Ηλεκτρομαγνητικοί επαφές DC

Οι επαφές DC έχουν σχεδιαστεί για τη μεταγωγή κυκλωμάτων DC και συνήθως οδηγούνται από ηλεκτρομαγνήτη DC.

Οι γενικές τεχνικές απαιτήσεις για τους επαφές και οι συνθήκες λειτουργίας τους ρυθμίζονται από το GOST 11206-77. Παρακάτω περιγράφονται οι κατηγορίες εφαρμογών των σύγχρονων επαφών και δίνονται οι παράμετροι των κυκλωμάτων που αλλάζουν, ανάλογα με τη φύση του φορτίου.

Επαφές DC:

DS-1-ενεργό ή χαμηλό επαγωγικό φορτίο.

Μοτέρ συνεχούς ρεύματος με εκκίνηση DC-2 με παράλληλη διέγερση και διακοπή λειτουργίας τους στην ονομαστική ταχύτητα.

DS-3-εκκίνηση ηλεκτροκινητήρων με παράλληλη διέγερση και διακοπή λειτουργίας τους σε ακίνητη κατάσταση ή αργή περιστροφή του ρότορα.

DS-4-εκκίνηση ηλεκτροκινητήρων με διέγερση σειράς και διακοπή λειτουργίας τους στην ονομαστική ταχύτητα.

DS-5-εκκίνηση ηλεκτροκινητήρων με διέγερση σειράς, απενεργοποίηση στατικών ή αργά περιστρεφόμενων κινητήρων, πέδηση αντίθετου ρεύματος.

Γενικές απαιτήσεις για επαφές:

1. Υψηλή παραγωγικότητα και διακοπή — όχι λιγότερο από 10 Inom και σε ορισμένες περιπτώσεις έως 20 Inom.

2. Μακροχρόνια λειτουργία σε υψηλή συχνότητα αποκοπής.

3. Υψηλή διάρκεια μεταγωγής — έως 3 εκατομμύρια κύκλοι, λαμβάνοντας υπόψη τις διακοπές των ρευμάτων εκκίνησης.

4. Υψηλή μηχανική αντοχή.

5. Απόδοση σχεδίασης, χαμηλό βάρος και διαστάσεις.

6. Υψηλή λειτουργική αξιοπιστία.

Για τους επαφές, υπάρχει επίσης ένας τρόπος σπάνιων εναλλαγών, που χαρακτηρίζονται από πιο σοβαρές καταστάσεις από ό,τι στις κανονικές μεταγωγές. Τέτοιοι τρόποι λειτουργίας εμφανίζονται αρκετά σπάνια (για παράδειγμα, όταν υπάρχουν βραχυκυκλώματα).

Τα κύρια τεχνικά δεδομένα των επαφών είναι το ονομαστικό ρεύμα των κύριων επαφών, το περιοριστικό ρεύμα διακοπής, η ονομαστική τάση του συνδεδεμένου κυκλώματος, η μηχανική αντοχή και η αντοχή μεταγωγής, ο επιτρεπόμενος αριθμός εκκινήσεων ανά ώρα και ο χρόνος ενεργοποίησης και απενεργοποίησης. Η ικανότητα του επαφέα, όπως κάθε συσκευή μεταγωγής, να παρέχει λειτουργία με μεγάλο αριθμό λειτουργιών χαρακτηρίζεται από αντοχή στη φθορά.

Διακρίνετε μεταξύ μηχανικής και μεταγωγικής αντίστασης φθοράς. Η μηχανική αντοχή των επαφών καθορίζεται από τον αριθμό των κύκλων ενεργοποίησης-απενεργοποίησης του επαφέα χωρίς επισκευή και αντικατάσταση των συγκροτημάτων και των εξαρτημάτων του. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα στο κύκλωμα είναι μηδέν. Η μηχανική αντοχή των σύγχρονων επαφών συνεχούς ρεύματος είναι (10-20) 106 λειτουργίες.

Η διάρκεια ζωής των επαφών καθορίζεται από τον αριθμό των φορών που ενεργοποιείται και απενεργοποιείται το κύκλωμα μετά τις οποίες πρέπει να αντικατασταθούν οι επαφές. Οι σύγχρονοι επαφές θα πρέπει να έχουν αντοχή μεταγωγής της τάξης των (2-3) 106 λειτουργιών (ορισμένοι επαφές που παράγονται αυτήν τη στιγμή έχουν αντοχή μεταγωγής 106 λειτουργιών ή λιγότερο).

