книги / Электрические аппараты автоматического управления

Для кратковременного теплового режима следует воспользо­ ваться формулой (3.20), а для повторно кратковременного тепло­ вого режима формулой (3.23).

Во всех режимах должно соблюдаться условие ту^ т ДОп. Для последовательных катушек тепловые режимы и расчеты

остаются в силе те же, что и для параллельных. Однако после­ довательные катушки в отличие от параллельных могут подвер­ гаться действию токов короткого замыкания. Поэтому они долж­ ны быть проверены на термическую устойчивость. На динамиче­ скую устойчивость катушки напряжением до 1000 в не прове­ ряются.

Термическая устойчивость проверяется по формуле (3.37)

У / 2со *ф

SМ ИН-----

Если значение S mm окажется меньше или равно сечениям прово­ дов (шины), полученным по равенствам (7.12) и (7.13), то катуш­ ка будет термически устойчива и наоборот.

Пересчет параллельных катушек. Пусть дана катушка, рас­ считанная на напряжение и режим продолжительности включе­ ния — ПВ, и ее обмоточные данные:

di — диаметр провода без изоляции, мм; Di — диаметр провода с изоляцией, мм; W1 — число витков при напряжении;

Ri — сопротивление обмотки катушки при напряжении 0\.

Требуется перейти на напряжение £/2 при том же режиме. Тогда диаметр провода без изоляции d2 будет

Если меняется ПВ1 на ПВг, то

Для изолированного провода диаметром D2 число витков будет

Dr '

Сопротивление

(7.18)

Магнитная система состоит из ярма, сердечника и якоря. Для контакторов постоянного тока все эти элементы изготовля- ютсд-сплошными из электротехнической ихалш По конструкции

строго вертикальной установки контактора, пригодна для работы в нестационарных условиях, не боится сотрясений. Недостатком этой системы является необходимость иметь относительно завы­ шенную м. д. с., что связано с дополнительным расходом меди и увеличением габаритов контакторов. При U-образном якоре требуется меньшая м. д. с., но необходима строго вертикальная установка, стационарные условия и отсутствие сотрясений.

Характерной особенностью магнитных систем постоянного тока является относительно небольшой воздушный зазор между якорем и_сзддеч-ш*ком. Это вызывается необходимостью умень­ шить магнитное сопротивление, а следовательнОг и м. д, с.^-необ- ходимую для притяжения якоря. Воздушный зазор обычно приним~ядтгя^дрецелях 4— Ш мм. ~ ~~

Блок-контакты являются вспомогательными контактами кон­ тактора, которые служат вспомогательным целям, таким, как, например, шунтирование разрыва кнопки управления (самоудерживание), которое образуется при отнятии руки от штифта кноп­ ки «пуск», для сигнализации о положении контактора.

Конструктивно блок-контакты выполняются в виде мостиковых контактов (рис. 7.1). В зависимости от положения главных контактов различают контакторы с нормально открытыми и с нормально закрытыми контактами. Нормальным положением контактора принято считать то, когда втягивающая катушка не обтекается током. Понятие нормально открытые и нормально закрытые контакты относится как к главным контактам, так и к блок-контактам. Однако суждение о том, какие контакты имеет контактор, определяется положением главных, а не блок-кон- тактов.

§7.2. ТЯГОВЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗВРАТА КОНТАКТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Вгл. 2 были рассмотрены тяговые статические характеристики электромагнитных механизмов, а также сила тяги для электро­ магнитов постоянного тока. Известно, что сила тяги электромаг­

нита (формула 2.3) может быть выражена зависимостью

F=k<b2. Ток катушки определяется из уравнения

di

u = ir+ L — (7.22) dt

а время отпускания по формуле (2.44)

/0тп=

В отношении времени действия контакторов установились та­ кие понятия.

1. Полное время срабатывания — это время от момента пода­ чи напряжения на втягивающую ка­ тушку до момента полного притяже­432* ния якоря.

2.Собственно время срабатыва­ ния — это время от момента подачи напряжения на катушку до момента касания контактов.

3.Полное время отпускания — это время от момента снятия напря­ жения с катушки до момента полно­ го отпадания якоря (погасания дуги).

4.Собственно время отпуска­ ния — это время от момента снятия напряжения с катушки до момента начала расхождения контактов.

Графически полное время срабатывания ^Ср = ^тр+^Дв контак­ тора постоянного тока представлено на рис. 7.5. Как видно, основной составляющей времени полного срабатывания контак­ тора постоянного тока является время ^Тр, т. е. время от момента подачи напряжения на втягивающую катушку до момента трогания якоря, или время нарастания тока в катушке от 0 до /тр. Полное время отпускания контактора постоянного тока примерно в 2—3 раза меньше времени срабатывания. Время спадания тока от /у до /отп, т. е. /з примерно в 3 раза меньше ^Тр при срабатыва­ нии. Поэтому и полное время отпускания меньше полного вре­ мени срабатывания контактора. На рисунке 7.5: 1 — контактор постоянного тока, 2 — контактор переменного тока.

§ 7.3. ТИПЫ КОНТАКТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Контактор серии КП1 (рис. 7.1) предназначен для включения и отключения цепей управления (катушки напряжения электри­ ческих аппаратов, сервомоторы), цепей с омической нагрузкой (освещение), сигнальных цепей и цепей возбуждения. Примене­ ние его для силовых цепей не рекомендуется. Он предназначен для работы в цепях постоянного тока напряжением НО—220 в на ток до 40 а.

