Принцип работы контактора

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.

Устройство и принцип работы контактора

Исходя из наименования, это группа контактов, предназначенная для соединения электрических линий. Основное применение — модульный контактор коммутирует силовые линии. Если в обычном включателе (пусть даже и автоматическом защитном), смыкание и размыкание происходит вручную, контакторы переменного тока управляются дистанционно.

Рассмотрим схему простого контактора, без блокировок и защитных модулей.

Для тех, кто мало-мальски знаком с электротехникой, понять принцип работы несложно. Основа силовой группы — это контакты, обозначенные на схеме литерами «L» и «T». В зависимости от конструкции, система может одновременно включать одну, две, или более пар контактов. Для того чтобы соединительная проводящая планка прижалась к неподвижным контактам, требуется усилие. В обычных включателях это механическое приспособление, приводимое в движение оператором. Наша схема срабатывает с помощью электромагнита. Когда на катушку A1-A2 подается управляющее напряжение, соленоид втягивается, и силовые (рабочие) контакты замыкаются.

Для обеспечения надежного и безопасного размыкания, предусматривается обратная пружина.

После снятия питания с управляющей обмотки, возвратная пружина мгновенно отводит контактную планку от силовых клемм.

Что внутри

Несмотря на кажущуюся сложность и громоздкость конструкции, элементная база простейшая:

контактная группа, выполненная из медных (латунных) сплавов, рассчитанная на определенный ресурс;
«Т» образная контактная планка, напрямую соединенная с соленоидом электромагнита;
катушка электромагнита, выполненная под конкретную модель контактора;
диэлектрический корпус, выполняющий не только защитные, но и несущие функции;
дугогасительные элементы, которые устанавливаются в механизмах включения электроустановок с большим током потребления.

По сути, конструкция мало чем отличается от обычного реле. Так же точно существуют нормально замкнутые, нормально разомкнутые, и переключающие схемы (в которых присутствуют оба вида контактных групп). При этом, согласно технических требований ГОСТ, модульный контактор должен иметь только одно положение покоя (состояние контактной группы при отсутствии внешнего управляющего давления).

При механическом воздействии на токопроводящую планку (или группу линеек) происходит замыкание (размыкание) одной или нескольких контактных пар.

Таким образом, с помощью прямого или дистанционного воздействия можно управлять питанием электроустановок или магистралей электропередач.

Для чего он нужен

Очень часто такое электромагнитное приспособление используется для управления и коммутации отопительных приборов и насосов, систем вентиляции. Когда контакторы только появились, то особой популярностью они не пользовались, но потом стали известными и незаменимыми для использования в щитках квартир и системах автоматики. Примеров множество: работа осветительных приборов, управление насосом, включение резервов в автоматическом режиме и т. д. Как же так случилось? Все очень просто, ведь контактор отлично и эргономично вписывается в щиток, становится незаметным рядом с другими модулями.

Стоит понимать, что при использовании этого прибора в сети не должно быть более 380 В напряжения при частоте 50 Гц, но он может работать и при более высоких мощностях, выдерживая существенные перепады напряжения.

Важно! Еще один плюс использования такого приспособления заключается в полном отсутствии шумов и вибраций с его стороны. Это означает, что его можно устанавливать дома или в общественных местах и не бояться, что он доставит дискомфорт.

Бывают такие механизмы сравнительно крупных и небольших размеров. Последний вид можно даже подсоединить к din-рейке. Конструкция оборудования имеет в себе специальные камеры для гашения дуг, появляющихся в результате изменения токовых нагрузок.

Обратите внимание! Существуют не только однофазные, но и трехфазные контакторы, что позволяет подключать их к практически любым электрическим цепям.

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:

постоянного тока – предназначенные для коммутации сетей постоянного тока;
переменного тока – работающие и выполняющие свою задачу в сетях переменного тока.

По типам конструкции эти механизмы различаются по количеству полюсов. Наиболее широко применяются однополюсные и двухполюсные устройства, реже – трехполюсные .

