Контакторы 18А

Контакторы на 18 А: устройство, классификация, применение и выбор

Контактор на 18 ампер представляет собой электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и отключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы. Номинальный ток 18 А является одним из наиболее востребованных в низковольтных распределительных сетях, системах управления электроприводом и автоматики, что обусловлено балансом между коммутационной способностью, компактностью и стоимостью. Данные аппараты используются для управления трехфазными асинхронными двигателями мощностью до 7.5-11 кВт (при напряжении 380 В), системами освещения, нагревательными элементами, компрессорами и другим оборудованием.

Устройство и принцип действия

Конструктивно контактор на 18А состоит из следующих основных узлов:

• Магнитная система: Состоит из неподвижной части (сердечник с катушкой) и подвижного якоря. Катушка управления рассчитана на стандартные напряжения переменного (AC) или постоянного (DC) тока: 12В, 24В, 110В, 230В, 400В. При подаче напряжения на катушку создается магнитный поток, притягивающий якорь к сердечнику.
• Контактная система: Включает в себя силовые и вспомогательные контакты. Силовые контакты рассчитаны на коммутацию номинального тока 18А и выполняются, как правило, из серебросодержащих материалов (AgSnO2, AgNi) для обеспечения высокой износостойкости и низкого переходного сопротивления. В стандартном трехполюсном исполнении имеется три замыкающих силовых контакта. Вспомогательные контакты (нормально разомкнутые NO и нормально замкнутые NC) используются в цепях управления, сигнализации и блокировок.
• Дугогасительная система: Обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании контактов. В контакторах на 18А применяются mainly камеры с деионными решетками (для переменного тока), которые дробят дугу на ряд коротких дуг, способствующих ее быстрому гашению при переходе тока через ноль.
• Возвратный механизм: Возвращает подвижные части в исходное положение при снятии напряжения с катушки. Обычно представляет собой пружину.
• Корпус: Изготавливается из дугостойких, не поддерживающих горение материалов (термопласты, термореактивные пластмассы), обеспечивает защиту от прикосновения к токоведущим частям и от случайного попадания посторонних предметов.

Принцип работы основан на преобразовании электрической энергии катушки в электромагнитную силу, которая, преодолевая усилие возвратной пружины, замыкает силовые и вспомогательные контакты. При обесточивании катушки пружина обеспечивает размыкание контактов.

Классификация и технические характеристики

Контакторы на 18А различаются по ряду ключевых параметров, которые определяют область их применения.

Основные технические параметры

При выборе контактора необходимо анализировать следующие характеристики:

• Номинальное рабочее напряжение (Ue): Напряжение силовой цепи, при котором контактор рассчитан на длительную работу. Обычно: 230В, 400В, 690В для AC; 24В, 110В, 220В для DC.
• Номинальный рабочий ток (Ie): 18А при заданном напряжении, категории использования и температуре окружающей среды.
• Категория применения (по ГОСТ, МЭК 60947-4-1): Определяет нагрузочную способность.
  • AC-1: Активная или слабоиндуктивная нагрузка (нагреватели).
  • AC-3: Пуск двигателей с короткозамкнутым ротором и отключение вращающихся двигателей.
  • AC-4: Пуск, торможение противовключением, толчковый режим двигателей.
  • AC-5a: Коммутация цепей управления электромагнитами.
  • AC-6a: Коммутация ламп накаливания.
  • DC-1, DC-3, DC-5: Для цепей постоянного тока.
• Механическая и коммутационная износостойкость: Количество циклов включения-выключения. Для контакторов 18А механическая износостойкость составляет обычно 10-30 млн. циклов, электрическая (при номинальном токе) – от 0.5 до 3 млн. циклов в зависимости от категории.
• Напряжение и частота катушки управления: Стандартный ряд напряжений питания катушки. Важна возможность переключения или замены катушки.
• Количество и тип вспомогательных контактов: Как правило, в базовом исполнении присутствует 1NO+1NC, с возможностью установки дополнительных модулей-приставок (контактных, временных).
• Степень защиты (IP): Обычно IP00 (для монтажа в щитах) или IP20 (для открытого монтажа с защитой от касания пальцами).
• Климатическое исполнение и рабочая температура: Стандартный диапазон от -25°C до +55°C.

