Контакторы промышленные Systeme Electric
Контакторы промышленные Systeme Electric: технический обзор, конструкция и применение
Контакторы Systeme Electric представляют собой линейку электромагнитных коммутационных аппаратов, предназначенных для дистанционного управления, частых пусков и остановок силовых трехфазных и однофазных цепей переменного тока в промышленных условиях. Продукция немецкого бренда, входящего в международный холдинг, характеризуется высокой надежностью, модульной конструкцией и соответствием международным стандартам, включая IEC/EN 60947-4-1, что делает ее востребованной в системах автоматизации, управления электродвигателями, компенсации реактивной мощности и осветительных установках.
Конструктивные особенности и принцип действия
Контактор Systeme Electric является электромагнитом, механически связанным с группой силовых контактов. При подаче управляющего напряжения на катушку электромагнита создается магнитный поток, приводящий в движение якорь. Якорь, преодолевая усилие возвратной пружины, замыкает силовые контакты, подключая нагрузку к сети. При снятии напряжения с катушки магнитный поток исчезает, и пружина возвращает якорь в исходное положение, размыкая главную цепь. Конструктивно аппарат состоит из следующих ключевых модулей:
- Магнитная система: Состоит из неподвижной части (сердечник с катушкой) и подвижной (якорь). Для снижения вибрации и шума на полюсах сердечника установлены короткозамкнутые витки. Система рассчитана на работу в широком диапазоне управляющих напряжений (AC/DC).
- Система контактов: Включает главные силовые контакты (нормально разомкнутые, реже нормально замкнутые), выполненные из серебросодержащих материалов для стойкости к дугообразованию и эрозии, и вспомогательные контакты (блок-контакты) для цепей управления и сигнализации.
- Дугогасительная система: Каждая полюсная группа оснащена камерой с деионной решеткой (дугогасительной решеткой) из стальных пластин. Возникающая при размыкании контактов электрическая дуга затягивается в решетку, дробится, охлаждается и гаснет, что обеспечивает высокую коммутационную износостойкость.
- Корпус: Изготовлен из термостойких, не поддерживающих горение материалов (например, полиамида), обеспечивающих высокую степень защиты (обычно IP20) и механическую прочность.
- AC-1: Активная нагрузка, cos φ ≈ 0.95. Управление нагревательными элементами.
- AC-3: Пуск двигателей с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся двигателей. Наиболее распространенная категория для управления электроприводом.
- AC-4: Тяжелый пуск, противовключение, толчковый режим, отключение неподвижных или медленно вращающихся двигателей.
- AC-5a, AC-5b: Коммутация цепей управления электромагнитными приборами (соленоиды, клапаны) и ламп накаливания.
- Присоединяемые контактные приставки (допконтакты): Могут быть механически присоединены к корпусу контактора сбоку. Выпускаются в 4-контактном исполнении (NO+NC или 4NO/4NC). Позволяют расширить количество сигнальных цепей без использования промежуточных реле.
- Пневматические выдержки времени (таймеры): Устанавливаются сверху на контактор. Обеспечивают задержку на включение или на отключение силовых контактов. Управление – механическое, от движения якоря контактора.
- Ограничители перенапряжений для катушки: Полупроводниковые модули, подключаемые параллельно катушке. Подавляют коммутационные перенапряжения, возникающие при отключении индуктивной нагрузки (самой катушки), что защищает программируемые логические контроллеры (ПЛК) и другие чувствительные устройства в цепи управления.
- Механические блокировки: Специальный механический узел, устанавливаемый на два контактора. Исключает возможность их одновременного включения, что необходимо в реверсивных схемах управления двигателем для предотвращения межфазного короткого замыкания.
- Клеммные крышки, защитные кожухи, монтажные адаптеры: Для безопасной эксплуатации и удобства монтажа на DIN-рейку или на монтажную плату.
- Определение типа нагрузки и категории применения: Для асинхронного двигателя – AC-3 или AC-4. Для активной нагрузки (ТЭНы) – AC-1. Для компенсационных установок (контактор для ступени конденсатора) – AC-6b.
- Расчет номинального тока: Для двигателя берется значение тока, указанное на его шильдике. Альтернативно, расчет по мощности: Iн = P / (√3 U cos φ
- η). Для категории AC-3 номинальный ток контактора Ie должен быть равен или превышать расчетный ток двигателя. Для категории AC-4 требуется запас, так как коммутационные токи выше.
- Проверка по напряжению: Номинальное напряжение изоляции контактора Ui и рабочее напряжение Ue должны быть не ниже напряжения сети.
- Выбор катушки управления: Напряжение катушки должно соответствовать напряжению цепи управления. Следует учитывать мощность, потребляемую катушкой, при проектировании блока питания.
- Проверка на возможность коммутации пусковых токов: Для двигателей пусковой ток может в 5-10 раз превышать номинальный. Контактор должен выдерживать такие токи в течение времени пуска.
- Учет климатических и механических условий: При работе в условиях повышенной влажности, запыленности или вибрации могут потребоваться дополнительные меры защиты.
- Визуальный осмотр на наличие сколов, оплавлений, признаков перегрева (изменение цвета пластика или металла).
- Очистку от пыли и загрязнений сжатым воздухом.
- Проверку механической части: свободное движение якоря, отсутствие заеданий, состояние возвратной пружины.
- Контроль состояния контактов (при наличии возможности). Сильный износ, подгорание или эрозия контактов, уменьшающая их толщину более чем на 50%, являются показанием к замене контактной группы или всего аппарата.
- Проверку электрических соединений на предмет ослабления затяжки.