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:

без дугогасительной системы;
имеющие дугогасительную систему.

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.

Читать еще: Правила проводки электричества в квартире

По типу управления контактором:

ручное (механическое) – оператор сам включает или отключает устройство;
с помощью слаботочной линии – коммутация происходит дистанционно;

По типу привода коммутирующие устройства бывают электромагнитные и пневматические . Самые распространенные и эффективные – механизмы, работающие с помощью электромагнитной индукции. Пневматические в основном применяются на железнодорожном транспорте (например, в локомотивах поездов), где есть системы сжатого воздуха.

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.

Самостоятельное подключение

Перед тем как установить контактор однофазный в шкаф на дин-рейку, и самостоятельно подключить его, обязательно обращается внимание на наличие в схеме двух цепочек. Одна из них силовая, а вторая сигнальная, посредством которой и удается управлять работой прибора. Для работы этой цепочки после установки прибора в шкафу потребуется подать питание на его контакты, традиционно обозначаемые как А1 и А2. На них подается именно то напряжение, на которое рассчитана катушка контактора.

Коммутируемая силовая цепь подключается к клеммам, расположенным в нижней части устройства и обозначаемым обычно значками Т1, Т2, Т3. Благодаря их наличию удается реализовать схему подключения трехфазного контактора. При таком включении можно управлять силовыми цепями, входящими в состав любого вырабатывающего электроэнергию агрегата, включая ветровые и дизель-генераторы. Тип генерируемого ими напряжения также не имеет значения.

Маркировка и типы

Существует несколько наиболее распространенных коммутаторов. Их помогает различать обозначение на поверхности устройства. Также марку указывает сертификат и паспорт приспособления. Предлагаем рассмотреть наиболее распространенные:

КТ и КТП – это крановые контакторы, работающие в сетях постоянного и переменного токов. У них чрезвычайно высокая износостойкость – до нескольких миллионов повторений циклов. Частота тока не должна превышать 50 Герц, напряжение до 380 Вольт;
КМИ – это малые пускатели, которые применяются для контроля работы асинхронных двигателей типа АИР и т. д. Они работают в сети, где сила тока не превышает 9 — 95А. Главной особенностью является возможность установки коммутаторов в неблагоприятных участках с повышенным уровнем влажности и пыли. Их аналогом является устройство класса КТЭ 400А EKF, но в нем максимальный допустимый ток доходит до 400 А; Фото — пускатель КМ-2211
Назначение электромагнитных коммутаторов типа КТИ от IEK и ABB напоминает КМИ, за исключением того, что они контролируют работу трехфазных асинхронных двигателей. Иными словами, у них более широкий диапазон действия. Они быстро переключают нагрузку (на смену режима уходит приблизительно 2 секунды). Работают до 660 вольт;
КНЕ применяются в сетях тока, могут быть морскими и тропическими. Поддаются монтажу на судах, поэтому получили широкое использование на разнообразных морских предприятиях, теплоходах;
ПМ и ПМЛ относятся к бытовым пускателям, с силой тока от 2 ампер. Довольно распространены в системах сигнализации, иллюминации. Их аналоги – электропневматические коммутационные устройства;
Тиристорные приборы серии ТКПМ-121, КТП-121, КПД-121 предназначены для коммутации крановых механизмов. Работают в условиях напряжения до 550 вольт и частоте до 50 герц. Производство осуществляется на заводе ИЭК; Фото — ТКД
Из импортных приборов можно выделить электромагнитные контакторы Siemens, у которых параметры работы позволяют применять их для подключения и контроля иностранного станочного оборудования;
Пускатели типа КПВ и КТПВ имеют магнитный способ устранения дуги, что является огромным преимуществом сравнительно с другими типами. Активно используются для тягового состава, электроподвижного транспорта и прочих сложных механизмов.

