Контакторы постоянного тока: Контакторы для коммутации постоянного тока — Оборудование для управления и защиты электродвигателей (A-Z Low Voltage Products navigation)

Контакторы постоянного тока серии МК

• 7 августа 2009 г. в 11:51
• 1077

• Поделиться

• Пожаловаться

Назначение

Контакторы серии МК предназначены для работы в силовых электрических цепях и цепях управления постоянного тока при напряжении до 220В постоянного тока, до 1000 В постоянного тока и до 380 В переменного тока 50, 60 Гц общепромышленных установок, а также для коммутирования электрических цепей тепловозов и электровозов на напряжение 220 В постоянного тока.

Технические характеристики

Конструкция контактов вспомогательной цепи допускает преобразование замыкающих контактов в размыкающие и наоборот. При этом число размыкающих контактов должно быть не более 50% от общего числа контактов вспомогательной цепи.

Два однотипных контактора с замыкающими главными контактами, расположенные рядом, допускают установку механической блокировки.

Контакторы допускают установку как на изоляционных или металлических заземленных панелях, так и на рейках.

Фотографии, изображения

Скачать документацию

Производитель

Чебоксарский электроаппаратный завод, ЗАО

ЗАО «ЧЭАЗ» предлагает технические решения, позволяющие на современном уровне обеспечить электроснабжение и управление на электрических станциях, подстанциях, энергообъектах крупных промышленных предприятий и ЖКХ.

Смотрите также компании в каталоге, рубрика «Контакторы и пускатели»

Похожие документы

×

• ВКонтакте
• Facebook
• Twitter
• elec.ru/library/manuals/kontaktory-postoyannogo-toka-serii-mk.html»>Pinterest

Контакторы постоянного тока | Электрические аппараты | Обладнання

Страница 7 из 54

8.2. КОНТАКТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

а) Контактная система. С целью уменьшения износа для контакторов применяются преимущественно линейные перекатывающиеся контакты (§ 3.4). Для предотвращения вибраций контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, составляющее примерно 50 % конечного контактного нажатия. Большое влияние на вибрацию оказывает жесткость крепления неподвижного контакта и стойкость к вибрациям всего контактора в целом. На рис. 8.1 показана конструкция контактора серии КПВ-600. Неподвижный контакт /• жестко прикреплен к скобе 2, к которой присоединен один конец дугогасительной катушки 3. Второй конец дугогасительной катушки с выводом 4 закреплен в пластмассовом основании 5. Последнее крепится к прочной стальной скобе 6. Подвижный контакт 7 выполнен в виде толстой пластины, нижний конец которой может поворачиваться относительно точки опоры 8.

Благодаря этому контакт 7 может перекатываться и скользить по поверхности неподвижного контакта /. Вывод 9 соединяется с подвижным контактом 7 гибкой связью 10. Контактное нажатие создается пружиной 12.

Рис. 8.1. Контактор постоянного тока серии КПВ-600

 

При износе контакт / заменяется новым, а пластина подвижного контакта переворачивается на 180° и используется ее неповрежденная сторона.
Для уменьшения оплавления контактов дугой при токах более 50 А контактор имеет дугогасительные контакты — рога 2, 11. Под действием магнитного поля опорные точки дуги 14 быстро перемещаются на скобу 2, соединенную с неподвижным контактом /, и на защитный рог подвижного контакта 11. Возврат якоря в начальное положение (после отключения электромагнита) производится пружиной 13.

В контакторах КПВ-600, как и во многих других, вывод подвижного контакта электрически соединен с корпусом. Как при включенном,  так и при отключенном  состоянии контактора его конструктивные детали могут находиться под напряжением, и соприкосновение с ними опасно для жизни. Контакторы серии КПВ имеют два исполнения контактной системы: с замыкающим и размыкающим главными контактами. В первом исполнении замыкание главных контактов производится при подаче напряжения на обмотку электромагнита, а размыкание — под действием возвратной пружины. Во втором исполнении контакты замыкаются под действием пружины, а размыкание контактов происходит при подаче напряжения на обмотку электромагнита. В обесточенном состоянии обмотки контакты замкнуты. При номинальном токе контактор находится во включенном состоянии не более 8 ч. По истечении этого времени его необходимо несколько раз отключить и включить для зачистки контактов от оксида меди. После этого аппарат снова пригоден для работы.
Номинальный ток контакторов, расположенных в шкафах, понижается примерно на 10 % из-за ухудшения охлаждения.

В продолжительном режиме работы, когда длительность нахождения во включенном состоянии превышает 8 ч, допустимый ток контактора снижается примерно на 20%. В таком режиме из-за окисления меди контактоз растет их переходное сопротивление, что может привести к повышению температуры выше допустимой (§ 3. 2). В контакторах с небольшим числом включений или предназначенных для длительного нахождения во включенном состоянии, на рабочую поверхность контактов напаивается серебряная пластина. Это позволяет сохранить допустимый ток контактора, равный номинальному, и в режиме продолжительного включения. Если контактор наряду с режимом продолжительного включения используется в режиме повторно-кратковременного включения, применение серебряных .накладок нецелесообразно из-за малой механической прочности серебра.

Необходимо отметить, что если при отключении в повторно-кратковременном режиме длительно горит дуга (отключается нагрузка с большой постоянной времени Т = ~L/R), то температура контактов может резко увеличиться за счет их нагрева дугой. В этом случае нагрев контактов в продолжительном режиме работы может быть меньше, чем в повторно-кратковременном режиме.
Как правило, контактная система имеет один полюс.


Рис. 8.3. Характеристика противодействующих   усилий контактора КПВ-600 .

Рис. 8.2. Схема включения главных контактов контактора КТПВ-600 для реверса асинхронного двигателя

Для реверса асинхронных двигателей при большой частоте включений в час (до 1200) применяются контакторы типа КТПВ-600 со сдвоенными полюсами. В этих контакторах подвижные контакты изолированы от корпуса, что делает более безопасным обслуживание аппарата. На рис. 8.2 показана схема включения главных контактов контактора КТПВ-600 (обведены штриховой линией) для реверса асинхронного двигателя. Для пуска, останова и реверса двигателя используются три контактора такого же типа.
При неполадках и отказе одного контактора подается напряжение только на одну фазу двигателя, что не приводит к его включению. В схеме с однополюсными контакторами отказ одного контактора привел бы к возникновению тяжелого режима двухфазного питания двигателя.
Контакторы с двухполюсной контактной системой очень удобны для закорачивания сопротивлений в цепи ротора асинхронного двигателя.

В контакторах типа КМВ-521, предназначенных для включения и отключения мощных электромагнитов постоянного тока масляных выключателей, также применяется двухполюсная контактная система. Такая система, включенная в оба провода сети постоянного тока, обеспечивает надежное отключение индуктивной нагрузки, так как в отключаемую цепь вводятся два дуговых промежутка.
б) Дугогасительное устройство. В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили устройства с электромагнитным дутьем с катушкой тока 3 и полюсами 15 (см. рис. 8.1).
Следует отметить, что при отключении малых постоянных токов (5—10 А) и большой индуктивности нагрузки наблюдается длительное горение дуги. По опытным данным ток, надежно отключаемый контактором, составляет 20—25 % номинального тока. Современные контакторы серии МК обеспечивают отключение тока до 1 А при постоянной времени цепи до 100 мс.
в) Электромагнит. В контакторах постоянного тока (рис. 8.1) распространены электромагниты клапанного типа 20. С целью повышения механической износостойкости применяется вращение якоря 17 на призме 19. Компоновка электромагнита и контактной системы, показанная на рис. 8.1, применение специальной пружины 16, прижимающей якорь к призме, позволяют обеспечить износостойкость узла вращения у контакторов КПВ-600 до 20-10° при допустимом числе включений 1200 в час. По мере износа зазор между скобой якоря 18 и призмой 19 автоматически выбирается под воздействием пружины 16.
Подвижная система контактора должна быть уравновешена относительно оси вращения. В контакторе серии КПВ-600 якорь электромагнита уравновешивается деталями, несущими подвижный контакт и воспринимающими воздействие возвратной пружины. Катушка электромагнита наматывается на тонкостенную изолированную стальную гильзу, которая обеспечивает достаточную жесткость и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником. Последнее способствует снижению температуры катушки и уменьшению габаритов контактора.
При включении электромагнита преодолеваются усилия возвратной и контактной пружин. Тяговая характеристика электромагнита должна во всех точках идти выше характеристики этих пружин при минимально допустимом напряжении на катушке (0,85 % UR0VL) и нагретом се состоянии. Включение должно происходить при все время нарастающей скорости движения якоря. Скорость якоря не должна снижаться и в момент замыкания главных контактов.
Характеристика противодействующих усилий, приведенных к якорю электромагнита, для контактора КПВ-600 приведена на рис. 8.3, где <р — угол поворота якоря. Отрезки ординаты этой кривой представляют соответственно: / — силу тяжести, 2 — силу возвратной пружины, 3 — силу контактной пружины; 4 — результирующая противодействующая характеристика. Наиболее тяжелым моментом при включении является преодоление  силы в момент касания главных контактов, так как электромагнит должен развивать значительное усилие при большом рабочем зазоре.
Важным параметром контактора является коэффициент возврата kB = Uorn/Ucv (§ 9.2). Для контакторов постоянного тока кв, как правило, мал (0,2—0,3), что не позволяет использовать контактор для защиты двигателя от снижения напряжения.
Наибольшее напряжение на катушке не должно- превышать 110 % Uном, так как при большем напряжении увеличивается износ контактов из-за усиления ударов якоря, а температура обмотки может превысить допустимое значение.
В контакторах типа КТПВ, имеющих сдвоенную контактную систему, при номинальном токе 600 А устанавливаются два параллельно работающих электромагнита для того, чтобы развить необходимую силу.
Следует отметить, что с целью уменьшения МДС обмотки, а следовательно, и потребляемой ею мощности рабочий ход якоря выбирается небольшим— (8-т-10) • 10~3 м. В связи с тем что для надежного гашения дуги при малых токах требуется зазор контактов (17-=-20) -10~3 м, расстояние точки касания подвижного контакта от оси вращения подвижной системы берется в 1,5—2 раза больше, чем расстояние от оси полюса до оси вращения.
Электромагниты контакторов серии КМВ, предназначенных для включения и отключения приводов масляных выключателей, допускают регулировку напряжения срабатывания и отпускания за счет регулирования возвратной и специальной отрывной пружин. Минимальное напряжение срабатывания этих контакторов достигает 65 % Urom-Низкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, приводящий к ее повышенному нагреву. В связи с этим при номинальном напряжении обмотка может включаться под напряжение только кратковременно на время не более 15 с.
Схема включения электромагнита контактора для пуска двигателя аналогична схеме включения электромагнита пускателя (рис. 8.13).

Контактор постоянного тока КМ

Контакторы электромагнитные серии КМ предназначены для работы в силовых электрических цепях схем управления электродвигателями электропогрузчиков, также в схемах высоковольтных выключателей для коммутации цепи оперативного включения привода — контакторы КМ 5100 В.

Номинальный ток контактов вспомогательной цепи, А — 10 для КМ5103; 2,5 для остальных.

