Электромагнитные контакторы
Электромагнитные контакторы применяются для включения цепей вспомогательных машин и печей обогрева кабины. Они имеют электро- магнитный привод, что даёт возможность включить их даже при отсутствии сжатого воздуха на электровозе. Поскольку ток вспомогательных машин невелик и не создаёт нагрева контактов даже при небольшом взаимном их давлении, электромагнитный привод вполне удовлетворяет условия работы.
Основным электромагнитным контактором на электровозе является контактор типа МК-310 Б и МК-15-01.
Они работают на номинальное напряжение силовой цепи 3000 В, при длительном токе МК-310 = 25 А, а МК-15-01 = 1,4 А, включение катушки контактора производится при напряжении в цепях управлений + 50 В.
Имеют разрыв силовых контактов 30-34 мм, провал 7 мм, нажатие: начальное 0,8- 1,3 кг, а конечное 1,8-2,7 кг.
Электромагнитный контактор МК-310-Б состоит из кронштейна, укреплённого на изоляционной стойке; неподвижного контакта с дугогасительной катушкой; подвижного контакта с притирающим механизмом; кронштейна, укреплённого на изоляционном рычаге, соединённом с якорем привода; дугогасительной камеры с полюсами; электромагнитного привода; вспомогательной изоляционной стойки, на которой укрепляется отключающая пружина.
Катушка приводного электромагнита получает питание от напряжения +50 вольт. При этом электромагнит притягивает якорь и замыкает контакты, сжимая притирающую и отключающую пружины. На якоре укреплена шайба из немагнитного материала, которая предотвращает прилипание его к сердечнику электромагнита. Якорь имеет противовес, который препятствует самопроизвольному включению контактора при сотрясениях электровоза. В этом случае толчок вверх испытывает масса якоря по обе стороны от шарнира, силы уравновешиваются и потому поворота якоря вокруг шарнира не происходит.
Выводные зажимы силовой цепи укреплены с одной стороны на изоляционной стойке неподвижного контакта, а с другой стороны – на вспомогательной изоляционной стойке.
Для выключения контактора прекращается возбуждение катушки приводного электромагнита. При этом под воздействием отключающей пружины якорь отойдёт от сердечника электромагнита и разомкнёт контакты. Притирающая пружина вызовет первоначальное перекатывание поверхностей контактов относительно друг друга. Поэтому дуга возникнет между вспомогательными, а не основными поверхностями контактов. Под воздействием магнитного потока дугогасительного электромагнита дуга будет выброшена вверх в дугогасительную камеру, там растянется и погаснет.
Дугогасительные катушки электромагнитных контакторов обычно имеют большое число витков и выполняются из тонкого провода. Такая конструкция необходима для создания достаточного магнитного потока, способного растянуть дугу. Поскольку ток вспомогательных машин обычно не велик, то для получения необходимого числа ампер-витков нужно увеличивать число витков катушки. Количество витков зависит от той цепи в которую включается контактор, а устройство дугогасительной катушки определяет использование и допустимый ток контактора. Так для контактора мотор-компрессор необходимо иметь в дугогасительной катушке 252 витка рассчитанных на допустимый ток силой 7 А.; мотор-вентилятор -76 витка при токе 25 А.; двигатель возбудитель преобразователя –40 витков при токе 50 А.
Контакторы для включения мотор-вентилятор имеются блокировки цепи управления, а контактора – мотор-компрессор их нет.
Электромагнитный контактор МК-15-01 рассчитан на меньшие токи, чем МК-310, и конструктивно отличается от него контактной системой, обеспечивающей двукратный разрыв цепи тока, и отсутствием дугогасительного устройства. Для предотвращения перебросов дуги при разрыве тока контакты защищены асбоцементными перегородками.
Принцип действия аналогичен контактору МК-310.
Электромагнитный контактор ТКМП-111 применяется для переключении питания цепей управления на панели управления ПУ-037, т.е. для питания от аккумуляторной батареи цепей при выключенном ГУ, в этом случае группы АБ включены последовательно, а при подключении на зарядку АБ при работающем ГУ, группы АБ подключить на параллельное соединение.
Эти три контактора типа ТКПМ – 111 расположены в ВВК рядом с панелью управления, они рассчитаны на токи 80 и 25 А, нажатие главных контактов 700 грамм, разрыв контактов – 8 мм.
На изоляционной панели смонтирован неподвижный контакт с дугогасительной системой, состоящей из дугогасительной катушке, полюсов и дугогасительной камеры. Подвижной контакт связан с изоляционной колодкой, укреплённой на якоре магнитопровода, в которое входит также ярмо, сердечник и планка. На сердечнике находится включающая катушка. При её возбуждении якорь притягивается к сердечнику и контакты замыкаются либо размыкаются. При этом сжимается выключающая пружина, установленная между скобой, укреплённой на магнитопроводе, и изогнутой пластиной, соединённой с якорем. Второй конец пластины связан с блокировочными контактами. Контакты размыкаются либо замыкаются под действием пружины, когда выключается питание катушки, образованная дуга выдувается и гасится дугогасительной камере
Пусковые панели.
