Công tắc tơ điện từ DC

Công tắc tơ DC được thiết kế để chuyển mạch DC và thường được điều khiển bởi nam châm điện DC.

Yêu cầu kỹ thuật chung đối với công tắc tơ và điều kiện hoạt động của chúng được quy định bởi GOST 11206-77. Các loại ứng dụng của công tắc tơ hiện đại được mô tả dưới đây và các thông số của mạch mà chúng chuyển đổi được đưa ra, tùy thuộc vào bản chất của tải.

Công tắc tơ DC:

DS-1-hoạt động hoặc tải quy nạp thấp.

Động cơ DC-khởi động DC-2 với kích thích song song và tắt máy ở tốc độ định mức.

DS-3-khởi động động cơ điện có kích thích song song và tắt máy ở trạng thái đứng yên hoặc rôto quay chậm.

DS-4 khởi động động cơ điện có kích từ nối tiếp và tắt động cơ ở tốc độ định mức.

DS-5-khởi động động cơ điện có kích thích nối tiếp, tắt động cơ đứng yên hoặc quay chậm, hãm dòng điện ngược.

Yêu cầu chung đối với công tắc tơ:

1. Năng suất cao và gián đoạn — không ít hơn 10Inom, và trong một số trường hợp lên đến 20Inom;

2. Hoạt động lâu dài ở tần số cắt cao;

3. Thời gian chuyển mạch cao — lên đến 3 triệu chu kỳ, có tính đến sự gián đoạn của dòng điện khởi động;

4. Độ bền cơ học cao;

5. Hiệu suất thiết kế, trọng lượng và kích thước thấp;

6. Độ tin cậy hoạt động cao.

Đối với công tắc tơ, cũng có một chế độ chuyển mạch hiếm gặp, được đặc trưng bởi các điều kiện khắc nghiệt hơn so với chuyển mạch thông thường. Các chế độ như vậy xảy ra khá hiếm (ví dụ, khi đoản mạch).

Dữ liệu kỹ thuật chính của công tắc tơ là dòng điện định mức của các tiếp điểm chính, dòng điện cắt giới hạn, điện áp định mức của mạch được kết nối, độ bền cơ học và chuyển mạch, số lần khởi động cho phép mỗi giờ và thời gian bật và tắt riêng. Khả năng của công tắc tơ, giống như bất kỳ thiết bị chuyển mạch nào, cung cấp hoạt động với số lượng lớn hoạt động được đặc trưng bởi khả năng chống mài mòn.

Phân biệt giữa khả năng chống mài mòn cơ học và chuyển mạch. Độ bền cơ học của công tắc tơ được xác định bằng số chu kỳ bật tắt công tắc tơ mà không cần sửa chữa và thay thế các cụm và bộ phận của nó. Trong trường hợp này, dòng điện trong mạch bằng không. Độ bền cơ học của công tắc tơ điện một chiều hiện đại là (10-20) 106 lần hoạt động.

Tuổi thọ chuyển mạch của các công tắc tơ được xác định bằng số lần bật và tắt mạch sau đó các tiếp điểm cần được thay thế. Công tắc tơ hiện đại phải có độ bền đóng cắt theo thứ tự (2-3) 106 thao tác (một số công tắc tơ hiện đang được sản xuất có độ bền đóng cắt từ 106 thao tác trở xuống).

Thời gian đóng nội tại của công tắc tơ bao gồm thời gian tăng từ thông trong điện từ công tắc tơ đến giá trị từ thông khởi động và thời gian di chuyển của phần ứng. Hầu hết thời gian này được dành để xây dựng từ thông. Đối với công tắc tơ DC có dòng điện định mức 100 A, thời gian chuyển mạch vốn có là 0,14 giây, đối với công tắc tơ có dòng điện 630 A, thời gian này tăng lên 0,37 giây.

Thời gian mở công tắc tơ bên trong — thời gian từ lúc tắt điện từ của công tắc tơ cho đến khi các tiếp điểm của nó mở ra. Nó được xác định bởi thời gian phân rã của từ thông từ giá trị trạng thái ổn định đến từ thông phân rã. Có thể bỏ qua thời gian từ khi phần ứng bắt đầu chuyển động đến khi tiếp điểm mở. Đối với công tắc tơ DC có dòng định mức 100 A, thời gian ngắt cố hữu là 0,07, đối với công tắc tơ có dòng định mức 630 A — 0,23 giây.

