Модульный контактор КМ-40. Применение, устройство и схема подключения
Здравствуйте, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».
В своих статьях по сборке различных электрических схем (схема пуска трехфазного двигателя, схема реверса трехфазного электродвигателя, схема реверса однофазного двигателя, простейшая схема АВР) я применял самые распространенные контакторы и пускатели типа ПМЕ, ПМЛ, КМИ и другие.
В данной статье я хочу рассказать Вам про контакторы модульного исполнения или другими словами, модульные контакторы, сокращенно КМ, которые также нашли широкое распространение, особенно, в жилом секторе.
Напомню, что по определению ГОСТа Р 50030.4.1-2002, п.2.1.1 контактор — это:
По способу воздействия силы, необходимой для замыкания контактов, контакторы делятся на:
- электромагнитные
- электропневматические
- пневматические
- запираемые
Модульные контакторы относятся к электромагнитным контакторам.
Какие же преимущества имеют модульные контакторы перед обычными контакторами?
Модульные контакторы стали очень востребованными устройствами, особенно при сборке квартирных щитов и различных систем автоматики: управление освещением, нагревательными установками, вентиляцией, насосами и т.п. В первую очередь это объясняется их конструкцией.
Контакторы модульного исполнения идеально вписываются с остальными модульными устройствами, установленными на DIN-рейке, при этом не нарушая эргономики пространства в щите.
Модульные контакторы более бесшумные и обладают меньшими вибрациями при работе по сравнению с обычными контакторами, что только положительно сказывается на их применении в местах с постоянным пребыванием людей: квартиры, больницы, офисы, учебные заведения и т.п.
Сравните уровень шума и вибраций при включении обычных и модульных контакторов, посмотрев данный видеоролик.
(видео будет добавлено в ближайшее время)
Под руку мне попался двухполюсный модульный контактор КМ-40-11 от EKF, на примере которого мы и рассмотрим его конструкцию, устройство и схему подключения.
Расшифровка, схема подключения и технические данные КМ-40-11Структура условного обозначения КМ-40-11:
- КМ — контактор модульный
- 40 — номинальный ток, А
- 11 — количество и тип контактов (есть следующие исполнения: 11, 20, 31 и 40, см. таблицу ниже)
Модульные контакторы КМ от EKF выпускаются на номинальные токи от 16 до 63 (А). Вот их стандартный ряд значений: 16, 20, 25, 40, 50 и 63 (А).
Вот таблица модульных контакторов всех типов от EKF. Красным я выделил рассматриваемый в данной статье КМ-40-11.
Контактор КМ-40-11 является двухполюсным и имеет 2 силовых контакта: 1NO (нормально-открытый) с обозначением (1-2) и 1NC (нормально-закрытый) с обозначением (R3-R4).
Схема подключения модульного контактора КМ-40-11 изображена на его лицевой стороне:
- +А1 и -А2 — это выводы катушки
- (1-2) — 1NO (нормально-открытый) силовой контакт
- (R3-R4) — 1NC (нормально-закрытый) силовой контакт
Внимание! В указанной на корпусе схеме имеется несоответствие.
Нормально-открытый контакт 1NO (1-2) расположен справа, а нормально-закрытый контакт 1NC (R3-R4) - слева. На схеме же указано наоборот. Перед подключением контактора я машинально решил проверить исправность его контактов, а в итоге обнаружил такое несоответствие — вот тому подтверждение.
Позже, разобрав контактор, я вновь убедился в этом. Видимо, при сборке контактора перепутали расположение мостиковых контактов и собрали их не в соответствие со схемой. Так что будьте бдительны и проверяйте все электротехнические изделия на соответствие указанных схем. Сделать это не сложно и не долго, применив обычный цифровой мультиметр или «аркашку».
Помимо схемы подключения, на лицевой стороне контактора указаны его основные характеристики:
- номинальное рабочее напряжение 230 (В)
- номинальный ток контактов 40 (А)
- АС-1: 8,4 (кВт)
- АС-3: 3,7 (кВт)
Например, если с помощью контактора КМ-40-11 управлять неиндуктивной или слабоиндуктивной однофазной нагрузкой (категория применения АС-1 и АС-7а), например, лампами накаливания, люминесцентными или светодиодными лампами, то их максимальная мощность при напряжении 230 (В) не должна превышать 8,4 (кВт) или 40 (А).
Если же в качестве нагрузки будет однофазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором или бытовой вентилятор (категория применения АС-3 и АС-7b), то его максимальная мощность не должна превышать 3,7 (кВт) или 22 (А).
Ниже я разместил таблицу мощностей и токов нагрузок контакторов КМ от EKF всех типов в зависимости от категории применения. Красными прямоугольниками я выделил рассматриваемый в данной статье КМ-40-11.
