2.12.1 Электропневматические контакторы пк-162а, пк-163а

Электропневматические контакторы предназначены для подключения тяговых двигателей к контактному рельсу на ходовом режиме и для образования тормозного контура, с отключением ТЭД от контактного рельса на тормозном режиме. Имея дугогасительную камеру, они могут разрывать силовые электрические цепи с нормальным током, так и при коротком замыкании по команде реле перегрузки.

Контактор (рис.25) состоит из: изолированного стального стержня (1), на котором крепится подвижный (5) и неподвижный (4) контакт с дугогасительной катушкой (3). Держатель подвижного контакта (13), удерживаемый пружиной, поворачивается на оси относительно рычага, осуществляя притирание контактов. Ось тяги (7) сцепляет подвижный контакт с пневматическим приводом, который состоит из цилиндра (11) и штока с поршнем (9). Поршень имеет уплотнение из кожаных манжет (10). Внутри цилиндра расположена пружина, которая давит на поршень, вызывая отключение контактора, если в цилиндре нет воздуха. Цилиндр трубопроводом связан с электропневматическим вентилем включающего типа. Шток перемещает тягу (7) и направляющую скобу, которая удерживает колодку блокировочных контактов (8).

Контактор ПК-163А, в отличие от контактора ПК-162А, имеет полностью изолированный стальной стержень (в контакторе ПК-162А стальной стержень по краям не изолирован) и видоизмененную дугогасительную камеру, вследствие чего коммутационная способность контактора ПК-163А составляет 3000А, вместо 1500А у контактора ПК-162А.

При отключении контактора возникает дуга, для гашения которой используется дугогасительная камера (2). Она состоит из асбоцементных стенок со стальными полюсами.

Под действием магнитного потока дугогасительной катушки, дуга перемещается на края контактов, все более растягиваясь. Затем дуга переходит на дугогасительные рога и происходит ее выхлоп через дугогасительную камеру.

Чтобы обеспечить хороший контакт между контактами во время включения контактора, подвижный контакт имеет притирающий ход (притирание). Притирание создается специальной притирающей пружиной (5).

После соприкосновения контактов (см. рис.26) начинается процесс притирания. Рычаг (4) под действием сжатого воздуха продолжает двигаться вверх и заставляет держатель контакта (3) поворачиваться на своей оси.

Подвижный контакт (1) накатывается на неподвижный контакт (2) и происходит притирание, которое продолжается до момента пока держатель (3) не получит, упора в рычаг (4) и движение рычага вверх не прекратится. Во время притирания контактов также происходит проскальзывание поверхности одного контакта относительно другого, в результате этого стирается пыль и слой окисла, который может образоваться на контактных поверхностях и увеличить переходное сопротивление.

Рис.25 Контактор ПК-162А

Рис.26 Положение контактов при включении

Применение электропневматических контакторов в силовой схеме связано с тем, что для значительных токов (400–500А) более надежно достигаются большие нажатия контактов при пневматическом приводе, чем при других системах (например, электромагнитный привод).

Большие нажатия контактов необходимы , чтобы уменьшить величину сопротивления в месте соприкосновения контактных поверхностей и тем самым уменьшить нагревание контактов.

Блокировочные контакты ПК-163А, ПК-162А

Для обеспечения последовательности включений и работы отдельных аппаратов электропневматические контакторы снабжены блокировочными контактами, которыми производится размыкание и замыкание проводов управления других аппаратов. Блокировочные контакты состоят из ряда неподвижных пальцев (2), соединенных с проводами управления и медных сегментов (1), укрепленных на подвижных электроизоляционных колодках (3).

Вследствие различной конфигурации сегментов и различной их расстановки на колодке могут быть получены разнообразные комбинации соединений между пальцами. Одна из разновидностей конфигурации сегментов и их расположение на подвижной колодке показаны на рис.27

Рис.27 Вариант расположения блокировочных контактов ПК-163А

Давление блокировочных пальцев должно быть 1,0 - 2,5 кГс., рассчитаны на пропуск тока 20-25А.

Блокировочные контакты подразделяются на нормально-замкнутые – размыкающие- и нормально-разомкнутые – замыкающие. При включении контактора и замыкании силового контакта, нормально-замкнутые блокировочные контакты - размыкаются, а нормально-разомкнутые блокировочные контакты – замыкаются.

Включение контактора

При подаче питания на катушку электропневматического вентиля включающего типа воздух из магистрали управления поступает через вентиль в полость цилиндра и давит на поршень. Поршень, сжимая пружину, перемещается вверх, перемещаются шток и тяга. Происходит включение силовых контактов и перемещение подвижного контакта относительно неподвижного под действием притирающей пружины. Одновременно происходит переключение блокировочных контактов.

Отключение контактора

При снятии питания с катушки электропневматического вентиля воздух из цилиндра аппарата выходит в атмосферу. Под действием пружины и собственного веса контактор отключается. Одновременно происходит переключение блокировочных контактов. При размыкании силовых контактов возникает электрическая дуга, которая гасится в дугогасительной камере.

Возникновение дуги связано с тем, что в момент размыкания контактов поверхность касания контактов и нажатии их друг на друга, настолько уменьшается, что сопротивления контактов в переходном слое 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.

В качестве дугогасительных устройств для контакторов применяются специальные камеры из огнеупорных материалов, в которых дуга гасится при помощи магнитного дутья.

Принцип гашения дуги при помощи магнитного дутья основан на физическом законе о взаимодействии между током и магнитным потоком.

При отключении контактора между размыкающими контактами появляется электрическая дуга. Вокруг дуги образуется магнитное поле, которое взаимодействует с полем дугогасительной катушки так, что дуга вытесняется из этого поля по направлению к дугогасительным рогам и перекидывается на них. Затем дуга начинает двигаться по дугогасительным рогам до тех пор, пока не произойдет ее разрыв.

Дугу можно рассматривать как проводник, который свободно перемещается в магнитном поле, при этом магнитное поле создается специальными дугогасительными 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.

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.

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 следующие значения;

- защитить от обгорания рабочие контакты;

-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.

Для лучшего гашения дуги дугогасительные камеры выполняются с продольными или поперечными перегородками. Первые из них рассчитаны на то, чтобы расщепить дугу на несколько параллельных пучков, которые вследствие соприкасания с холодными перегородками будут охлаждаться и деонизироваться. Поперечные перегородки предназначаются для увеличения длины дуги при данных размерах камеры.