Номинальное напряжение контактов вспомогательной цепи, В — 40 для КМ5103; 80 для остальных.

Номинальное напряжение включающей катушки, В, постоянного тока — 24, 40 для КМ1100; 20, 40 для КМ5100, КМ5103, КМ4110Л, КМ4110П и КМ4113П; 110, 220 для КМ5100В; 80 для КМ5110Р; 20, 24, 40, 48, 80 для остальных.

Катушки могут быть с гибкими выводами с наконечниками или с жесткими выводами для втычного соединения; контакторы КМ5100, КМ5103, КМ4110Л, КМ4110П — только с гибкими выводами.

Контакторы полярны, все исполнения имеют постоянные магниты.

Допустимая частота срабатываний, включений в час — до 300.

Механическая износостойкость контакторов, циклов срабатываний, не менее — 25 000 для КМ5100В; 2 500 000 для остальных

Мощность, потребляемая включающей катушкой постоянного тока, Вт, не более — 35 для КМ1100; 50 для КМ4100, КМ4101, КМ4102, КМ4110, КМ4111, КМ4112; 80 для КМ5100, КМ5103, КМ4110П, КМ4110Л, КМ4113П.

Режим работы — повторно-кратковременный. Для контактора КМ5100В режим работы — кратковременный, длительность пребывания катушки под током не более 15 с.

Контакторы допускают переднее присоединение проводников, контакты вспомогательной цепи допускают присоединение проводников втычным способом.

Климатическое исполнение — У2, УХЛ2, Т2 по ГОСТ15150-69.

НТД — ТУ 16-93 БКЖИ. 644.413.001ТУ.

Типоисполнения и технические данные контакторов указаны в таблице 1.

Таблица 1

Тип контак-тора	Номи-нальное напряже-ние, В	Номи-нальный ток, А	Число и исполне-ние главных контактов	Число и исполнение вспомога-тельных контактов	Напряже-ние втягива-ющей катушки, В	Приме-чание
КМ-1100	— 40	40	1″3″	—	24
					40
КМ-5100		250			20
КМ-5103				1″3″+1″Р»
КМ-4113П		160	1″з»+1″р»
КМ-4110Л				—
КМ-4110П
КМ-5100		250	1″3″		40
КМ-5103				1″3″+1″Р»
КМ-4113П		160	1″3″+1″Р»
КМ-4110Л				—
КМ-4110П
КМ-4100	— 80	160	1″3″		20	*
					24	*
						**
					40	*
						**
						***
					48	*
						**
					80	**
КМ-4101				1 «З»	20	*
					40	*
						**
						***
КМ-4102				1″Р	20	*
					40	*
						**
						***
КМ-4110	— 80	160	1″3″+1″Р»	—	20	*
					24	*
						**
					40	*
						**
						***
						*
					48	**
						**
					80	***
КМ-4111				1″3″	40	**
КМ-4112				1″Р»
КМ-5100В	— 220	250	1 З»	—	110
					220
КМ-5110Р	— 80		2″3″+2″Р»		80

Примечание:

* — Контактор с мягкими выводами катушки, расположенными слева;

** — Контактор с жесткими выводами катушки, расположенными слева;

*** — Контактор с жесткими выводами катушки, расположенными справа.

В заказе следует указать:

• Тип контактора.
• Число и исполнение главных контактов.
• Вид и расположение вывода.
• Номинальное напряжение втягивающей катушки.
• Климатическое исполнение по ГОСТ15150-69
• При заказе на экспорт добавлять слово «Экспорт».
• Номер технических условий

Купить контактор постоянного тока КМ

Контактор с управлением от цепи постоянного тока

Катушки управления контакторов могут подключаться к сетям постоянного и переменного тока, это зависит от типа устройства. В данной статье мы рассмотрим управление контактором от сети постоянного тока.

Коммутирующее устройство

Наиболее сильному механическому и электрическому износу подвержены контакты аппарата. Это связано с большим количеством операций включения / отключения в час. Для уменьшения износа контактной поверхности большее распространение получили линейные перекатывающиеся контакты.

Во избежание вибрации контактов контактная пружина создает предварительное нажатие, которое равно примерно половине конечной силы нажатия. На вибрации большое влияние оказывает жесткость крепления, как самого электрического контакта, так и устойчивость к вибрациям всего контактора в целом. В этом отношении хорошим примером может послужить конструкция контактора КПВ – 600 (рисунок ниже).

К скобе 2 жестко прикрепляется подвижный контакт 1. К этой же скобе крепится один конец дугогасительной катушки 3. Второй конец катушки и вывод 4 надежно крепится к изолированному основанию из пластмассы 5. Последнее крепится к стальной прочной скобе 6, которая является основанием аппарата. Подвижной контакт 7 выполняется в виде толстой пластины 7. Нижний конец пластины может поворачиваться относительно точки опоры 8. Благодаря данному свойству пластина может перекатываться по сухарю неподвижного контакта 1. С подвижным контактом 7 соединяется вывод 9 с помощью гибкой связи (проводника) 10. Контактное нажатие создает пружина 12.

В случае износа контактов сухарь 1 заменяется новым, а пластина может быть перевернута на 180⁰ и ее не поврежденная сторона может использоваться в работе, что приводит к определенной экономии на замене пластины.

Дугогасительные рога (контакты) 2,11 используются для уменьшения оплавления основных контактов при токах выше 50 А. Опорные точки дуги под действием магнитного поля дугогасительного устройства быстро перемещаются на скобу 2, которая соединяется с неподвижным контактом 1, и на защитный рог подвижного контакта 11. Пружина 13 возвращает якорь в начальное положение (после отключения магнита).

Номинальный ток является основным параметром контактора. Он, собственно, и влияет на размеры устройства.

Характерной особенность не только контактора КПВ-600, но и многих других типов, является электрическое соединение подвижного элемента с корпусом контактора. Магнитопровод находится под напряжением при включенном положении контактора. Соприкосновение с магнитопроводом является опасным для жизни, так как напряжение может оставаться на магнитопроводе и других деталях даже в выключенном положении контактора.

У серии контакторов КПВ имеется исполнение с размыкающимся главным контактом. Замыкание контакта производится пружиной, а размыкание под действием электромагнита.

Номинальный ток контактора – это ток прерывисто-продолжительного режима работы. В таком режиме контактор находится во включенном положении не более 8 часов, после чего аппарат должен быть несколько раз включен и отключен (необходимо для зачистки контактов от окиси меди). После чего аппарат снова начинает работу.

Если контактор расположен в шкафу управления, то номинальный ток снижается на 10% из-за ухудшения условий охлаждения.  

При длительности включения более 8 часов (продолжительный режим работы) допустимый ток контактора снижается примерно на 20%. В таком режиме работы из-за окисления медных контактов возрастает переходное сопротивление, что может приводить к повышению температуры выше допустимой. Если контактор предназначен для малого количества коммутационных операций или длительного включения, то на рабочую поверхность контактов напаивают серебряную пластину. Серебряная накладка позволяет сохранить рабочий ток контактора на уровне номинального и в продолжительном режиме работы. Если же контактор на ряду с продолжительным режимом используется еще и в повторно-кратковременном режиме – использование серебряных накладок теряет смысл, так как серебро имеет малую механическую прочность и при частых включениях / отключениях серебряная пластина быстро изнашивается.

При ПВ = 40% (повторно-кратковременный режим) допустимый ток, как правило, составляет примерно 120% номинального. Для контактора КПВ-600 (по рекомендациям завода изготовителя) ток повторно-кратковременного режима вычисляется по формуле:

Здесь n – число включений в час.

Важно отметить, что если в повторно-кратковременном режиме при отключении нагрузки долго горит электрическая дуга (большая индуктивная нагрузка), температура контактов резко увеличится за счет нагрева дугой. В таком случае нагрев контактов в повторно-кратковременном режиме работы может быть выше, чем в продолжительном.

Как правило, контактная система имеет один полюс.

Сдвоенная контактная система применяется для реверса асинхронных электродвигателей при большом количестве включений в час (больше 1200). Контакторы типа КТПВ – 500, которые имеют электромагнит постоянного тока, подвижные контакты изолированы от корпуса, что положительно влияет на безопасность аппарата при обслуживании. Ниже на рисунке показана схема включения контактора для реверса асинхронных электродвигателей:

Двухполюсная схема имеет большое преимущество над однополюсной схемой. При отказе одного из контакторов напряжение будет подано только на одну фазу электродвигателя. В случае же с однополюсной системой выход одного из контакторов из строя приведет к возникновению двухфазного питания асинхронного двигателя, что является тяжелым режимом работы машины.

Также контакторы с двухполюсным питанием довольно удачно используются для закорачивания сопротивлений в цепи ротора асинхронного электродвигателя с фазным ротором.

Двухполюсная система также применяется и в контакторах типа КТПВ – 521. Данный тип контакторов предназначается для включения и отключения приводов постоянного тока масляных выключателей. Наличие двухполюсной системы контактов обеспечивает надежное отключение индуктивной нагрузки.

Дугогасительное устройство

Устройства с электромагнитным дутьем получили широкое распространение в контакторах постоянного тока. При взаимодействии магнитного поля с дугой возникает электродинамическая сила, которая и перемещает дугу с большой скоростью. Чтобы охладить электрическую дугу максимально быстро, ее «загоняют» в щель из дугогасительного материала, который имеет высокую теплопроводность. При расщеплении контактов 1 и 7 (рисунок выше) между ними возникает дуга 14. Дугу можно рассматривать как проводник с током. МДС (магнитодвижущая сила) создается катушкой 3, под действием которой и создается магнитный поток. Данный поток проходит полюсные наконечники 15, сердечник катушки и воздушный зазор, в котором и горит электрическая дуга. Ниже на рисунке выше крестиками выделено направление магнитного потока между полюсами системы, направленного за плоскость чертежа.

Вольт-амперную характеристику дуги нужно поднимать с ростом тока для обеспечения условий гашения электрической дуги. Этого можно достичь либо за счет механического растяжения дуги, либо за счет электродинамических сил.

На рисунке ниже приведена зависимость раствора контактов, при котором и происходит гашение электрической дуги, от тока магнитной индукции, полученная О. Б. Броном на макете контактора.

Кривые имеют один и тот же характер при всех значениях индукции В – при токе 5 – 7 А кривая достигнет максимума, после чего необходимый раствор падает с ростом тока и при токе в 200 А все кривые сливаются. Такой ход кривых можно объяснить следующим явлением. Действующая на единицу дуги электродинамическая сила будет равна:

Где I – ток, а B – индукция магнитного поля.

Рассмотрим случай, показанный на кривой 1, когда B = 0. Электродинамическая сила получается очень не значительной при малом токе и не оказывает практически никакого влияния на процесс гашения электрической дуги. Необходимые для гашения условия создаются благодаря механическому растяжению дуги подвижными контактами. При этом гашение электрической дуги с ростом тока наступает при большей ее длине.

Если ток больше 7 А на электрическую дугу начинает воздействовать электродинамическая сила, которая возникает как за счет магнитного поля подводящих проводников, так и за счет конфигурации самой дуги (в грубом приближении можно представить, что электрическая дуга всегда имеет форму части окружности). Данные силы играют решающую роль в процессе гашения электрической дуги. Чем больше ток в электрической цепи – тем выше электродинамическая сила, растягивающая дугу. В результате раствора контактов всего в 1,5 · 10^-3 достаточно для гашения электрической дуги при токе в 200 А. При таком токе, как только контакты механически разойдутся, возникшая электродинамическая сила вытолкнет дугу из межконтактного зазора со скоростью несколько десятков метров в секунду. При этом длина электрической дуги, при которой она погаснет, может достигать 0,1 м и даже более.

Присутствие внешнего магнитного поля способствует резкому сокращению раствора контактов контактора в области малых токов и несущественно сказывается на процесс гашения при токах 100 А и более. Наиболее оптимальной индукцией является B = 0,0069 T. Последующее наращивание индукции слабо влияет на процесс гашения дуги, но требует больше мощности для создания магнитного поля и увеличения затрат меди на катушку.

Графики зависимости длительности горения дуги от тока показаны на рисунке ниже:

По своей форме они напоминают кривые из предыдущего графика.

Раствор контактов, необходимый для гашения электрической дуги, увеличивается с ростом тока в области малых токов. При фиксированной скорости движения контактов требуется больше времени для достижения необходимого раствора. В области больших токов процесс гашения определяют электродинамические силы. Логика проста – чем больше ток, тем больше скорость растяжения дуги динамическими силами и, соответственно, меньше время, необходимое для достижения электрической дугой критической длины.

Хотя применение магнитного дутья при токах свыше 100 А может показаться излишним (графики выше иллюстрируют это), но во всех контакторах на токи 100 А эта система обязательно применяется. Причина использования такой системы заключается в том, что наличие внешнего магнитного поля сильно «помогает» перемещению опорных точек дуги с электрических контактов на дугогасительные электроды – рога, чем значительно уменьшают степень оплавления контактов. Исследования показали, что оптимальное значение магнитного поля существует для каждого значения тока. При большой напряженности возникает усиленный износ контактов, так как жидкометаллический контактный мостик, возникающий в стадии размыкания контактов, уносится и распыляется магнитным полем.

Только в области малых токов (до 30 А) величина напряжения отключаемой цепи утяжеляет процесс гашения электрической дуги. В области токов свыше 100 А, где решающую роль играет электродинамическая сила, величина питающего напряжения практически не оказывает влияния на раствор контактов. Раствор контактов, как правило, определяется условиями гашения малого тока и берется в пределах (10 — 17)·10^-3 м.

При малых нагрузках характеристики отключаемой цепи также играют немаловажную роль в области, где гашение дуги происходит за счет механического растяжения электрической дуги. В области больших токов не стоит забывать о возможных больших перенапряжениях и повторных пробоев из-за резкого падения тока к нулю под действием сильного магнитного поля.

Способы создания магнитного поля для гашения электрической дуги могут быть с параллельным включением катушки магнитного дутья (катушка напряжения), с постоянным магнитом, а также с последовательным включением катушки магнитного дутья (катушка тока).

В случае катушки тока, то она обтекается проходящим в отключающей цепи током. Если магнитным сопротивлением стали пренебречь, то можно предположить, что индукция пропорциональна отключаемому току. Тогда формулу (1) можно привести к виду:

Таким образом, можно сделать вывод, что действующая на единицу электрической дуги сила пропорциональна квадрату тока.

Ранее было показано, что необходимую величину магнитного поля для дутья нужно иметь в области малых токов. Система с катушкой тока не создает нужной индукции магнитного поля в этой области (кривая 4 на рисунке выше). На том же рисунке отображена длительность горения дуги и электродинамической силы, которая на нее действует, от тока для контактора на 150 А. Кривые времени дуги 1 – без магнитного дутья, 2 – магнитная система с катушкой тока. В случае 2 при токе в 10 А длительность горения дуги может достигать 0,09 с. В таком случае становится возможным устойчивое горение электрической дуги без ее погасания.

Надежно отключаемый ток контактора с катушкой тока составляет примерно 20% – 25% номинального тока аппарата (опытные данные).

В области малых токов применяют блок-контакторы (контакторы на небольшой ток) со сменными катушками магнитного дутья. Номинальный ток таких катушек 1,5 – 40 А. При малом отключаемом токе устанавливается катушка с большим количеством витков, благодаря чему создается необходимое магнитного поле для гашения дуги за минимальное время.

Также нельзя забывать о том, что при сильном магнитном дутье возможен резкий обрыв тока, что приведет к перенапряжению в индуктивной цепи. Блок-контактор может отключать ток не более трехкратного значения номинального тока катушки магнитного дутья.

К достоинствам системы с катушкой тока можно отнести:

1. Данная система отлично работает в области токов свыше 100 А. В таком случае магнитное поле быстро сдувает дугу с рабочей поверхности контактов, чем минимизирует их износ.
2. Направление тока не влияет на работу системы. При смене направления тока знак меняет и магнитное поле, но сила, действующая на электрическую дугу, не меняет своего направления.
3. Так как через катушку проходит номинальный ток контактора, она выполняется из провода большого сечения. Это повышает ее механическую прочность и уменьшает влияние ударов, возникающих при работе контактора. К изоляции катушки не предъявляются высокие требования, так как падение напряжения на катушке составляет доли вольта.

Но поскольку наш мир не идеален, то такая система имеет и свои недостатки:

• Плохое гашение дуги при малых токах (5 – 7 А).
• Большие затраты на материал катушки (медный провод большого сечения).
• Выделяемое дугогасительной катушкой тепло нагревает контакты.

Но поскольку такая система надежна при гашении номинальных и больших токов, несмотря на недостатки, она получила довольно широкое распространение.

При параллельной же системе катушка магнитного дутья подключается к независимому источнику питания. Создаваемая системой магнитная индукция постоянна и абсолютно не зависит от отключаемого тока.

Согласно формуле (1), сила, действующая на дугу пропорциональна отключаемому току:

На рисунке выше эта зависимость отображена кривой 5 для случая, когда МДС катушки напряжения равна МДС катушки тока при номинальном токе. При токе от 0 до I_н сила, которая действует на дугу, при катушке напряжения будет выше, чем при использовании катушки тока (парабола 4 идет ниже прямой 5). Это свойство позволяет резко снизить в области малых токов время горения электрической дуги. А вот в случае, когда I > I_н сила, действующая на дугу, при катушке тока будет больше, чем при катушке напряжения. Однако для процесса гашения дуги это не имеет существенного значения, так как главную роль играют силы, возникающие в самом контуре дуги.

На кривой 3 (рисунок выше) показана для системы с катушкой напряжения зависимость времени гашения дуги от тока.

При одной и той же длительности горения дуги катушка напряжения ведет лучше в области малых токов, в отличии от катушки тока, так как требуется меньшая МДС. Но не стоит забывать о недостатках таких систем:

1. Направление электродинамической силы, гасящей дугу, полностью зависит от направления тока. Такой контактор не может работать при смене полярности тока.
2. Изоляция катушки должна быть рассчитана на напряжение источника питания и выполняется из тонкого провода. Снижает надежность ее работы близкое расположение к силовым контактам (брызги расплавленного металла могут попадать на катушку).
3. В случае коротких замыканий возможно резкое снижение напряжения на источнике питания катушки, что также резко снижает эффективность гашения электрической дуги.

В связи с вышеперечисленными недостатками, система с катушкой напряжения применяется (как правило) для отключения небольших токов от 5 А до 10 А. В электрических аппаратах с большими отключаемыми токами данная система не применяется.

Система с постоянным магнитом мало отличается от системы с катушкой напряжения. Разница в том, что магнитное поле создается постоянным магнитом.

Но также не стоит забывать и том, что постоянный магнит имеет ряд преимуществ:

• Нет затрат энергии на создания магнитного поля;
• Уменьшается расход меди при изготовлении контактора;
• Нет подогрева контактов от катушки;
• Обладает высокой надежностью и одинаково хорошо работает при любых токах;
• Применение постоянного магнита позволяет снизить время горения дуги при малых токах;

Создаваемая магнитным полем сила переносит электрическую дугу в дугогасительную камеру. Назначение камеры – локализовать область, занятую раскаленными газами и создавать препятствия перекрытию между соседними полюсами. Интенсивное охлаждение дуги происходит при соприкасании ее со стенками дугогасительной камеры, что приводит к успешному гашению (подъему вольт-амперной характеристики). В качестве материала дугогасительной камеры нужно применять дугостойкую керамику.

Лабиринто-щелевая керамика является наиболее совершенной. В суживающуюся зигзагообразную щель дуга загоняется магнитным полем (рисунок ниже б)). Благодаря хорошему тепловому контакту со стенками камеры и увеличению длины дуги она эффективно гасится. Если сравнивать с обычной продольной щелью (рисунок ниже а)), зигзагообразная щель значительно уменьшает количество выбрасываемых из дугогасительной камеры раскаленных газов, и, следовательно, зону выхлопа.

Электромагнитная система контактора постоянного тока

Электромагниты клапанного типа получили более широкое распространение в контакторах с приводом от постоянного тока.

Для повышения механической изностойкости применяют вращение якоря на призме. Такая компоновка электромагнита и контактной системы с применением специальной пружины 16 (первый рисунок), прижимающей якорь к призме, позволяет повысить износостойкость узла вращения у контакторов КПВ-600 до 20·10⁶. Зазор между опорной призмой и скобой якоря автоматически выбирается по мере износа призменного узла. В случае, если будет применено подшипниковое соединение магнитопровода и якоря, то по мере износа подшипника будут появляться люфты, которые нарушают нормальную работу электрического аппарата.

Подвижная система контактора должна быть уравновешена относительно оси вращения, так как это напрямую влияет на ударо- и вибростойкость. Наиболее простым и типичным примером является контактор типа КПВ-600 (первый рисунок). Якорь магнита уравновешивается хвостом, на котором закрепляется подвижный контакт. На хвост якоря также действует возвратная пружина. На тонкостенную изолированную стальную гильзу наматывается катушка электромагнита. Такая конструкция катушки улучшает тепловой контакт катушки с сердечником и обеспечивает хорошую прочность. Улучшение теплового контакта способствует уменьшению габаритов контактора и снижению температуры катушки.

Электромагнит преодолевает при включении силы контактной и возвратной пружин. Тяговая характеристика электромагнита должна всегда идти выше характеристик противодействующих пружин при минимальном допустимом напряжении на катушке (0,85U_ном) и нагретой катушке. Включение всегда должно происходить при нарастающей скорости. В момент замыкания главных контактов замедлений быть не должно.

Характеристика противодействующих сил, приведенных к якорю электромагнита контактора, показана на кривой 4 (рисунок выше). Ординаты данной кривой представляют собой: 1 – сила тяжести, 2 – сила возвратной пружины, 3 – сила контактной пружины.

Самым тяжелым моментом при включении является преодоление противодействующей силы в момент касания главных контактов. Это связано с тем, что электромагнит должен развивать значительное усилие при большом зазоре. Коэффициент возврата k_в = U_отн / U_ср является далеко не маловажным параметром. k_в, как правило, мал для контакторов постоянного тока (0,2 – 0,3), что не позволяет использовать контактор для защиты электродвигателя от снижения напряжения.