Контакторы постоянного тока типов КП5 и КП15 предназна­ чены для включения и отключения силовых цепей постоянного тока напряжением до 440 в. Они изготовляются на номинальные токи до 600 а, однополюсными с нормально открытыми главными контактами.

Контакторы типа КП5 изготовляются с принудительным дугогашением, а типа КП 15 без принудительного дугогашения. Втягивающие катушки питаются от сети постоянного тока напря­ жением ПО—220 в. Магнитная система имеет U-образный якорь, который отпадает под действием собственного веса. Контактор имеет две параллельно контактные системы, каждая из которых рассчитана на ток 300 а. Собственно время срабатывания — око­ ло 0,35 сек, а отпускания — около 0,15 сек.

Общий вид контактора типов КП5 и КП15 представлен на рис. 7.4. Эти контакторы типов КП5 и КП 15 монтируются на изо­ лирующей плите и имеют блок-контакты.

Контакторы постоянного тока типа КМ В-521 двухполюсные с нормально открытыми главными контактами, с Магнитным гаше­ нием дуги. Они изготовляются на напряжение 220 б и на токи до 50 а. Предназначаются для дистанционного включения соле­ ноидных приводов выключателей высокого напряжения и глав­ ным образом в устройствах автоматического повторного вклю­ чения (АПВ). Напряжение втягивающей катушки может быть 48, ПО и 220 в. Собственно время срабатывания — около 0,1 сек, а отпадания — около 0,05 сек. Магнитная система имеет уравно­ вешенный якорь.

Важным параметром контактора является частота срабаты­ вания, т. е. число включений и отключений в единицу времени, обычно в час. Время срабатывания контакторов постоянного тока довольно велико (0,35—0,4 сек), а частота срабатывания дости­ гает около 600 включений и отключений в час. Как правило, контакторы постоянного тока изготовляются однополюсными, так как двухполюсный контактор не имеет преимуществ перед двумя однополюсными.

Последовательный контактор постоянного тока имеет после­ довательную удерживающую обмотку (рис. 7.6) и вспомогатель­ ную параллельную втягивающую обмотку для подготовки его к действию. Такой тип контактора применяется для шунтирова­ ния ступени пускового сопротивления в схеме автоматического пуска двигателя постоянного тока в функции тока.

Для подготовки контактора к действию предварительно по­ дается питание во вспомогательную обмотку. При этом якорь притягивается к сердечнику и главные контакты замыкаются.

Затем контактор переключается на основную обмотку и якорь удерживается в притянутом положении до тех пор, пока ток в основной обмотке не уменьшится до значения, при котором уси­ лие пружины вернет якорь в исходное положение.

На рис. 7.6: 1 — удерживающая обмотка, 5 — втягивающая обмотка, 4 — якорь, 2 — главные контакты, 3 — пружина.

2

Рис. 7.6 Рис. 7.7

§ 7.4. КОНТАКТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Контакторы переменного тока служат тем же целям, что и контакторы постоянного тока, и состоят из тех же основных час­ тей, а именно: изолирующей плиты, контактов (рабочих) и глав­ ных; дугогасительного устройства; втягивающей катушки; маг­ нитной системы; блок-контактов.

Изолирующая плита и контакты те же, что и у контакторов постоянного тока.

Дугогасительное устройство отличается по устройству и по способу гашения дуги. В контакторах постоянного тока дуга гаги^ч^г_рпмпщвто магнитного дутья, а в контакторах переменного

чается от подобной катушки контакторов постоянного тока в пер­ вую очередь тем, что основной величиной ее электрического со-

ПрОТИвленияявляется ИНДУКТИ^^^~г^Т1Т]Т?УтТтлРиир г, кяк

это имеет место при постоянном токе. Поэтому число витков втягивающе?Гка1ушк1ГТГри переменном токе примерно в 10 раз мень­ ше, чем при постоянном (при прочих равных условиях). Активное сопротивление R катушки на переменном токе мало, относительно малы и активные потери мощности в ней — Р — 1Щ. Однако на­ грев катушки при переменном токе происходит не только за счет активных потерь энергии в проводнике катушки. Катушка в уело-

где Pr= I 2R — потери в активном сопротивлении катушки, вт; Рг — потери в стали на гистерезис, вт; Рв — потери в стали от вихревых токов, вт;

Рэ — потери в короткозамкнутых витках и короткозамкнутых катушках (в экране), вт; учитываются только в том случае, если экран расположен не­ посредственно около катушки;

Для кратковременного теплового режима коэффициент пере­ грузки выражается уравнением (3.20).

Для повторно кратковременного теплового режима применимо уравнение (3.23).

При пересчете катушек контакторов переменного тока с одного напряжения Ut на другое Uo при том же режиме число витков будет

Диаметр изолированного провода

Магнитная система контакторов переменного тока отличается от таких же систем контакторов постоянного тока. Если послед­ няя изготовляется^з^щлошной стали, то первая — из листовой стали (шихтованная магнитная система). Поэтому элементы магТш'Гной сисмбМЫ кин1сП<торов!1еременного тока всегда имеют пря- м о у гащ ьш ё^о |^ 1. Магнитные системы для контакторов переменного тока бываТот соленоидные, П-образные, Ш-образные.

На практике наибольшее рас^бсгранение получила Ш-Образ-

якорь.

Так как определяющим во втягивающих катушках перемен­ ного тока является индуктивное сопротивление х^>г, то можно

U

считать, что ток катушки /к= — . Но х зависит от величины воз­ душного зазора, а именно: