Контакторы для управления двигателем

Комплектующие, радиокомпоненты / Электрика, электроника / Пускатели, реле
Administrator
1 476
16-01-2018, 21:46
0

Механизм управления двигателем и связанные с ним схемы являются фундаментальными элементами систем распределения и распределения электроэнергии. Механизм управления двигателем в его простейшей форме может быть прямым онлайновым стартером, состоящим из переключающего устройства (контактора) и отключающего устройства (реле перегрузки), установленного в соответствующем корпусе.

Контактор как важная часть механизма управления двигателем (на фото: жареный контактор в звезду / дельта-панели, кредит: dave через Flickr)

Эта техническая статья посвящена контакторам переменного тока, поскольку они являются основными компонентами, используемыми в механизмах управления двигателем (рядом с реле перегрузки).

Контактор - Коммутационное устройство

Наиболее распространенным переключающим устройством, используемым в стартере, является контактор переменного тока с переменным током, который состоит из контактных узлов, приводимых в действие электромагнитным воздействием. Рабочая катушка закрыта магнитным ярмом, а при возбуждении притягивает якорь, к которому прикреплен набор подвижных контактов, которые образуют с набором неподвижных контактов.

Рейтинг контактора зависит от размера, формы и материала контактов и от эффективности используемого метода экструзии дуги.

Современные контакторы используют контактный наконечник из серебряного сплава, обычно оксид серебра и кадмия или сплав оксида серебра и олова, прикрепленный к латунной или медной подложке. Выбор материала наконечника является критическим и обычно устанавливается после многих типовых испытаний.

Рисунок 1 - Контакты силового контактора на разных этапах срока службы с нагрузкой AC-3

Контактные материалы выбираются в первую очередь для их устойчивости к сварке и эрозии - тогда пригодность выбранного материала подтверждается последовательностью типовых испытаний и специальных испытаний, таких как испытания на контактный срок службы.

Серебряный сплав обычно содержит 10-12% оксида кадмия или оксида олова . Использование серебро-оловянных сплавов теперь является первым выбором на стадии проектирования, так как кадмий может потребовать специальных мер предосторожности при производстве и, в конечном счете, в распоряжении контактов.

Современные контакторы используют контакты с двойным разрывом, обычно с торцовым контуром, с круглыми или прямоугольными контактными наконечниками.

Следует всегда помнить, что наложение на опорную полоску требует обогащенной серебром подложки - это означает, что более старые методы обслуживания, такие как подача контактных поверхностей, фактически сокращают срок службы контактов и в конечном итоге вызывают серебряную подложку.

Это может привести к контактной сварке.

Метод дугового управления также имеет решающее значение для определения характеристик контактора. Как правило, меньшие переменные контакторы переменного тока мощностью до 22 кВт не требуют сложной конструкции дуговой камеры - сочетание естественных нулей тока переменного тока и «растяжение» дуги при открытии контактов дает адекватную производительность.

Большие размеры контактора обычно требуют использования охлаждающих устройств внутри дуговой камеры, чтобы способствовать гашению дуги . Они могут иметь форму охлаждающих пластин или кожухов, которые просто закрывают контакты, или массив деионных пластин, аналогичный таковым в автоматическом выключателе.

Для их электропроводящих свойств не требуется выбирать охлаждающие пластины или де-ионные пластины . В большинстве случаев используемый материал должен иметь относительно высокую температуру плавления и использовать мягкую сталь.

Контактор Schneider Electric 1NC 18A 400V AC3 220V / 50Hz предлагает проверенные характеристики для резистивных нагрузок или больших запусков двигателя, таких как вентиляторы, дробилки, насосы, компрессоры и мостовые краны.

Разрушающая скорость дуги - во всех случаях цель состоит в том, чтобы вывести дугу в пределах обычно 10-20 мс при нарушении токов в восемь раз номинальное значение AC3 при условиях испытания типа и 5-10 мс при нормальном обслуживании. Относительно быстрое выгорание дуги является важным соображением, когда длительный срок службы (называемый долговечностью в британских и международных стандартах) является целью проектирования.

Срок службы AC3 в 1-2 миллиона операций может быть достигнут с помощью современных конструкций.

Еще один выбор, который должен сделать дизайнер, - это изоляционные материалы . Они не только действуют как монтажная база, но и как механические направляющие и направляющие, а также стенка дуговой камеры внутри контактора.

Эмпирическое правило состоит в том, что большинство формованных компонентов, контактирующих с токоведущими частями, будут изготавливаться из термореактивных материалов, обычно стабильный материал из полиэфирного стекла, по крайней мере, до 160 ° С , но использование высокотемпературных термопластичных материалов увеличивается.

Использование асбеста в настоящее время постепенно прекращается всеми производителями с заменяемыми материалами для продолжения производства существующих конструкций.

Как это работает?

Контактор удерживается магнитно , поддерживая ток через катушку . Если напряжение на катушке выходит из строя или падает ниже определенного уровня, контактор открывается, отключая двигатель от источника питания. Катушка должна быть постоянно под напряжением, чтобы держать контактор закрытым.

В качестве альтернативы контакторы могут быть оснащены механической защелкой, которая не требует постоянного включения.

Эксплуатация. Для обеспечения бесшумной работы переменные магниты оснащены затеняющими кольцами, которые обычно состоят из одной короткозамкнутой петли из медного сплава. Они выполняют основную функцию обеспечения вторичного магнитного потока для предотвращения размыкания и повторного включения полюсов магнитного полюса, когда поток, создаваемый рабочей катушкой, проходит через ноль.

Если при повторной сборке некоторых типов контакторов после технического обслуживания необходимо исключить закрашивающее кольцо, упущение будет очевидным, так как магнит будет «гудеть» громко при включении.

