Электрический контактор – устройство и принцип работы

Электрический контактор – устройство и принцип работы

Главная страница » Электрический контактор – устройство и принцип работы

Электрический контактор (магнитный пускатель) – коммутационный прибор, по сути, представляющий собой реле больших размеров. Традиционно контактор используется для переключения тока, питающего электродвигатели либо иную нагрузку большой мощности. Нередко мощные электрические контакторы для электродвигателей и прочего оборудования, дополняются защитой от перегрузки по току и другим критериям. Для этого в конструкции прибора используются чувствительные биметаллические реле и блокировочные группы.

Где и зачем применяется

Чаще всего используют модульный контактор при управлении и коммутации отопительного насоса и других разных устройств (к примеру, в системах вентиляции). Популярными и востребованными они стали при сборке щитов в квартире и различных системах автоматики. Например, управление светом, скважинным насосом, схема автоматического включения резерва и так далее. Почему? Потому что контактор превосходно вписывается с другими модульными устройствами, при этом, не нарушая эргономику в щите. Убедиться в этом вы можете, просмотрев наглядный пример на фото:

Стоит помнить, что сетевое напряжение должно быть не больше 380 Вольт при частоте 50 Гц. Но, не смотря на это, контактор может работать при высоких мощностях. Есть еще несколько плюсов данного прибора. Такие как практически полное отсутствие шума и вибрации, что довольно-таки положительно сказывается при их применении не только в домашнем щитке, но и в общественных местах (больница, квартира, школы, институты и так далее), так как другие коммутационные приспособления слишком восприимчивы к сильной вибрации.

Кстати, размер имеет значение. Ведь небольшой размер модульного контактора позволяет устанавливать его на din-рейку. В конструкции предусмотрены дугогасительные камеры для гашения дуги, которая возникает в процессе изменения нагрузки тока. Кроме того, бывают контакторы однофазные и трехфазные, что позволяет при этом подключиться к любой сети.

Более подробно узнать о модульных контакторах вы можете, просмотрев данное видео:

При подключении контактора сразу нужно определиться с механизмом, который он будет включать. Это может быть двигатель, насос, вентилятор, нагревательные элементы, компрессоров и т. д. Главной особенность контактора, отличающего его от автомата, является отсутствие всякой защиты. Поэтому продумывая цепи включения электрооборудования через контактор обязательно необходимо учесть ограничивающие ток и нагрев элементы. Для ограничения и отключения оборудования при коротких замыканиях и превышающих во много раз номинал нагрузках используются предохранители и автоматы. От длительного незначительно превышения номинальных токов работающего оборудования применяются тепловые реле.

Для того чтобы правильно подключить контактор в схему нужно чётко понимать какие из контактов силовые, а какие из них вспомогательные, то есть блок-контакты. Также нужно посмотреть на номиналы катушки включения. Там должны быть указаны напряжение его тип и величина, а также токи которые через неё протекают для нормальной работы. Во время работы силовые контакты могут погорать, поэтому их необходимо регулярно осматривать и чистить.

Как подключить модульный контактор

Модульный контактор — это разновидность обычных таких же аппаратов для коммутации, только применяются они в основном для включения и отключения распределительных щитков дистанционно. То есть включая его, подаётся питание на группу автоматов, каждый из которых, отвечает за свою определённую цепь. Устанавливается он на DIN — рейке. Может коммутировать как цепи постоянного, так и переменного тока.

Подключение контактора через кнопку

Для подключения контактора через кнопку нужно изучить ниже приложенную схему. Она предназначена для пуска нагрузки, в данном случае двигателя, от контактора катушка которого рассчитана на 220 Вольт переменного напряжения. В зависимости от напряжения стоит продумать её питание. Поэтому при покупке и выборе контактора стоит учесть этот нюанс. Так как если электромагнит будет рассчитан на постоянное напряжение, то понадобится именно такой источник.

При нажатии на кнопку пуск катушка электромагнита контактора получит питание и он включится. Замкнутся силовые контакты, тем самым подастся напряжение на асинхронный двигатель. Также замкнётся блок-контакт контактора К1, который подключен параллельно кнопке стоп. Он называется электриками контакт самоподхвата, так как именно он подаёт питание на включающую катушку после того, как кнопка пуска отпускается. При нажатии на кнопку стоп от электромагнита отключается питание, силовые элементы контактора разрывают цепь и двигатель отключается.

