3. Индивидуальные контакторы
- Электропневматические контакторы типа ПК- Основным типом электропневматического контактора электровозов постоянного тока с двигателями типов ДПЭ-400 и ДПЭ-340 являются контакторы типов ПК-301 А, ПК-301 В и ПК-301Ж, незначительно отличающиеся между собой по конструкции.
- Электромагнитные контакторы цепей управления. Для замыкания цепи обмотки возбуждения генератора и шунтовой обмотки двигателя мотор-генератора на электровозах, имеющих рекуперативное торможение, служат электромагнитные контакторы, называемые иногда реле поля возбуждения. На электровозах серии ВЛ22"установлены контакторы типа КПМ-220 (фиг. 286) и на электровозах серии ВЛ22 — типа МК-604Б (фиг. 287). Эти контакторы состоят из электромагнитной системы с катушкой /, неподвижного 2 и подвижного 3 контактов и дугогасительного устройства, смонтированных на изоляционной панели 5. Подвижный контакт 3 укреплён на держателе 4, связанном с якорем 6. Дугогасительное устройство состоит из катушки 10, полюсов 9 и дугогасительной камеры 11. Пружина 8 служит для выключения контактов; пружина 7 обеспечивает притирание контактов. При возбуждении катушки / контакты 2 и 3 замыкаются и включают цепь обмоток возбуждения мотор-генератора. Разрыв контактов контактора типа МК-604Б 14,5—17 мм, притирание контактов 5—6,5 мм, начальное нажатие 0,7—1,1 кг, конечное нажатие 1,6—2,3 кг.
- Контактор пусковой панели. Чтобы ограничить величину тока в момент пуска двигателей вентиляторов, компрессоров, динамотора и двигателя мотор-генератора, на электровозах последовательно с этими машинами включены демпферные, или добавочные, пусковые сопротивления.
Общие сведения о контакторах. Контактор является одним из наиболее широко применяемых аппаратов в электровозах и служит для включения и выключения как высоковольтных цепей, так и низковольтных цепей, имеющих либо большие токи, либо большую самоиндукцию цепи.
По системе привода контакторы разделяются на три основных типа:
1) контакторы с механическим кулачковым приводом;
2) контакторы с электромагнитным приводом, или электромагнитные контакторы;
3) контакторы с электропневматическим приводом, или электропневматические контакторы.
Кулачковый привод применяется в качестве группового привода для определённой серии контакторов.
Последние два типа контакторов имеют индивидуальный, не зависящий от других контакторов, привод.
На электровозах постоянного тока включение тяговых двигателей под напряжение, замыкание накоротко секций пусковых сопротивлений, ослабление поля тяговых двигателей, включение стабилизирующих сопротивлений или заземление пусковых реостатов при переходе на тормозной режим осуществляется при помощи электропневматических контакторов.
Электропневматический контактор представляет собой выключатель, сконструированный таким образом, что позволяет разрывать значительные токи при высоком напряжении. Разрыв тока осуществляется при помощи быстрого раздвижения контактов 1 и 2 (фиг. 269), причём образовавшаяся при этом дуга выдувается специальным дугогасительным устройством с катушкой 3, находящимся на контакторе. Раздвижение контактов происходит под действием сильной пружины 5.
Включение контактора, т. е. сближение контактов, производится при помощи сжатого воздуха, воздействующего на поршень 4, связанный с подвижным контактом 2 через изолятор 6.
Применение электропневматических контакторов в силовой схеме тяговых двигателей объясняется тем, что при значительных токах (250—350 а) более надёжно и экономично достигаются большие нажатия контактов при пневматическом приводе, чем при других системах (например при электромагнитном приводе).
Большие нажатия контактов необходимы для того, чтобы уменьшить величину сопротивления в месте соприкасания контактных поверхностей и тем самым уменьшить нагревание контактов.
В большинстве случаев выключение тока связано с дугообразованием. Возникновение дуги вызвано тем, что в момент, предшествующий раздвижению контактов, поверхность соприкасания контактов и нажатие их друг на друга настолько уменьшаются и, следовательно, сопротивление контакта в переходном слое настолько возрастает, что при разрыве тока в этом месте поверхность контактов сильно нагревается; вследствие наличия горячего катода появляется поток электронов, ионизирующий окружающий воздух, и в результате ток не разрывается, а поддерживается через ионизированную среду, которая по линии прохождения тока нагревается до высокой температуры, что способствует дальнейшей ионизации среды.