Для пуска бытовых электроприборов используются механические рубильники, называемые попросту выключателями. Но в промышленных условиях такие устройства неприменимы. Главный их минус — малый ресурс работы. Механические выключатели не рассчитаны на большое число циклов и при слишком интенсивной эксплуатации выходят из строя.

Поэтому в сфере промышленности и везде, где приходится иметь дело с крупными электрическими системами, применяются специальные устройства — контакторы. Это те же выключатели, или пускатели, но с бóльшим ресурсом работы: они выдерживают до нескольких тысяч циклов в час. Это очень актуально в условиях, когда нужно часто включать и выключать оборудование или его отдельные узлы. Основное преимущество — это дистанционное управление контактной группой силовых электрических цепей. Таким образом, главная особенность контакторов заключается в том, что с их помощью можно управлять параметрами электрических цепей дистанционно.

Контакторы бывают разными по типу привода, но наибольшее распространение получили электромагнитные. Они надежны, удобны и универсальны, поэтому сфера их применения очень широка. Электромагнитные контакторы используются на линиях электропередачи, при эксплуатации электротранспорта (в том числе на железной дороге), в системах уличного освещения, во всех сферах промышленности, где задействованы мощные силовые установки. С помощью этих аппаратов включают и отключают насосы водоснабжения, водоотведения, вентиляции. Постепенно контакторы проникают и в наш быт. Например, они управляют устройствами в системах умного дома.

Читать еще: В розетке 2 фазы почему

Таким образом, электромагнитные контакторы востребованы прежде всего среди производственных, строительных, монтажных организаций, городских коммунальных служб.

Устройство контактора

Конструкция электромагнитного контактора достаточно проста. Он представляет собой пластиковый или металлический корпус, внутри которого расположена группа контактов, электромагнитная катушка, сердечник, якорь, возвратная пружина.

Принцип работы электромагнитного контактора тоже несложен. Устройство является двухпозиционным, то есть контакты могут находиться только в одном из двух положений. В обесточенном состоянии они разомкнуты — этим обеспечивается безопасность персонала и оборудования.

Управление аппаратом происходит с помощью вспомогательной цепи. При подаче напряжения на электромагнитную катушку сердечник под воздействием образовавшегося магнитного поля приходит в движение и через якорь механически воздействует на контакты, замыкая их. В результате создается нагрузка на рабочую электрическую цепь. При отключении вспомогательного напряжения сердечник возвращается в исходное положение, и контакты размыкаются. Благодаря возвратной пружине это происходит плавно и безопасно. Размыкание контактов приводит к отключению напряжения рабочей сети.

Устройство электромагнитного контактора мы описали в общем виде. В зависимости от типа аппарата в его конструкции могут быть вариации. Они определяют различия в принципе действия электромагнитных контакторов. Например, в некоторых устройствах имеется не одна, а несколько групп контактов. При подаче вспомогательного напряжения они замыкаются одновременно или последовательно. Таким образом можно управлять отдельными узлами силовых установок. В устройствах, рассчитанных на работу с большими напряжениями (от 380 В), предусмотрена дугогасительная система. Она необходима для нейтрализации электрической дуги, которая возникает при размыкании контактов.

Типы электромагнитных контакторов различаются в зависимости от ключевых технических характеристик:

рода тока (постоянного или переменного; также существуют комбинированные устройства, способные работать в любых сетях);
напряжения рабочей цепи (от 27 до 1600 В);
силы тока рабочей цепи (от 1,5 до 4800 А);
частоты переменного тока для соответствующих устройств (50 и 60 Гц);
напряжения вспомогательной цепи (от 12 до 660 В);
класса износостойкости — величины, которая обозначает количество включений в час (в основном производятся устройства, рассчитанные на 1200 вкл/ч).