Подключение контактора с тепловым реле

Тепловое реле предназначено для недопускания длительных незначительных токовых перегрузок во время работы электрооборудования, ведь перегрев отрицательно сказывается на состоянии изоляции. Частые превышения температуры и токов приведут к её разрушению, а значит и к короткому замыканию, и выходу из строя дорогостоящего исполнительного элемента.

При повышении тока в цепи статора электродвигателя элементы теплового реле КК будут нагреваться. При достижении заданной температуры, которая может быть регулирована, тепловое реле сработает и его контакты разорвут цепь катушки электромагнита контактора КМ.

В целях безопасности нужно помнить, что работа в цепи контактора должна производиться при полном обесточивании его. При этом автомат питания должен быть заблокирован ключом или запрещающим плакатом от несанкционированного, или ошибочного включения. А также нельзя включать этот аппарат со снятыми дугогасительными камерами, это приведут к короткому замыканию.

Разновидности модульных контакторов

Производители электрооборудования выпускают огромное изобилие всевозможных контакторов, отличающихся между собой не только по конструктивным, но и по техническим характеристикам, механической прочности, типу работы, сфере использования.

Технические характеристики, например, тип тока, разделяет модули на контакторы постоянного и переменного тока. Для коммутации постоянного тока применяют одно- и двухполюсные контакторы на максимальное напряжение 440 В и силу тока 80-630 А. Для цепей переменного тока выпускают трехполюсные устройства на ток 63-1000 А.

По типу работы отличают механические и электромагнитные контакторы. Сегодня наиболее широко в быту применяются вторые, благодаря своим достоинствам — отсутствию вибрации, бесшумности. Модульные контакторы имеют от одного до четырех полюсов, их так и называют одно- двухполюсный и так далее, при этом, они могут быть однофазными или двухфазными. Существуют модели с дополнительными контактами или без них, в этом тоже заключается существенное отличие приборов.

Кроме контактной системы в модуль входит дугогасительная система. Гашение дуги происходит разными способами, в зависимости от этого различают контакторы одинарные с эффективным гашением дуги с помощью электромагнитного устройства, они применяется в цепях сложного промышленного или железнодорожного оборудования, в индукционных печах. А также сдвоенные контакторы, с двойным разрывом дуги, которые эксплуатируются в еще более тяжелых условиях.

Предприятия-изготовители выпускают разные типы контакторов, отличающиеся дополнениями и конструкцией:

  • пускатели (улучшенные типы контакторов с вспомогательными элементами);
  • магнитные контакторы (прибор для частых включений и отключений);
  • магнитные пускатели — трехполюсный контактор переменного тока с двумя тепловыми реле;

промежуточное реле — маломощный контактор для слабых токов, но осуществляющий огромное количество коммутаций.

Для автоматизации оборудования жилых домов и общественных зданий применяются весьма популярные модульные контакторы шведской фирмы ABB. Они работают в цепях коммутации и управления сетями инженерно-технического обеспечения зданий. Например, ABB ESB-63-40 — контактор для управления электрооборудованием, работающий, как в сетях постоянного, так и переменного тока. Это четырехполюсные контакторы с высокой стойкостью к износу, защитой от перенапряжения 5 кВ, удобные в монтаже и устойчивые к низким температурам.

Читайте также  Отпугиватель птиц своими руками

Контакторы серии MF и MT (Энергия) устанавливаются в силовых цепях, серии КМ — имеют весьма широкую сферу применения (офисы, больницы, промышленные и жилые здания), а контакторы ИЭК (IEK) — используются для дистанционного управления.

Преимущества модульных контакторов в том, что они решают много задач, не представляют сложности в монтаже, компактны и удобны для размещения в щитке, бесшумны в работе. Кроме того, модульные контакторы подключаются к сетям с большими мощностями и, при этом, обладают хорошей электробезопасностью (2 класс), что очень важно для неквалифицированных пользователей. К недостаткам иногда можно отнести не слишком большое число коммутационных операций у некоторых моделей.

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.

Контактор модульный.

Контактор ABB представляет собой устройство, контакты которого замыкаются или размыкаются катушкой (электромагнитом). Подали напряжение на катушку (электромагнит), и контакты самого контактора в зависимости от его исполнения или замкнулись или разомкнулись. Катушки контактора рассчитаны на напряжение, как переменного тока (АС), так и постоянного (DC), поэтому при выборе контактора обращайте внимание на этот параметр. Напряжение можно подключать от 12 до 415 В, на это тоже обязательно надо обратить внимание, т.к. модульный контактор, рассчитанный на напряжение 12В при подаче на него 220 В просто сгорит.

