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:
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:
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:
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:
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:
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:
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
Что такое сетевой фильтр, для чего он нужен и где применяется
Основные виды и принцип работы реле времени
Контактор КМИ: назначение и принцип работы
Контакторы КМИ применяется для запуска, остановки и реверса асинхронных электрических двигателей, работающих при напряжении до 660 вольт. Кроме того, эти приборы обеспечивают дистанционное переключение устройств вентиляционных систем, осветительных приборов, насосов и других агрегатов. Использование контакторов этого типа делает управление электродвигателями удобным и безопасным.
Назначение и особенности малогабаритных контакторов
Частая перемена тока в электрических сетях при включении и отключении электрооборудования приводит к аварийным ситуациям. Для их предотвращения используется контактор КМИ, работающий дистанционно под управлением слабыми электрическими токами. Название расшифровывается как контактор малый. Устройство известно также под названием контактор КМЭ, то есть, электромагнитный. Он выполняет замыкание и размыкание электрических цепей, находящихся в обычном режиме. Данные приборы не защищают от коротких замыканий, как автоматы, а лишь осуществляют связку номинальных токов на различных линиях.
Малогабаритный контактор КМИ рассчитан на токовую нагрузку в пределах 9-95 А. В основном, это асинхронные электрические двигатели с короткозамкнутым ротором, а также различные типы нагрузок с малой индуктивностью. Устройства, работающие с токовой нагрузкой до 40 А, оборудованы одной группой контактов замыкания-размыкания. При токе свыше 40 А устанавливаются две отдельные контактные группы – замыкающая и размыкающая.
Данные приборы коммутируют трехфазные конденсаторные батареи, а также первичные обмотки в трехфазных низковольтных трансформаторах. Точно такие же функции выполняет контактор малогабаритный КМЭ – электромагнитный.
Аппаратура такого типа обладает несомненными преимуществами:
Конструктивные элементы
Каждый контактор КМИ оборудуется катушкой или электромагнитом, составляющим основу прибора. Питание данного компонента осуществляется в широком диапазоне напряжений – 12-380 вольт. Перед подключением нужно точно установить рабочий ток электромагнита, указанный в паспорте или в боковой части корпуса катушки.
Следующий важный элемент конструкции – сердечник. Он представляет собой сборную конструкцию с металлическими пластинами, пропитанными лаком. Сердечник состоит из неподвижной и подвижной частей. Первая часть служит для размещения катушки, а другая часть – подвижная – предназначена для расположения подвижных контактов. Крепление неподвижных контактов выполняется с помощью винтов к пластмассовому корпусу прибора. Подвижные – крепятся к сердечнику специальным изоляционным держателем. В наконечники полюсов неподвижной части запрессованы короткозамкнутые кольца из алюминия, устраняющие эффект детонации.
Площадь соприкосновения контактных напаек в разных конструкциях ИЭК может отличаться. Она зависит от рабочего тока силовых цепей, который может быть пропущен контактором. В связи с этим, каждый тип прибора имеет свою величину – первую, вторую, третью и т.д. Большинство из них оборудовано четырьмя контактными парами: три предназначены для силовой цепи, а один – является дополнительным и выполняет различные функции. Он блокирует цепь управления, включает звуковую или цветовую сигнализацию, частично обеспечивает автоматическую релейную защиту управления электроустановок.
Соединение проводников осуществляется при помощи специальных соединительных контактов. Они имеют овальную форму, благодаря которой повышается надежность фиксации. Для небольших проводов используются закаленные тарельчатые шайбы, а под проводники большого сечения предусмотрена зажимная скоба. Насечки на контактах еще больше повышают надежность фиксации, увеличивают площадь контакта и снижают нагрев проводов.
Когда на катушку поступает питание, это приводит к появлению электромагнитного эффекта. Под его влиянием металлический цилиндр начинает двигаться вверх, после чего происходит замыкание контакта. Цепь, подающая питание к катушке, считается управляющей, а напряжение в ней достаточно низкое, в пределах 24 вольт. Другая цепь, которая замыкает контакт является силовой, поскольку по ней проходит ток с напряжением, достигающим 660 вольт. При отсутствии подачи питания металлический сердечник под действием пружины возвращается в исходное положение, а цепь оказывается разомкнутой.
Технические характеристики и типы КМИ
Стандартный контактор КМИ представляет собой электромагнитное устройство переменного тока, обеспечивающее коммутацию электроустановок и оборудования с силовыми цепями.
Каждая модель имеет условное обозначение КМИ-Х-ХХ-Х-Х, которое расшифровывается следующим образом:
В качестве основных параметров и технических характеристик можно отметить следующие:
Существуют и другие характеристики устройств, указанные в технической документации, которые следует учитывать при выборе изделия.
Производителем IEK выпускаются устройства в широком ассортименте с различными параметрами и возможностью использования в различных электрических цепях. Среди них можно отметить три основные группы:
Особенности эксплуатации малогабаритных КМИ
Прежде всего следует отметить, что контакторы КМИ в нормальных условиях могут длительное время работать, не требуя каких-либо регулировок и технического обслуживания. Самое главное – чтобы соблюдались правила эксплуатации и отсутствовали аварийные ситуации. Со временем контакты все равно изнашиваются, что непосредственно связано с индуктивностью нагрузки и величиной коммутируемого тока. С увеличением этих показателей возрастает и степень износа контактов.
В связи с этим, необходимо правильно выбирать параметры того или иного контактора в соответствии с условиями эксплуатации. Не следует экономить и выбирать прибор с заниженными показателями. Рекомендуется поступать наоборот и приобретать аппаратуру с характеристиками, превышающими номиналы коммутируемого оборудования.
Когда происходит отключение нагрузки, может возникнуть повышенное образование искр. В таких случаях не следует доводить ситуацию до аварийной, а принять своевременные меры по выявлению и устранению неисправностей. Чаще всего причина заключается в возвратных пружинах, с течением времени теряющих свои качества. В некоторых случаях оказывается загрязненной контактная группа, при отключении нагрузки возникает перенапряжение и другие причины технического характера.
Иногда прибор начинает гудеть и создавать повышенный уровень шума. Как правило, он возникает из-за крепления магнитопровода, которое становится слабым под влиянием многочисленных циклов включения-отключения, нагрева и остывания, вибрации и других факторов. Чаще всего для устранения достаточно всего лишь подтянуть винты крепления.
Для чего нужны контакторы?
Электричество прочно вошло в нашу жизнь. Мы уже не представляем, как можно обходиться без него. Каждый день мы пользуемся электрическими приборами, включаем, отключаем их и не задумываемся, что происходит внутри приборов.
Все мы знаем, что необходимо использовать выключатель, чтобы зажегся свет. А если прибор работает в автоматическом режиме и должен самостоятельно включаться и выключаться, как, например, холодильник или кондиционер? Для дистанционного коммутирования или простым языком включения и отключения потребителей электричества, есть контакторы.
В быту контакторы мы не видим, поскольку контакторы являются составными частями различных приборов и только люди, которые профессионально занимаются электротехникой могут до них добраться. Основное использование контакторы нашли в профессиональной сфере — от тяжелого машиностроения до жилищно-коммунального хозяйства.
Все контакторы конструктивно похожи. Они состоят из подвижных и неподвижных контактов (подвижные контакты соединены с подвижной траверсой магнитной системы). Контактор управляется с помощью электромагнитной катушки. На катушку подаётся напряжение, возникает электромагнитное поле, которое преодолевая сопротивление пружины, притягивает подвижную часть магнитной системы вместе с закрепленными на ней подвижными контактами. Контакты смыкаются и потребитель подключается к электрической цепи.
Есть много серий (названий) контакторов. Каждая серия имеет свою специализацию. Среди них есть более универсальные серии, и узкоспециализированные, применяемые только в специальных случаях.
Основная последовательность номинальных токов контакторов компании EKF состоит из двух серий КМЭ PROxima и КТЭ PROxima и включает последовательность номинальных токов от 9 до 630А.
Контакторы КМЭ PROxima имеют ряд токов от 9 до 95А, управляются катушкой переменного тока, напряжением 230 или 400А — эти катушки идут в комплекте. Можно поменять катушки и получить контактор с катушками 24, 36, 110В переменного тока. Это достаточно универсальные контакторы — область их применений достаточно велика. Они могут применяться для управления трехфазными асинхронными двигателями, освещением, нагревательными установками и многим другим оборудованием, питаемым трехфазным током.
Если рассматривать массовость использования, то можно сказать, что до 90% всей вырабатываемой электрической энергией тратится в электродвигателях и 60% от этого количества в электродвигателях мощностью до 45кВт, которыми и управляют контакторы КМЭ PROxima. КМЭ PROxima — это самый массовый контактор. Технические характеристики КМЭ PROxima позволяют применять их и для освещения, где необходимо длительное время пропускать ток через контактор и использовать их для работы дискретной линии подачи в различных технологических процессах, где циклы включения-отключения могут достигать 2400 в час. Очень часто возникает необходимость в управлении единичным электрическим приводом. Это такие установки как местная вентиляция, различного вида ворота, не сложные насосы. В таких случаях кроме функции запуска и остановки необходимо защитить двигатель. Для этого используют пускатель. Пускатель — это контактор с тепловым реле. Контактор коммутирует электрическую цепь, а тепловое реле защищает электродвигатель от перегрузки, обрыва фазы и в конечном итоге от выхода из строя электродвигателя. Принцип действия теплового реле основан на разном коэффициенте расширения металлов при нагреве. Два таких металла объединяют в одну пластину. При нагреве такая пластина изгибается в строго определённую сторону и её изгиб зависит от величины нагрева. В тепловом реле через такую пластину проходит ток, и если ток выше допустимого, то биметаллическая пластина изгибается и, нажимая на рычаг отключает контакт, через который проходит питание контактора и контактор отключается.
В номенклатуре EKF имеются пускатели в корпусе КМЭ с РТЭ IP65 EKF PROxima с индикацией работы или без. Данные пускатели имеют кнопки «пуск» «стоп». Индикация необходима, когда управляемое оборудование находится далеко и визуально невозможно определить работает ли оно.
Второй по массовости контактор — это контактор КТЭ PROxima. Он рассчитан для работы с токами от 115 до 630А и катушкой управления 230, 400В. Поскольку коммутируемые токи значительно отличаются от токов КМЭ PROxima, то и КТЭ PROxima по внешнему виду массивнее и больше своего «младшего брата». Разница во внешнем виде обусловлена необходимостью применения больших поперечных сечений токоведущих частей, большей площади контакта главных контактов.
Применение контакторов КТЭ PROxima аналогично применению контакторов КМЭ, только коммутируемые токи значительно больше, однако есть и различие. КТЭ PROxima применяется в различного вида подъёмных механизмах — электрических кранах, кран-балках, тельферных подъемниках. В этих механизмах контакторы работают в особо тяжелых условиях. Пуск затруднен наличием нагрузки на подъёмном механизме, да и остановку крана зачастую производят подключением противотока, когда двигатель работает против движения груза, тем самым тормозя его. В такие моменты особая нагрузка ложиться на контактор — токи перегрузки достигают 10 — 12 номинальных токов контактора, но КТЭ PROxima рассчитан на работу в таких условиях, поэтому это вторая по массовости крупа контакторов, в силу распространённости электродвигателей мощностью свыше 45кВт.
В номенклатуре EKF есть миниконтактор МКЭ PROxima. Они рассчитаны на токи 6-16А, с катушкой управления 24, 230, 400В и дополняют собой контакторы КМЭ PROxima. Там, где есть ограничение по объему, там применяют миниконтакторы МКЭ PROxima — это такие приборы, как кондиционеры, холодильники, другие устройства с минимизированным рабочим пространством. Миниконтакторы могут быть установлены в пластиковые боксы совместно с модульным оборудованием и поэтому могут применяться в управлении теплыми полами, вентиляционными установками и многими другими трехфазными нагрузками.
Специально для применения совместно с модульным оборудованием в номенклатуре EKF имеется модульный контактор КМ PROxima. КМ PROxima рассчитан на работу с токами 16-63А и катушкой 230В переменного тока. Этот контактор отличается от других не только модульным исполнением корпуса, но и разнообразием программ коммутации. У него есть и два, и три и четыре главных контакта, которые могут быть как нормально открытыми, так и нормально закрытыми и различными смешанными вариантами.
Такое разнообразие коммутационных программ обусловило широкие возможности применения контакторов КМ PROxima. Это и управление маломощными двигателями, и управление освещением, включение различного коммунального оборудования — от электрических котлов до вентиляции. То есть их применяют и в промышленности и в домохозяйствах.
Контакторы КМЭп PROxima — это узкоспециализированный контактор с номинальными токами 9-95А. Катушка контактора рассчитана на работу с постоянным током напряжением 24, 110,220В. Его применение обусловлено наличием отдельных систем управления ответственных производственных процессов, которые используют постоянный ток и могут быть защищены от пропадания напряжения. Например, в московском метро система управления построена на постоянном токе напряжением 110В. Таким образом, в московском метро все контакторы работают на постоянном токе.
В 2015 году компания EKF ввела бюджетные линейки основных контакторов КМЭ Basic, и ПМ12 Basic. Основное их отличие в работоспособности. Контакторы серии Basic имеют работоспособность на 20% ниже, чем аналогичные контакторы PROxima, но и цена контакторов Basic ниже на 15% контакторов PROxima.
КМЭ Basic рассчитаны на токи от 9 до 95А. Имеют катушки управления 230, 400В. Они отличаются внешним видом от КМЭ PROxima — контактор выполнен в корпусе черного цвета. Здесь применён пластик прошлого поколения, тогда как КМЭ PROxima имеет серый корпус с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Применение контакторов КМЭ Basic возможно в оборудовании, которое имеет достаточно длинные циклы включения-отключения — это различные ворота, местная вентиляция и другое оборудование, не требующее частых включений.
ПМ12 Basic рассчитаны на токи от 63 до 1000А, катушки управления 230, 400В. ПМ12 Basic имеют конструктив контакторов, который разрабатывался в середине прошлого века. Коммутационной износостойкостью они значительно уступают контакторам КТЭ PROxima. Контактор полностью соответствует сопроводительной документации и находит своё применение в оборудовании, где частота коммутаций не велика.
Мы рассмотрели всё предложение контакторов компании EKF. У нас максимально расширенная линейка контакторов и любой потребитель сможет найти у нас тот продукт, который ему нужен, как по техническим характеристикам, так и по ценовому диапазону.