- Измерение сопротивления изоляции между силовыми выводами и землей, а также между разомкнутыми контактами.
Классификация и основные технические параметры
Линейка контакторов Systeme Electric классифицируется по нескольким ключевым параметрам, определяющим область их применения.
1. По номинальному току (Ie)
Серийный ряд охватывает стандартные токовые рамки от 9 до 800 А, что позволяет подобрать аппарат для управления нагрузкой любой мощности в низковольтных сетях до 1000 В.
| Серия / Типоразмер | Номинальный рабочий ток Ie (А) при AC-3, 400В | Мощность двигателя (кВт) при 400В, 50/60Гц |
|---|---|---|
| LC1D09…LC1D38 | 9, 12, 18, 25, 32, 38 | 4…18.5 |
| LC1D40…LC1D95 | 40, 50, 65, 80, 95 | 22…55 |
| LC1D115…LC1D265 | 115, 150, 170, 205, 245, 265 | 63…160 |
| LC1D330…LC1D800 | 330, 400, 500, 630, 800 | 200…500 |
2. По категории применения (Utilization Category)
Категория определяет условия коммутации, для которых предназначен контактор. Основные категории для контакторов Systeme Electric:
Износостойкость (электрическая и механическая) указывается отдельно для каждой категории. Например, контактор LC1D25 может иметь износостойкость 1.7 млн. циклов для AC-3 и 200 тыс. циклов для AC-4.
3. По типу управляющей катушки
Катушки выпускаются на широкий спектр напряжений переменного (24…690 В, 50/60 Гц) и постоянного (24…600 В) тока. Конструктивно часто предусматривают возможность быстрой замены катушки без использования инструментов. Важным параметром является пусковая мощность катушки и мощность удержания, что критично для проектирования источников питания цепей управления.
Модульная система и дополнительные устройства
Сильной стороной контакторов Systeme Electric является развитая система аксессуаров, позволяющая адаптировать базовый аппарат под конкретные задачи.
Выбор и расчет контактора для конкретного применения
Корректный выбор контактора является критическим для надежности системы. Алгоритм выбора включает следующие шаги:
Схемы подключения и особенности монтажа
Типовая схема управления контактором для пуска двигателя включает силовую часть (автоматический выключатель, контактор, тепловое реле или электронный защитный блок, двигатель) и цепь управления (кнопки «Пуск»/»Стоп», катушка контактора, вспомогательные контакты для самоудержания). Для реверсивного пуска используются два контактора с механической и электрической блокировкой.
Монтаж должен производиться на вертикальную, виброустойчивую поверхность или DIN-рейку с соблюдением зазоров для вентиляции. Затяжка силовых и управляющих клемм должна выполняться с моментом, указанным в технической документации. Несоблюдение момента затяжки может привести к перегреву и выходу аппарата из строя. Необходимо обеспечить свободный ход подвижных частей.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание контакторов Systeme Electric включает:
Работы должны проводиться при полностью снятом напряжении с силовых цепей и цепей управления.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем контактор Systeme Electric отличается от пускателя?
В профессиональной среде термины часто используются как синонимы. Строго говоря, магнитный пускатель – это комплектное устройство, состоящее из контактора и теплового реле перегрузки, собранных в едином корпусе. Контактор – это самостоятельный аппарат. Systeme Electric предлагает как отдельные контакторы, так и комплектные пускатели в сборе с тепловыми реле.
Можно ли использовать контактор AC-3 для коммутации емкостной нагрузки (конденсаторов)?
Нет, для коммутации ступеней конденсаторных установок (КРМ) необходимо использовать контакторы категории AC-6b. Они специально сконструированы для подавления бросков тока, возникающих при подключении конденсатора к сети, и имеют повышенную коммутационную износостойкость в таких условиях. Применение контактора AC-3 приведет к его быстрому выходу из строя.
Что делать, если катушка контактора постоянно гудит и перегревается?
Сильное гудение и нагрев катушки указывают на проблемы в магнитной системе: нарушение целостности короткозамкнутого витка, загрязнение или повреждение рабочих поверхностей сердечника и якоря, неполное прилегание якоря из-за механических препятствий или перекоса, либо подача пониженного напряжения на катушку. Аппарат подлежит разборке, очистке и проверке или замене.
Как правильно подобрать тепловое реле к контактору Systeme Electric?
Производитель предлагает совместимые тепловые реле (например, серии LR9, LR2). При подборе необходимо, чтобы номинальный ток теплового реле находился в диапазоне регулировки, соответствующем номинальному току защищаемого двигателя. Сам тепловой расцепитель должен быть того же или ближайшего большего типоразмера, что и контактор. Механическое присоединение обеспечивается стандартными креплениями.
Каков средний срок службы контактора?
Срок службы определяется в основном количеством рабочих циклов (коммутационной износостойкостью) и условиями эксплуатации. Механическая износостойкость контакторов Systeme Electric составляет десятки миллионов циклов, электрическая – от сотен тысяч до миллионов в зависимости от категории. При среднем использовании (несколько десятков включений в день) срок службы может превышать 10-15 лет. Критическим параметром является износ контактов.
Допустимо ли устанавливать контакторы в один шкаф с частотными преобразователями?
Да, допустимо, но с учетом электромагнитной совместимости (ЭМС). Коммутация силовых цепей контактором создает помехи. Рекомендуется разделять силовые и управляющие цепи, использовать экранированные кабели для сигналов, а также устанавливать ограничители перенапряжений на катушки контакторов, управляемых от выходов ПЛК или частотника. Также необходимо обеспечить адекватное охлаждение обоих устройств.