К сведению

Электромагнитные контакторы постоянного тока сейчас используются реже. Это связано с их ограниченной функциональностью и сферой применения. Все большее распространение получают электроприводы, работающие от переменного тока, и для управления ими разрабатываются соответствующие типы пускателей. Особая разновидность устройств — контакторы высокочастотного (до 10 000 Гц) переменного тока. Они универсальны в применении: совместимы с главными и вспомогательными цепями любого рода тока (как постоянного, так и переменного частотой 50 и 60 Гц).

Кроме того, контакторы классифицируются по конструктивному исполнению. Имеют значение следующие особенности:

Количество полюсов (от одного до пяти). Наиболее распространены одно-, двух- и трехполюсные устройства. В частности, последние применяются для управления включением и выключением трехфазных двигателей. Кроме трех основных, в конструкции бывает предусмотрен дополнительный блокировочный полюс, который удерживает контакты в замкнутом положении. Реже в промышленности используются многополюсные контакторы — они служат для решения особых задач.

Наличие дугогасительной системы. Она, как мы уже сказали, необходима для работы с высоковольтными электрическими сетями. При напряжении главной цепи до 220 В дугогасительная система не обязательна.

Наличие вспомогательных контактов. Они предназначены для переключения параметров в слаботочной цепи, управляющей контактором, системами сигнализации и блокировки.

Способ управления. С этой точки зрения контакторы бывают ручными и автоматическими. Первые включаются и выключаются механически и требуют присутствия обслуживающего персонала. Вторые работают от слаботочной линии и управляются дистанционно. В основном в промышленности используются автоматические контакторы.

Тип монтажа. Традиционная конструкция электромагнитного контактора предполагает наличие корпуса, который защищает детали устройства от пыли, влаги и других повреждающих внешних факторов. Но есть и бескорпусные аппараты. Они монтируются внутри самих установок или в электрощитах.

Степень защиты корпуса. Она определяется особенностями эксплуатации устройства. Для контакторов, используемых в сложных промышленных условиях (запыленные помещения, повышенный уровень влажности), необходимо предусмотреть высокую степень защиты — не менее IP54.

Самые важные характеристики при выборе контактора — это напряжение и сила тока. При этом нужно понимать, что существуют номинальные и расчетные параметры. Исходить следует из предполагаемых режимов работы электромагнитного контактора: для разных условий характеристики тока будут различаться. Выбирать устройство рекомендуется с запасом допустимой нагрузки: расчетные показатели должны быть значительно ниже номинальных.

Еще одна важная характеристика — износостойкость. От нее зависит, как долго проработает контактор, сколько циклов включения-выключения он выдержит. Износостойкость бывает механической и коммутационной. Первая характеристика означает количество циклов срабатывания, при котором контактор не потребует ремонта. При этом нагрузка электрической цепи не учитывается. Под коммутационной износостойкостью тоже понимают количество циклов включения-выключения, но уже с нагрузкой. Эта величина должна составлять не менее 0,1 от механической износостойкости.

Читать еще: Разборка асинхронного двигателя

Цены на электромагнитные аппараты

Малогабаритный контактор сам по себе — изделие не слишком дорогое: средняя стоимость одного аппарата составляет примерно от 400 до 2000 рублей. Однако компании, как правило, закупают их не по отдельности, а партиями, поэтому итоговая сумма может оказаться весьма внушительной. К слову, есть устройства и за 15 000 рублей, и даже за 100 000 рублей — это мощные пускатели с большим количеством полюсов, рассчитанные на работу в особых условиях.

Цена электромагнитного контактора зависит от многих факторов. Это прежде всего технические характеристики: номинальная сила тока, напряжение катушки, количество контактных групп, класс износостойкости, климатическое исполнение, степень защиты. Это постоянные факторы ценообразования: изменить их нельзя, потому что для решения тех или иных задач требуется устройство с определенными параметрами. Но есть и дополнительные условия, способные повлиять на цену. Они не столь принципиальны, и их можно варьировать в целях экономии. К таким условиям относятся, например:

Бренд. Продукция иностранных производителей дороже, чем отечественная. Не всегда есть необходимость переплачивать за марку, если можно подобрать более доступный по цене российский аналог.