Модульные контакторы ABB делятся на две серии: ESB и EN. Отличие в том, что контакторы ESB управляются только подачей или отключением напряжения и рассчитаны на токи 20, 24, 40 и 63А, а контакторы EN имеют дополнительное ручное управление (включение/отключение) и рассчитаны на токи до 40А.

У контакторов два вида контактов. Одни контакты – это силовые контакты, которые размыкают или замыкают силовые цепи, а другие – контакты управления самим контактором, т.е. непосредственно дают команду на замыкание/размыкание силовых.

Контакты управления А1-А2 обозначаются одинаково на всех контакторах. Именно к ним надо подать или снять напряжение, чтобы силовые контакты размыкались или замыкались.

Силовые контакты, которые включают или отключают нагрузку, подключенную к контактору, всегда парные 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 и т.д.

Количество пар силовых контактов у магнитных пускателей ABB чётное, или два или четыре. Обозначаются или НО (нормально открытый) или НЗ (нормально закрытый). Т.е. при отсутствии напряжения на катушке НО – разомкнуты, при подаче напряжения на катушку НО замыкаются, ну а НЗ соответственно наоборот. Вариации бывают разными 2НО (два открытых контакта), 3НО-1НЗ (три открытых + один закрытый) и т.д., и обозначаются на корпусе контактора цифрами 40 (четыре контакта НО), 20 (два контакта НО), 22 (два НО и два НЗ), 02 (два НЗ).

Например, из названия контактора ABB EN40-40N следует, что этот модульный контактор рассчитан на номинальный ток 40А и имеет четыре НО (нормально открытых) контакта. Также указано, что катушка контактора рассчитана на напряжение 230В переменного или постоянного тока.

Для защиты катушки управления контактора правильно ставить в её цепь автоматический выключатель, и т.к. мощность потребляемая катушкой мизерная, то номинал автомата лучше брать не более 1А .

Контактор ESB 20А занимает 1 модуль, 24А – 2 модуля, 40 и 63А – занимают по 3 модуля на дин-рейке.

Контакторы бывают также и с ручным управлением, точнее с комбинированным. Т.е. можно при помощи переключателя включать и выключать модульный контактор руками, передвигая рычажок. На фото ниже показан контактор ABB EN-40-4НО с ручным управлением.

К контакторам, как и к другим модульным приборам ведущих серий ABB, Легранд, Шнейдер Электрик, Хагер, можно прикреплять по бокам дополнительный контакт. Только следует учитывать, что это “не совсем полноценные” контакты, у них номинальный ток только до 6А.

Ниже привожу пример дополнительного контакта к контактору Legrand. В дополнительном контакте на самом деле имеется два контакта, один НЗ, другой НО.

Сцепить модульный контактор и дополнительный контакт несложно. Схема сцепления устройств между собой изображена на самом дополнительном контакте. Важно, чтобы отверстие в контакторе и “рычажок” дополнительного контакта точно совпали.

А так выглядят совмещенные приборы, в том числе, и уже подключенные в электрическом щитке.

Контакторы и магнитные пускатели

Введение

В начале данной статьи хотелось бы сразу определиться в чем заключается разница между контактором и магнитным пускателем, так как данный вопрос зачастую ставит в тупик даже самых опытных специалистов-электриков, при этом многие полагают, что разница между ними заключается в их конструкции, габаритных размерах или величине коммутируемого (номинального) тока, однако это не так. Поможет разобраться нам с этим вопросом ГОСТ 30011.4.1-96 в котором приведены следующие определения:

Контактор — это коммутационный аппарат с единственным положением покоя, оперируемый не вручную, способный включать, проводить и отключать токи в нормальных условиях цепи, в том числе при рабочих перегрузках.

Пускатель — это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузок.

Как следует из определений выше, контактор — это устройство предназначенное для коммутирования (включения/отключения) каких либо нагрузок, т.е. любых нагрузок, в то время как пускатели — это комплекс устройств предназначенный для управления конкретно электродвигателем, а так же обеспечивающий его защиту от перегрузок, при этом сами контакторы входят в состав пускателей:

Как видно на картинке выше в состав пускателя входят: контактор — для включения и отключения электродвигателя, тепловое реле — для защиты электродвигателя от перегрузок, кнопки — для управления контактором, все перечисленные устройства помещаются в общий корпус.