Сравнительная таблица характеристик контакторов 18А для разных категорий применения

Параметр / Категория	AC-1 (Нагреватели)	AC-3 (Асинхронные двигатели)	AC-4 (Тяжелый пуск двигателей)
Номинальный ток (Ie) при 400В	18 А	18 А	18 А
Мощность двигателя (P) при 400В, 3~	Не применимо	~7.5 — 11 кВт	~4 — 7.5 кВт
Пусковой ток (пиковый)	Не более Ie	До 7-8 x Ie (≈125-150А)	До 10-12 x Ie (≈180-220А)
Типовая электрическая износостойкость	1.5 — 3 млн. циклов	1 — 2 млн. циклов	0.2 — 0.5 млн. циклов

Схемы подключения и дополнительные устройства

Контактор редко работает самостоятельно. Его интеграция в систему требует правильного подключения и использования дополнительных аппаратов.

Типовая схема управления (прямой пуск двигателя)

Силовая часть: Трехфазное питание (L1, L2, L3) подается через автоматический выключатель (QF) и главные контакты контактора (KM1) на клеммы электродвигателя (M).

Цепь управления: Питание катушки контактора (KM1) осуществляется через цепь, включающую в себя: кнопку «СТОП» (нормально замкнутую, SBC), кнопку «ПУСК» (нормально разомкнутую, SBO), а также нормально разомкнутый блок-контакт контактора (KM1.1), выполняющий функцию самоподхвата (шунтирование кнопки «ПУСК» после включения). Защита катушки от перенапряжений обеспечивается варистором или RC-цепью, часто встроенными в современные модели.

Дополнительные устройства и аксессуары

• Тепловые реле перегрузки (PTO): Обеспечивают защиту двигателя от перегрузки и асимметрии фаз. Для контактора 18А подбирается реле с регулируемым диапазоном тока срабатывания, включающим значение 18А (например, диапазон 15-20А). Устанавливаются непосредственно на контактор, образуя магнитный пускатель.
• Приставки выдержки времени (реле времени): Могут быть механическими или электронными, обеспечивают задержку на включение или отключение.
• Механические блок-контакты (допконтакты): Увеличивают количество нормально разомкнутых или замкнутых вспомогательных контактов.
• Ограничители перенапряжений: Для защиты полупроводниковых элементов в цепях управления.
• Крепежные аксессуары: Монтажные пластины (DIN-рейка 35мм), клеммные крышки.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор контактора на 18А должен основываться на детальном анализе условий эксплуатации.

1. Определение типа нагрузки и категории применения: Ключевой этап. Для двигателя мощностью 7.5 кВт при прямом пуске выбирается контактор категории AC-3, Ie=18А. Для частых реверсов или торможений противовключением – категория AC-4, либо выбор аппарата на ступень выше по току (например, 25А).
2. Напряжение силовой цепи и катушки управления: Должны соответствовать проектным значениям. Учитывать возможные колебания напряжения в сети (±10%).
3. Частота коммутаций: При высокой частоте (более 100-300 циклов/час) необходимо выбирать контакторы с повышенной коммутационной износостойкостью и, возможно, с дугогасительными камерами постоянного тока для AC.
4. Условия окружающей среды: При наличии пыли, агрессивных паров или высокой влажности требуется выбор контактора в соответствующем корпусе (IP54, IP65) или установка в защищенный шкаф. Высокая температура окружающей среды (выше +40°C) требует применения с понижающим коэффициентом.
5. Требования к диагностике и мониторингу: Наличие дополнительных контактов для сигнализации состояния, возможность установки модуля состояния контактов.

Особенности монтажа: Монтаж производится на ровную, жесткую, невибрирующую поверхность (чаще на DIN-рейку). Необходимо обеспечить естественную конвекцию для охлаждения. При подклюечнии проводов к силовым клеммам необходимо обеспечить надежный контакт, используя кабельные наконечники соответствующего сечения (для 18А – обычно 2.5-4 мм²). Следует избегать изгибающих усилий на клеммы. Обязательно соблюдать моменты затяжки, указанные производителем.