Объем партии. Выгоднее покупать изделия оптом: чем больше количество, тем ниже цена за штуку.

Поставщик. У производителей и посредников стоимость товара заметно различается. Если есть возможность, лучше приобретать контакторы напрямую у изготовителя, минуя посредническую наценку.

Электромагнитные контакторы — незаменимые устройства при эксплуатации электротехнического оборудования. Они применяются и в промышленности, и в быту. Выбор технических характеристик электромагнитного контактора осуществляется в соответствии с расчетными параметрами работы.

Электромагнитные контакторы от производителя

Где можно купить электромагнитные пускатели по выгодной цене, мы спросили у Андрея Александровича Грибенко — директора ВЭД «МФК Техэнерго»:

«Если вы хотите сэкономить без потери качества, самый оптимальный вариант — закупать оборудование напрямую от производителя. Один из лидеров российского рынка по производству низковольтной аппаратуры — компания «МФК Техэнерго». Мы выпускаем электромагнитные контакторы, дополнительные устройства и запчасти к ним под собственным брендом TEXENERGO. Продукция нашей компании — пример оптимального соотношения стоимости и качества. По техническим характеристикам и надежности магнитные пускатели TEXENERGO не уступают дорогостоящим аналогам.

В нашем каталоге представлен широкий модельный ряд продукции. Потребитель имеет возможность выбрать устройства, соответствующие всем нужным параметрам, таким как серия, номинальный ток и напряжение, количество полюсов, степень защиты, исполнение (реверсивное или нереверсивное), наличие теплового реле, стоимость. Производство пускателей торговой марки TEXENERGO сертифицировано в соответствии с ГОСТ ISO 9001:2015.

«МФК Техэнерго» — надежный партнер: почти 30 лет мы работаем на электротехническом рынке. Нам доверяют крупнейшие российские компании: ПАО «Газпром», «Роснефть», ГУП «Мосгортранс» и многие другие».

P. S. «МФК Техэнерго» занимается поставками электротехнического оборудования основных российских и зарубежных брендов, сборкой и собственным производством низковольтной аппаратуры.

* Материал не является публичной офертой. Информация о ценах приведена для ознакомления и актуальна на декабрь 2020 года.

Контакторы работающие при постоянном и переменном токе

Контакторы постоянного тока используются для коммутационных действий в силовых цепях аналогичного тока. Для приведения в действие устройства используется соответствующий электромагнит.

Данные типы устройств работают при напряжении 22 и 440 вольт, силе тока – до 630 А. Конструктивно они могут быть одно- и двухполюсными. Отдельные виды контакторов используются в силовых и управляющих цепях постоянного тока напряжением 220 В и номинальных токах 25-250 А. Вес каждого устройства зависит от его величины и технических характеристик. Например, масса контактора на 100 А составляет 5,5 кг, а на 630 А – 30 кг. Подобные приборы все реже выпускаются производителями из-за снижения спроса.

Коммутационные устройства, автоматы, в том числе и контактор переменного тока используются в силовых цепях с аналогичными параметрами. Все рабочие процессы осуществляются с помощью электромагнита постоянного или переменного тока. Большинство из них имеют трехполюсную конструкцию на основе главных замыкающих контактов.

Конструкция электромагнитной системы изготавливается в шихтованном варианте – набирается из отдельных пластинок, толщина которых не более 1 мм, изолированных между собой. Катушки отличаются незначительным количеством витков и низким показателем сопротивления.

Индуктивное сопротивление катушки электромагнитного контактора составляет большую часть от общего сопротивления и может изменяться по мере изменения размера зазора. В связи с этим, величина переменного тока внутри катушки при разомкнутом положении контактов примерно в 5-10 раз выше тока в замкнутом состоянии магнитной системы. Неприятные явления в виде вибрации и гудения в таких приборах устраняются короткозамкнутым витком в сердечнике.