Так же согласно того же ГОСТ 30011.4.1-96 пускатели бывают следующих видов:

Пускатель прямого действия — Пускатель, одноступенчато подающий сетевое напряжение на выводы двигателя.
Реверсивный пускатель — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений без обязательной остановки двигателя.
Пускатель с двумя направлениями вращения — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений только во время остановки двигателя.

Таким образом пускатель прямого действия предназначен для запуска, остановки и защиты электродвигателя, в то время как реверсивный пускатель помимо всего вышеперечисленного позволяет менять направление вращения двигателя.

Читайте также  Магнитный пускатель

Как видно на картинке выше в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора переключение между ними меняет порядок чередования фаз что приводит к изменению направления вращения электродвигателя. (Подробнее об изменении направления вращения электродвигателя и схеме работы реверсивного пускателя смотрите здесь.)

Существуют так же так называемые модульные контакторы — это компактные контакторы предназначенные для установки на DIN рейку, в остальном их устройство и принцип работы такой же как и у обычных контакторов.

Теперь разобравшись с понятиями контактора и пускателя приступим к изучению принципа их работы.

Устройство и принцип работы контактора

Как видно на картинке выше электромагнитный контактор состоит из следующих основных элементов: магнитопровода состоящего, в свою очередь, из подвижной и неподвижной частей, электрической катушки, силовых контактов, предназначенных для включения и отключения нагрузки, в состав которых входят подвижные контакты, которые крепятся к подвижной части магнитопровода и неподвижные контакты, которые крепятся к верхней части корпуса контактора, блок-контактов предназначенных для использования в цепях управления, а так же пружины которая обеспечивает поддержание в разомкнутом состоянии состоянии силовых контактов.

Управление контактором осуществляется путем подачи напряжения на электрическую катушку, при прохождении через нее электрического тока создается электромагнитное поле протекающее через магнитопровод, при этом неподвижная часть магнитопровода совместно с электрической катушкой работают как электромагнит который, как видно на рис.2 выше, преодолевая сопротивление пружины, притягивает верхнюю подвижную часть магнитопровода с закрепленными на ней подвижными контактами, таким образом происходит замыкание силовых контактов, при снятии напряжения с катушки контактора электромагнитное поле исчезает переставая притягивать подвижную часть магнитопровода которая под воздействием пружины возвращается в исходное положение размыкая силовые контакты.

В состав большинства современных контакторов входит только один блок-контакт, однако некоторые схемы управления требуют большего их количества, в этом случае на магнитный пускатель устанавливается дополнительная приставка имеющая несколько блок-контактов:

Как видно на картинке выше данная приставка (блок контактов) устанавливается на верхнюю часть контактора соединяясь с его подвижными силовыми контактами.

Выбор контакторов (магнитных пускателей) и их характеристики.

Выбор контакторов и магнитных пускателей осуществляется по их следующим техническим характеристикам:

1) По типу коммутируемой нагрузки определяется необходимая категория применения

В соответствии с ГОСТ 12434-83 и ГОСТ Р 50030.4.1-2002 существуют следующие категории (области) применения контакторов (пускателей):

2) По номинальному току

Номинальный ток — одна из главных характеристик определяющая максимальный ток который контактор способен длительно выдерживать, а так же обеспечивать его коммутацию (включение/отключение).

Расчет номинального тока пускателя (контактора) для электродвигателя можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора либо по методике приведенной ниже.

Существуют следующие стандартные значения номинальных токов контакторов (пускателей), в Амперах:

6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 500 Ампер

Примечание: Модульные контакторы выпускаются на номинальные токи до 100 Ампер.

Зачастую контакторы и магнитные пускатели в зависимости от их номинального тока условно делят на следующие величины (от нулевой до седьмой величины):

Номинальный ток пускателя для управления электродвигателем можно выбрать исходя из его мощности по следующей таблице:

Так же можно произвести расчет тока пускателя самостоятельно по следующей методике:

Номинальный ток пускателя должен быть больше либо равен номинальному току двигателя:

Iном. МП Iном. двигателя

Номинальный ток двигателя можно узнать из его паспортных данных, либо рассчитать по формуле:

Iном=P/√3Ucosφη

  • P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
  • U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
  • cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
  • η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Так же расчет тока электродвигателя можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора.