Ο εγγενής χρόνος κλεισίματος του επαφέα αποτελείται από το χρόνο ανόδου της ροής στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα του επαφέα στην αρχική τιμή ροής και τον χρόνο διαδρομής του οπλισμού. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του χρόνου δαπανάται για τη δημιουργία της μαγνητικής ροής. Για επαφές DC με ονομαστικό ρεύμα 100 A, ο εγγενής χρόνος μεταγωγής είναι 0,14 s, για επαφές με ρεύμα 630 A αυξάνεται σε 0,37 s.

Εσωτερικός χρόνος ανοίγματος του επαφέα — ο χρόνος από τη στιγμή που η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα του επαφέα απενεργοποιείται μέχρι να ανοίξουν οι επαφές του. Καθορίζεται από το χρόνο διάσπασης της ροής από την τιμή σταθερής κατάστασης στη ροή αποσύνθεσης. Ο χρόνος από την έναρξη της κίνησης του οπλισμού μέχρι τη στιγμή που ανοίγουν οι επαφές μπορεί να αγνοηθεί. Για επαφές DC με ονομαστικό ρεύμα 100 A, ο εγγενής χρόνος θραύσης είναι 0,07, για επαφές με ονομαστικό ρεύμα 630 A — 0,23 s.

Το ονομαστικό ρεύμα του επαφέα Inom είναι ένα ρεύμα που μπορεί να περάσει από τις κλειστές κύριες επαφές για 8 ώρες χωρίς εναλλαγή και η αύξηση της θερμοκρασίας σε διάφορα μέρη του επαφέα δεν πρέπει να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τιμή (περιοδική-συνεχής λειτουργία).

Το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας ενός επαφέα Inom.r είναι το επιτρεπόμενο ρεύμα μέσω των κλειστών κύριων επαφών του σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Έτσι, για παράδειγμα, το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας Inom.r. του επαγωγέα μεταγωγής των κινητήρων επαγωγής ρότορα σκίουρου-κλωβού επιλέγεται από τις συνθήκες ενεργοποίησης έξι φορές το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα.

Η ονομαστική τάση του επαφέα είναι η υψηλότερη τάση κυκλώματος μεταγωγής για την οποία έχει σχεδιαστεί να λειτουργεί ο επαφέας.

Ανθεκτικότητα μεταγωγής των κύριων επαφών για τις κατηγορίες DS-2, DS-4 σε κανονική λειτουργία μεταγωγής, θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,1 και για τις κατηγορίες DS-3, τουλάχιστον 0,02 μηχανική αντοχή.

Οι βοηθητικές επαφές πρέπει να αλλάζουν κυκλώματα ηλεκτρομαγνητών εναλλασσόμενου ρεύματος, στα οποία το ρεύμα εισόδου μπορεί να είναι πολλές φορές υψηλότερο από το ακίνητο.

Ένας επαφέας DC έχει τα ακόλουθα κύρια εξαρτήματα: ένα σύστημα επαφής, μια συσκευή πυρόσβεσης τόξου, έναν ηλεκτρομαγνήτη και ένα βοηθητικό σύστημα επαφής. Όταν εφαρμόζεται τάση στο πηνίο του ηλεκτρομαγνήτη του επαφέα, ο οπλισμός του έλκεται. Μια κινητή επαφή που συνδέεται με τον οπλισμό του ηλεκτρομαγνήτη δημιουργεί ή διακόπτει το κύριο κύκλωμα. Η συσκευή πυρόσβεσης τόξου εξασφαλίζει ταχεία κατάσβεση τόξου, με αποτέλεσμα χαμηλή φθορά επαφής. Το σύστημα βοηθητικών επαφών χαμηλού ρεύματος χρησιμεύει για τον συντονισμό της λειτουργίας του επαφέα με άλλες συσκευές.

Σύστημα επαφής επαφών DC. Οι επαφές της συσκευής υπόκεινται στη μεγαλύτερη ηλεκτρική και μηχανική φθορά λόγω του μεγάλου αριθμού εργασιών ανά ώρα και των σκληρών συνθηκών εργασίας. Για τη μείωση της φθοράς, επικρατούν γραμμικές επαφές κύλισης.