Пусковые панели устанавливаются в цепи двигателей вспомогательных машин значительной мощности. Они служат для ограничения пускового тока двигателя, обеспечивая автоматическое выведение сопротивлений из цепи после достижения двигателем определённой скорости.
Пусковые панели состоят из проволочного сопротивления и автоматически действующего электромагнитного контактора МКП-23, который в процессе пуска машины замыкает сопротивления накоротко.
Условия работы контактора МКП-23 определяется характером изменения тока при пуске машины. Первоначально при включении двигателя ток нарастает до величины, ограниченной пусковым током. При нарастании скорости вращения якоря двигателя увеличение противо- э.д.с. будет уменьшать ток. При снижении тока до определённой величины должен включится автоматически контактор, выводящий ограничительные сопротивления из цепи. Это вызовет вновь возрастание тока потому, напряжение на коллекторе двигателя станет больше. Скорость двигателя станет возрастать, будет увеличиваться значения противо -э.д.с. и ток снова станет постепенно уменьшаться.
Электромагнитный контактор типа МКП-23 установлен в обеих высоковольтных камерах кузовов, по два контактора в каждой камере: один красного цвета для цепи вентиляторов, а другой тёмного цвета для цепи преобразователей. Контактор рассчитан на номинальное напряжение 3000 В. Разрыв контактов 10-14 мм. Нажатие контактов 1-1,8 кг.
При подключении этих контакторов в цепь вентиляторов необходимо, чтобы катушка (красная) включающая (первая наружная) была бы удерживающей, а катушка удерживающая (внутренняя) включающей.
При подключении двигателя преобразователя , чтобы катушка (тёмная) включающая (первая) была бы включающей, а катушка удерживающая (внутренняя) – удерживающей.
Контактор МКП-23 состоит из магнитопровода с верхним полюсным башмаком. На магнитопроводе размещены включающая катушка, удерживающая катушка и сплошное медное кольцо. Внутри удерживающей катушки установлена тонкостенная втулка. Снизу внутрь втулки входит регулировочный болт, а в верхней части втулки перемещается плунжерный якорь, шарнирно соединённый с подвижным контактом. Неподвижный контакт укреплён на изоляционной стойке контактора.
Включающая и удерживающая катушки соединены последовательно между собой и последовательно с ограничительным сопротивлением, включённым в силовую цепь вспомогательной машины.
Контакты при своём включении замыкают накоротко ограничительное сопротивление и включающую катушку.
При большом токе в цепи контактор удерживается в разомкнутом положении за счёт того, что образующийся большой магнитный поток насыщает тонкостенную трубку внутри удерживающей катушки и часть потока замыкается через воздушный промежуток В между регулировочным болтом и низом плунжера. Эта часть потока создаёт силу, удерживающий плунжер в нижнем положении. Благодаря тому, что расстояние между болтом и плунжером меньше, чем расстояние от верхнего края плунжера до полюсного башмака, сила, удерживающая плунжер в нижнем положении, в сумме с весом его получается больше, чем подъёмная сила притяжения к полюсному башмаку, и плунжер остаётся в нижнем положении. При уменьшении тока в цепи уменьшается и магнитный поток. Он начинает почти весь проходить через стенки втулки, не вызывая их насыщения. Прохождение потока между болтом и плунжером прекращается, а в пространстве А хотя и уменьшается, но сохраняется. Таким образом, удерживающая сила резко уменьшается, а подъёмная сила полюсного башмака сохраняется в большой степени. Поэтому происходит притяжение плунжера вверх к полюсному башмаку, и контактор включается.
При последующем увеличении тока в цепи в связи замыканием накоротко ограничительного сопротивления контактор остаётся замкнутым по двум причинам: во-первых, увеличение тока не вызовет заметного увеличения магнитного потока в магнитопроводе контактора, потому что одновременно с сопротивлением замыкается накоротко включающая катушка и количество активно действующих витков значительно уменьшается; во-вторых, благодаря притяжению плунжера к полюсному башмаку зазор между ними значительно уменьшается и сила их взаимного притяжения увеличилась.
При первоначальном нарастании тока, при небольшом его значении включение контактора не происходит потому, что вихревые токи, возникающие в медном кольце при резком нарастании тока, затрудняют проникновение магнитного потока в верхний полюсный башмак. Поток будет замыкаться в основном в обход башмака и медного кольца. В нижней части магнитопровода поток будет нарастать быстрее, чем в верхней. В результате удерживающая сила между регулировачным болтом и плунжером возникнет быстрее, чем подъёмная сила между башмаком и плунжером. Регулировочным болтом можно изменять величину тока, при котором будет включаться контактор: при ввинчивании болта включение произойдёт при меньшем токе, а при вывинчивании- при большём.
В цепи включения вентиляторов устанавливают МКП-23-Д на ток 25 А(вкл), а преобразователя устанавливают МКП-23-Г на ток 12 А (вкл). Отключение при токе 2,5 А цепь вентилятора, а цепь преобразователя – 1 А.