Номинальный ток контактора используемого не для управления электродвигателем определяется исходя из тока управляемой им электросети:

Iном. контактора Iрасч. сети

Расчетный ток сети можно определить с помощью нашего онлайн калькулятора, либо рассчитать его самостоятельно по формуле:

Iсети=(Pсетип)/cosφ, Ампер

  • Pсети— суммарная мощность всего подключаемого к контактору электрооборудования, в киловаттах;
  • Kп — коэффициент перевода (Для однофазной сети 220В: Kп=4,55; Для трехфазной сети 380В: Kп=1,52);
  • cosφ — коэффициент мощности, принимается равным от 0,95 до 1 — для бытовых электросетей и от 0,75 до 0,85 — для промышленных электросетей.

3) По номинальному напряжению втягивающей катушки

Напряжение катушки — это параметр характеризующий величину напряжения которое должно быть подано на выводы катушки контактора для его срабатывания. Следовательно номинальное напряжение катушки определяет и напряжение цепи управления (напряжение на кнопках управления).

Существуют следующие стандартные значения номинального напряжения катушек контакторов (пускателей), Вольт:

12, 24, 36, 48, 110, 127, 220, 380, 500, 660 Вольт

Наиболее часто применяются контакторы с катушками на 220 и 380 Вольт, контакторы с катушкой на напряжение 48 Вольт и ниже как правило применяются в помещения с повышенной опасностью (особоопасных) в отношении поражения человека электрическим током, для того что бы напряжение на кнопках пультов управления было безопасным.

4) По номинальному напряжению изоляции

Номинальное напряжение изоляции контактора (пускателя) — это максимальное напряжение сети на которое рассчитана изоляция контактора (пускателя), превышение данной величины приведет к пробою изоляции и как следствие выходу из строя контактора. Следовательно номинальное напряжение контактора должно быть больше либо равно напряжению сети:

Uном. МП Uсети

В сетях напряжением 220/380 Вольт, как правило, применяются контакторы на номинальное напряжение по изоляции 400 либо 660 Вольт.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Основная функция

Во многих электрических цепях роль прибора, включающего и отключающего ток, выполняет именно модульный контактор. Для чего он нужен легко понять, если разобраться в его конструкции и механизме работы.

Это устройство, функционирующее за счёт постоянного либо переменного тока, имеет следующие составляющие элементы:

  • Полюс. Состоит из подвижной пружины и контакта, принимающего на себя её давление. Отвечает за соединение и разъединение тока внутри электроцепи. Исключает опасное повышение температурных границ. Серебряное покрытие полюса, выполненное в виде напыления, обеспечивает его устойчивость к механическим повреждениям и продлевает срок службы.
  • Электромагнитную катушку. Используется для создания электромагнитного поля, в котором вращаются подвижные элементы, заставляя замыкаться электрическую цепь.
  • Группу вспомогательных контактов. Она включает в себя нормально открытые, нормально закрытые и перекидные контакты, которые выполняют роль индикации состояния контактора. Контактная система имеет временную выдержку.
Читайте также  Штукатурка стен гипсовой штукатуркой

Входящие в конструкцию МК детали образуют дугогасительную, контактную и электромагнитную систему, а также систему блок-контактов.

Механизм модульного контактора собран таким образом, что при необходимости он может быть легко дополнен контакторной приставкой, тепловым реле, датчиком времени, блокировочным оборудованием и другими функциональными приборами, используемыми в электрике.

Выбор контактора

При выборе контактора для управления электродвигателем руководствуются следующими требованиями:

  • Рабочий ток и режим отключения.
  • Тип электродвигателя (нагрузки) – это: сопротивление, электродвигатель с беличьей клеткой или с контактными кольцами.
  • Условия, которые влияют на открытие или замыкание контактов – это: электродвигатель запущен в работу или остановлен, пуск электродвигателя или торможение противовключением и прочие операции.

При выборе контактора принимаются во внимание ограничения, не описанные в стандартных правилах пользования. Это температура окружающей среды, влажность, географическое месторасположение, высота над уровнем или приближенность к морю. Трудность в обслуживании также может играть решающую роль при выборе контактора, на это условие оказывает влияние долговечность устройства или его надежность.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.