Contacteurs électromagnétiques à courant continu

Les contacteurs CC sont conçus pour commuter des circuits CC et sont généralement entraînés par un électroaimant CC.

Les exigences techniques générales pour les contacteurs et leurs conditions de fonctionnement sont réglementées par GOST 11206-77. Les catégories d'application des contacteurs modernes sont décrites ci-dessous et les paramètres des circuits qu'ils commutent sont donnés, en fonction de la nature de la charge.

Contacteurs CC :

DS-1-active ou faible charge inductive.

Moteurs à courant continu à démarrage DC-2 avec excitation parallèle et leur arrêt à la vitesse nominale.

DS-3-démarrage de moteurs électriques à excitation parallèle et leur arrêt à l'arrêt ou à rotation lente du rotor.

DS-4-démarrage de moteurs électriques avec excitation série et leur arrêt à la vitesse nominale.

DS-5-démarrage de moteurs électriques avec excitation en série, arrêt de moteurs fixes ou à rotation lente, freinage à contre-courant.

Exigences générales pour les contacteurs :

1. Productivité élevée et interruption - pas moins de 10Inom, et dans certains cas jusqu'à 20Inom ;

2. Fonctionnement à long terme à fréquence de coupure élevée ;

3. Durée de commutation élevée - jusqu'à 3 millions de cycles, en tenant compte des interruptions des courants de démarrage ;

4. Durabilité mécanique élevée ;

5. Performances de conception, faible poids et dimensions ;

6. Haute fiabilité opérationnelle.

Pour les contacteurs, il existe également un mode de commutations rares, caractérisé par des conditions plus sévères que dans les commutations normales. De tels modes se produisent assez rarement (par exemple, lors de courts-circuits).

Les principales données techniques des contacteurs sont le courant nominal des contacts principaux, le courant de coupure limite, la tension nominale du circuit connecté, l'endurance mécanique et de commutation, le nombre admissible de démarrages par heure et le temps de marche et d'arrêt propre. La capacité du contacteur, comme tout appareil de commutation, à assurer un fonctionnement avec un grand nombre d'opérations se caractérise par une résistance à l'usure.

Distinguer résistance à l'usure mécanique et de commutation. La durabilité mécanique des contacteurs est déterminée par le nombre de cycles marche-arrêt du contacteur sans réparation ni remplacement de ses assemblages et pièces. Dans ce cas, le courant dans le circuit est nul. La durabilité mécanique des contacteurs à courant continu modernes est de (10-20) 106 opérations.

La durée de vie des contacteurs est déterminée par le nombre de fois que le circuit est activé et désactivé, après quoi les contacts doivent être remplacés. Les contacteurs modernes doivent avoir une autonomie de commutation de l'ordre de (2-3) 106 opérations (certains contacteurs actuellement en production ont une autonomie de commutation de 106 opérations ou moins).

Le temps de fermeture intrinsèque du contacteur est constitué du temps de montée du flux dans le solénoïde du contacteur jusqu'à la valeur du flux de démarrage et du temps de parcours de l'induit. La majeure partie de ce temps est consacrée à la construction du flux magnétique. Pour les contacteurs CC avec un courant nominal de 100 A, le temps de commutation propre est de 0,14 s, pour les contacteurs avec un courant de 630 A, il passe à 0,37 s.

Temps d'ouverture intrinsèque du contacteur - le temps à partir du moment où le solénoïde du contacteur est éteint jusqu'à ce que ses contacts s'ouvrent. Il est déterminé par le temps de décroissance du flux de la valeur de régime permanent au flux de décroissance. Le temps entre le début du mouvement de l'induit et le moment où les contacts s'ouvrent peut être négligé. Pour les contacteurs CC avec un courant nominal de 100 A, le temps de coupure inhérent est de 0,07, pour les contacteurs avec un courant nominal de 630 A — 0,23 s.

Le courant nominal du contacteur Inom est un courant qui peut traverser les contacts principaux fermés pendant 8 heures sans commutation, et l'échauffement des différentes parties du contacteur ne doit pas dépasser la valeur admissible (fonctionnement périodique-continu).

Le courant assigné d'emploi d'un contacteur Inom.r est le courant admissible à travers ses contacts principaux fermés dans une application spécifique. Ainsi, par exemple, le courant nominal de fonctionnement Inom.r. du contacteur de commutation des moteurs à induction à rotor à cage d'écureuil est sélectionné parmi les conditions d'enclenchement six fois le courant de démarrage du moteur.

La tension nominale du contacteur est la tension de circuit commuté la plus élevée pour laquelle le contacteur est conçu pour fonctionner.

Durabilité de commutation des contacts principaux pour les catégories DS-2, DS-4 en mode de commutation normal, elle doit être d'au moins 0,1, et pour les catégories DS-3, d'au moins 0,02 durabilité mécanique.

Les contacts auxiliaires doivent commuter des circuits d'électroaimants à courant alternatif, dans lesquels le courant d'appel peut être plusieurs fois supérieur à celui à l'arrêt.

Un contacteur CC comprend les composants principaux suivants : un système de contact, un dispositif d'extinction d'arc, un électroaimant et un système de contact auxiliaire. Lorsqu'une tension est appliquée à la bobine de l'électroaimant du contacteur, son armature est attirée. Un contact mobile relié à l'armature de l'électroaimant établit ou coupe le circuit principal. Le dispositif d'extinction d'arc assure une extinction rapide de l'arc, ce qui entraîne une faible usure des contacts. Le système de contacts auxiliaires à faible courant sert à coordonner le fonctionnement du contacteur avec d'autres appareils.

