Выбор контактора и пускателя
Электромагнитные контакторы и пускатели являются одними из наиболее широко используемых электрических аппаратов управления в электрических цепях.
Контактор коммутируют номинальный ток нагрузки и ток перегрузки, до 7-10-кратного значения по отношению к номинальному. Контактор имеет определенное преимущество перед пускателями в том случае, когда требуется обеспечить повышенную надежность работы, в особых режимах работы (с большим количеством коммутаций) и при коммутировании тока больше 80-100 А.
Электромагнитный пускатели выполняет пуск, остановку и защиту двигателей от перегрузок, как правило, они коммутируют те же токи, что и электромагнитные контакторы. Его основное существенное отличие от контактора состоит в наличии защитного элемента, к примеру тепловое реле, которое выполняет автоматическую защиту от перегрузки двигателя.
Основная функция электромагнитных контакторов и пускателей заключена в коммутации электрической цепи, осуществляемой контактной дугогасительной системой этих аппаратов.
Механическая и коммутационная износостойкость
Ресурс работы контакторов и пускателей определяют по механической и коммутационной износостойкостью.
Механическая износостойкость электромагнитных контакторов и пускателей определяют по степени износа движущихся частей и узлов, которые подвержены действиям удара при коммутации, и характеризуют количеством циклов включения-отключения без тока, выполненных электрическим аппаратом без замены его частей. Определено пять классов механической износостойкости. Разным классам механическая износостойкость свойственна наибольшая частота циклов и износостойкость (миллион циклов).
Коммутационная износостойкость электромагнитных контакторов и пускателей определяют износом контактов под действием электрической дуги при коммутации электрической цепи с током. Так же коммутационная износостойкость характеризует количество циклов включения-отключения, осуществляемых до такой степени износа контактов, когда еще обеспечивают нужное условия контактирования, т.е. остается определенное количество контактного материала на контактах и обеспечивается заданный провал.
Коммутационная износостойкость зависит от категории применения, номинального рабочего тока и номинального напряжения и от режима работы электрического аппарата. Если контактор или пускатель работают при токах меньших номинального, то его коммутационная износостойкость увеличивается, приближаясь к механической износостойкости.
Категории основного применения АС-1, АС-2, АС-3, АС- 4, DC-4, DC-5
Разные категории применения используют при разных режимах коммутации электрической цепи. Так, категории АС-1 соответствует режим отключения цепи со слабой индуктивной нагрузкой, когда угол сдвига фаз между током и напряжением цепи близок к нулю. В этом условии мгновенное значение возвращающегося напряжения промышленной частоты не большое и скорость восстановления напряжения за переход тока маленькая. При малой скорости восстановления напряжения период отключения электрической цепи оказывается очень легким.
АС-2 — пуск и отключение электродвигателя с фазным ротором, торможение против включения.
АС-3 – прямой пуск электродвигателя с коротко-замкнутым ротором, отключение вращающегося двигателя.
АС-4 — пуск электродвигателя с коротко-замкнутым ротором, отключение неподвижного или медленно вращающегося электродвигателя, торможение против включения.
Контакторы и пускатели категория применения АС-3 обычно допускается в работу при категории АС-4.
DC-4 — пуск электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением и отключение вращающегося электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.
DC-5 — пуск электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, отключение неподвижных или медленно вращающего электродвигателя двигателей. Торможение против включения.
Условия отключения электродвигателей переменного тока определяют степенью скольжения ротора двигателя относительно вращающегося магнитного поля статора. Во вращающемся асинхронном электродвигателе это поле создаст основной магнитный поток. При отключении статорной обмотки поток должен исчезнуть. Но отключение статора вызывает появление в роторе тока, который по закону инерции Ленца стремится поддержать поток. Поток, созданный током ротора, неподвижен относительно последнего, но он будет вращаться вместе с ротором. Увеличение постоянной времени и интенсивности коммутации тока приведет к росту перенапряжения. Чтобы не вызвать аварийный пробой изоляции, эти перенапряжения не должны превысить допустимый уровень, поэтому не всегда целесообразно стремиться к увеличению интенсивности действия коммутирующего органа электрического аппарата.
Кроме этого, условия эксплуатации контакторы и пускатели не всегда требуют высоких значений их износостойкости и допустимой частоты операций. В стандартных и наиболее распространенных случаях, большое применение находят электромагнитные контакторы и пускатели с малым значением износостойкости и частоты срабатываний. Поэтому гнаться за высокими показателями износостойкости в большинстве случаев не нужно.
Исключение составят разные металлургические, подъемные, транспортные и другие приводы, у которых часто характеризуют большую частоту операций включение — отключение или переключение (до 1200 в час), реверсированием и торможением противовключением. В настоящее время, лучше использовать коммутационные электрические аппараты на полупроводниковых элементах (тиристорный пускатель и контактор, устройства плавного пуска) и только в особых случаях — контакторы и пускатели с высокой износостойкостью.