Максимальное напряжение на катушке не должно быть больше 110%U_н, так как при превышении данного значения усиливается износ механических компонентов из-за усиления ударов якоря, а температура катушки может превысить допустимую величину.

В контакторах КТПВ (имеют сдвоенную магнитную систему) с номинальным током в 600 А устанавливаются два параллельно работающих электромагнита, так как одного не достаточно для развития силы нормального замыкания контакта.

Рабочий ход якоря выбирается небольшим (8 — 10)·10^-3 м для уменьшения МДС обмотки и, следовательно, потребляемой ею мощности. Расстояние точки касания подвижного контакта от оси вращения подвижной системы берется в 1,5 – 2 раза больше, чем расстояние от оси полюса до оси вращения. Это необходимо для надежного гашения дуги при малых токах, а для этого требуется раствор контактов (17 — 20)·10^-3 м.

Время движения якоря контактора и время нарастания потока до значения потока трогания составляют собственное время включения. Большая часть указанного времени тратится на нарастание потока. Собственное время включения для контакторов с номинальным током 100 А составляет 0,14 сек, а с током 630 А – 0,37 сек.

Время от полного снятия питания с катушки контактора до полного размыкания контактов называют собственное время отключения. Оно определяется временем спада потока от установившегося до значения потока отпускания. Время с начала движения до размыкания контактов на столько мало, что им можно пренебречь. Электрическая цепь обмотки быстро разрывается отключающим аппаратом, поэтому переходные процессы в обмотке мало сказываются на спаде потока. Данный процесс в основном определяется циркулирующими в массивных элементах магнитной цепи токами (в основном это токи в цилиндрическом сердечнике, на который посажена катушка). Поскольку удельное электрическое сопротивление стали довольно велико, эти точки создают небольшое замедление в спадании потока. В контакторах на 630 А собственное время отключения составляет 0,23 сек, а в контакторах на 100 А – 0,07 сек. Поскольку к контакторам серии КМВ предъявляются особые требования, так как они предназначены для включения / отключения электромагнитов приводов масляных выключателей, у этих контакторов электромагнитный механизм допускает регулировку напряжения срабатывания и отпускания за счет регулировки силы специальной отрывной пружины и возвратной пружины. Контакторы типа КМВ должны выдерживать глубокие просадки напряжения и не отключать при этом электрическую цепь. Именно поэтому минимальное напряжение срабатывания у этих контакторов может опускаться до 65%U_ном. Такое понижение напряжения срабатывания приводит к тому, что через обмотку протекает повышенный ток, приводящий к ее более интенсивному нагреву. В связи с этим время включения на пониженное напряжение является лимитированным (для данного типа контакторов время ограниченно 15 сек).

Назначение, устройство и характеристики электромагнитных контакторов | RuAut

Контактор – двухпозиционное электромагнитное устройство, которое, по сути, является одним из типов электромагнитных реле.

Назначение контактора – частое дистанционное включение и выключение электрических цепей повышенной мощности при нормальных условиях работы. Наибольшее распространение получили контакторы с одним и двумя полюсами, которые прижились в цепях постоянного тока, а трехполюсные контакторы получили распространение в цепях переменного тока.

В виду частоты производимых коммутаций (количество периодов включения-выключения может варьироваться от 30 до 3600 раз за час у различных типов устройств) к контакторам предъявляются повышенные технические требования относительно их электрической и механической износостойкости.

Составные части контактора:

• Дугогасительная система;
• Главные контакты;
• Вспомогательные контакты;
• Электромагнитная система.

Главные контакты контактора занимаются замыканием и размыканием силовой электрической цепи. Они разрабатываются с расчетом на возможность длительного проведения номинального электрического тока и на большую частоту периодических включений и отключений за короткий промежуток времени. Нормальное положение контактов – механические защелки находятся в свободном положении, а втягивающая катушка обесточена. Главные контакты контактора выпускаются двух типов – рычажного и мостикового. У рычажных контактов подвижная система поворотная, а у мостиковых – прямоходовая.

В дугогасительных камерах контактора с продольными щелями контакторов постоянного тока гасится электрическая дуга при помощи воздействия поперечного магнитного поля. Магнитное поле, как правило, образуется за счет последовательного включения с контактами дугогасительной катушки.

Дугогасительная система контактора снижает активность электрической дуги, появляющейся во время размыкания главных контактов, до полного её затухания. Каким образом будет гаситься дуга и конструкция дугогасительной системы определяется с учетом рода электрического тока главной цепи и режима работы самого контактора.

Электромагнитная система контактора служит для решения задачи дистанционного управления контактором, то есть на включение и выключение его с расстояния. Тип конструкции электромагнитной системы контактора определяется родом электрического тока, цепью управления контактора и типом кинематической схемы. Составные части электромагнитной системы – сердечник, катушка, якорь и детали крепления.

Электромагнитная система контактора может выполнять следующие функции – включение якоря или же включение якоря и удерживание его в замкнутом положении. В первом же случае удержание контактора в замкнутом положении осуществляется при помощи защелки.

Отключить контактор можно простым обесточиванием катушки при воздействии отключающей пружины или за счет собственного веса самой подвижной системы контактора.

На вспомогательных контактах контактора лежит функция переключения цепей управления, а также цепей сигнализации и блокировки контактора. Вспомогательные контакты рассчитаны на долгосрочное проведение тока силой не более 20 ампер и отключение тока силой менее 5 ампер. Контакты бывают размыкающие и замыкающие, как правило, мостикового типа.

Контакторы переменного тока снабжены дугогасительными камерами с деионными решетками. Дуга после возникновения начинает двигаться в сторону решетки, проходя через которую разбивается на множество маленьких дуг и угасает, когда ток переходит через ноль.

Контакторы не способны, в отличие от автоматических выключателей, отключать ток при коротком замыкании, они могут работать только с номинальными токами.

Управлять контактором помогает вспомогательная цепь переменного тока, который проходит по катушкам контактора. В целях безопасности обслуживания контактора оперативный ток должен быть значительно меньше величины рабочего тока в проводящих цепях. Контактор не оборудован механическими средствами, помогающими удерживать контакты в замкнутом положении. Если на катушке нет управляющего напряжения, то контакты контактора размыкаются. Чтобы удержать контакты в замкнутом положении включается схема «самоподхвата» с применением пары нормально открытых контактов или запуском константно существующего во времени заряда. Пример: напряжение с выхода ПЛК.

В соответствии с классификацией общепромышленные контакторы различаются по следующим характеристикам:

1. Род электрического тока в цепи управления и в главной цепи контактора;

2. Число главных полюсов контактора;

3. Номинальное значение тока главной цепи контактора;

4. Номинальное значение напряжения главной цепи контактора;

5. Номинальное значение напряжения включающей катушки контактора;

6. Наличие или отсутствие вспомогательных контактов контактора;

7. Способ монтажа контактора;

8. Род присоединения проводников цепи управления, а также главной цепи контактора;

9. Наличие внешних проводников контактора;

10. Вид присоединения контактора.

Контакторы зачастую применяются для работы с электрическими цепями промышленного тока с напряжением не превышающим 660 В, и силе тока не больше 1600 ампер.

Высоковольтные контакторы постоянного тока B88269X от TDK

19.04.2021

Серия высоковольтных контакторов B88269X(HVC) разработана компанией TDK основываясь на более чем 80-ти летнем опыте удовлетворения потребностей в высоковольтных и сильноточных устройствах постоянного тока. Инженерам из TDK удалось подобрать оптимальную среду для быстрого и эффективного гашения электрической дуги и уменьшения износа контактов в процессе эксплуатации, что позволило значительно увеличить ресурс данных изделий при сохранении малых габаритов.

Наполненная газом коммутационная камера гарантирует, что дуговой разряд безопасно и быстро погаснет, после выключения тока. Благодаря чрезвычайно высокой скорости переключения, продолжительность существования дуговых разрядов особенно короткая, что позволяет высоковольтным контакторам B88269X надёжно работать на протяжении всего срока службы.

Серия B88269X (HVC) имеет широкий диапазон номинальных токов от 135А до 500А, при этом сохраняется компактный дизайн с геометрическими размерами 89×44×93. 5мм (Д×Ш×В). Контакторы могут переключать высокое напряжение, до 1000В постоянного тока. Напряжения катушки данной серии соответствуют напряжению питания бортовой сети автомобиля (12В, 24В). Серия имеет неполярные выводы, что существенно упрощает подключение и помогает избежать неправильного монтажа.

Контакторы особенно подходят для использования в системах управления батареями и станциях зарядки постоянного тока в электрическом транспорте. Также, область применения включает в себя системы тяги постоянного тока, фотоэлектрические преобразователи, системы хранения энергии и источники бесперебойного питания, словом, все приложения, требующие быстрого и надёжного отключения от источника постоянного тока.

Основные параметры:

• Широкий диапазон номинальных токов от 135А до 500А
• Высокая электрическая износостойкость: максимально допустимый пиковый ток (для 1 цикла) 2000А
• Высокая механическая износостойкость: максимальное кол-во операций до 1 000 000
• Время замыкания не более 35мс, время размыкания не более 15мс
• Неполярные выводы

Контакторы постоянного тока серии МК

Контакторы серии МК предназначены для работы в силовых электрических цепях и цепях управления постоянного тока при напряжении до 220 Вольт постоянного тока (кроме контакторов МК1-20Д, МК3-20Д, МК1-30, МК2-30), до 1000 Вольт постоянного тока (контакторы МК1-20М) и до 380 Вольт переменного тока 50, 60 Герц (контакторы МК1-20А, Б; МК1-22А, Б; МК1-30А, Б; МК2-20А, Б; МК2-30А, Б; МК1-20Д; МК3-20Д) общепромышленных установок, а также для коммутирования электрических цепей тепловозов и электровозов на напряжение 220 Вольт постоянного тока.

Контакторы МК1-20Д, МК3-20Д применяются в лифтовых низковольтных комплектных устройствах управления, МК1-20М для вагонов метрополитена.

Контакторы МК1-20, МК2-20, МК3-20, МК4-20 могут применяться при работе в силовых цепях постоянного тока при напряжении 440 Вольт как однополюсные аппараты, при этом главные контакты должны быть соединены последовательно.

Контакторы МК1-20, МК1-30, МК2-20, МК2-30 могут применяться при работе в силовых цепях переменного тока при напряжении 500 Вольт частоты 50 и 60 Герц при снижении номинального рабочего тока.

Контакторы МК1Б-МК4Б предназначены для неавтоматизированного электропривода, отличаются от контакторов МК1А-МК4А коммутационной износостойкостью.

Коммутационная износостойкость контакторов МК1Б-МК4Б составляет не менее половинных значений коммутационной износостойкости соответствующих типоисполнений контакторов МК1А-МК4А.

Конструкция контактов вспомогательной цепи допускает преобразование замыкающих контактов в размыкающие и наоборот. При этом число размыкающих контактов должно быть не более 50% от общего числа контактов вспомогательной цепи.

