как выключатель. В то время как другая клемма катушки A2 подключается к нейтрали для завершения цепи.

Когда подача питания на контактор прекращается, подвижная катушка контактора возвращается в исходное положение под действием силы возвратной пружины. В это время ток со входа на выход контактора не течет, и он действует как выключатель.

Ниже приведена схема проводов управления для DOL.

Типы контакторов

• Контакторы переменного тока: Предназначены для работы с переменным током, обычно используемым в промышленном оборудовании и системах освещения.
• Контакторы постоянного тока: Специально разработаны для применения в системах постоянного тока, таких как электромобили и системы возобновляемой энергии.

Разница между контакторами переменного и постоянного тока

Различия между Контакторы переменного тока и Контакторы постоянного тока существенны, в первую очередь из-за их дизайна и эксплуатационных характеристик. Вот подробное сравнение:

Ключевые различия

Характеристика	Контактор переменного тока	Контактор постоянного тока
Дизайн катушки	Тонкая и длинная катушка, изготовленная из меди.	Короткая и толстая катушка, часто изготовленная из чугуна или твердого материала.
Материал сердцевины	Изготовлен из ламинированных листов кремниевой стали для уменьшения вихревых токов.	Изготовлены из прочного мягкого чугуна или литой стали, не требуют ламинирования.
Электрическое сопротивление	Низкое сопротивление, выделяет больше тепла.	Более высокое сопротивление, выделяет меньше тепла.
Подавление дуги	Использует сетевые дугогасительные устройства.	Использует дугогасительные устройства с магнитным дутьем.
Рабочая частота	Обычно работает до 600 раз в час.	Может работать до 2000 раз в час.
Начальный ток	Высокий пусковой ток, не подходит для частых операций.	Низкий пусковой ток, рассчитан на частую эксплуатацию.
Пример использования	В основном используется для цепей переменного тока (например, двигателей, освещения).	Используется в цепях постоянного тока (например, в электромобилях, фотоэлектрических системах).
Конфигурация контактов	Как правило, имеет больше полюсов (например, трехфазный).	Обычно имеет меньшее количество полюсов (например, двухполюсный).

Подробное объяснение

1. Конструкция и сопротивление катушки: Контакторы переменного тока имеют катушки с меньшим количеством витков и меньшим сопротивлением по сравнению с контакторами постоянного тока, которые имеют больше витков и большее сопротивление из-за необходимости более сильного магнитного поля для эффективной работы в цепях постоянного тока.
2. Материал сердцевины: Сердечник контактора переменного тока изготавливается из ламинированных листов кремниевой стали, чтобы минимизировать потери из-за вихревых токов при прохождении через него переменного тока. В контакторах постоянного тока, напротив, могут использоваться твердые материалы, поскольку они не испытывают таких потерь.
3. Механизм подавления дуги: В контакторах переменного тока обычно используются сеточные дугогасительные устройства, а в контакторах постоянного тока - магнитные дугогасительные механизмы для гашения дуги, возникающей при размыкании или замыкании контактов.
4. Рабочая частота и потребляемый ток: Контакторы переменного тока ограничены примерно 600 операциями в час из-за их конструктивных ограничений, в то время как контакторы постоянного тока могут выполнять до 2000 операций в час, что делает их подходящими для приложений, требующих частых переключений.
5. Пригодность для применения: Контакторы переменного тока идеально подходят для управления нагрузками переменного тока, такими как двигатели и системы освещения, в то время как контакторы постоянного тока необходимы в приложениях с постоянным током, таких как электромобили и системы возобновляемых источников энергии.

Как выбрать правильный контактор

Выбор подходящего контактора для вашего применения включает в себя несколько критических моментов, обеспечивающих оптимальную производительность и безопасность. Вот структурированный подход, который поможет вам в процессе выбора:

Основные соображения при выборе контактора

1. Характеристики нагрузки:
   • Текущий рейтинг: Определите рабочий ток (le) нагрузки. Контактор должен быть рассчитан на этот ток без перегрева.
   • Номинальное напряжение: Убедитесь, что номинальное напряжение контактора (Ue) соответствует или превышает напряжение питания вашего приложения.
   • Тип нагрузки: Определите, является ли нагрузка резистивной, индуктивной или емкостной, поскольку это влияет на выбор типа контактора и его номинальные характеристики.
2. Размер контактора:
   • При выборе размера контактора учитывайте мощность двигателя и его рабочий цикл. Для частых включений/выключений может потребоваться более мощный контактор из-за больших пусковых токов при запуске.
3. Технические характеристики катушки:
   • Проверьте номинальное напряжение катушки, чтобы убедиться в ее совместимости с вашей схемой управления. Номинальное напряжение катушки должно соответствовать напряжению, подаваемому для включения катушки.
   • Разберитесь в напряжениях подхвата и отбоя, которые указывают на рабочие пороги для включения и выключения контактов.
4. Конфигурация контактов:
   • Оцените необходимое количество главных контактов (нормально разомкнутых или нормально замкнутых), исходя из требований вашей схемы.
   • Для дополнительных функций управления и сигнализации рассмотрите вспомогательные контакты, которые могут не пропускать тот же ток, что и главные контакты.
5. Условия окружающей среды:
   • Оцените температуру окружающей среды, влажность и возможное воздействие пыли или химических веществ. Выберите контактор с соответствующими номинальными характеристиками и корпусом, выдерживающим эти условия.
6. Тип приложения:
   • В различных областях применения могут потребоваться контакторы определенных типов (например, контакторы определенного назначения для систем ОВКВ). Убедитесь, что вы выбрали контактор, подходящий для конкретных условий применения.
7. Особенности безопасности:
   • Обратите внимание на наличие встроенных функций безопасности, таких как дугогасительные механизмы, защита от перегрузки и тепловые реле, если таковые имеются. Эти функции повышают надежность и предотвращают повреждения в условиях неисправности.
8. Репутация производителя:
   • Выбирайте авторитетного производителя, известного качеством и надежностью своей продукции. Это может существенно повлиять на долговечность и затраты на обслуживание с течением времени.