Dòng điện định mức của công tắc tơ Inom là dòng điện có thể đi qua các tiếp điểm chính đã đóng trong 8 giờ mà không cần chuyển mạch và mức tăng nhiệt độ của các bộ phận khác nhau của công tắc tơ không được vượt quá giá trị cho phép (hoạt động liên tục định kỳ).

Dòng điện hoạt động định mức của công tắc tơ Inom.r là dòng điện cho phép chạy qua các tiếp điểm chính đã đóng của nó trong một ứng dụng cụ thể. Vì vậy, ví dụ, dòng điện hoạt động danh nghĩa Inom.r. của công tắc tơ chuyển mạch của động cơ cảm ứng rôto lồng sóc được chọn từ các điều kiện đóng cắt gấp sáu lần dòng điện khởi động của động cơ.

Điện áp định mức của công tắc tơ là điện áp mạch chuyển mạch cao nhất mà công tắc tơ được thiết kế để hoạt động.

Độ bền chuyển mạch của các tiếp điểm chính đối với loại DS-2, DS-4 ở chế độ chuyển mạch bình thường ít nhất phải là 0,1 và đối với loại DS-3, độ bền cơ học ít nhất là 0,02.

Các tiếp điểm phụ phải chuyển mạch của nam châm điện xoay chiều, trong đó dòng khởi động có thể cao hơn dòng tĩnh nhiều lần.

Công tắc tơ DC có các thành phần chính sau: hệ thống tiếp điểm, thiết bị dập hồ quang, nam châm điện và hệ thống tiếp điểm phụ. Khi điện áp được đặt vào cuộn dây của nam châm điện của công tắc tơ, phần ứng của nó sẽ bị hút. Một tiếp điểm di động được kết nối với phần ứng của nam châm điện sẽ tạo hoặc ngắt mạch chính. Thiết bị dập hồ quang đảm bảo dập tắt hồ quang nhanh chóng, dẫn đến mài mòn tiếp xúc thấp. Hệ thống các tiếp điểm dòng điện thấp phụ trợ dùng để phối hợp hoạt động của công tắc tơ với các thiết bị khác.

Hệ thống tiếp điểm của công tắc tơ DC. Các điểm tiếp xúc của thiết bị chịu mài mòn điện và cơ nặng nhất do số lượng lớn hoạt động mỗi giờ và điều kiện làm việc khắc nghiệt. Để giảm mài mòn, các tiếp điểm lăn tuyến tính chiếm ưu thế.

Để ngăn rung tiếp xúc, lò xo tiếp xúc tạo ra áp suất trước bằng khoảng một nửa lực tiếp xúc cuối cùng. Độ rung bị ảnh hưởng mạnh bởi độ cứng của tiếp điểm cố định và khả năng chống rung của toàn bộ công tắc tơ. Về vấn đề này, loạt công tắc tơ KPV-600 đã được chế tạo rất thành công.

Thiết bị contactor DC dòng KPV-600

Tiếp điểm cố định 1 được gắn chặt vào giá đỡ 2. Một đầu của cuộn dập hồ quang 3 được gắn vào cùng một giá đỡ.Đầu thứ hai của cuộn dây cùng với dây 4 được gắn chắc chắn vào đế cách điện làm bằng nhựa 5. Đầu cuối được gắn vào giá đỡ bằng thép chắc chắn 6, là đế của thiết bị. Tiếp điểm di động 7 được làm dưới dạng một tấm dày.

Đầu dưới của tấm có khả năng xoay so với điểm trục 8. Do đó, tấm có thể bị lật qua giá đỡ của tiếp điểm cố định 1. Dây dẫn 9 được nối với tiếp điểm di động 7 bằng dây mềm ( liên kết) 10. Áp lực tiếp xúc được tạo ra bởi lò xo 12.

Khi các tiếp điểm bị mòn, bánh răng cưa 1 được thay thế bằng một cái mới và tấm tiếp xúc di động được xoay 180 ° và mặt nguyên vẹn của nó được sử dụng khi vận hành.

Để giảm sự nóng chảy của các tiếp điểm chính khỏi hồ quang ở dòng điện trên 50 A, công tắc tơ có các tiếp điểm hồ quang - sừng 2, 11. Dưới tác động của từ trường của thiết bị dập hồ quang, các điểm tham chiếu của hồ quang nhanh chóng di chuyển với kẹp 2 được nối với tiếp điểm cố định 1 và với còi bảo vệ của tiếp điểm di động 11. Phần ứng được lò xo 13 đưa trở lại vị trí ban đầu (sau khi tắt nam châm).

Tham số chính của công tắc tơ là dòng điện danh định, xác định kích thước của công tắc tơ.