Système de contact des contacteurs DC. Les contacts de l'appareil sont soumis à l'usure électrique et mécanique la plus lourde en raison du grand nombre d'opérations par heure et des conditions de travail difficiles. Pour réduire l'usure, les contacts de roulement linéaires prévalent.

Pour éviter les vibrations de contact, le ressort de contact crée une pré-pression égale à environ la moitié de la force de contact finale. Les vibrations sont fortement influencées par la rigidité du contact fixe et la résistance aux vibrations de l'ensemble du contacteur dans son ensemble. À cet égard, la construction est une série de contacteurs très réussie KPV-600.

Le dispositif de contacteur CC de la série KPV-600

Le contact fixe 1 est solidement fixé au support 2. Une extrémité de la bobine d'extinction d'arc 3 est fixée au même support.La deuxième extrémité de la bobine, avec le fil 4, est fermement attachée à une base isolante en plastique 5. Cette dernière est attachée à un support en acier solide 6, qui est la base de l'appareil. Le contact mobile 7 est réalisé sous la forme d'une plaque épaisse.

L'extrémité inférieure de la plaque a la capacité de tourner par rapport au point de pivot 8. Par conséquent, la plaque peut être renversée à travers le berceau du contact fixe 1. Le fil 9 est relié au contact mobile 7 au moyen d'un fil souple ( lien) 10. La pression de contact est créée par le ressort 12.

Lorsque les contacts sont usés, le craqueur 1 est remplacé par un neuf, et la plaque de contact mobile est tournée de 180 ° et son côté non endommagé est utilisé en fonctionnement.

Pour réduire la fusion des contacts principaux de l'arc à des courants supérieurs à 50 A, le contacteur a des contacts d'arc - cornes 2, 11. Sous l'action du champ magnétique du dispositif d'extinction d'arc, les points de référence de l'arc sont rapidement déplacés à la pince 2 reliée au contact fixe 1, et à la corne de protection du contact mobile 11. L'armature est ramenée dans sa position d'origine (après extinction de l'aimant) par le ressort 13.

Le paramètre principal du contacteur est le courant nominal, qui détermine les dimensions du contacteur.

Une caractéristique des contacteurs KPV-600 et de nombreux autres types est la connexion électrique du contact mobile de la sortie au corps du contacteur.

En position marche du contacteur, le circuit magnétique est excité. Même en position d'arrêt, une tension peut rester sur le circuit magnétique et d'autres pièces. Par conséquent, le contact avec le circuit magnétique du contacteur met la vie en danger !!!

Les contacteurs de la série KPV ont une conception de contact NF.La fermeture est due à l'action d'un ressort, et l'ouverture est due à la force développée par un électro-aimant.

Courant nominal du contacteur appelé courant de fonctionnement intermittent-continu. Dans ce mode de fonctionnement, le contacteur reste activé pendant 8 heures au maximum. Passé cet intervalle, l'appareil doit être allumé et éteint plusieurs fois (pour nettoyer les contacts de l'oxyde de cuivre). Puis l'appareil se rallume.

Si le contacteur est placé dans une armoire, le courant nominal est réduit d'environ 10 % en raison de la détérioration des conditions de refroidissement. V

fonctionnement continu, lorsque la durée de commutation continue est supérieure à 8 heures, le courant admissible du contacteur est réduit d'environ 20 %. Dans ce mode, en raison de l'oxydation des contacts en cuivre, la résistance de contact augmente, ce qui peut entraîner une augmentation de la température au-dessus de la valeur autorisée.

Si le contacteur a un petit nombre de commutateurs ou est généralement destiné à une commutation continue, une plaque d'argent est soudée sur la surface de travail des contacts. Le revêtement en argent maintient le courant admissible du contacteur égal au courant nominal même en fonctionnement continu.

Si le contacteur, avec le mode de commutation continu, est utilisé en mode de commutation intermittent, l'utilisation de revêtements en argent devient peu pratique, car en raison de la faible résistance mécanique de l'argent, les contacts s'usent rapidement.

Selon les recommandations de l'usine, le courant de coupure admissible pour le contacteur KPV-600 est déterminé par la formule :

, où n est le nombre de démarrages par heure.

Il convient de noter que si l'arc brûle pendant une longue période avec un arrêt périodique (arrêt d'une charge inductive importante), la température des contacts peut augmenter fortement en raison de l'échauffement des contacts par l'arc. Dans ce cas, l'échauffement des contacts en fonctionnement continu peut être moindre qu'en fonctionnement intermittent. En règle générale, le système de contact a un pôle.

Il est utilisé pour inverser les moteurs asynchrones à une fréquence de démarrage élevée par heure (jusqu'à 1200) système de double contact... Dans ces contacteurs à aimants permanents KTPV-500, les contacts mobiles sont isolés du boîtier, ce qui rend l'entretien plus sûr le dispositif.

La figure montre le circuit de commutation des contacteurs pour l'inversion des moteurs asynchrones. Comparé à un circuit avec des contacteurs unipolaires, ce schéma présente un grand avantage. En cas de défauts et de panne d'un contacteur, la tension est appliquée à une seule borne du moteur. Avec les contacteurs unipolaires, la défaillance d'un contacteur entraînera une alimentation moteur biphasée à haut rendement.

Schéma de connexion des contacts principaux du contacteur KTPV-500 pour inverser un moteur asynchrone.

Les contacteurs avec un système de contact bipolaire sont très pratiques à utiliser pour les résistances de court-circuit dans le circuit du rotor d'un moteur à induction.

Dans les contacteurs de type KMV-521, un système bipolaire est également utilisé. Ces contacteurs sont conçus pour allumer et éteindre les électroaimants puissants des variateurs DC pour disjoncteurs à huile... La présence d'un système de contact bipolaire inclus dans les deux fils du réseau DC assure une coupure fiable de la charge inductive.