Как проверить контактор

Проверка контактора переменного тока необходима для обеспечения его правильного функционирования и надежности в электрических системах. Вот пошаговое руководство по эффективной проверке контактора переменного тока:

Необходимые инструменты

• Мультиметр: Для измерения напряжения, сопротивления и непрерывности.
• Отвертка: Для доступа к контактору.
• Защитные перчатки и очки: Для индивидуальной защиты во время испытаний.

Процедура тестирования

Шаг 1: Отключите питание

Перед началом любых испытаний убедитесь, что питание блока переменного тока отключено. Найдите автоматический выключатель или разъединитель и отключите его во избежание опасности поражения электрическим током.

Шаг 2: Визуальный осмотр

Осмотрите контактор на предмет видимых признаков повреждения, например:

• Сгоревшие или оплавленные контакты
• Обесцвечивание или точечная коррозия на контактных поверхностях
• Ослабленные соединения или чрезмерное загрязнение

Если обнаружены какие-либо повреждения, возможно, потребуется замена контактора.

Шаг 3: Проверка сопротивления катушки

1. Установите мультиметр на настройку сопротивления (Ω).
2. Измерьте сопротивление на клеммах катушки контактора.
   • Чтение 0 Ω указывает на короткое замыкание.
   • Чтение Бесконечность (OL) указывает на обрыв цепи.
   • Нормальные показания должны находиться в пределах указанного производителем диапазона.

Шаг 4: Проверка напряжения

1. Включив питание, настройте мультиметр на измерение переменного напряжения.
2. Поместите щупы на входные клеммы контактора.
3. Убедитесь, что напряжение соответствует характеристикам, указанным на контакторе. Если оно значительно ниже или выше, возможно, проблема в источнике питания.

Шаг 5: Проверьте непрерывность

1. Установите мультиметр в режим непрерывности (если есть).
2. При выключенном питании подключите щупы к выходным клеммам контактора.
3. При включении питания активируйте контактор (вручную или через цепь управления).
4. Мультиметр должен показывать целостность (низкое сопротивление) при замкнутых контактах.

Шаг 6: Осмотрите контакты

Во включенном состоянии визуально проверьте контакты на наличие:

• Признаки дуги или точечной коррозии
• Плавная работа без колебаний

Если вы заметили неровности, это может означать, что контакты износились и требуют замены.

Шаг 7: Выполните нагрузочный тест (необязательно)

1. Отсоедините провода со стороны нагрузки контактора.
2. Измерьте сопротивление между стороной линии и стороной нагрузки в открытом и закрытом положениях.
3. Показания должны значительно отличаться, если нет, это указывает на неисправный контактор.

В качестве наглядного пособия вы можете посмотреть это видео

Распространенные марки и модели контакторов

VIOX Электрический

Преимущество бренда: Китайский бренд, известный своими конкурентоспособными ценами, надежностью и широким ассортиментом продукции.

Рекомендуемые модели:

• Контактор переменного тока VIOX CJX2-2510
• Контактор переменного тока VIOX CJX2-3211

EATON

Eaton Corporation plc - глобальная компания по управлению электроэнергией со штаб-квартирой в Дублине, Ирландия, специализирующаяся на энергоэффективных решениях в области электрической, гидравлической и механической энергии для различных отраслей промышленности по всему миру.

Рекомендуемые модели:

• XTCE015B01B: Магнитный контактор EATON IEC: нереверсивный, 3 полюса, 15 A, катушка 240 В AC, 1NC, размер рамки B
• CE15DNS3AB: контактор Eaton Freedom серии IEC
• W+201K5CF: 3-полюсный контактор Eaton W+201K5CF с номинальным током 270 ампер и номинальным напряжением 600 В
• XTCF200G00T: Магнитный контактор EATON IEC: нереверсивный, 4 полюса, 115 A, катушка 24 В AC, размер рамки G

Siemens AG

Мировой лидер в области электротехники и автоматизации, компания Siemens предлагает широкий ассортимент высококачественных контакторов, в том числе переменного и постоянного тока, предназначенных для различных промышленных применений, уделяя особое внимание энергоэффективности, надежности и инновационным решениям в системах распределения и управления электроэнергией.

Рекомендуемые модели:

• 3RT20181BB41: Магнитный контактор SIEMENS IEC: нереверсивный, 3 полюса, 16 A, катушка 24 В DC, 1NO, размер рамки S00
• LEN00C003120B: Контактор Siemens класса LE 3 полюса 3 фазы 600В 30А 120В катушка
• 3RT2027-1AK60: Контактор FURNAS SIEMENS, 120 В, 3 полюса: Подходит для марки Furnas Siemens, 3RT2027-1AK60

Заключение

Контакторы играют важнейшую роль в современных электрических системах, являясь основой управления и распределения электроэнергии. Будь то переменный или постоянный ток, эти устройства обладают уникальными преимуществами, подходящими для различных областей применения. Понимание различий между контакторами переменного и постоянного тока, умение выбрать подходящий для ваших нужд, а также способность правильно тестировать и обслуживать их - важнейшие навыки для специалистов-электриков.

По мере развития технологий такие бренды, как VIOX Electric, EATON и Siemens, продолжают внедрять инновации, предлагая более эффективные, надежные и универсальные решения для контакторов. Оставаясь в курсе последних разработок и передового опыта в области контакторных технологий, инженеры и технические специалисты могут обеспечить более безопасные и эффективные электрические системы в различных отраслях промышленности.