Ηλεκτρομαγνητικοί επαφές

Οι επαφές είναι συσκευές τηλεχειρισμού που έχουν σχεδιαστεί για συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών κυκλωμάτων κατά την κανονική λειτουργία.

Ένας ηλεκτρομαγνητικός επαφέας είναι μια ηλεκτρική συσκευή σχεδιασμένη για τη μεταγωγή κυκλωμάτων τροφοδοσίας. Το κλείσιμο ή το άνοιγμα των επαφών του επαφέα πραγματοποιείται συχνότερα με χρήση ηλεκτρομαγνητικής κίνησης.

Ταξινόμηση ηλεκτρομαγνητικών επαφών

Οι κοινοί βιομηχανικοί επαφές ταξινομούνται ως:

• από τη φύση του ρεύματος του κύριου κυκλώματος και του κυκλώματος ελέγχου (συμπεριλαμβανομένων των περιελίξεων) — συνεχές, εναλλασσόμενο, συνεχές και εναλλασσόμενο ρεύμα.

• από τον αριθμό των κύριων πόλων - από 1 έως 5.

• για το ονομαστικό ρεύμα του κύριου κυκλώματος - από 1,5 έως 4800 A.

• με ονομαστική τάση του κύριου κυκλώματος: από 27 έως 2000 V DC. από 110 έως 1600 VAC με συχνότητα 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000, 10.000 Hz.

• στην ονομαστική τάση πηνίο κλεισίματος: από 12 έως 440 V DC, από 12 έως 660 V AC με συχνότητα 50 Hz, από 24 έως 660 V AC με συχνότητα 60 Hz.

• σύμφωνα με την παρουσία βοηθητικών επαφών - με επαφές, χωρίς επαφές.

Οι επαφές διαφέρουν επίσης ως προς τον τύπο σύνδεσης των καλωδίων του κύριου κυκλώματος και του κυκλώματος ελέγχου, τη μέθοδο εγκατάστασης, τον τύπο σύνδεσης των εξωτερικών καλωδίων κ.λπ.

Αυτά τα χαρακτηριστικά αντικατοπτρίζονται στον τύπο του επαφέα που καθορίζεται από τον κατασκευαστή.

Επιτρέπεται η κανονική λειτουργία των επαφών

• όταν η τάση στους ακροδέκτες του κύριου κυκλώματος είναι μέχρι 1,1 και το κύκλωμα ελέγχου είναι από 0,85 έως 1,1 της ονομαστικής τάσης των αντίστοιχων κυκλωμάτων.

• όταν η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος πέσει στο 0,7 της ονομαστικής, το πηνίο κλεισίματος θα πρέπει να συγκρατεί τον οπλισμό της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας του επαφέα στην πλήρως τραβηγμένη θέση και να μην τον κρατά όταν αφαιρεθεί η τάση.

Η σειρά ηλεκτρομαγνητικών επαφών που παράγονται από τη βιομηχανία έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε διαφορετικές κλιματικές ζώνες, λειτουργούν υπό διαφορετικές συνθήκες που καθορίζονται από τη θέση κατά τη λειτουργία, τα μηχανικά φορτία και τον κίνδυνο έκρηξης του περιβάλλοντος και, κατά κανόνα, δεν έχουν ειδική προστασία από την επαφή και εξωτερικές επιρροές.

Σχεδιασμός ηλεκτρομαγνητικών επαφών

Ο επαφέας αποτελείται από τα ακόλουθα κύρια εξαρτήματα: κύριες επαφές, σύστημα τόξου, ηλεκτρομαγνητικό σύστημα, βοηθητικές επαφές.

Οι κύριες επαφές κλείνουν και ανοίγουν το κύκλωμα ισχύος. Πρέπει να είναι σχεδιασμένα ώστε να μεταφέρουν το ονομαστικό ρεύμα για μεγάλο χρονικό διάστημα και να παράγουν μεγάλο αριθμό στροφών και απενεργοποίησης στην υψηλή συχνότητά τους. Η θέση των επαφών θεωρείται κανονική όταν το πηνίο συσπειρωτήρα του επαφέα δεν είναι ρεύμα και όλες οι διαθέσιμες μηχανικές κλειδαριές απελευθερώνονται. Οι κύριες επαφές μπορεί να είναι τύπου μοχλού και γέφυρας. Οι επαφές μοχλού υιοθετούν ένα περιστρεφόμενο κινητό σύστημα, οι επαφές γέφυρας - ευθύγραμμες.

Οι θάλαμοι τόξου για επαφές συνεχούς ρεύματος κατασκευάζονται με βάση την αρχή της κατάσβεσης ενός ηλεκτρικού τόξου μέσω εγκάρσιου μαγνητικού πεδίου σε θαλάμους με διαμήκεις σχισμές. Μαγνητικό πεδίο στα περισσότερα σχέδια, διεγείρεται από ένα πηνίο πυρόσβεσης τόξου συνδεδεμένο σε σειρά με τις επαφές.

Ένα σύστημα πυρόσβεσης τόξου παρέχει κατάσβεση του ηλεκτρικού τόξου που συμβαίνει όταν ανοίγουν οι κύριες επαφές. Οι μέθοδοι κατάσβεσης τόξου και ο σχεδιασμός των συστημάτων πυρόσβεσης τόξου καθορίζονται από τον τύπο του ρεύματος στο κύριο κύκλωμα και τον τρόπο λειτουργίας του επαφέα.

Ένα ηλεκτρομαγνητικό σύστημα επαφέα παρέχει τηλεχειρισμό του επαφέα, δηλ. ανοιχτό και κλειστό. Ο σχεδιασμός του συστήματος καθορίζεται από τον τύπο του ρεύματος και του κυκλώματος ελέγχου του επαφέα και το κινηματικό του διάγραμμα. Το ηλεκτρομαγνητικό σύστημα αποτελείται από έναν πυρήνα, οπλισμό, πηνία και συνδετήρες.

Το ηλεκτρομαγνητικό σύστημα του επαφέα μπορεί να σχεδιαστεί για να κλείνει τον οπλισμό και να τον κρατά κλειστό ή μόνο για να κλείνει τον οπλισμό. Η διατήρησή του στην κλειστή θέση σε αυτή την περίπτωση γίνεται με κλειδαριά.

Ο επαφέας απενεργοποιείται μετά την απενεργοποίηση του πηνίου υπό τη δράση του ελατηρίου ανοίγματος ή του ίδιου βάρους του κινούμενου συστήματος, αλλά πιο συχνά του ελατηρίου.

Βοηθητικές επαφές. Ενεργοποιούνται στα κυκλώματα ελέγχου του επαφέα, καθώς και στα κυκλώματα μπλοκαρίσματος και σηματοδότησης. Είναι σχεδιασμένα για συνεχή αγωγή ρεύματος όχι περισσότερο από 20 Α και ρεύμα αποσύνδεσης όχι περισσότερο από 5 Α. Οι επαφές γίνονται τόσο κατά το κλείσιμο όσο και κατά το άνοιγμα, στις περισσότερες περιπτώσεις τύπου γέφυρας.

Οι επαφές AC είναι διαθέσιμοι με απιονικούς διακόπτες κυκλώματος.Όταν εμφανίζεται το τόξο, μετακινείται στο πλέγμα, διασπάται σε μια σειρά μικρών τόξων και σβήνει τη στιγμή που το ρεύμα διασχίζει το μηδέν.

Τα σχήματα σύνδεσης ενός επαφέα που αποτελούνται από λειτουργικά αγώγιμα στοιχεία (πηνία ελέγχου, κύριες και βοηθητικές επαφές) στις περισσότερες περιπτώσεις έχουν τυπική μορφή και διαφέρουν μόνο στον αριθμό και τον τύπο των επαφών και των πηνίων.

Σημαντικές παράμετροι του επαφέα είναι τα ονομαστικά ρεύματα και οι τάσεις λειτουργίας.