Дуга обладает определённым сопротивлением, зависящим от её длины, сечения, условий охлаждения и среды, и может существовать между электродами до тех пор, пока напряжение между ними не станет меньше напряжения, необходимого для поддержания дуги.
Средняя температура в области дуги составляет около 5000°, причём середина столба дуги, так называемый ствол дуги, имеет температуру около 10000°, а к периферии дуги температура уменьшается до 2000—3000°.
Применение больших скоростей размыкания цепи с большой индуктивностью может быть особенно опасным в отношении перенапряжений; поэтому в идеальном случае большая скорость при гашении дуги необходима только для доведения дуги до её критической длины, а далее желательно уменьшать скорость выключения (критической длиной дуги на -зывается такая длина дуги, которая без дальнейшего раздвижения контактов должна погаснуть сама по себе).
Чрезмерное перенапряжение при гашении дуги может быть причиной пробоя изоляции аппаратов и машин электрической цепи, а также иногда вторичного зажигания дуги.
Раздвижение контактов до расстояния, соответствующего критической длине дуги, потребовало бы больших габаритов аппаратов; поэтому увеличение длины дуги создаётся обычно при помощи специальных дугогаситель-ных устройств.
В качестве дугогасительных устройств для контакторов применяются, специальные камеры из огнеупорных материалов, в которых дуга гасится преимущественно при помощи магнитного дутья. Эти камеры служат одновременно и для ограждения от переброса дуги на окружающие предметы и на заземлённые части электровоза.
Принцип гашения дуги при помощи магнитного дутья основан на физическом законе о взаимодействии между током и магнитным потоком.
Дугу можно рассматривать как проводник, который свободно перемещается в магнитном поле; магнитное поле создаётся специальными дутогасительными катушками.Направление движения свободного проводника в магнитном поле определяется по правилу левой руки; следовательно, выбором соответствующего направления магнитного потока в дуговом промежутке можно заставить дугу выдуваться в желаемом направлении.
На фиг. 271 показано электромагнитное дугогасительное устройство контактора, состоящее из рогов 1 я 2, дугогасительной катушки 3, надетой на
железный сердечник 4, и дугогасительной камеры 5. Камера выполняется обычно в виде плоской коробки из асбестоцементных листов; в боковые стенки её между листами закладываются железные листовые полюсные наконечники 6, которые
при надевании камеры замыкаются сердечником 4. Жирными линиями показаны последовательные фазы движения дуги.
Дугогасительная катушка намотана так, что ток по ней протекает по часовой стрелке; поэтому магнитный поток между полюсами будет направлен из-за плоскости фигуры. Создаваемое вокруг линии тока в дуге дополнительное магнитное поле тока будет взаимодействовать с полем дугогасительной катушки в сторону удлинения и выдувания дуги из камеры (положения дуги /, //, ///, IV).
При перемене направления тока, проходящего через контактор, меняется одновременно и направление магнитного.поля гашения и поля дуги; поэтому направление силы, действующей на дугу, не меняется.
Дугогасительные рога у контактора имеют следующее значение:
1) защитить от обгорания рабочие контакты;
2) удалить возникающее при горении дуги катодное пятно с рабочих контактов, а также, заставив его быстро перемещаться по холодной поверхности рога, тем самым охладить пятно и способствовать уменьшению катодной эмиссии и ионизации воздуха.
Кроме того, рога оказывают на дугу дополнительное электродинамическое действие, которое при правильной конструкции может быть ^га также использовано для удлинения дуги.
Для лучшего гашения дуги дугогасительные камеры выполняются с продольными или поперечными перегородками. Первые из них (фиг. 272,/) рассчитаны на то, чтобы фиг расщепить дугу на несколько параллельных пучков, которые вследствие
соприкасания с холодными перегородками будут охлаждаться и деионизиро-ваться. Поперечные перегородки предназначаются для увеличения длины дуги при данных размерах камеры (фиг. 272,//).
Мощность выключающих аппаратов, в том числе и контакторов, определяется по их номинальному напряжению и по длительному току, на который рассчитаны токопроводящие детали. Максимальный ток, на который должен •быть рассчитан аппарат, значительно выше номинального длительного тока (от 3 до 15 раз в зависимости от назначения аппарата).
Оглавление Дальше:
6. Тормозной переключатель
Вверх:
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА