Contactores electromagnéticos de CC

Los contactores de CC están diseñados para conmutar circuitos de CC y, por lo general, son accionados por un electroimán de CC.

Los requisitos técnicos generales para los contactores y sus condiciones de funcionamiento están regulados por GOST 11206-77. Las categorías de aplicación de los contactores modernos se describen a continuación y se dan los parámetros de los circuitos que conmutan, según la naturaleza de la carga.

Contactores de CC:

DS-1-activa o baja carga inductiva.

Motores de corriente continua de arranque DC-2 con excitación en paralelo y su parada a velocidad nominal.

DS-3-Arranque de motores eléctricos con excitación paralela y su apagado en estado estacionario o rotación lenta del rotor.

DS-4-Arranque de motores eléctricos con excitación en serie y su apagado a velocidad nominal.

DS-5-arranque de motores eléctricos con excitación en serie, apagado de motores estacionarios o de rotación lenta, frenado a contracorriente.

Requisitos generales para contactores:

1. Alta productividad e interrupción: no menos de 10Inom y, en algunos casos, hasta 20Inom;

2. Operación a largo plazo a alta frecuencia de corte;

3. Alta duración de la conmutación: hasta 3 millones de ciclos, teniendo en cuenta las interrupciones de las corrientes de arranque;

4. Alta durabilidad mecánica;

5. Rendimiento del diseño, bajo peso y dimensiones;

6. Alta confiabilidad operativa.

Para los contactores, también existe un modo de conmutaciones raras, caracterizadas por condiciones más severas que en las conmutaciones normales. Dichos modos ocurren muy raramente (por ejemplo, cuando hay cortocircuitos).

Los principales datos técnicos de los contactores son la corriente nominal de los contactos principales, la corriente de corte límite, la tensión nominal del circuito conectado, la resistencia mecánica y de conmutación, el número permitido de arranques por hora y el propio tiempo de encendido y apagado. La capacidad del contactor, como cualquier dispositivo de conmutación, para operar con una gran cantidad de operaciones se caracteriza por la resistencia al desgaste.

Distinguir entre resistencia al desgaste mecánica y de conmutación. La durabilidad mecánica de los contactores está determinada por el número de ciclos de encendido y apagado del contactor sin reparación y reemplazo de sus ensamblajes y piezas. En este caso, la corriente en el circuito es cero. La durabilidad mecánica de los contactores de corriente continua modernos es (10-20) 106 operaciones.

La vida útil de conmutación de los contactores está determinada por el número de veces que se enciende y apaga el circuito, después de lo cual es necesario reemplazar los contactos. Los contactores modernos deben tener una resistencia de conmutación del orden de (2-3) 106 operaciones (algunos contactores actualmente en producción tienen una resistencia de conmutación de 106 operaciones o menos).

El tiempo de cierre intrínseco del contactor consta del tiempo de subida del flujo en el solenoide del contactor hasta el valor de flujo inicial y el tiempo de recorrido del inducido. La mayor parte de este tiempo se dedica a construir el flujo magnético. Para contactores de CC con una corriente nominal de 100 A, el tiempo de conmutación inherente es de 0,14 s, para contactores con una corriente de 630 A aumenta a 0,37 s.

Tiempo intrínseco de apertura del contactor: el tiempo desde el momento en que se apaga el solenoide del contactor hasta que se abren sus contactos. Está determinado por el tiempo de caída del flujo desde el valor de estado estable hasta el flujo decreciente. Se puede despreciar el tiempo desde el comienzo del movimiento del inducido hasta el momento en que se abren los contactos. Para contactores de CC con una corriente nominal de 100 A, el tiempo de corte inherente es de 0,07, para contactores con una corriente nominal de 630 A — 0,23 s.

La corriente nominal del contactor Inom es una corriente que puede pasar a través de los contactos principales cerrados durante 8 horas sin cambiar, y el aumento de temperatura de varias partes del contactor no debe exceder el valor permitido (operación continua periódica).

La corriente operativa nominal de un contactor Inom.r es la corriente permitida a través de sus contactos principales cerrados en una aplicación específica. Entonces, por ejemplo, la corriente operativa nominal Inom.r. del contactor de conmutación de los motores de inducción de rotor de jaula de ardilla se selecciona de las condiciones de encendido seis veces la corriente de arranque del motor.

El voltaje nominal del contactor es el voltaje de circuito conmutado más alto para el cual el contactor está diseñado para operar.

La durabilidad de conmutación de los contactos principales para las categorías DS-2, DS-4 en modo de conmutación normal, debe ser de al menos 0,1, y para las categorías DS-3, de al menos 0,02 de durabilidad mecánica.

Los contactos auxiliares deben conmutar circuitos de electroimanes de corriente alterna, en los que la corriente de irrupción puede ser muchas veces superior a la estacionaria.

Un contactor de CC tiene los siguientes componentes principales: un sistema de contacto, un dispositivo de extinción de arco, un electroimán y un sistema de contacto auxiliar. Cuando se aplica voltaje a la bobina del electroimán del contactor, su armadura es atraída. Un contacto móvil conectado a la armadura del electroimán abre o interrumpe el circuito principal. El dispositivo de extinción de arco garantiza una rápida extinción del arco, lo que resulta en un bajo desgaste de los contactos. El sistema de contactos auxiliares de baja corriente sirve para coordinar el funcionamiento del contactor con otros dispositivos.

Sistema de contacto de contactores DC. Los contactos del dispositivo están sujetos al mayor desgaste eléctrico y mecánico debido a la gran cantidad de operaciones por hora y las duras condiciones de trabajo. Para reducir el desgaste, prevalecen los contactos rodantes lineales.