Για την αποφυγή κραδασμών επαφής, το ελατήριο επαφής δημιουργεί μια προπίεση ίση με το ήμισυ περίπου της τελικής δύναμης επαφής. Οι κραδασμοί επηρεάζονται έντονα από την ακαμψία της ακίνητης επαφής και την αντίσταση κραδασμών ολόκληρου του επαφέα στο σύνολό του. Από αυτή την άποψη, η κατασκευή είναι πολύ επιτυχημένη σειρά επαφών KPV-600.

Η συσκευή επαφής DC σειράς KPV-600

Η σταθερή επαφή 1 είναι σταθερά συνδεδεμένη με το στήριγμα 2. Το ένα άκρο του πηνίου πυρόσβεσης τόξου 3 είναι προσαρτημένο στον ίδιο βραχίονα.Το δεύτερο άκρο του πηνίου, μαζί με το σύρμα 4, είναι σταθερά συνδεδεμένο σε μια μονωτική βάση κατασκευασμένη από πλαστικό 5. Η τελευταία είναι προσαρτημένη σε ένα ισχυρό χαλύβδινο βραχίονα 6, που είναι η βάση της συσκευής. Η κινητή επαφή 7 κατασκευάζεται με τη μορφή παχιάς πλάκας.

Το κάτω άκρο της πλάκας έχει την ικανότητα να περιστρέφεται σε σχέση με το σημείο περιστροφής 8. Επομένως, η πλάκα μπορεί να ανατραπεί μέσω της βάσης της σταθερής επαφής 1. Το καλώδιο 9 συνδέεται με την κινητή επαφή 7 μέσω ενός εύκαμπτου σύρματος ( σύνδεσμος) 10. Η πίεση επαφής δημιουργείται από το ελατήριο 12.

Όταν φθαρούν οι επαφές, η κροτίδα 1 αντικαθίσταται με νέα και η κινητή πλάκα επαφής περιστρέφεται κατά 180 ° και η άθικτη πλευρά της χρησιμοποιείται κατά τη λειτουργία.

Για να μειωθεί η τήξη των κύριων επαφών από το τόξο σε ρεύματα άνω των 50 A, ο επαφές έχει επαφές τόξου — κέρατα 2, 11. Υπό τη δράση του μαγνητικού πεδίου της συσκευής πυρόσβεσης τόξου, τα σημεία αναφοράς του τόξου μετακινούνται γρήγορα στον σφιγκτήρα 2 που συνδέεται με τη σταθερή επαφή 1 και στην προστατευτική κόρνα της κινητής επαφής 11. Ο οπλισμός επιστρέφει στην αρχική του θέση (μετά την απενεργοποίηση του μαγνήτη) με το ελατήριο 13.

Η κύρια παράμετρος του επαφέα είναι το ονομαστικό ρεύμα, το οποίο καθορίζει τις διαστάσεις του επαφέα.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των επαφών KPV-600 και πολλών άλλων τύπων είναι η ηλεκτρική σύνδεση της κινητής επαφής της εξόδου στο σώμα του επαφέα.

Στη θέση ενεργοποίησης του επαφέα, ενεργοποιείται το μαγνητικό κύκλωμα. Ακόμη και στη θέση απενεργοποίησης, η τάση μπορεί να παραμείνει στο μαγνητικό κύκλωμα και σε άλλα μέρη. Επομένως η επαφή με το μαγνητικό κύκλωμα του επαφέα είναι απειλητική για τη ζωή !!!

Οι επαφές της σειράς KPV έχουν σχεδιασμό επαφής NC.Το κλείσιμο γίνεται λόγω της δράσης ενός ελατηρίου και το άνοιγμα οφείλεται στη δύναμη που αναπτύσσει ένας ηλεκτρομαγνήτης.

Ονομαστικό ρεύμα του επαφέα που ονομάζεται ρεύμα διακοπτόμενης-συνεχούς λειτουργίας. Σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, ο επαφές παραμένει ενεργοποιημένος για όχι περισσότερο από 8 ώρες. Αφού παρέλθει αυτό το διάστημα, η συσκευή πρέπει να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί αρκετές φορές (για να καθαριστούν οι επαφές από το οξείδιο του χαλκού). Στη συνέχεια, η συσκευή ενεργοποιείται ξανά.

Εάν ο επαφέας τοποθετηθεί σε ντουλάπι, το ονομαστικό ρεύμα μειώνεται κατά περίπου 10% λόγω επιδείνωσης των συνθηκών ψύξης. V

συνεχής λειτουργία, όταν η διάρκεια της συνεχούς μεταγωγής είναι μεγαλύτερη από 8 ώρες, το επιτρεπόμενο ρεύμα του επαφέα μειώνεται κατά περίπου 20%. Σε αυτή τη λειτουργία, λόγω της οξείδωσης των επαφών χαλκού, η αντίσταση επαφής αυξάνεται, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της θερμοκρασίας πάνω από την επιτρεπόμενη τιμή.

Εάν ο επαφέας έχει μικρό αριθμό διακοπτών ή συνήθως προορίζεται για συνεχή εναλλαγή, τότε μια ασημένια πλάκα συγκολλάται στην επιφάνεια εργασίας των επαφών. Η ασημένια επένδυση διατηρεί το επιτρεπόμενο ρεύμα του επαφέα ίσο με το ονομαστικό ρεύμα ακόμα και σε συνεχή λειτουργία.

Εάν ο επαφέας, μαζί με τη λειτουργία συνεχούς μεταγωγής, χρησιμοποιείται στη λειτουργία διαλείπουσας μεταγωγής, η χρήση ασημένιων επενδύσεων καθίσταται μη πρακτική, επειδή λόγω της χαμηλής μηχανικής αντοχής του αργύρου, οι επαφές φθείρονται γρήγορα.

Σύμφωνα με τις συστάσεις της εγκατάστασης, το επιτρεπόμενο ρεύμα διακοπής για τον επαφέα KPV-600 καθορίζεται από τον τύπο:

, όπου n είναι ο αριθμός των εκκινήσεων ανά ώρα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι εάν το τόξο καίει για μεγάλο χρονικό διάστημα με περιοδική διακοπή λειτουργίας (απενεργοποίηση μεγάλου επαγωγικού φορτίου), η θερμοκρασία των επαφών μπορεί να αυξηθεί απότομα λόγω της θέρμανσης των επαφών από το τόξο. Σε αυτήν την περίπτωση, η θέρμανση των επαφών κατά τη συνεχή λειτουργία μπορεί να είναι μικρότερη από ό,τι κατά τη διακοπτόμενη λειτουργία. Κατά κανόνα, το σύστημα επαφής έχει έναν πόλο.

Χρησιμοποιείται για την αντιστροφή ασύγχρονων κινητήρων με υψηλή συχνότητα εκκίνησης ανά ώρα (έως 1200) σύστημα διπλής επαφής... Σε αυτούς τους επαφές τύπου μόνιμου μαγνήτη KTPV-500, οι κινητές επαφές είναι απομονωμένες από το περίβλημα, γεγονός που το καθιστά ασφαλέστερο στη συντήρηση η συσκευή.

Το σχήμα δείχνει το κύκλωμα μεταγωγής επαφών για αντιστροφή ασύγχρονων κινητήρων. Σε σύγκριση με ένα κύκλωμα με μονοπολικούς επαφέες, αυτό το σχήμα έχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα. Σε περίπτωση σφαλμάτων και αστοχίας ενός επαφέα, η τάση εφαρμόζεται μόνο σε έναν ακροδέκτη του κινητήρα. Με τους μονοπολικούς επαφέες, η αστοχία ενός επαφέα θα έχει ως αποτέλεσμα την παροχή βαρέως τύπου διφασικού κινητήρα.

Διάγραμμα σύνδεσης των κύριων επαφών του επαφέα KTPV-500 για αντιστροφή ασύγχρονου κινητήρα.

Οι επαφές με σύστημα διπολικής επαφής είναι πολύ βολικοί στη χρήση για αντιστάσεις βραχυκυκλώματος στο κύκλωμα του ρότορα ενός κινητήρα επαγωγής.

Σε επαφές τύπου KMV-521 χρησιμοποιείται επίσης διπολικό σύστημα. Αυτοί οι επαφές έχουν σχεδιαστεί για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ισχυρών ηλεκτρομαγνητών ηλεκτροκινητήρων DC για διακόπτες κυκλώματος λαδιού... Η παρουσία ενός διπολικού συστήματος επαφής που περιλαμβάνεται στα δύο καλώδια του δικτύου DC εξασφαλίζει αξιόπιστη απενεργοποίηση του επαγωγικού φορτίου.