Наиболее распространенным потребителем электрической энергии является электродвигатель. Примерно 2/з всей вырабатываемой в стране электроэнергии потребляется электродвигателями.
Основным коммутационным аппаратом, осуществляющим подключение электродвигателя к питающей сети, является контактор. Электромагнитный контактор представляет собой выключатель, приводимый в действие с помощью электромагнита. По сути дела, это мощное электромагнитное реле, контактный узел которого способен замыкать и размыкать силовые цепи с токами в десятки и сотни ампер при напряжениях в сотни вольт.
При таких электрических нагрузках необходимо принятие специальных мер по гашению дуги. Поэтому по сравнению с обычными электромагнитными реле электромагнитные контакторы имеют дугогасительные устройства и более мощные электромагнит и контактные узлы. Кроме силовых (мощных) контактов имеются и блокировочные контакты, используемые в цепях управления для целей автоматики.
Различают контакторы постоянного и переменного тока. Для автоматического пуска, остановки и реверса электродвигателей применяют магнитные пускатели. Они представляют собой комплектные электрические аппараты, включающие в себя электромагнитные контакторы, кнопки управления, реле защиты и блокировки.
Контакторы и магнитные пускатели используются и для включения других мощных потребителей электроэнергии: осветительных и нагревательных установок, преобразовательного и технологического электрического оборудования.
К этой же группе электрических силовых аппаратов следует отнести автоматические выключатели, которые также предназначены для подключения к питающей сети мощных электропотребителей. Замыкание их контактов производится не с помощью электромагнита, а вручную. Автоматически они производят лишь выключение нагрузки, защищая ее от перегрузок по току. Если контакторы и магнитные пускатели способны работать при частых включениях и отключениях, то автоматические выключатели обычно применяют при включениях на продолжительное время.
В типовые схемы электропривода обычно входят автоматический выключатель (питающий и силовые, и управляющие цепи) и магнитный пускатель (осуществляющий непосредственную коммутацию для пуска, остановки и реверса электродвигателя).
Магнитный пускатель — это комплектное устройство, предназначенное главным образом для пуска трехфазных асинхронных двигателей. Основной составной частью магнитного пускателя является трехполюсный контактор переменного тока. Кроме того, контактор имеет кнопки управления и тепловые реле.
С
хема включения трехфазного асинхронного двигателя с корото замкнутым ротором показана на рис. 20.4. Для пуска электродвигателяМ нажимается кнопка SB1 («Пуск»). Через катушку контактора КМ проходит ток, электромагнит контактора срабатывает, и замыкаются все его контакты, которые на схеме обозначаются темиже буквами КМ.
Силовые контакты КМ подключают на трехфазное напряжение обмотку электродвигателя М. Параллельно кнопке SB1 подсоединены блокировочные контакты КМ. Так как они замкнулись, то после отпускания кнопки SB1 катушка контактора получает питание по этим контактам. Следовательно, для включения электродвигателя не надо все время держать кнопку нажатой: достаточно ее один раз нажать и отпустить.
Для остановки электродвигателя служит кнопка SB2 («Стоп»), при нажатии которой разрывается цепь питания контактора КМ. Для защиты электродвигателя от перегрева служат тепловые реле FP1 и FP2, чувствительные элементы которых включаются в две фазы электродвигателя, а размыкающие контакты, обозначенные теми же буквами, включены в цепь питания катушки контактора КМ. Для защиты самой схемы управления служат плавкие предохранители FV. На схеме показан также рубильник Р, который обычно замкнут. Его размыкают лишь в том случае, когда собираются проводить ремонтные работы. Подобная схема является типовой, она применяется во всех случаях, когда не требуются изменение направления вращения (реверс) электродвигателя и интенсивное (принудительное) торможение.
На рис. 20.5 показана конструкция нереверсивного магнитного пускателя, который смонтирован в ящике с открывающейся крышкой. Электромагнитный механизм / контактора при срабатывании 
перемещает три подвижных контакта2, размещенных в дугогасительных камерах. Одновременно переключаются блокировочные контакты 3. Последовательно с двумя главными контактными узлами включены тепловые реле 4.
Кнопки «Пуск» и «Стоп» обычно находятся вне ящика пускателя, они размещены на пульте управления под рукой у рабочего. Кнопка «Стоп» имеет красный цвет.
Реверсивная схема включения трехфазного асинхронного двигателя показана на рис. 20.6. Для того чтобы реверсировать (изменить направление вращения) трехфазный асинхронный двигатель, необходимо изменить порядок чередования фаз на обмотке статора. Например, если для прямого вращения фазы подключались в последовательности ЛВС, то для обратного вращения необходима последовательность АСВ. Поэтому в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора: KB для вращения вперед и КН для вращения назад. Кроме того, реверсивный магнитный пускатель имеет три кнопки управления и тепловые реле. В ряде случаев в комплект магнитного пускателя входят пакетный переключатель и плавкие предохранители. Схема (рис. 20.6) работает следующим образом.
Для включения электродвигателя М в прямом направлении необходимо нажать кнопку SB1 («Вперед»). При этом срабатывает контактор KB и своими силовыми контактами подключает к трехфазной сети обмотки электродвигателя.
Одновременно блокировочные контакты KB разрывают цепь питания катушки контактора КН, чем исключается возможность одновременного включения обоих контакторов. Для включения электродвигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку SB2 («Назад»). В этом случае срабатывает 
контакторКН и своими силовыми контактами подключает к трехфазной сети обмотки электродвигателя. Последовательность соединения фаз теперь иная, чем при срабатывании контактора KB: две фазы из трех поменялись местами.
При срабатывании контактора КН его блокировочные контакты разрывают цепь питания катушки контактора КВ. Нетрудно видеть, что при одновременном включении контакторов KB и КН произошло бы короткое замыкание двух линейных проводов трехфазной сети друг на друга. Для того чтобы исключить такую аварию, и нужны блокировочные размыкающиеся контакты контакторов KB и КН. Следовательно, если подряд нажать обе кнопки (SB1 и SB2), то включится только тот контактор, кнопка которого была нажата раньше (пусть даже на мгновение).
Для реверса электродвигателя надо предварительно нажать Кнопку SB3 («Стоп»). В этом случае блокировочные контакты подготавливают цепь управления для нового включения. Для надежной Работы необходимо, чтобы силовые контакты контактора разомкнуись раньше, чем произойдет замыкание блокировочных контактов в цепи другого контактора. Это достигается соответствующей регулировкой положения блокировочных контактов по ходу якоря электромагнитного механизма контактора. Для блокировки кнопок SB1 и SB2 используются замыкающиеся блокировочные контакты соответствующего контактора, подключенные параллельно кнопке.
Необходимо исключить одновременное срабатывание обоих контакторов, для чего используют двойную или даже тройную блокировку. Для этой цели в схеме рис. 20.6 применяют двухцепные кнопки SB1 и SB2. Например, кнопка SB1 при нажатии замыкает свои контакты в цепи контактора KB и разрывает свои контакты в цепи контактора КН. Аналогично работает двухцепная кнопка SB2. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препятствующим одновременному срабатыванию электромагнитов контакторов.
Контакты тепловых реле FP1 и FP2, включенные в две фазы обмотки электродвигателя, отключают цепь питания катушек обоих контакторов при длительном протекании большого тока, чтобы не допустить перегрева обмоток. Для защиты схемы управления служат плавкие предохранители FV.
Магнитные пускатели и контакторы выбирают по номинальному току электродвигателя с учетом условий эксплуатации. В промышленности применяются магнитные пускатели серий ПМЕ и ПМЛ с прямоходовыми контакторами и серии ПАЕ с подвижной системой поворотного типа.
Автоматический выключатель предназначен для включения и отключения электрических цепей и электрооборудования, а также для защиты от больших токов, возникающих при коротких замыканиях и перегрузках. В отличие от магнитного пускателя автоматический выключатель не может использоваться для автоматических систем, использующих электрические управляющие сигналы.
Он также не обеспечивает реверса электродвигателя. Автоматический выключатель часто используют для продолжительного включения нереверсируемых электродвигателей. Может он также использоваться вместо рубильника в схемах с магнитным пускателем (см. рис. 20.4 и 20.6).
Устройство автоматического воздушного выключателя (автомата) показано на рис. 20.7. С помощью рукоятки 1 производится включение и отключение автомата. В состоянии, показанном на рисунке, автомат отключен, и подвижный контакт 2 не замкнут с неподвижным контактом 3. Для включения автомата следует взвести пружину 6, при этом рукоятка 1 перемещается вниз и поворачивает деталь 4, которая своим нижним концом входит в зацепление с зубом удерживающего рычага 5. Теперь автомат готов к включению. Для его включения рукоятку 1 перемещают вверх. Пружина 6 заИ' мет такое положение, что шарнирно соединенные рычаги 7 и 8 перемещаются вверх по отношению к тому положению, когда они находятся на одной прямой. Автомат включится: цепь тока создается через контакты 2 и 3, расцепители 9 и 10. В
Автоматическое отключение автомата происходит при срабатывании расцепителей. При длительных токах перегрузках срабатывает тепловой биметаллический расцепитель 10, свободный конец которого перемещается вниз, поворачивая рычаг 5 по часовой стрелке. Зуб рычага расцепляется с цепью 4, которая поворачивается, а 
рычаги7 и 8 проходят мертвое половшие. Усилие пружины 6 направлено вниз, под его действием размыкаются контакты 2 и 3. Отключение при максимально допустимом токе происходит под действием электромагнитной силы F3, выводящей зуб рычага 5 из сцепления с деталью 4.
Если произошло автоматическое отключение нагрузки, то рукоятка 1 остается в верхнем положении. Ручное отключение автомата происходит при перемещении рукоятки 1 вниз. Возникающая при размыкании контактов 2 и 5 электрическая дуга гасится с помощью дугогасительной решетки 11.
Автоматы могут снабжаться расцепителями минимального напряжения, отключающими автомат при напряжении в сети ниже Допустимого значения. Для дистанционного управления автоматическим выключателем могут использоваться специальные их конструкции, дополненные электромагнитным приводом рукоятки 1.
Выпускаемые промышленностью автоматические выключатели типов АК, АП, АЕ имеют от 1 до 3 пар силовых контактов. Они Предназначены для цепей с напряжением от 110 до 500 В при токах в десятки ампер. Время автоматического отключения составляет 0,02—0,04 с.
studfiles.net
Контактор. Наиболее распространенным аппаратом для дистанционного замыкания и размыкания электрических цепей является контактор.
В отличие от аппаратов, в которых включение и выключений электрических цепей производят вручную (рубильники), в контакторах эти операции происходят автоматически под действием магнитного поля, возбуждаемого при включении оперативного электрического тока.
Различаются два основных типа контакторов: поворотные и прямоходовые.
Поворотный контактор (рис. 164, а) состоит из электромагнита 1, якоря 7, расположенного на оси 6, главных контактов 2 и зажимов 3 и 4 для присоединения проводов электросети. Все части контактора укреплены на панели 8.
Когда оперативный ток проходит по обмотке электромагнита контактора, его сердечник намагничивается и притягивает якорь. Якорь, поворачиваясь вокруг своей оси, замыкает главные контакты.
Ток в созданной контактором цепи проходит от зажима 3 через главные контакты 2 и гибкий провод 5 к зажиму 4, а отсюда — в управляемую контактором электрическую машину.
При размыкании цепи электромагнита его сердечник размагничивается и якорь размыкает главные контакты.
В прямоходовом контакторе (рис. 164, б) подвижная часть магнитной системы (якорь) не поворачивается на оси, как в контакторе поворотного типа, а движется прямолинейно.
Контактор состоит из Ш-образного сердечника 10, электромагнита 11, якоря 9, подвижной рамы 12, перекладины 13 из изоляционного материала, двойных контактов 14 и неподвижных контактов 15, которым присоединяются провода электрической цепи. Когда по обмотке электромагнита прямоходового контактора протекает электрический ток, якорь притягивается к неподвижному сердечнику и поднимается вверх, увлекая за собой подвижную раму
с установленными на перекладине двойными контактами, которые плотно прикасаются к двум неподвижным контактам и соединяют их. Происходит замыкание цепи, управляемой контактором.
Контакторы для цепей постоянного тока являются однополюсными, а контакторы трехфазного переменного тока — трехполюсными.
Контакторы широко применяют для управления электрическими установками на заводах и фабриках.
Магнитный пускатель. Дистанционное управление электрическими двигателями трехфазного переменного тока осуществляется при помощи магнитных пускателей — более сложных устройств, в которые входят трехполюсные контакторы.
Магнитный пускатель прямоходового типа (рис. 165, а) имеет электромагнит 1 со стальным сердечником, прикрепленным к верхнему основанию 2. Внизу расположен якорь 5, на котором укреплены изолированные одна от другой три контактные пластины-перемычки 4. Основание 2 пускателя снабжено контактами 3, к которым присоединяются провода Л1, Л2, Л3 от сети трехфазного переменного тока и провода, идущие от электродвигателя.
При прохождении оперативного электрического тока через обмотку электромагнита возбуждается магнитное поле и якорь притягивается к сердечнику. Контактные пластины-перемычки якоря соединяют между собой контакты, к которым подключены провода от сети трехфазного переменного тока и от электродвигателя При выключении тока якорь под действием собственного веса опускается и контактные пластины-перемычки отключают двигателя от сети.
Пуск двигателя с помощью магнитного пускателя можно осуществить, включив его по схеме, приведенной на рис. 165, б. Контаты магнитного пускателя 1, 2, 3 нормально разомкнуты. Электромагнит пускателя ЭМ одним концом присоединен к контакту кнопки «Пуск», а другим — к проводу Л2 сети. Контакты кнопки «Стоп» нормально замкнуты, а контакты кнопки «Пуск» разомкнуты. Блок-контакты БК подключены параллельно контактам кнопок «Пуск» и «Стоп».
Для пуска двигателя нажимают кнопку «Пуск». Тогда относительно небольшой оперативный ток пойдет от провода Л2 через обмотку электромагнита ЭМ, замкнутые контакты кнопок «Пуск» и «Стоп» в провод сети Л3. Якорь магнитного пускателя притянется к сердечнику электромагнита и замкнет главные контакты 1, 2, 3, а также блок-контакт БК. При этом ток от сети поступит в обмотку двигателя и последний начнет работать. Замкнутые блок-контакты, включенные параллельно контактам кнопок «Пуск» и «Стоп», шунтируют кнопку «Пуск», поэтому во время работы двигателя нет надобности держать эту кнопку в нажатом состоянии. Для остановки двигателя нажимают кнопку «Стоп». При этом размыкается цепь электромагнита пускателя и его якорь приходит в исходное положение. Главные контакты пускателя также размыкаются, и двигатель останавливается.
Пользуясь двумя трехполюсными контакторами, можно включить асинхронный двигатель так, что с их помощью можно производить реверсирование двигателя.
Кнопочная станция реверсивного магнитного пускателя состоит из трех кнопок: «Вперед», «Назад» и «Стоп».
При нажатии кнопки «Вперед» якорь электромагнита одного контактора притянется к сердечнику и замкнет главные контакты пускателя, по которым поступит ток в электродвигатель:
При нажатии кнопки «Стоп» размыкается цепь этого электромагнита, вследствие чего якорь отключает главные контакты и обмотки двигателя от проводов сети.
Для изменения направления вращения двигателя нажимают кнопку «Назад». При этом включается электромагнит второго контактора. Ток от сети поступает в обмотки двигателя через главные контакты второго пускателя.
superbotanik.net
Контактор. Наиболее распространенным аппаратом для дистанционного замыкания и размыкания электрических цепей является контактор.
В отличие от аппаратов, в которых включение и выключений электрических цепей производят вручную (рубильники), в контакторах эти операции происходят автоматически под действием магнитного поля, возбуждаемого при включении оперативного электрического тока.
Различаются два основных типа контакторов: поворотные и прямоходовые.
Поворотный контактор (рис. 164, а) состоит из электромагнита 1, якоря 7, расположенного на оси 6, главных контактов 2 и зажимов 3 и 4 для присоединения проводов электросети. Все части контактора укреплены на панели 8.
Когда оперативный ток проходит по обмотке электромагнита контактора, его сердечник намагничивается и притягивает якорь. Якорь, поворачиваясь вокруг своей оси, замыкает главные контакты.
Ток в созданной контактором цепи проходит от зажима 3 через главные контакты 2 и гибкий провод 5 к зажиму 4, а отсюда — в управляемую контактором электрическую машину.
При размыкании цепи электромагнита его сердечник размагничивается и якорь размыкает главные контакты.