Para evitar vibraciones de contacto, el resorte de contacto crea una presión previa igual a aproximadamente la mitad de la fuerza de contacto final. La vibración está fuertemente influenciada por la rigidez del contacto estacionario y la resistencia a la vibración de todo el contactor en su conjunto. En este sentido, la construcción es muy exitosa serie de contactores KPV-600.

El dispositivo contactor de CC de la serie KPV-600

El contacto fijo 1 está firmemente unido al soporte 2. Un extremo de la bobina de extinción de arco 3 está unido al mismo soporte.El segundo extremo de la bobina, junto con el cable 4, está firmemente unido a una base aislante de plástico 5. Este último está unido a un fuerte soporte de acero 6, que es la base del aparato. El contacto móvil 7 está realizado en forma de placa gruesa.

El extremo inferior de la placa tiene la capacidad de girar en relación con el punto de pivote 8. Por lo tanto, la placa se puede volcar a través de la cuna del contacto fijo 1. El cable 9 está conectado al contacto móvil 7 por medio de un cable flexible ( enlace) 10. La presión de contacto es creada por el resorte 12.

Cuando los contactos están desgastados, el cracker 1 se reemplaza por uno nuevo, y la placa de contacto móvil se gira 180 ° y su lado no dañado se usa en funcionamiento.

Para reducir la fusión de los contactos principales del arco a corrientes superiores a 50 A, el contactor tiene contactos de arco: bocinas 2, 11. Bajo la acción del campo magnético del dispositivo de extinción de arco, los puntos de referencia del arco se mueven rápidamente a la abrazadera 2 conectada al contacto fijo 1 y a la bocina protectora del contacto móvil 11. La armadura vuelve a su posición original (después de que el imán se apaga) por el resorte 13.

El parámetro principal del contactor es la corriente nominal, que determina las dimensiones del contactor.

Un rasgo característico de los contactores KPV-600 y muchos otros tipos es la conexión eléctrica del contacto móvil de la salida al cuerpo del contactor.

En la posición de encendido del contactor, el circuito magnético está energizado. Incluso en la posición de apagado, el voltaje puede permanecer en el circuito magnético y otras partes. ¡Por lo tanto, el contacto con el circuito magnético del contactor es potencialmente mortal!

Los contactores de la serie KPV tienen un diseño de contacto NC.El cierre se realiza por la acción de un resorte, y la apertura se debe a la fuerza desarrollada por un electroimán.

Corriente nominal del contactor denominada corriente de funcionamiento intermitente-continuo. En este modo de funcionamiento, el contactor permanece encendido durante no más de 8 horas, transcurrido este intervalo, el dispositivo debe encenderse y apagarse varias veces (para limpiar los contactos de óxido de cobre). Luego, el dispositivo se vuelve a encender.

Si el contactor se coloca en un armario, la corriente nominal se reduce en aproximadamente un 10 % debido al deterioro de las condiciones de refrigeración. V

operación continua, cuando la duración de la conmutación continua es más de 8 horas, la corriente permitida del contactor se reduce en aproximadamente un 20%. En este modo, debido a la oxidación de los contactos de cobre, aumenta la resistencia de los contactos, lo que puede provocar un aumento de la temperatura por encima del valor permitido.

Si el contactor tiene una pequeña cantidad de interruptores o generalmente está destinado a la conmutación continua, se suelda una placa de plata en la superficie de trabajo de los contactos. El revestimiento plateado mantiene la corriente admisible del contactor igual a la corriente nominal incluso en funcionamiento continuo.

Si el contactor, junto con el modo de conmutación continua, se utiliza en el modo de conmutación intermitente, el uso de revestimientos de plata se vuelve poco práctico, porque debido a la baja resistencia mecánica de la plata, los contactos se desgastan rápidamente.

De acuerdo con las recomendaciones de la planta, la corriente de interrupción permisible para el contactor KPV-600 está determinada por la fórmula:

, donde n es el número de arranques por hora.

Cabe señalar que si el arco se quema durante mucho tiempo con apagado periódico (apagado de una gran carga inductiva), la temperatura de los contactos puede aumentar considerablemente debido al calentamiento de los contactos por el arco. En este caso, el calentamiento de los contactos durante el funcionamiento continuo puede ser menor que durante el funcionamiento intermitente. Como regla general, el sistema de contacto tiene un polo.

Se utiliza para invertir motores asíncronos a una alta frecuencia de arranque por hora (hasta 1200) sistema de contacto doble... En estos contactores de tipo imán permanente KTPV-500, los contactos móviles están aislados de la carcasa, lo que hace que sea más seguro realizar el servicio. el dispositivo.

La figura muestra el circuito para conmutar contactores para motores asíncronos inversores. Comparado con un circuito con contactores unipolares, este esquema tiene una gran ventaja. En caso de fallas y fallas de un contactor, el voltaje se aplica a una sola terminal del motor. Con contactores unipolares, la falla de un contactor resultará en un suministro de motor bifásico de servicio pesado.

Diagrama de conexión de los contactos principales del contactor KTPV-500 para invertir un motor asíncrono.

Los contactores con un sistema de contacto de dos polos son muy convenientes para resistencias de cortocircuito en el circuito del rotor de un motor de inducción.

En los contactores tipo KMV-521 también se utiliza un sistema bipolar. Estos contactores están diseñados para encender y apagar potentes electroimanes de unidades de CC para interruptores automáticos de aceite... La presencia de un sistema de contacto de dos polos incluido en los dos cables de la red de CC garantiza un apagado confiable de la carga inductiva.