Такая же ситуация может возникнуть и в том случае, если заслоняющее кольцо должно сломаться в обслуживании, хотя это маловероятно, поскольку современные контакторы имеют захваченные штриховые кольца проверенного дизайна .

Еще одним преимуществом хорошо спроектированных затененных колец является устранение или устранение отскока магнита, что способствует контактному отскоку во время закрытия контактора. Если контактор имеет сильный отскок магнита, это приведет к короткому сроку службы контактов.

Остальные проектные параметры, такие как способность терминалов принимать кабели, пределы повышения температуры обслуживания, возможность переключения токов в определенных условиях и характеристики в условиях короткого замыкания , теперь определяются британскими и международными стандартами.

Стандарты, применимые к низковольтным моторным управляющим устройствам, являются официальными публикациями CENELEC . Соответствие этим требованиям соответствует требованиям Директивы по низковольтному оборудованию и Директиве по электромагнитной совместимости и позволяет использовать знак СЕ после составления соответствующего Технического файла конструкции и декларации соответствия.

Выбор контактора

Контакторы для использования в прямом пусковом устройстве обычно выбираются по их номиналу AC3 , то есть при включении асинхронного двигателя типа сепаратора и отключении питания двигателя после того, как двигатель работает до полной скорости.

Другими наиболее распространенными категориями использования являются AC4, включение и выключение асинхронного двигателя типа клетки, прежде чем он достигнет полной скорости, иногда называемый «дюймов» или «бег трусцой» привода , и категория AC2, переключение статора подача на двигатель раневого ротора, где схема стартера автоматически вставляет сопротивление в цепь ротора для каждого запуска.

На рисунке 1 показан запуск двигателя звездой.

Рисунок 1a - Схема подключения электросети star-delta starter

Рисунок 1b - Схема управления звездообразным стартером

Таблица 1 - Категории использования контакторов

Категория использования		Ток как кратность рабочего тока (I _e )
		Нормальная операция		Доказательство
		делать	ломать	делать	ломать
AC1	Неиндуктивные или слегка индуктивные нагрузки, такие как печи и нагревательные нагрузки	1	1	1,5	1,5
AC2	Запуск двигателей с мотором.Присоединение с сопротивлением ротора в цепи	2.5	2.5	4	4
AC3	Запуск силовых двигателей, переключение двигателей во время работы	6	1 *	10	8
AC4	Запуск каркасных двигателей, подключение	6	6	12	10

Каталогизированные рейтинги публикуются на основе известных условий обслуживания, как правило:

Температура окружающей среды вне корпуса стартера составляет от -5 до 35 ° C в среднем (максимум не выше 40 ° C).
Скорость работы, которую должен указать производитель, обычно 120 запусков в час.
Рабочий цикл или категория использования - см. Таблицу 1 для типичных значений тока, подлежащего переключению при тестировании и обслуживании, например, это стартовый тип реверса, который должен отменить двигатель, который уже работает до скорости , или только реверсирование произойти после того, как мотор остановится? В последнем случае могут использоваться только номинальные контакторы AC3.
Необходимо учитывать время ускорения привода, способность контактора нести пусковой ток.
Номинальные контакторы AC3 способны выдерживать восемь раз номинальный ток в течение минимум 10 с (это относится к номиналам до 630 А - выше этого значения - шестикратный номинальный ток).
Любые особые требования к сроку службы контактов.
Тип устройства защиты от короткого замыкания, которое должно быть установлено последовательно с подачей на стартер, и классификацию типа защиты, которую необходимо получить.
Любое специальное координирующее требование, например, есть какие-либо устройства остаточного тока, которые при обнаружении неисправности могут попытаться открыть контактор на токе, превышающем его разрывную способность.
Любые особые требования к подключению кабелей к контакторам, отличным от медных, с изоляцией из ПВХ или резины, например, использование некоторых типов высокотемпературной изоляции, таких как XLPE, позволяет кабелю работать намного горячее, чем ожидаемое производство.
Обычная практика заключается в разработке для использования с кабелем 70 ° C, поэтому нельзя использовать экономию использования XLPE, поскольку температура ядра может достигать 250 ° C, следовательно, кабельная система будет действовать как источник тепла, а не радиатор.

Любому из вышеперечисленного может потребоваться специальное рассмотрение и может потребовать выбора контактора с более высоким рейтингом AC3, чем первоначально предполагалось.

Конечные или запущенные контакторы, используемые в пускателях автоматического трансформатора, должны выбираться с использованием рейтингов AC3 (см. Рис. 2).

Рисунок 2 - Упрощенная схема подключения статора-ротора (или сопротивления ротора) стартера

Стартовые и промежуточные контакторы должны выбираться в соответствии с рекомендациями каталога.

Для пускателей статора-ротора контакторы статора следует выбирать с использованием номиналов AC2. Роторные значения контактора обычно задаются изготовителем контактора, так как повышенные номинальные значения основаны на том, что они находятся в цепи только во время запуска.

Еще одно важное соображение при выборе контакторов - обеспечить, чтобы предлагаемый кабельный проводник мог быть размещен контактами контактора. Большинство производителей предоставляют эту информацию в своем каталоге вместе с различными типами терминалов, которые доступны.

Ряд контакторов показан на рисунке 3 ниже.

Рисунок 3 - Типичный диапазон контакторов, покрывающих трехфазные номиналы, подходящие для различных применений, таких как запуск двигателя, изоляция, байпас и распределение при максимальной мощности до 1000 В. Работает с управляющим напряжением, версии от 240-690 AC, 50 и 60 Гц. (фото: ABB)

Ссылка // Справочник по электромонтажной практике Джеффри Стокса

Обсудить на форуме