Обзор основных производителей и серий

На рынке представлены контакторы 18А как от мировых лидеров, так и от отечественных производителей.

• ABB: Серия A. Контакторы A16, A26, A30. Модульная конструкция, широкий выбор аксессуаров, высокая износостойкость.
• Schneider Electric: Серия TeSys. Модели LC1D18, LC1K18. Классический дизайн, совместимость с тепловыми реле LR2-D13, LR2-K18.
• Siemens: Серия 3RT. Контакторы 3RT2015, 3RT2016. Компактные размеры, возможность подключения большого количества дополнительных устройств.
• IEK: Серия КМИ. Модель КМИ-18. Хорошее соотношение цена/качество, широко распространены в проектах бюджетного сегмента.
• Eaton (Moeller): Серия DIL. Модели DILM18. Надежная конструкция, встроенные дополнительные контакты в базовой комплектации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается контактор на 18А от магнитного пускателя?

Контактор является базовым аппаратом для коммутации силовой цепи. Магнитный пускатель – это комплектное устройство, состоящее из контактора и теплового реле перегрузки, собранных на общей основе (или в общем корпусе) и предназначенное specifically для управления и защиты электродвигателей. Таким образом, контактор 18А может быть частью магнитного пускателя.

Можно ли использовать контактор AC-3 для коммутации постоянного тока?

Нет, без пересчета и модификации это недопустимо. Гашение дуги постоянного тока значительно сложнее, так как нет естественного перехода тока через ноль. Контакторы для постоянного тока имеют специальные дугогасительные камеры с сильными магнитными дутьем. Использование AC-контактора на постоянном токе приведет к быстрому разрушению контактов и камеры.

Как правильно подобрать тепловое реле к контактору 18А для защиты двигателя?

Необходимо соблюдать два условия: номинальный ток теплового реле должен соответствовать номинальному току контактора (18А), а его регулируемый диапазон уставок должен включать рабочий ток двигателя. Например, для двигателя с током 16А подойдет реле с диапазоном 14-18А или 13-18А. Также важна совместимость по типоразмеру и производителю для обеспечения надежного механического и электрического соединения.

Почему контактор гудит после включения?

Незначительный гул (50/60 Гц) является нормальным для контакторов переменного тока из-за пульсации магнитного потока в сердечнике. Однако чрезмерно сильный гул свидетельствует о неисправностях: ослабление крепления сердечника, загрязнение или повреждение рабочих поверхностей магнитопровода, недопустимо низкое напряжение на катушке (менее 85% от номинального), перекос подвижной части, отсутствие короткозамкнутого витка на сердечнике (если он предусмотрен конструкцией).

Что такое реверсивная схема и как ее собрать на контакторах 18А?

Реверсивная схема предназначена для изменения направления вращения трехфазного двигателя путем переключения двух фаз местами. Она собирается на двух одинаковых контакторах (KM1, KM2) на 18А. В силовой цепи главные контакты контакторов соединены так, что при включении KM1 и KM2 фазы L1 и L3 меняются местами на двигателе. Обязательным условием является механическая и электрическая блокировка, предотвращающая одновременное включение обоих контакторов, что приведет к междуфазному короткому замыканию. Механическая блокировка осуществляется специальной рычажной приставкой, электрическая – использованием нормально замкнутых блок-контактов каждого контактора в цепи управления катушки другого.

Как проверить исправность контактора 18А?

Проверка выполняется в отключенном от сети состоянии:

1. Визуальный осмотр на отсутствие оплавлений, трещин, следов перегрева.
2. Проверка сопротивления изоляции мегомметром (500В) между силовыми контактами, между контактами и корпусом. Должно быть не менее 1 МОм.
3. Проверка целостности катушки омметром. Сопротивление зависит от напряжения (сотни Ом – единицы кОм). Обрыв или короткое замыкание – признаки неисправности.
4. Механическая проверка: вручную (имитатором) переместить якорь. Ход должен быть плавным, без заеданий, контакты замыкаться и размыкаться четко.
5. Проверка контактного сопротивления силовых контактов в замкнутом состоянии микроомметром. Оно не должно превышать значений, указанных в паспорте (обычно доли миллиома).