В прямоходовом контакторе (рис. 164, б) подвижная часть магнитной системы (якорь) не поворачивается на оси, как в контакторе поворотного типа, а движется прямолинейно.
Контактор состоит из Ш-образного сердечника 10, электромагнита 11, якоря 9, подвижной рамы 12, перекладины 13 из изоляционного материала, двойных контактов 14 и неподвижных контактов 15, которым присоединяются провода электрической цепи. Когда по обмотке электромагнита прямоходового контактора протекает электрический ток, якорь притягивается к неподвижному сердечнику и поднимается вверх, увлекая за собой подвижную раму
с установленными на перекладине двойными контактами, которые плотно прикасаются к двум неподвижным контактам и соединяют их. Происходит замыкание цепи, управляемой контактором.
Контакторы для цепей постоянного тока являются однополюсными, а контакторы трехфазного переменного тока — трехполюсными.
Контакторы широко применяют для управления электрическими установками на заводах и фабриках.
Магнитный пускатель. Дистанционное управление электрическими двигателями трехфазного переменного тока осуществляется при помощи магнитных пускателей — более сложных устройств, в которые входят трехполюсные контакторы.
Магнитный пускатель прямоходового типа (рис. 165, а) имеет электромагнит 1 со стальным сердечником, прикрепленным к верхнему основанию 2. Внизу расположен якорь 5, на котором укреплены изолированные одна от другой три контактные пластины-перемычки 4. Основание 2 пускателя снабжено контактами 3, к которым присоединяются провода Л1, Л2, Л3 от сети трехфазного переменного тока и провода, идущие от электродвигателя.
При прохождении оперативного электрического тока через обмотку электромагнита возбуждается магнитное поле и якорь притягивается к сердечнику. Контактные пластины-перемычки якоря соединяют между собой контакты, к которым подключены провода от сети трехфазного переменного тока и от электродвигателя При выключении тока якорь под действием собственного веса опускается и контактные пластины-перемычки отключают двигателя от сети.
Пуск двигателя с помощью магнитного пускателя можно осуществить, включив его по схеме, приведенной на рис. 165, б. Контаты магнитного пускателя 1, 2, 3 нормально разомкнуты. Электромагнит пускателя ЭМ одним концом присоединен к контакту кнопки «Пуск», а другим — к проводу Л2 сети. Контакты кнопки «Стоп» нормально замкнуты, а контакты кнопки «Пуск» разомкнуты. Блок-контакты БК подключены параллельно контактам кнопок «Пуск» и «Стоп».
Для пуска двигателя нажимают кнопку «Пуск». Тогда относительно небольшой оперативный ток пойдет от провода Л2 через обмотку электромагнита ЭМ, замкнутые контакты кнопок «Пуск» и «Стоп» в провод сети Л3. Якорь магнитного пускателя притянется к сердечнику электромагнита и замкнет главные контакты 1, 2, 3, а также блок-контакт БК. При этом ток от сети поступит в обмотку двигателя и последний начнет работать. Замкнутые блок-контакты, включенные параллельно контактам кнопок «Пуск» и «Стоп», шунтируют кнопку «Пуск», поэтому во время работы двигателя нет надобности держать эту кнопку в нажатом состоянии. Для остановки двигателя нажимают кнопку «Стоп». При этом размыкается цепь электромагнита пускателя и его якорь приходит в исходное положение. Главные контакты пускателя также размыкаются, и двигатель останавливается.
Пользуясь двумя трехполюсными контакторами, можно включить асинхронный двигатель так, что с их помощью можно производить реверсирование двигателя.
Кнопочная станция реверсивного магнитного пускателя состоит из трех кнопок: «Вперед», «Назад» и «Стоп».
При нажатии кнопки «Вперед» якорь электромагнита одного контактора притянется к сердечнику и замкнет главные контакты пускателя, по которым поступит ток в электродвигатель:
При нажатии кнопки «Стоп» размыкается цепь этого электромагнита, вследствие чего якорь отключает главные контакты и обмотки двигателя от проводов сети.
Для изменения направления вращения двигателя нажимают кнопку «Назад». При этом включается электромагнит второго контактора. Ток от сети поступает в обмотки двигателя через главные контакты второго пускателя.
www.referatmix.ru