Ονομαστικό ρεύμα επαφέα — αυτό είναι το ρεύμα που καθορίζεται από τις συνθήκες θέρμανσης του κύριου κυκλώματος απουσία ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης του επαφέα. Επιπλέον, ο επαφέας μπορεί να αντέξει αυτό το ρεύμα τριών κλειστών κύριων επαφών για 8 ώρες και η άνοδος της θερμοκρασίας των διαφόρων μερών του δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την επιτρεπόμενη τιμή. Στην περίπτωση της διακοπτόμενης λειτουργίας της συσκευής, χρησιμοποιείται συχνά η έννοια του επιτρεπόμενου ισοδύναμου ρεύματος συνεχούς λειτουργίας.

Επαφές Main Circuit Voltage — Η υψηλότερη ονομαστική τάση για την οποία έχει σχεδιαστεί να λειτουργεί ο επαφέας. Εάν το ονομαστικό ρεύμα και η τάση του επαφέα καθορίζουν τις μέγιστες επιτρεπόμενες συνθήκες λειτουργίας του σε συνεχή λειτουργία, τότε το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας και η τάση λειτουργίας καθορίζονται από αυτές τις συνθήκες λειτουργίας. Έτσι, το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας, το οποίο καθορίζει τη χρήση του επαφέα υπό τις δεδομένες συνθήκες που καθορίζει ο κατασκευαστής, ανάλογα με την ονομαστική τάση λειτουργίας, τον ονομαστικό τρόπο λειτουργίας, την κατηγορία χρήσης, τον τύπο κατασκευής και τις συνθήκες λειτουργίας. Και η ονομαστική τάση λειτουργίας είναι ίση με την τάση δικτύου στην οποία μπορεί να λειτουργήσει ο επαφέας υπό τις δεδομένες συνθήκες.

Οι επαφές πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τις ακόλουθες βασικές τεχνικές παραμέτρους:

1) κατά σκοπό και πεδίο εφαρμογής·

2) ανά κατηγορία χρήσης.

3) όσον αφορά τη μηχανική και μεταγωγική αντοχή στη φθορά.

4) σύμφωνα με τον αριθμό και το σχέδιο των κύριων και βοηθητικών επαφών.

5) από τον χαρακτήρα του ρεύματος και τις τιμές της ονομαστικής τάσης και ρεύματος του κύριου κυκλώματος.

6) σύμφωνα με την ονομαστική τάση και την κατανάλωση ισχύος των πηνίων μεταγωγής.

7) σύμφωνα με τον τρόπο λειτουργίας.

8) ανά κατηγορία κλιματικού σχεδιασμού και τοποθέτησης.

Οι επαφές DC έχουν σχεδιαστεί για τη μεταγωγή κυκλωμάτων DC και συνήθως οδηγούνται από ηλεκτρομαγνήτη DC. Οι επαφές AC έχουν σχεδιαστεί για την εναλλαγή κυκλωμάτων AC. Οι ηλεκτρομαγνήτες αυτών των κυκλωμάτων μπορεί να είναι AC ή DC.

Επαφές DC.

Επί του παρόντος, η χρήση των επαφών DC και η νέα τους ανάπτυξη μειώνονται ανάλογα. Οι επαφές DC παράγονται κυρίως για τάσεις 22 και 440 V., ρεύματα έως 630 A., μονοπολικοί και διπολικοί.

Οι επαφές της σειράς KPD 100E έχουν σχεδιαστεί για τη μεταγωγή των κύριων κυκλωμάτων και των κυκλωμάτων ελέγχου μιας ηλεκτρικής κίνησης συνεχούς ρεύματος με τάση έως και 220 V.

Οι επαφές είναι διαθέσιμοι για ονομαστικά ρεύματα από 25 έως 250 A.

Οι επαφές της σειράς KPV 600 έχουν σχεδιαστεί για τη μεταγωγή των κύριων κυκλωμάτων των ηλεκτρικών κινητήρων με συνεχές ρεύμα. Οι επαφές αυτής της σειράς διατίθενται σε δύο εκδόσεις: με μία κανονικά ανοιχτή επαφή (KPV 600) και με μία κανονικά ανοιχτή επαφή (KPV 620).

Οι επαφές ελέγχονται από το δίκτυο DC.

Οι επαφές παράγονται για ονομαστικά ρεύματα από 100 έως 630 A. Ένας επαφέας για ρεύμα 100 A έχει μάζα 5,5 kg, για 630 A — 30 kg.

Επαφές AC: KT6000, KT7000

CT (KTP) — X1 X2 X3 X4 S X5

X1 — αύξων αριθμός, 60, 70.

X2 — μέγεθος επαφέα: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6.

X3 — αριθμός πόλων: 2, 3, 4, 5.

X4 — πρόσθετη σημασία των ειδικών χαρακτηριστικών της σειράς: B — εκσυγχρονισμένες επαφές. A — αυξημένη ικανότητα μεταγωγής σε τάση 660V.

C — μεταλλοκεραμικές επαφές με βάση το ασήμι. Η απουσία γράμματος σημαίνει ότι οι επαφές είναι χάλκινες.

X5 — Κλιματικά χαρακτηριστικά: U3, UHL, T3.

Οι επαφές εναλλασσόμενου ρεύματος είναι γενικά κατασκευασμένοι τριπολικοί με κύριες επαφές κλεισίματος. Τα ηλεκτρομαγνητικά συστήματα κατασκευάζονται με επένδυση, δηλαδή συναρμολογούνται από ξεχωριστές μονωμένες πλάκες πάχους έως 1 χιλ. Πηνία χαμηλής αντίστασης με μικρό αριθμό στροφών. Το κύριο μέρος της αντίστασης του πηνίου είναι η επαγωγική του αντίσταση, η οποία εξαρτάται από το μέγεθος του διακένου. Επομένως, το ρεύμα στο πηνίο επαφέα AC με ανοιχτό σύστημα είναι 5-10 φορές υψηλότερο από το ρεύμα με ένα κλειστό μαγνητικό σύστημα. Το ηλεκτρομαγνητικό σύστημα των επαφών AC έχει βραχυκύκλωμα πυρήνα για την εξάλειψη του θορύβου και των κραδασμών.

Τριπολικός επαφέας KT για ρεύμα 400 A: α — γενική όψη (χωρίς αυλάκωση τόξου στον πρώτο πόλο), β — ηλεκτρομαγνήτης, γ — επαφές και αυλάκωση τόξου, 1 — πίνακας, 2 — άξονας κινητών επαφών και οπλισμός, 3 — μπλοκ επαφές, 4 — κύρια κινητή επαφή, 5 — σταθερή επαφή, Β — θάλαμοι τόξου: 7 — ηλεκτρομαγνητικός πυρήνας, 8 — οπλισμός, 9 — ηλεκτρομαγνητικό πηνίο, 10 — θήκη οπλισμού, 11 — επαφές μπλοκ ανοίγματος, 12 — σύρμα πυρήνα , 13 — βραχυκύκλωμα, 14 — πλάκες του θαλάμου πυρόσβεσης τόξου, 15 — ελατήριο επαφής, 16 — κινητή θήκη επαφής, 17 — εύκαμπτη σύνδεση.

Σε αντίθεση με τους επαφές DC, η λειτουργία μεταγωγής των επαφών AC είναι πιο σοβαρή από τη λειτουργία απενεργοποίησης λόγω του ρεύματος εισόδου των κινητήρων επαγωγής σκίουρου. Επιπλέον, η παρουσία αναπήδησης επαφής κατά την ενεργοποίηση οδηγεί σε σοβαρή φθορά των επαφών υπό αυτές τις συνθήκες. Επομένως, η καταπολέμηση της αναπήδησης όταν είναι ενεργοποιημένη είναι πρωταρχικής σημασίας εδώ.