Một tính năng đặc trưng của công tắc tơ KPV-600 và nhiều loại khác là kết nối điện của tiếp điểm di động của đầu ra với thân công tắc tơ.

Ở vị trí bật của công tắc tơ, mạch từ được cấp điện. Ngay cả ở vị trí tắt, điện áp có thể vẫn còn trên mạch từ và các bộ phận khác. Do đó tiếp xúc với mạch từ của công tắc tơ là nguy hiểm đến tính mạng !!!

Công tắc tơ sê-ri KPV có thiết kế tiếp điểm NC.Việc đóng được thực hiện do tác động của lò xo và việc mở là do lực do nam châm điện tạo ra.

Dòng định mức của công tắc tơ gọi là dòng làm việc gián đoạn-liên tục. Ở chế độ hoạt động này, công tắc tơ vẫn bật không quá 8 giờ, sau khoảng thời gian này, thiết bị phải được bật và tắt nhiều lần (để làm sạch các tiếp điểm khỏi oxit đồng). Sau đó, thiết bị bật lại.

Nếu công tắc tơ được đặt trong tủ, dòng điện định mức sẽ giảm khoảng 10% do điều kiện làm mát bị suy giảm. V

hoạt động liên tục, khi thời gian chuyển đổi liên tục hơn 8 giờ, dòng điện cho phép của công tắc tơ giảm khoảng 20%. Ở chế độ này, do các tiếp điểm bằng đồng bị oxy hóa nên điện trở tiếp xúc tăng lên, có thể dẫn đến nhiệt độ tăng cao hơn giá trị cho phép.

Nếu công tắc tơ có ít công tắc hoặc thường được dùng để chuyển mạch liên tục, thì một tấm bạc sẽ được hàn trên bề mặt làm việc của các tiếp điểm. Lớp lót bạc giữ cho dòng điện cho phép của công tắc tơ bằng với dòng định mức ngay cả khi hoạt động liên tục.

Nếu công tắc tơ, cùng với chế độ đóng cắt liên tục, được sử dụng ở chế độ đóng cắt gián đoạn, thì việc sử dụng bạc lót trở nên không thực tế, do bạc có độ bền cơ học thấp nên các tiếp điểm nhanh chóng bị mòn.

Theo khuyến nghị của nhà máy, dòng điện ngắt cho phép đối với công tắc tơ KPV-600 được xác định theo công thức:

, trong đó n là số lần bắt đầu mỗi giờ.

Cần lưu ý rằng nếu hồ quang cháy trong thời gian dài với tắt định kỳ (tắt tải cảm ứng lớn), nhiệt độ của các tiếp điểm có thể tăng mạnh do hồ quang làm nóng các tiếp điểm. Trong trường hợp này, việc làm nóng các điểm tiếp xúc trong quá trình hoạt động liên tục có thể ít hơn trong quá trình hoạt động không liên tục. Theo quy định, hệ thống liên lạc có một cực.

Nó được sử dụng để đảo chiều động cơ không đồng bộ ở tần suất khởi động cao mỗi giờ (lên đến 1200) hệ thống tiếp điểm kép... Trong các công tắc tơ loại nam châm vĩnh cửu KTPV-500 này, các tiếp điểm di động được cách ly khỏi vỏ, giúp bảo dưỡng an toàn hơn thiết bị.

Hình minh họa mạch chuyển đổi công tắc tơ để đảo chiều động cơ không đồng bộ. So với mạch có công tắc tơ một cực, sơ đồ này có một lợi thế lớn. Trong trường hợp có lỗi và hỏng một công tắc tơ, điện áp chỉ được đặt vào một đầu cực của động cơ. Với các công tắc tơ một cực, sự cố của một công tắc tơ sẽ dẫn đến nguồn cung cấp động cơ hai pha hoạt động nặng.

Sơ đồ kết nối các tiếp điểm chính của công tắc tơ KTPV-500 để đảo chiều động cơ không đồng bộ.

Công tắc tơ với hệ thống tiếp điểm hai cực rất thuận tiện để sử dụng cho điện trở ngắn mạch trong mạch rôto của động cơ cảm ứng.

Trong công tắc tơ loại KMV-521, hệ thống hai cực cũng được sử dụng. Các công tắc tơ này được thiết kế để bật và tắt nam châm điện mạnh mẽ của ổ đĩa DC cho bộ ngắt mạch dầu... Sự hiện diện của hệ thống tiếp điểm hai cực được bao gồm trong hai dây của mạng DC đảm bảo tắt tải cảm ứng một cách đáng tin cậy.