Contatores eletromagnéticos DC

Os contatores CC são projetados para alternar circuitos CC e normalmente são acionados por um eletroímã CC.

Os requisitos técnicos gerais para contatores e suas condições de operação são regulados pelo GOST 11206-77. As categorias de aplicação dos contatores modernos são descritas a seguir e os parâmetros dos circuitos que eles comutam são fornecidos, dependendo da natureza da carga.

Contatores CC:

DS-1-ativo ou carga indutiva baixa.

Motores DC de partida DC-2 com excitação paralela e seu desligamento na velocidade nominal.

DS-3-partida de motores elétricos com excitação paralela e seu desligamento em estado estacionário ou rotação lenta do rotor.

DS-4-partida de motores elétricos com excitação em série e seu desligamento na velocidade nominal.

DS-5-partida de motores elétricos com excitação em série, desligamento de motores estacionários ou de rotação lenta, frenagem em contracorrente.

Requisitos gerais para contatores:

1. Alta produtividade e interrupção — não inferior a 10Inom e, em alguns casos, até 20Inom;

2. Operação de longo prazo em alta frequência de corte;

3. Elevada duração de comutação — até 3 milhões de ciclos, tendo em conta as interrupções das correntes de arranque;

4. Alta durabilidade mecânica;

5. Desempenho de design, baixo peso e dimensões;

6. Alta confiabilidade operacional.

Para os contatores, existe também um modo de comutações raras, caracterizado por condições mais severas do que nas comutações normais. Esses modos ocorrem muito raramente (por exemplo, quando há curtos-circuitos).

Os principais dados técnicos dos contatores são a corrente nominal dos contatos principais, a corrente limite de interrupção, a tensão nominal do circuito conectado, a resistência mecânica e de comutação, o número permitido de partidas por hora e o próprio tempo de ligar e desligar. A capacidade do contator, como qualquer dispositivo de comutação, de fornecer operação com um grande número de operações é caracterizada pela resistência ao desgaste.

Distinguir entre resistência ao desgaste mecânico e de comutação. A durabilidade mecânica dos contatores é determinada pelo número de ciclos on-off do contator sem reparo e substituição de seus conjuntos e peças. Neste caso, a corrente no circuito é zero. A durabilidade mecânica dos contatores de corrente contínua modernos é de (10-20) 106 operações.

A vida útil dos contatores é determinada pelo número de vezes que o circuito é ligado e desligado, após o que os contatos precisam ser substituídos. Os contatores modernos devem ter uma resistência de comutação da ordem de (2-3) 106 operações (alguns contatores atualmente em produção têm uma resistência de comutação de 106 operações ou menos).

O tempo de fechamento intrínseco do contator consiste no tempo de subida do fluxo no solenóide do contator até o valor do fluxo inicial e o tempo de deslocamento da armadura. A maior parte desse tempo é gasta construindo o fluxo magnético. Para contatores CC com corrente nominal de 100 A, o tempo de comutação inerente é de 0,14 s, para contatores com corrente de 630 A aumenta para 0,37 s.

Tempo de abertura do contator intrínseco - o tempo desde o momento em que o solenóide do contator é desligado até que seus contatos se abram. É determinado pelo tempo de decaimento do fluxo desde o valor do estado estacionário até o fluxo de decaimento. O tempo desde o início do movimento da armadura até o momento em que os contatos abrem pode ser desprezado. Para contatores CC com corrente nominal de 100 A, o tempo de interrupção inerente é 0,07, para contatores com corrente nominal de 630 A - 0,23 s.

A corrente nominal do contator Inom é uma corrente que pode passar pelos contatos principais fechados por 8 horas sem comutação, e o aumento de temperatura de várias partes do contator não deve exceder o valor permitido (operação contínua periódica).

A corrente operacional nominal de um contator Inom.r é a corrente permitida através de seus contatos principais fechados em uma aplicação específica. Assim, por exemplo, a corrente nominal de operação Inom.r. do contator de comutação dos motores de indução do rotor de gaiola de esquilo é selecionado nas condições de ativação seis vezes a corrente de partida do motor.

A tensão nominal do contator é a mais alta tensão do circuito comutado para a qual o contator foi projetado para operar.

A durabilidade de comutação dos contatos principais para as categorias DS-2, DS-4 no modo de comutação normal deve ser de pelo menos 0,1 e para as categorias DS-3 de pelo menos 0,02 de durabilidade mecânica.

Os contatos auxiliares devem comutar circuitos de eletroímãs de corrente alternada, nos quais a corrente de inrush pode ser muitas vezes maior que a estacionária.

Um contator DC tem os seguintes componentes principais: um sistema de contato, um dispositivo de extinção de arco, um eletroímã e um sistema de contato auxiliar. Quando a tensão é aplicada à bobina do eletroímã do contator, sua armadura é atraída. Um contato móvel conectado à armadura do eletroímã liga ou desliga o circuito principal. O dispositivo de extinção de arco garante a extinção rápida do arco, resultando em baixo desgaste de contato. O sistema de contatos auxiliares de baixa corrente serve para coordenar a operação do contator com outros dispositivos.

Sistema de contato de contatores DC. Os contatos do dispositivo estão sujeitos ao maior desgaste elétrico e mecânico devido ao grande número de operações por hora e às duras condições de trabalho. Para reduzir o desgaste, prevalecem os contatos rolantes lineares.