Два однотипных контактора с замыкающими главными контактами, расположение рядом, допускают установку как на изоляционных или металлических заземленных панелях, так и на рейках.

• Типоисполнения и технические данные контакторов серии МК
• Размеры и электрическая схема подключения контакторов серии МК

Что такое контакторы постоянного тока? — Тромбетта

Контакторы постоянного тока

представляют собой экономичный и надежный метод переключения тока в низковольтных цепях постоянного тока. Отрасли, в которых используются наши контакторы постоянного тока, включают (но не ограничиваются) сельское хозяйство и строительство, газоны и сад, судостроение, мобильную гидравлику, тяжелые грузовики и электромобили. Контакторы постоянного тока должны быть тщательно выбраны с учетом ожидаемых факторов окружающей среды, уровней тока и напряжения для их предполагаемого применения.

Trombetta разрабатывает и производит инновационные устройства для переключения и управления питанием постоянного тока для использования на рынках мобильного оборудования, включая контакторы постоянного тока. Мы понимаем, что нашим клиентам требуются компоненты, которые будут работать, когда это необходимо, поэтому мы специализируемся на разработке продуктов, которые работают даже в самых суровых условиях окружающей среды. Все наши решения разработаны с участием широкого круга инженеров-механиков, электриков и инженеров-технологов.

Основы контакторов постоянного тока

Контакторы постоянного тока

— это электрические переключающие устройства, похожие на реле.Контакторы могут выдерживать гораздо более высокие уровни тока, чем стандартные реле, что делает их полезными для приложений мобильного оборудования. Контактор работает, подавая напряжение на катушку, это создает магнитное поле, которое перемещает контакты в замкнутое положение и замыкает цепь. Как только напряжение снимается с катушки, контакты снова размыкаются и размыкают цепь. Большая контактная поверхность и высокое контактное давление позволяют контактору выдерживать более высокие пусковые токи, обычно встречающиеся на рынке мобильного оборудования.

Контакторы постоянного тока от Trombetta

Компания Trombetta предлагает широкий выбор контакторов постоянного тока, гарантируя, что у нас есть подходящее решение практически для любого применения. Наш портфель контакторов постоянного тока включает следующие линейки продуктов:

• Полное серебряное уплотнение PowerSeal — Уникально разработано для приложений с высокой силой тока и способно выдерживать самые жесткие условия окружающей среды.
• Семейство пластмасс — включает стандартные, улучшенные, герметичные варианты, все они созданы с учетом компактности и экономичности.
• Defender — Герметичный для обеспечения переключения функций даже в самых суровых условиях. Конструкция обеспечивает слаботочное переключение в условиях низких температур.
• Семейство PowerSeal — оптимизированная для обеспечения высокой производительности по конкурентоспособной цене, эта линия также имеет герметичную конструкцию.
• Обратная полярность — Обеспечивает экономичное решение для изменения полярности двигателей с постоянными магнитами. За счет объединения двух контакторов постоянного тока это устройство снижает стоимость деталей и является более надежным, чем другие решения с обратной полярностью.
• Твердотельное реле — Предлагая более длительный срок службы, чем любой контактор в своем классе, это устройство не имеет движущихся частей, вызывающих износ. Он также устойчив к суровым факторам окружающей среды, включая вибрацию, влажность, мусор и широкий диапазон рабочих температур.
• Bear — Отличается высокой токовой нагрузкой и проверенной прочной конструкцией.
• Металлическое семейство — Традиционный контактор постоянного тока, который до сих пор используется во множестве приложений.
• 200A Разделитель аккумуляторных батарей с защелкой — Позволяет контролировать уровни напряжения двух аккумуляторов и подключать их к генератору переменного тока для зарядки, как только будет подтверждено, что основная пусковая аккумуляторная батарея находится на нормальном уровне напряжения.

Решения для управления питанием и коммутации от Trombetta

В Trombetta мы гордимся тем, что можем использовать наш многолетний опыт и исключительное обслуживание клиентов, чтобы предоставить решения для ваших потребностей в контакторах постоянного тока. Наша цель — сохранить лидирующие позиции в разработке и производстве устройств управления питанием и коммутации, включая наши ведущие в отрасли контакторы постоянного тока.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о контакторах постоянного тока или других наших изделиях.

Контакторы постоянного тока инфографики

Что такое контактор постоянного тока? Промышленные контакторы / аккумуляторные контакторы

Что такое контактор постоянного тока и как он работает?

Контактор — это переключатель с электрическим управлением, используемый для переключения силовой цепи, аналогичный реле, за исключением более высоких номинальных значений тока. [1] Контактор управляется цепью, которая имеет гораздо более низкий уровень мощности, чем коммутируемая цепь.

Контакторы бывают разных форм с разной мощностью и характеристиками. В отличие от автоматического выключателя, контактор не предназначен для прерывания тока короткого замыкания. Различаются контакторы с током отключения от нескольких ампер до тысяч ампер и 24 В постоянного тока до многих киловольт. Физические размеры контакторов варьируются от устройства, достаточно маленького, чтобы поднять его одной рукой, до больших устройств со стороной примерно метр (ярд).

Контакторы используются для управления электродвигателями, освещением, обогревом, батареями конденсаторов, тепловыми испарителями и другими электрическими нагрузками.

В отличие от реле общего назначения, контакторы предназначены для непосредственного подключения к устройствам с сильноточной нагрузкой. Реле, как правило, имеют меньшую мощность и обычно предназначены как для нормально закрытых, так и для нормально открытых приложений. Устройства, коммутирующие более 15 ампер или в цепях мощностью более нескольких киловатт, обычно называют контакторами.Помимо дополнительных вспомогательных слаботочных контактов, контакторы почти всегда оснащены нормально разомкнутыми («форма A») контактами. В отличие от реле, контакторы разработаны с функциями управления и подавления дуги, возникающей при отключении больших токов двигателя.

Контакторы рассчитаны на расчетный ток нагрузки на контакт (полюс), максимальный выдерживаемый ток короткого замыкания, рабочий цикл, расчетный срок службы, напряжение и напряжение катушки. Контактор управления двигателем общего назначения может подходить для тяжелых пусковых нагрузок на больших двигателях; так называемые контакторы «специального назначения» тщательно адаптированы для таких применений, как запуск двигателя компрессора кондиционера.Североамериканские и европейские рейтинги для контакторов следуют разным принципам, при этом североамериканские контакторы для станков общего назначения обычно подчеркивают простоту применения, в то время как определенная цель и европейская философия рейтингов подчеркивают дизайн для предполагаемого жизненного цикла приложения.

заряженных электромобилей | Более пристальный взгляд на контакторы

Контакторы, возможно, не самый привлекательный компонент электромобиля, но они имеют решающее значение как для безопасности, так и для общего функционирования. По сути, это более тяжелая версия реле, контактор используется для переключения питания на любую из нагрузок, питаемых от тягового аккумулятора электромобиля.Привод двигателя, системы нагрева и охлаждения, преобразователь постоянного тока в постоянный, который питает все нагрузки 12 В, и все остальное, что потребляет более нескольких ампер от тягового аккумулятора, почти наверняка будет переключаться с помощью контактора.

Контакторы, реле и соленоиды — это названия электромеханических переключателей. Обычно для управления переключателем используется электромагнит — катушка, втягивающая стальной плунжер, — но двигатели также использовались, особенно при очень высоких номинальных мощностях или когда требуется операция «с фиксацией» без необходимости постоянного включения (т. требуется для поддержания переключателя в любом состоянии).Назовете ли вы электромеханический переключатель контактором, реле или соленоидом, это больше зависит от номинальной мощности и отрасли / области применения, чем от какого-либо формального определения. Обычно контактор относится к мощному устройству с ограниченным числом «полюсов» или отдельными переключателями (чаще всего от одного до трех), и которое предлагает только одно «бросок» или действие включения / выключения (а не «двойное» бросок »или действие A / B). Реле, как правило, представляют собой устройства меньшего размера, рассчитанные на 20 А или меньше, с гораздо большим разнообразием полюсов и ходов.Термин соленоид используется для обозначения всех контакторов, но в наши дни он в значительной степени используется только для описания специализированного контактора на стартерных двигателях ICE, который одновременно питает двигатель (то есть функция контактора) и который перемещает ведущую шестерню для включения кольцевой шестерни. на двигателе (т.е. функция соленоида).

Несмотря на то, что в наши дни термин «соленоид» почти устарел, он на самом деле является довольно описательным термином для современных контакторов и реле, поскольку он относится к электромагниту, управляющему плунжером.Соленоид представляет собой цилиндрическую катушку с проволокой, а плунжер представляет собой стержень из магнитомягкого материала (то есть такого, который сопротивляется постоянному намагничиванию). Когда катушка находится под напряжением, она создает магнитное поле, которое втягивает поршень; все, что требуется для превращения соленоида в контактор, — это прикрепить плунжер к пластине с парой контактов с каждой стороны, которые обращены к другой паре неподвижных контактов. В наиболее распространенной конструкции, нормально разомкнутой (NO), пружина удерживает подвижные контакты на расстоянии от неподвижных, пока на катушку соленоида не будет подано напряжение.Для нормально замкнутого (NC) действия конструкция инвертирована, с пружиной, удерживающей подвижные контакты напротив неподвижных, пока на катушку не будет подано напряжение. Одна тонкая оговорка конструкции NC заключается в том, что сила, оказываемая пружиной, должна быть ниже, чем то, что катушка способна проявить в начале своего натяжения (когда она наиболее слабая), иначе катушка не сможет двигаться. поршень вообще. На практике это означает, что нормально замкнутые контакты гораздо более восприимчивы к размыканию и замыканию от ударов или вибрации, что значительно снижает их срок службы и номинальный ток.

Для приложений переменного тока, низкого напряжения постоянного (<24 В) и умеренного тока (<200 А) простая конструкция, описанная выше, может обеспечить годы службы, прежде чем контакты будут слишком повреждены для работы. Однако, поскольку как рабочий ток, так и, особенно, напряжение постоянного тока увеличиваются, необходимо принять дополнительные меры, чтобы контактор выдержал даже один цикл переключения, а тем более обычно ожидаемые от многих десятков до сотен тысяч. Также необходимо учитывать условия цепи, а также рабочую среду (температура, количество вибрации и даже ориентация могут иметь влияние).

Три типа цепей, с которыми может столкнуться контактор, являются (преимущественно) резистивными, емкостными или индуктивными по своей природе (реальные цепи обладают всеми тремя качествами, но одно имеет тенденцию преобладать). Нагревательный элемент является классическим примером резистивной нагрузки, и, как правило, он довольно безопасен для любого контактора. Большинство двигателей являются индуктивными по своей природе (одно заметное исключение: чрезмерное возбуждение поля синхронного двигателя с возбужденным полем делает его емкостным и даже может использоваться для корректировки коэффициента мощности), поэтому контакторы используются для выбора между прямым и обратным режимом работы. последовательного постоянного тока или трехфазного промышленного двигателя должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать высокоиндуктивную нагрузку.Поскольку в современных электромобилях используются инверторы, в них нет необходимости в контакторах такого типа. Однако вход любого импульсного преобразователя мощности — особенно тягового инвертора — неизменно оказывается емкостным по своей природе, и это представляет чрезвычайный риск контактной сварки при замыкании, если емкость не заряжена почти до такой же (но не такой же) величины. напряжение в качестве источника питания. Повышение напряжения на емкости шины до уровня, близкого к напряжению источника питания, называется «предварительная зарядка», и обычно это выполняется с помощью отдельного контактора меньшего размера, соединенного последовательно с резистором — для ограничения тока зарядки — который подключается параллельно с главный контактор.Причина, по которой нецелесообразно предварительно заряжать конденсаторы шины до того же напряжения, что и напряжение питания — так, чтобы был нулевой перепад напряжения — заключается в том, что в этом случае ток не будет течь через контакты в момент замыкания, состояние, называемое «сухой -переключение », что может привести к тому, что контакты со временем станут более резистивными. Следовательно, контакторы, предназначенные для использования в электромобилях, обычно рекомендуют прекращать предварительную зарядку, когда разница напряжений составляет около 5 В, чтобы в момент соприкосновения контактов протекал разумный ток.

Размыкание контактора, который смотрит в емкостную цепь, обычно является благоприятным событием, даже если ток все еще течет. Это связано с тем, что для образования дуги требуется разность напряжений, а конденсаторы сопротивляются изменению напряжения; Емкость нагрузки останавливает изменение напряжения, необходимое для образования дуги. И наоборот, индуктивность сопротивляется изменению тока и будет создавать любое напряжение, необходимое для поддержания указанного тока, следовательно, контактор не будет испытывать неблагоприятных условий при включении индуктивной нагрузки, но будет, если размыкать индуктивную нагрузку, пока ток все еще течет.Если невозможно снизить ток в индуктивной нагрузке перед размыканием контактора, следует использовать «демпфер». Демпфер может быть устройством, размещенным поперек контактора или индуктивной нагрузки, которое начинает проводить выше определенного напряжения, или это может быть последовательная RC-цепь, размещенная поперек контакторов, с R, выбранным для ограничения тока разряда, когда контактор снова замыкается (потому что в противном случае это было бы короткое замыкание заряженного конденсатора — то есть по той же причине, по которой необходима предварительная зарядка).

Двумя основными методами, используемыми для увеличения номинальной мощности контакторов постоянного тока, являются магнитные выбросы для отталкивания дуги, если они образуются, и специальные газовые наполнения, которые либо препятствуют возникновению дуги, либо предотвращают окисление контактов, если некоторая дуга неизбежна. Магнитные выбросы, как следует из названия, представляют собой просто магниты, размещенные рядом с контактами, так что их поле отталкивает любую дугу, которая образуется при размыкании контактов. Одно предостережение заключается в том, что ток должен течь через контактор в одном направлении, на что указывает маркировка полярности рядом с каждым контактом; если контактор подключен в обратном направлении, то магнитные выбросы будут засасывать к ним любые дуги — как правило, это нехорошо.Магнитные выбросы в основном вынуждают дугу перемещаться на большее расстояние, и, поскольку падение напряжения на дуге прямо пропорционально пройденному расстоянию (и относительно нечувствительно к току — по сути, ведет себя как отрицательное сопротивление), это приведет к более быстрому гашению дуги. , и не требуя чрезмерного разделения подвижных и неподвижных контактов. Магнитные выбросы в первую очередь не останавливают образование дуги и не могут уменьшить повреждение контактов от любого возникающего дугового разряда.

Герметизация контактора и либо удаление большей части воздуха, либо замена его специальным газом или газовой смесью может уменьшить повреждение контактов от дугового разряда и даже повысить номинальное напряжение. Вакуумирование контактора в первую очередь предназначено для переключения высокого напряжения (> 3 кВ или около того) и мощных ВЧ, в то время как заполнение газом — в основном азотом, водородом и гексафторидом серы (SF ₆ ), отдельно или в смесях — обычно используется везде.Простое исключение кислорода из контактора остановит образование оксидов, но эти наполняющие газы также обладают другими полезными свойствами, которые могут увеличить срок службы контактов и / или номинальное напряжение. SF ₆ имеет гораздо более высокую диэлектрическую прочность, чем воздух (~ 3x), и более высокую теплопроводность, но его продукты ионизации (то есть продукты, образованные из дуговой плазмы) вызывают коррозию, поэтому его, как правило, используют только в распределительных устройствах переменного тока. Водород имеет более низкую диэлектрическую прочность, чем воздух (примерно на 35% меньше), но он часто используется в распределительных устройствах постоянного тока, поскольку он быстро гасит дуги и имеет удивительно высокую теплоемкость для газа такой низкой плотности (обычно теплоемкость увеличивается с плотностью ).Его основным недостатком является то, что он имеет тенденцию диффундировать прямо через стенки практически любого контейнера, в котором он находится, включая твердую сталь, и по пути может образовывать комплексы, называемые гидридами, которые могут сделать металл довольно хрупким. Наконец, есть азот, который, похоже, набирает обороты в качестве предпочтительного заполняющего газа, потому что он имеет немного более высокую диэлектрическую прочность, чем воздух (+ 15%), относительно недорог и сам по себе выполняет достаточно приличную работу. Одним из потенциальных недостатков азота является то, что он может образовывать чрезвычайно твердые (и плохо проводящие) нитриды металлов, когда дуга ионизирует его и испаряет часть металла с контактов; наличие магнитных выбросов может обойти эту проблему, отодвигая возникающие дуги от контактов.

Следующее, что необходимо учитывать, — это конструкция самих контактов: их форма, основной материал и покрытие поверхности — все это играет ключевую роль в работе и сроке службы контактора. Здесь есть что-то разнообразное, с десятками комбинаций металлов, форм и покрытий. При работе с любым механическим переключателем — будь то ручное или электрическое управление — следует помнить две важные детали: первое соединение двух контактов всегда происходит в одной точке, и что контакты неизменно отскакивают несколько раз, прежде чем окончательно замкнуться навсегда.Первое просто означает, что поверхность каждого контакта выглядит как опасная горная местность при взгляде под микроскопом, даже если отполирована до зеркального блеска. Поскольку площадь контакта должна увеличиваться в зависимости от номинального тока (по крайней мере, до тех пор, пока сверхпроводники при комнатной температуре не станут реальностью), поэтому сила, приложенная к контактам, должна буквально разбить их вместе. Вот почему сухое переключение плохо подходит для сильноточных переключателей: ток, протекающий в самый момент первоначального контакта, концентрируется на относительно небольшой площади, которая имеет тенденцию смягчать, если не плавить, микроскопические пики и впадины.Отскок контактов также неизбежен, поскольку в контактах должна быть некоторая упругость, чтобы они могли встретиться. Если нагрузка емкостная, дребезг контактов не проблема; для резистивных и, особенно, индуктивных нагрузок, каждый раз, когда контакты отскакивают друг от друга, может образовываться дуга, но поскольку контакты вскоре снова замыкаются (и, возможно, отскакивают еще несколько раз), эта дуга не вызывает столько повреждений, сколько могло бы произойти. от, скажем, прерывания большой индуктивной нагрузки.

Наконец, контакторы, как правило, являются одним из наименее надежных компонентов в любой системе большой мощности, поскольку они представляют собой электромеханические устройства, с которыми сложно выполнять работу.К сожалению, на самом деле нет хорошей «твердотельной» альтернативы, если использовать термин из ушедшей эпохи, когда транзисторы впервые начали заменять электронные лампы. Это связано с тем, что ни один полупроводниковый переключатель не может по-настоящему воспроизвести разомкнутую цепь в выключенном состоянии (всегда будет течь некоторый ток утечки), и даже если контакторы могут выйти из строя из-за сваривания замкнутых цепей, это гораздо менее частый режим отказа, чем с полупроводниковыми переключателями. Наконец, полупроводниковые полупроводники означают, что они демонстрируют более высокое объемное сопротивление, чем даже самый резистивный металлический проводник, поэтому они просто не могут выдерживать такую ​​большую пиковую мощность, как механический переключатель эквивалентной площади.Как бы инженеры ни любили болтать о контакторах, похоже, они будут с нами еще довольно долго.

Эта статья впервые появилась в Платном выпуске 36 — март / апрель 2018 г. — Подпишитесь сейчас.

Разница между контакторами переменного тока и контакторами постоянного тока

Разница между контакторами переменного тока и контакторами постоянного тока

1. Стальной сердечник контактора переменного тока вызывает потери на вихревые токи и гистерезисные потери.Ламинирование железного сердечника пластинами из кремнистой стали снижает вихревые токи и гистерезисные потери за счет изменения магнитного поля железного сердечника для предотвращения его перегрева. Поэтому железный сердечник контактора переменного тока обычно имеет Е-образную форму. Когда через электромагнитную катушку проходит переменный ток, катушка создает переменную движущую силу на якоре. Когда переменный ток равен нулю, магнитный ток катушки и сила срабатывания якоря находятся в нулевом состоянии.При сбросе пружины якорь проявляет потенциал хемотаксического высвобождения. Это приводит к тому, что сила срабатывания между движущимся и неподвижным железными сердечниками изменяется при изменении переменного тока, что приводит к изменениям и шуму, тем самым ускоряя контактный износ между движущимся и неподвижным железными сердечниками, что приводит к плохому контакту. В более тяжелых случаях это также может вызвать выгорание контактов. Медное кольцо, известное как кольцо короткого замыкания, вставляется в конец штока, чтобы исключить выгорание контактов.Этот контур короткого замыкания эквивалентен вторичной обмотке трансформатора. Когда катушка подключена к источнику переменного тока, катушка будет генерировать магнитный ток и индуцированный ток в петле короткого замыкания. В это время петля короткого замыкания эквивалентна чисто индуктивной схеме. В соответствии с фазой чисто индуктивной цепи мы знаем, что магнитный поток, вызванный током катушки, и магнитный поток, генерируемый индуцированным током контура короткого замыкания, не могут быть одновременно нулевыми.Когда ток, обеспечиваемый источником питания, равен нулю, индуцированный ток кольца короткого замыкания не может быть нулевым. Его магнитный ток притягивает пару якоря, тем самым преодолевая тенденцию к отпусканию якоря и гарантируя, что якорь всегда приводится в действие при включении. В результате шум и вибрация были значительно уменьшены, поэтому кольцо короткого замыкания также называется кольцом устранения вибрации. Железный сердечник в катушке контактора постоянного тока не генерирует вихревые токи, и в железном сердечнике постоянного тока не возникает проблем с выделением тепла, так что железный сердечник может быть изготовлен из полностью литой стали или чугуна, обычно U-образной формы.
2. Катушка контактора переменного тока имеет мало витков и низкое сопротивление, но катушка также выделяет тепло, поэтому катушка обычно имеет более толстую короткую цилиндрическую форму. Во избежание сгорания катушки есть зазор для облегчения отвода тепла. Катушка цепи постоянного тока не имеет индуктивности, поэтому у катушки больше витков, что приводит к более значительному сопротивлению и потерям в меди. Катушка обычно делается тонкой и цилиндрической формы, чтобы поддерживать хорошее рассеивание тепла катушкой.
В контакторе
3. переменного тока используется сеточное устройство тушения дуги; Контактор постоянного тока использует устройство магнитного тушения дуги.
4. Пусковой ток контактора переменного тока очень велик, а его максимальная рабочая частота составляет около 600 раз в час. Для сравнения: максимальная рабочая частота контактора постоянного тока составляет 1200 раз в час.
5. В аварийных ситуациях контакторы переменного тока могут использоваться вместо контакторов переменного тока. Однако время действия не может превышать 2 часов (поскольку характеристики рассеивания тепла катушками переменного тока хуже, чем у катушек постоянного тока, в зависимости от их структуры).Если вам нужно использовать его в течение длительного времени, лучше всего подключить резистор с серией катушек переменного тока. Напротив, контактор постоянного тока нельзя заменить контактором переменного тока.
6. Количество катушек определяет разницу между контактором переменного тока и контактором постоянного тока. Катушек контактора постоянного тока больше, чем количество катушек контактора переменного тока. Если ток первичной цепи слишком велик (Ie> 250 А), в контакторе следует использовать последовательно соединенную двухфазную катушку обмотки. Реактивное сопротивление катушки реле постоянного тока гигантское, но текущая потребляемая мощность меньше, даже меньше.
7. С точки зрения конструкции, контактор постоянного тока использует диод свободного хода, который высвобождает электромагнитную силу, накопленную в индуктивности, когда катушка обесточена. Контактор переменного тока не использует диодную структуру свободного хода. Вместо этого в нем используются многослойные железные сердечники для предотвращения потерь тепла и затеняющие катушки, чтобы обеспечить эффективное электричество в устройстве.
8. Что касается различий, из-за затеняющей катушки контактора переменного тока, устройство может быть размещено в любом положении, если у него есть место для работы.Контактору постоянного тока требуется воздух во время процесса, поэтому для нормальной работы вокруг оборудования должно быть достаточно свободного пространства.
9. В цепи переменного тока дуга, возникающая при отключении контактов, автоматически гаснет при переходах через ноль. В цепи постоянного тока дуга может сохраняться дольше.

Приобретите подходящий контактор переменного тока от 9А до 95А на GEYA ， невероятное предложение, ожидающее оптового заказа!

Свяжитесь с нами сейчас!

5 советов по выбору подходящего контактора постоянного тока?

При использовании контактора постоянного тока могут возникнуть различные условия окружающей среды или непредвиденные происшествия.Следовательно, необходимо понимать характеристики и рабочие условия контактора постоянного тока или даже тестировать его в реальных условиях, чтобы выбрать подходящий контактор для вашего приложения. Прежде чем выбрать подходящий продукт, мы предлагаем рассмотреть пять аспектов.

1. Катушка

Что касается полярности катушки, номинального напряжения, рабочего напряжения (тока), отпускающего напряжения (тока), рабочего напряжения и сопротивления катушки, мы должны учитывать следующие моменты:

1. Рассмотрим форму волны мощность катушки управления
2. Учитывайте колебания напряжения питания и мощность
3. Полный учет температуры окружающей среды, повышения температуры катушки и горячего старта
4. При работе контактора с полупроводником учитывайте падение напряжения

Обратите внимание на падение напряжения питание при запуске

2.Главные контакты

Учитывайте номинальную управляющую способность главных контактов, сопротивление контакта, электрический срок службы.

1. Полностью учитывать размер нагрузки контакта, тип, полярность, пусковой ток, частоту коммутации и т. Д.
2. Учитывать положение и подключение контактора в цепи
3. Уравновешивается ли электрический срок службы контактора сроком службы оборудования он использует
4. Учитывайте температуру окружающей среды при фактическом использовании

Пожалуйста, подтвердите в реальных условиях использования (фактическая схема, фактическая нагрузка и т. д.)

3. Время срабатывания

Время срабатывания (закрытие), время дребезга (открытие), время отпускания (открытие)

Учтите влияние фактической температуры и напряжения катушки на работу, время отпускания и дребезга

4. Механические символы

Необходимо учитывать 4 аспекта: устойчивость к вибрации, ударопрочность, окружающая среда и механический срок службы.

1. Учитывайте характеристики вибрации и ударов во время использования
2. Полностью учитывайте влияние высоты, температуры и т. Д.о характеристиках контактора при фактическом использовании
3. Определите, есть ли в окружающей среде газообразная сера, масляные загрязнения, вещества на основе кремния и т. д.
4. Учтите влияние магнитного поля в среде, в которой используется контактор

5. Прочие символы

Помимо вышеуказанных условий, мы также должны обратить внимание на сопротивление изоляции, электрическую прочность, установку, подключение и размер контактора.

1. Момент установки главного контакта и монтажного основания должен быть в пределах указанного диапазона.
2. Обратите внимание на плоскостность и гладкость монтажной контактной поверхности.
3. При установке необходимо принять меры по предотвращению расшатывания.

Высоковольтный сильноточный контактор постоянного тока | TE CONNECTIVITY

SolarRelay

Вы когда-нибудь видели 500 ампер? Вы когда-нибудь пробовали их переключить? Те DC? Вы можете попробовать это сейчас с помощью Kilovac EV200HAANA от TE Connectivity.

С 1964 года линейка продуктов Kilovac является синонимом коммутации высокого напряжения в сложных климатических условиях, даже во взрывоопасной среде.

Он спроектирован как самый маленький, легкий и недорогой герметичный контактор в отрасли с номинальным током (200 А при 900 В постоянного тока, 500 + А при более низком напряжении, 2000 А прерывание при 320 В постоянного тока).

Если вам действительно нужно переключать такие большие токи, например Чтобы переключить батареи в резервную систему или переключить силовой модуль в солнечной системе, пора попробовать EV200HAANA.Он также подходит для автомобильного или морского применения.

Принятие во внимание нескольких важных соображений дает вам безопасную и надежную работу вашего контактора:

1. Установка Контакторы

EV могут быть установлены в любом положении, и благодаря характеру их герметичного уплотнения и изолированного корпуса они могут быть установлены рядом с другим оборудованием.

Однако следует соблюдать осторожность при подключении силовых кабелей к основным клеммам. Важно, чтобы проушины для подключения основного источника питания были подсоединены непосредственно к гнездам клемм.Убедитесь, что набор оборудования находится в правильном порядке, и что шайбы и другие прокладки не помещены между проушиной и гнездом терминала. Постороннее сопротивление подключения может вызвать значительное рассеяние мощности и нагрев клемм при большом токе.

2. Катушки, приводные цепи и экономия катушек Поскольку мощность, необходимая для замыкания контактов, обычно намного превышает требуемую удерживающую мощность, контакторы KILOVAC комплектуются низкопрофильными катушками, в которых используется экономайзер .Экономайзер оставляет полную мощность катушке во время переключения, но затем снижает мощность до 1,7 Вт при 12 В постоянного тока для удержания, что значительно снижает энергопотребление катушки и нагрев.

3. Типы нагрузки и рекомендации по переключению мощности В общем, все контакторы EV предназначены в первую очередь для подключения и отключения резистивных нагрузок и слабоиндуктивных нагрузок (L / R

Некоторые важные моменты, которые следует учитывать:

a Закрытие при скачках тока из-за незаряженных конденсаторов фильтра.Конденсаторы следует предварительно заряжать, если это возможно, чтобы избежать чрезмерной эрозии контактов и плохих сварных швов. Всегда держите пиковые значения пускового тока ниже 650 А. Также следует проявлять осторожность при рассмотрении других нагрузок с высоким пусковым током, таких как лампы или двигатели.

б. Большие выбросы тока из-за замкнутых контактов. Сильные всплески тока через замкнутые контакты свыше 3000 А иногда могут вызывать точечную сварку или левитацию контакта.

г. Индуктивность цепи. Дуговой разряд контактора обычно длится столько, сколько требуется для рассеивания накопленной индуктивной энергии нагрузки (t (arc) = 1.1 * Л / П). Более длинные дуги из-за индуктивности цепи могут ускорить износ контактов, а в крайних случаях могут вызвать отказ контактора. TE Connectivity рекомендует поддерживать постоянную времени менее 1 мс для безопасной работы и максимального срока службы. Срок службы контактора зависит от коммутируемого уровня мощности. Более высокие токи включения / отключения быстрее разрушают контактные материалы и ускоряют потерю диэлектрической проницаемости между разомкнутыми контактами.

4. Рекомендуемые сечения проводников для постоянного тока Что касается контактора, размещенного на одной линии с проводниками, важно убедиться, что размер провода достаточен, чтобы сами клеммы контактора не перегревались, что приводило к выход из строя устройства.В большинстве случаев основным путем отвода тепла от клемм контактора являются сами проводники. Конвекция в атмосферу и проводимость через опоры основания играют меньшую роль в контакторах этого типа из-за характера конструкции.

Рекомендуемая максимальная температура силовых клемм для всех контакторов EV составляет 150 ° C непрерывно, и 175 ° C в течение 1 часа. Для приложений, требующих больших проводников, чем можно практически установить с помощью одного кабеля и наконечников 4/0 AWG, удлинители шины адаптера можно заказать в TE.Для 500А нужен кабель сечением 150мм2 ; на 250А нужен кабель сечением 60мм2.

5. Вспомогательная цепь — конфигурация SPST-NO
Вспомогательные контакты рассчитаны на 125Vac / 3A или 30Vdc / 2A. Метод срабатывания вспомогательного контакта показывает истинное положение главных контактов. Срабатывание вспомогательного контакта напрямую связано с подвижным мостом главного контакта и не будет показывать «разомкнут», если оба контактных промежутка двойного замыкающего контакта формы X не будут полностью разъединены.

Имейте в виду, что вспомогательный контакт в основном используется для индикации состояния и не должен использоваться для прямого питания других нагрузок, таких как катушка реле или ламповая нагрузка высокой мощности.

Высоковольтный контактор EV200HAANA — это новинка в нашем ассортименте, и вы можете найти ее на нашем складе.

Если вам нужна дополнительная информация или вы заинтересованы в других продуктах TE Connectivity , не стесняйтесь обращаться к нам по адресу [email protected]

Вам нравятся наши статьи? Не пропустите ни одного из них! Вам не о чем беспокоиться, мы организуем вам доставку.

Меня интересует

Дата публикации 05.10.2018.
Когда вы публикуете статью на своем веб-сайте, укажите ее источник: https://www.soselectronic.com/articles/te-connectivity/high-voltage-high-current-dc-contactor-2223

Обзор реле и контакторов высокого напряжения постоянного тока

Краткое описание определений

IEC 60947 Директива по низковольтному оборудованию <= 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока

Но в автомобильной промышленности все, что выше 24 В постоянного тока, называется HVDC,

т.

HVDC (для этой презентации) => 30VDC & = <1500VDC

Требуются специальные методы при напряжении выше 1500 В постоянного тока, но принципы те же!

Реле = катушка с твердым железным сердечником, якорь шарнирно соединен с сердечником, контакты перемещаются по дуге (даже если она очень мала).

Контактор = катушка с полым сердечником, плунжер втянут в катушку, контакты движутся по прямой линии, обычно сконфигурированы как двойные замыкающие / размыкающие контакты (одно- или многополюсные), большой зазор между контактами.

