Применение 4-полюсных устройств распределительных устройств (на фото Управление электродвигателями на щитовой панели управления C & P Engineering @ Flickr)
Введение
Большинство распределительных устройств низкого напряжения оснащены тремя контактами в основной цепи, которые переключают трехфазные нагрузки во всех полюсах. В некоторых применениях требуется коммутационное устройство с четырьмя основными полюсами либо по соображениям безопасности, либо для оптимального решения приложения.
Это может потребовать различных конфигураций устройства.
Применение распределительных устройств с 4 контактами NO
Четыре контакта NO необходимы или, по крайней мере, очень выгодны для следующих приложений:
Заявка №1
Приложения, требующие прерывания нейтральной линии для отключения или отключения нагрузки. Это может иметь место при поставках с неблагоприятными условиями заземления, в источниках TT, для защитного отключения в ИТ или в сетях с заземлением. Следует обратить внимание на то, что нейтральный полюс закрывается до или одновременно с другими полюсами и открывается после них или в одно и то же время.
При переключении нелинейных потребителей особое внимание должно быть уделено текущей нагрузке нейтральной линии.
Влияние более высоких частот на работу низковольтных устройств следует рассматривать как в сетях с более высокими базовыми частотами (например, 400 Гц), так и в тех случаях, когда происходят гармоники тока. Такие токовые гармоники возникают, если напряжение питания содержит гармоники или если подключены нелинейные потребители.
Такими потребителями могут быть, например, устройства компенсации люминесцентных ламп, которые работают в диапазоне насыщения или устройства с контролем фазового угла. С потребителями с управлением фазным углом и с частотными преобразователями в питании могут возникать гармоники с частотами до нескольких кГц. Гармоническое содержание может быть увеличено за счет конденсаторов, подключенных к источнику питания, потребление тока которых увеличивается с увеличением частоты.
Особое внимание следует обратить на этот фактор в двигателях с индивидуальной компенсацией, и может потребоваться коррекция текущих настроек защитного реле.
В приложениях, в которых возникают токовые гармоники, эффект гармоник (например, дополнительные эффекты нагрева) добавляется к эффекту основной частоты. Это может быть особенно важно в устройствах, которые содержат катушки или ферромагнитные материалы (биметаллические нагревательные катушки, магнитные выбросы и т. Д.).
В случае нагрузок с подключением к нейтральному проводнику (например, однофазные нагрузки, такие как люминесцентные лампы, адаптеры малой мощности и т. Д.), Высокое содержание гармоник может возникнуть из-за формирования системы с нулевой последовательностью, которая может привести к тепловая перегрузка. Это также следует учитывать при использовании 4-полюсного распределительного устройства.
Заявка №2
Переключение систем питания (например, для резервных источников питания), для которых требуется полное разделение двух систем подачи.
Приложение № 3
Переключение нескольких однофазных нагрузок (нагревателей, ламп) с одним распределительным устройством.
Приложение № 4
Переключение нагрузки постоянного тока с более высоким номинальным напряжением, которое требует последовательного подключения четырех контактов.
Распределительное устройство, предназначенное для переменного тока, может нести как минимум одинаковый номинальный постоянный ток постоянного тока. При постоянном токе скин-эффект в цепях исчезает, и ни один из конкретных эффектов, связанных с переменными токами, такими как гистерезис или вихревые токи, не возникает.
Устройства постоянного тока, работающие при низком напряжении, могут без труда переключаться на распределительные устройства переменного тока, так как их постоянная коммутация при низких напряжениях практически такая же, как и для переменного тока.
При напряжениях свыше 60 В коммутационная способность постоянного тока распределительного устройства переменного тока с двойными контактами (например, контакторы) сильно уменьшается. При подключении двух или трех последовательно соединенных цепей (рис. 1) этот предел может быть увеличен в два или три раза выше напряжения.
Рисунок 1 - Примеры диаграмм для полюсов, соединенных последовательно. Если используются заземленные источники питания (верхний график) с нагрузками, включенными с обеих сторон, следует отметить, что замыкания на землю могут привести к замыканию контактов и, следовательно, к уменьшению напряжения разрыва.
Причиной снижения коммутационной способности с постоянным током по сравнению с переменным током является отсутствие нулевого кроссовера, который с AC поддерживает тушение электрической дуги. Электрическая дуга в контактной системе может продолжать гореть при больших прямых напряжениях и, таким образом, разрушать распределительное устройство.
При прямом напряжении контактная эрозия и, следовательно, срок службы контактов отличаются от таковых при переменном напряжении. Достижимые значения для постоянного тока специально проверяются и документируются. При постоянном токе нагрузка влияет на коммутационную мощность сильнее, чем на переменный ток. Энергия, запасенная в индуктивности нагрузки, должна в значительной степени рассеиваться в виде электрической дуги.
Следовательно, при сильной индуктивной нагрузке (постоянная времени L / R) допустимая коммутационная способность для того же срока службы электроэнергии меньше, чем при омической нагрузке из-за гораздо более длительного времени разлома.
Применение распределительных устройств с 2 контактами NO и 2 NC
Устройства с двумя НО и двумя контактами NC полезны в приложениях, в которых одна из двух схем должна быть всегда закрыта.
Это, например:
- Переключение нагревателя между двумя уровнями (Рисунок 2)
- Переключение между однофазными источниками питания - например, системами аварийного питания (рис. 2)
- Реверсивные двигатели для экономии пространства устройств (рис. 3)
- Реверсирование двухступенчатых двигателей с раздельными обмотками (рис. 4)
Рисунок 2 - Четырехполюсные контакторы с 2 НО / 2 контактами NC для переключения однофазных нагрузок (слева) или переключения между двумя источниками питания (справа)
Рисунок 3 - Реверсивный стартер Slimline с контактором 2 NO / 2 NC для реверса
Рисунок 4 - Реверсирование двухступенчатого двигателя с отдельными обмотками
Применение распределительных устройств с 3 контактами NO и 1 NC
Устройства с тремя NO и одним NC-контактом используются в приложениях, в которых, когда основная нагрузка отключена, например, двигатель, необходимо включить другую однофазную нагрузку.
Такие приложения могут включать:
- Цепи безопасности
- Системы торможения постоянного тока, которые активируются при выключенном приводе
- Муфты, которые должны отпускаться при выключении привода
Ресурс: Аллен Брэдли - Низковольтное распределительное устройство и контрольное устройство