Остальные технические характеристики указаны в руководстве по эксплуатации, знакомьтесь:
- выдерживаемое импульсное напряжение 6 (кВ)
- напряжение срабатывания 195-253 (В)
- напряжение возврата 46-172 (В)
- пусковой ток катушки 30 (мА) для КМ-16 и КМ-20; 60 (мА) для КМ-25, КМ-32 и КМ-40; 95 (мА) для КМ-50 и КМ-63
- рабочий ток (ток удержания) катушки 18 (мА) для КМ-16 и КМ-20; 12 (мА) для всех остальных типов
- мощность, потребляемая катушкой не более 5 (Вт)
- скорость замыкания контактов 20 (мс)
- скорость размыкания контактов 30 (мс)
- рабочее положение — вертикальное
- режим работы — продолжительный
- механическая износостойкость — 1 млн. циклов
- электрическая износостойкость — 150 тыс. циклов
- температура эксплуатации от -25°С до +45°С
- степень защиты — IP20
В руководстве было указано, что напряжение катушки контактора составляет 220-240 (В) переменного тока. Я уже встречался с некоторыми типами модульных контакторов, у которых катушка могла работать, как от переменного напряжения, так и от постоянного — питание катушки у них осуществлялось через выпрямительный мост.
Вот меня и смутило то, что на схеме КМ-40-11 была указана полярность выводов катушки +А1 и -А2.
Я решил проверить это, разобрав контактор. Забегу немного вперед и скажу, что визуально в конструкции контактора я не увидел выпрямительного моста, но при подключении к катушке постоянного напряжения =220 (В) контактор успешно срабатывал, причем даже гораздо лучше, чем от переменного — с меньшим шумом и вибрацией.
Заодно я решил измерить (на всякий случай) омическое сопротивление катушки. Оно составило 1296 (Ом).
Таблица сечений присоединительных проводов для катушки и силовых контактов.
Конструкция и устройство модульного контактора КМ-40-11Модульный контактор устанавливается только на стандартную DIN-рейку с размером 35 (мм).
Его установка и снятие осуществляется с помощью фиксирующей защелки.
Габаритные размеры контакторов КМ от EKF, в зависимости от количества модулей, указаны в таблице ниже:
Обратите внимание, что на лицевой части контактора имеется индикатор его состояния в виде стеклянного окошечка с красным флажком. Если в окошечке появится красный флажок, то это символизирует о том, что контактор включен.
Для нанесения диспетчерского наименования (маркировки) контактора на нем предусмотрена специальная площадка с прозрачной крышкой.
Чтобы наглядно увидеть конструкцию модульного контактора, нужно его разобрать, что я сейчас и сделаю.
С помощью тоненькой отвертки вскроем 3 защелки и снимем верхнюю часть корпуса.
Откроется доступ к катушке и магнитной системе.
В верхней части находится неподвижный магнитопровод (сердечник), установленный на силиконовых амортизаторах, которые подавляют (уменьшают) уровень шума при срабатывании контактора.
Неподвижная часть магнитопровода легко снимается вверх.
Неподвижный магнитопровод набран из листов электротехнической стали (из холоднокатаной или горячекатаной - точно определить не могу), изолированных друг от друга, для уменьшения вихревых токов в «железе». Это отчетливо видно на фотографии. Также на нем размещены два короткозамкнутых кольца, которые уменьшают вибрации при срабатывании контактора.
Соединение неподвижной и подвижной частей магнитопровода имеет гладкую отшлифованную поверхность.
Если по каким-то причинам в этом месте образуется грязь или ржавчина, то контактор при включенном положении будет сильно гудеть.
Планирую в ближайшее время написать подробную статью о частых неисправностях в контакторах, встречающихся на моей практике.
Затем нужно снять винтовые зажимы выводов катушки и силовых контактов. У катушки они просто снимаются вверх, а у контактов сначала их нужно слегка раскрутить и потом уже снять.
После этого нужно вытащить из направляющих силовые неподвижные контакты.
Они изготовлены из меди или медного сплава.
Теперь можно снять подвижную часть магнитопровода в сборе с катушкой, подвижной контактной системой (траверсой) и системой рычагов для индикации состояния (красный флажок).
Возвратная противодействующая пружина находится в центре катушки и возвращает подвижные контакты в исходное положение при отключении катушки от напряжения.
У контактора КМ-40-11 применяются мостиковые контакты, которые обеспечивают разрыв с двух сторон. Контакты выполнены из серебросодержащего материала, что увеличивает их электрическую износоустойчивость и срок эксплуатации, уменьшает переходное сопротивление.
Фотография, практически полностью, разобранного модульного контактора КМ-40-11 от EKF.
Принцип работы модульного контактораЗная устройство модульного контактора, рассмотрим принцип его работы, не вникая в недры теории электромагнетизма.
При подаче переменного напряжения 220 (В) на катушку контактора по ней начинает протекать электрический ток, который создает магнитный поток. Силовые магнитные линии замыкаются через подвижный сердечник, неподвижный сердечник и воздушный зазор между ними. В этот момент подвижный сердечник намагничивается и притягивается к неподвижному сердечнику, тем самым замыкая или размыкая контакты контактора.
При снятии напряжения с катушки, возвратная (противодействующая) пружина возвращает подвижную часть магнитопровода в исходное положение, тем самым возвращая контакты в исходное состояние.
В начале статьи я говорил, что контактор срабатывал при подключении к катушке, как переменного, так и постоянного напряжения 220 (В).
О принципе работы модульного контактора и его разборке смотрите в этом видеоролике:
Дополнение: у рассматриваемого модульного контактора КМ-40-11 я нашел небольшой недостаток — у него нет возможности добавить дополнительные контакты, в отличие от того же модульного контактора ABB ESB 24-40 с дополнительной приставкой ЕН 04-11. А ведь иногда это бывает так необходимо.
Прошу производителей рассмотреть данный факт и принять меры по реализации этой идеи.