13.4. КОНТАКТОРЫ

Простейшие коммутирующие аппараты — выключатели и рубильники — обладают одним общим недостатком. Для того чтобы включить или выключить электрическую цепь, нужно подойти к рубильнику и повернуть его ручку. На расстоянии сделать это невозможно. Говорят, что эти аппараты не позволяют управлять различными устройствами дистанционно.

Попробуем теперь сконструировать такой рубильник, при помощи которого можно включать и выключать мощный электрический двигатель на расстоянии, например из другой комнаты.

Для этого закрепим рубильник на стойке так, как показано на рис. 13.8. Рядом на такой же стойке установим электромагнит, и якорь электромагнита металлическим стержнем соединим с рукояткой рубильника. Посмотрим, что теперь получится. Если в обмотке электромагнита возникнет ток. якорь притянется к сердечнику, стержень переместится вниз и повернет нож рубильника.

Цепь тока окажется замкнутой, двигатель включится. Для того чтобы отключить двигатель, достаточно разорвать цепь электромагнита. Тогда пружина, надетая на стержень, вернет нож рубильника в исходное положение и его контакты разомкнутся.

На первый взгляд кажется, что мы только усложнили систему управления двигателем. Вместо того чтобы просто поставить рубильник в нужное нам место и управлять двигателем, мы перенесли выключатель, который управляет обмоткой электромагнита, в другую комнату, а рубильник оставили на прежнем месте.

Рис. 13.8. Простейший контактор можно получить, если к рубильнику пристроить электромагнит

Здесь нужно учесть, что ток в обмотке электромагнита h значительно меньше тока h, потребляемого двигателем из сети. Поэтому прсводку к выключателю мы сделаем тонким проводом. Это гораздо удобнее и выгоднее. Однако наша система получала еще дополнительные ценные свойства, которых нет ни у рубильника, ни у выключателя. О них мы расскажем в следующей главе.

Аппарат, в котором мощные электрические контакты замыкаются электромагнитом, а не вручную, называют контактором.

Конечно, промышленные контакторы делают не так, как мы изобразили на рис. 13.8. Они более компактны и имеют много дополнительных элементов.

Схема контактора постоянного тока изображена на рис. 13.9. Здесь мы видим те же основные элементы: электромагнит и контактную систему. Один контакт расположен на основании контактора — это неподвижный контакт; другой, подвижный — на якоре электромагнита. Подвижный контакт установлен свободно. Он просто прижат Слабой пружинкой к поверхности якоря. Это позволяет контактам самоустанавливаться, надежно замыкать электрическую цепь. Ток к неподвижному контакту подводится мягкой медной лентой.

Для возвращения якоря в исходное положение служит специальная пружина, изображенная в нижней части чертежа.

Сверху над контактами расположена специальная камера для гашения электрической дуги, которая возникает при размыкании контактов. Более подробно эта камера изображена на рис. 13.10.

Для того чтобы быстро погасить электрическую дугу, применяют «магнитное дутье».

Рис. 13.9. Контактор постоянного тока: 1 — неподвижный контакт; 2 — камера для гашения электрической дуги; 3 — подвижный контакт; 4 — пружина, которая сжимает контакты после их соприкосновения; 5 — якорь электромагнита; 6 — пружина возвращающая якорь в исходное положение; 7 и 8 - сердечник и обмотка электромагнита

Рис. 13.10. Дугогасительная камера контактора

Последовательно с контактами включена катушка 4 с сердечником 3, соединенным с двумя стальными пластинками 2, их называют щечками. Если по контактам проходит ток, то создается магнитное поле, направление которого обозначено стрелками на рис. 13.10. Когда контакты разъединяются, между ними возникает дуга, но мы уже говорили, что дуга не размыкает цепь тока. В этом случае ток электрической дуги взаимодействует с магнитным полем (оно создано этим же током) и возникает сила F, которая вытягивает дугу вверх. В верхней части камеры 1 сужаются, образуется узкая щель. Дуга соприкасается со стенками, охлаждается и гаснет.

Создается впечатление, что как-будто кто-то подул на дугу. Отсюда и название этого метода.

Существуют и другие методы гашения электрической дуги, которые применяют в мощньщ контактах.

Часто в контакторах устанавливают не один, а несколько контактов (два или три). Это позволяет коммутировать сразу два провода в цепи постоянного тока или три провода в трехфазной цепи переменного тока.

Контакты, служащие для включения и выключения мощных потребителей, называют силовыми. Кроме силовых контактов существуют еще маломощные вспомогательные контакты. Они тоже связаны с движением якоря электромагнита.

В кнопках (см. рис. 13.1) мы встретили контакты двух типов. Одни замыкаются при нажатии на кнопку, а другие размыкаются. В контакторах также устанавливают два типа вспомогательных контактов. При срабатывании электромагнита одни контакты замыкаются (их так и называют «замыкающие»), другие размыкаются. Легко сообразить, что их следует назвать «размыкающими».

Вспомогательные контакты играют очень важную роль в устройствах электроавтоматики.