© Willow Technologies Ltd.2019

Электромобили не новы!

1898

• Максимальная скорость = 40 миль / ч
• Диапазон = 50 миль
• Победитель 1-й автомобильной гонки в США (1896 г.)

Также нет переключения постоянного тока для альтернативных источников энергии!

1887

• 12кВт c.70 В ~ 75 В постоянного тока
• Brush освещал улицы Нью-Йорка за 2 года до Эдисона!

Рекомендации по постоянному току

Переключить низкочастотный (50/60 Гц) переменный ток относительно просто.

Любая переключающая дуга самозатухает в точке пересечения нуля.

Для постоянного тока отсутствует переход через ноль, чтобы погасить любую дугу, образовавшуюся при размыкании контактов.

Для гашения дуги переключения постоянного тока необходим большой зазор.Размер зазора зависит от напряжения.

Закон Пашена

Описывает пробой между двумя электродами и дает уравнение для напряжения, необходимого для зажигания дуги.

Уравнение предназначено для фиксированных зазоров между электродами и для определенных типов газа и при определенных давлениях.

В реле или контакторе при размыкании контактов возникает бесконечно малый зазор и между

образуется плазма.

контакты. Стабильная дуга выходит из контактов до тех пор, пока зазор не станет слишком большим, чтобы напряжение могло выдержать дугу.

Это принцип дуговой сварки!

Когда постоянный ток и напряжение достаточно высоки

• Очень быстрое повреждение контакта может произойти очень быстро.
• Температура дуги может составлять от 3000 ° C до 20 000 ° C.
• Контакты плавятся и могут даже испаряться.

NB: Большинство проблем переключения постоянного тока возникает, когда контакты размыкаются, но когда контакты замыкаются, всегда будет некоторый дребезг контактов.

Дуга при размыкании контакта Дуга дребезга при замыкании контакта

Принципы коммутации постоянного тока

1. Сделайте контактный зазор как можно большим
2. Максимально разомкните контакты
3. Прекращение образования дуги
4. Уменьшить время дребезга контакта
5. Прочные контакты и клеммы для управления теплоотводом

Мы можем сделать большой зазор между контактами, но как увеличить зазор, если пространство ограничено?

Если у нас большой контактный зазор, нам понадобится большая катушка, так как она должна тянуть на большее расстояние, большее, чем было бы в противном случае необходимо для удержания контактов замкнутыми.Катушка большего размера означает больший вес, больший ток (и больше тепла), большую стоимость и увеличение размера.

Дуговое тушение — большие зазоры между контактами

Справа показано реле DPNC + DPNO, предназначенное для переключения ВЧ-мощности высокого напряжения.

Большие контакты!

Большая катушка!

Большие зазоры контактов!

Коммутационная ВЧ-мощность приближается к постоянному току в отношении реле и контакторов.

Дуговое тушение — большие контактные зазоры и магниты

Справа показано старое реле DPST-NO, предназначенное для переключения 15 кВ постоянного тока на 15 А.Это из британского железнодорожного вагона, где они используются до сих пор.

Если присмотреться, можно увидеть следы!

Малые реле дугового пожаротушения

Подобные методы можно использовать в миниатюрных реле.

Durakool DE20 использует конфигурацию контактов 1 Form X с фигурными контактными рычагами и магнитами для переключения

20 А при 450 В постоянного тока.

(На чертеже магниты не показаны.)

Дуговое тушение магнитами

NB: Важна полярность магнитов и направление тока

Направление дуги контролируется правилом левой руки Флеминга.

Если клеммы поляризованы неправильно, дуги размыкания будут отклоняться внутрь и не могут растягиваться настолько, чтобы их можно было погасить.

Остановить образование дуги

Дуга, которая образуется при размыкании контактов, представляет собой нарисованную дугу, как в дуговой сварке.

Если дуга образуется в воздухе, образуется стабильная дуга, ограниченная только способностью источника поддерживать ее подачу.

Замена воздуха вокруг контактов газом с известными свойствами ограничения дуги или вакуумом удаляет кислород, поддерживающий дугу.

Для этого содержимое должно находиться в газонепроницаемой среде (герметично). Если уплотнение протекает и внутрь попадает воздух, это может иметь катастрофические последствия!

Испытаны различные газы с разной степенью успеха:

Гексафторид серы (SF6), водород (H) и азот (N), а также другие более сложные смеси.

Вакуум — лучшее решение, но его очень трудно реализовать на производстве, даже при использовании стальных банок и металлических крышек. Всегда будет какая-то газовая смесь, которая будет ионизироваться и позволит образоваться дуге, даже если она слабая и легко гаснет.

Конечно, можно оставаться с воздухом, но это обычно приводит либо к более крупному контактору, чем было бы достигнуто при заполнении газом, либо с уменьшенной коммутационной способностью.

Особенности терминала

Даже если дугу можно погасить, она все равно может расплавить контактную поверхность. В конечном итоге это приведет к контактному сварному шву.

Важно, чтобы контакты были как можно более холодными как во время процесса переключения, так и когда контакты замкнуты и проводят ток.

Клеммы

могут использоваться для отвода тепла в окружающие кабели и шины.

Поэтому важно, чтобы шины (или кабели) были по крайней мере такого размера, как рекомендовано производителем, и, по возможности, большего размера.

Например, Durakool DEVR60 рассчитан на 600 А с шинами 200 мм ² , но увеличивается до 300 мм ² , и он может выдерживать ток 1000 А в течение 10 минут, сохраняя при этом приемлемые температуры клемм.

МЭК (EN) 60947.1 (таблица 2) определяет допустимые пределы превышения температуры выше окружающей среды для клемм реле и контакторов.

Обычно клеммы контактора покрыты серебром или никелем, медью или латунью.

Итак, согласно таблице 2, максимальное повышение температуры составляет 70 ° K.

По крайней мере, один производитель контакторов HVDC указывает свои данные с превышением температуры клемм выше температуры окружающей среды на 85 ° C, т. Е. На 15 ° K выше предела, указанного в IEC (EN) 60947.1

Таблица 2 — Пределы превышения температуры клемм (см. 7.2 и 8.3, 3.3.4)
Материал клемм	Пределы температуры K 1) 3)
Медь без покрытия	60
Латунь без покрытия	60
луженая медь или латунь	65
Посеребренная или никелированная медь или латунь	70
Прочие металлы	2)
1) Использование в обслуживании подключенных проводов, значительно меньших, чем перечисленные в таблицах 9 и 10, может привести к более высоким температурам клемм и внутренних деталей, и такие проводники не следует использовать без согласия производителя, поскольку более высокие температуры могут привести к отказу оборудования. . 2) Пределы превышения температуры основываются на опыте эксплуатации или ресурсных испытаниях, но не должны превышать 65K. 3) Стандартами на продукцию могут быть предписаны различные значения для различных условий испытаний и для устройств малых размеров, но не превышающие более чем на 10K значения, указанные в данной таблице.

4/0 ≈ 100 мм ²

2/0 ≈ 60 мм ²

Диапазон рабочих температур для этого контактора составляет от -55 ° C до + 85 ° C, что означает, что клеммы могут иметь температуру 170 ° C при полной нагрузке.

Конструкция автомобильного реле для коммутации постоянного тока

Автомобильные реле

— это реле, оптимизированные для переключения постоянного напряжения, обычно от 6 В до 24 В постоянного тока с токами от 5 до 100 А.

Промышленный стандарт ISO 7588 определяет контур и след упаковки.

Повышенный спрос на автомобильные реле для переключения 48 В постоянного тока или выше в пакете в стиле ISO 7588 из-за внедрения «мягких гибридных» систем на 48 В и использования литий-ионных батарей в промышленных транспортных средствах.

<145VDC: 1 контакт формы A (одиночный разрыв) Магнит отклоняет дугу в сторону. > 120 В постоянного тока, 1 форма X (двойной разрыв) Магнит отклоняет дугу в стороны.

Использование магнита с концентратором дает очень маленькое реле, способное переключать 10 А при 450 В постоянного тока

Конструкция контактора HVDC

Эпоксидное уплотнение, тип

Один или два магнита (здесь 2).

Двойной разрыв Контактный зазор.

Газонаполненная контактная камера.

Простота изготовления небольшими партиями.

Эпоксидное уплотнение: Производство ограничено емкостью печи для отверждения и временем.

«Японский» стиль

Более дорогое производство с большими начальными инвестициями в сборочное оборудование

Но хорош для автоматизации и быстрой сборки. Не требует времени отверждения для эпоксидной смолы.

Возможна полностью автоматическая сборка.

Типичное применение в EV

Контакторы

используются для безопасной изоляции батареи.

Обычно они не переключаются под нагрузкой, но они должны выдерживать высокие пиковые токи, например, при ускорении автомобиля.

Последовательность работы

1. Размыкает разрядный контактор (часто нормально замкнутый).
2. Реле предварительного заряда замыкается, и конденсаторы фильтра начинают заряжаться. Ток ограничен резистором предварительной зарядки.
3. Главные контакторы замыкаются, когда конденсаторы заряжены примерно на 80%.
4. Реле предварительного заряда размыкается до следующего цикла.
5. EV останавливается и выключается.Первый главный контактор размыкается, а реле разряда замыкается, чтобы слить избыточное напряжение с конденсаторов (безопасность), а затем второй главный контактор размыкается, чтобы изолировать аккумулятор.

Контакторы

используются для безопасной изоляции батареи.

Обычно они не переключаются под нагрузкой, но они должны выдерживать высокие пиковые токи, например, при ускорении автомобиля.

Только в экстренных случаях — например, в дорожно-транспортном происшествии — главные контакторы ДОЛЖНЫ размыкаться при возможном токе короткого замыкания, который может составлять несколько 1000 А.Это нужно сделать только один раз, но они должны открыться.

Не все электромобили — автомобили!

DC Быстрая зарядка

Солнечная и ветровая энергия

Не все солнечные панели устанавливаются на огромных полях

Солнечные элементы новой конструкции позволяют использовать портативные приложения для аварийного восстановления, аварийного энергоснабжения или военных приложений.

HVDC Реле или контакторы, используемые для аварийного отключения.
50 А / 750 В постоянного тока

Сводка

HVDC одного человека — LVDC другого! HVDC для многих => 24VDC и <1500VDC.

Переключение постоянного тока выше 24 В постоянного тока — не новая проблема, но все более широкое использование новых батарей вместе с новыми технологиями создает новые проблемы для производителей реле и контакторов.

Switching HVDC — это устранение дуг переключения и поддержание изоляции и изоляции.

Нововведения в аккумуляторах означают аккумуляторы большой мощности, которые в целях безопасности должны быть изолированы от остальной системы, когда они не используются или в случае неисправности.

Реле и контакторы

, используемые в электромобилях, должны быть как можно меньше, но при этом выдерживать высокие токи, сохраняя изоляцию и изоляционные расстояния для напряжений, превышающих 1000 В постоянного тока.

Контакторы

в электромобилях должны быть способны отключать ток короткого замыкания хотя бы один раз, но обычно не переключаются при полной нагрузке.