Para evitar vibrações de contato, a mola de contato cria uma pré-pressão igual a cerca de metade da força de contato final. A vibração é fortemente influenciada pela rigidez do contato estacionário e pela resistência à vibração de todo o contator como um todo. A este respeito, a construção é muito bem sucedida série de contator KPV-600.

O dispositivo contator DC da série KPV-600

O contato fixo 1 está firmemente preso ao suporte 2. Uma extremidade da bobina extintora de arco 3 está presa ao mesmo suporte.A segunda extremidade da bobina, juntamente com o fio 4, está firmemente presa a uma base isolante de plástico 5. Esta última está presa a um forte suporte de aço 6, que é a base do aparelho. O contato móvel 7 é feito na forma de uma placa grossa.

A extremidade inferior da placa tem a capacidade de girar em relação ao ponto pivô 8. Portanto, a placa pode ser virada através do berço do contato fixo 1. O cabo 9 é conectado ao contato móvel 7 por meio de um fio flexível ( link) 10. A pressão de contato é criada pela mola 12.

Quando os contatos estão gastos, o cracker 1 é substituído por um novo, a placa de contato móvel é girada 180 ° e seu lado não danificado é usado em operação.

Para reduzir o derretimento dos contatos principais do arco em correntes acima de 50 A, o contator possui contatos de arco - buzinas 2, 11. Sob a ação do campo magnético do dispositivo de extinção de arco, os pontos de referência do arco são movidos rapidamente ao grampo 2 conectado ao contato fixo 1 e ao chifre de proteção do contato móvel 11. A armadura é retornada à sua posição original (após o desligamento do ímã) pela mola 13.

O principal parâmetro do contator é a corrente nominal, que determina as dimensões do contator.

Uma característica dos contatores KPV-600 e muitos outros tipos é a conexão elétrica do contato móvel da saída ao corpo do contator.

Na posição ligada do contator, o circuito magnético é energizado. Mesmo na posição desligada, a tensão pode permanecer no circuito magnético e em outras partes. Portanto, o contato com o circuito magnético do contator é fatal !!!

Os contatores da série KPV têm um design de contato NC.O fechamento é feito pela ação de uma mola, e a abertura é pela força desenvolvida por um eletroímã.

Corrente nominal do contator denominada corrente de operação intermitente-contínua. Neste modo de operação, o contator permanece ligado por no máximo 8 horas, após esse intervalo, o dispositivo deve ser ligado e desligado várias vezes (para limpar os contatos do óxido de cobre). Em seguida, o dispositivo liga novamente.

Se o contator for colocado em um gabinete, a corrente nominal é reduzida em cerca de 10% devido à deterioração das condições de resfriamento. V

operação contínua, quando a duração da comutação contínua é superior a 8 horas, a corrente permitida do contator é reduzida em cerca de 20%. Nesse modo, devido à oxidação dos contatos de cobre, a resistência de contato aumenta, o que pode levar a um aumento da temperatura acima do valor permitido.

Se o contator tiver um pequeno número de interruptores ou geralmente for projetado para comutação contínua, uma placa de prata é soldada na superfície de trabalho dos contatos. O forro de prata mantém a corrente permitida do contator igual à corrente nominal, mesmo em operação contínua.

Se o contator, juntamente com o modo de comutação contínua, for usado no modo de comutação intermitente, o uso de revestimentos de prata torna-se inviável, pois devido à baixa resistência mecânica da prata, os contatos se desgastam rapidamente.

De acordo com as recomendações da planta, a corrente de interrupção permitida para o contator KPV-600 é determinada pela fórmula:

, onde n é o número de partidas por hora.

Deve-se notar que se o arco queimar por muito tempo com desligamento periódico (desligamento de uma grande carga indutiva), a temperatura dos contatos pode aumentar acentuadamente devido ao aquecimento dos contatos pelo arco. Neste caso, o aquecimento dos contatos durante a operação contínua pode ser menor do que durante a operação intermitente. Como regra, o sistema de contato possui um pólo.

É usado para reverter motores assíncronos em uma alta frequência de partida por hora (até 1200) sistema de contato duplo... Nesses contatores do tipo ímã permanente KTPV-500, os contatos móveis são isolados do invólucro, o que torna a manutenção mais segura o dispositivo.

A figura mostra o circuito para chaveamento de contatores para reversão de motores assíncronos. Comparado a um circuito com contatores monopolares, este esquema tem uma grande vantagem. Em caso de falhas e falha de um contator, a tensão é aplicada a apenas um terminal do motor. Com contatores monopolares, a falha de um contator resultará em alimentação pesada do motor bifásico.

Esquema de ligação dos contatos principais do contator KTPV-500 para reversão de um motor assíncrono.

Os contatores com um sistema de contato bipolar são muito convenientes de usar para resistências de curto-circuito no circuito do rotor de um motor de indução.

Nos contatores do tipo KMV-521, um sistema bipolar também é usado. Esses contatores são projetados para ligar e desligar eletroímãs potentes de acionamentos CC para disjuntores a óleo... A presença de um sistema de contato bipolar incluído nos dois fios da rede CC garante o desligamento confiável da carga indutiva.