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交流接觸器知識 一交流接觸器的應(yīng)用 1用途 交流接觸器是一種適用于遠距離接通和分斷電路及交流電動機的電器 主要用作控制交流電動機的起動 停止 反轉(zhuǎn) 調(diào)速 并可與熱繼電器或其它適當?shù)谋Ｗo裝置組合 保護電動機可能發(fā)生的過載或斷相 也可用于控制其它電力負載如 電熱器 電照明 電焊機 電容器組等 2分類 接觸器按被控電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器 這里主要介紹常用的交流接觸器 交流接觸器又可分為電磁式和真空式兩種 3電磁式交流接觸器的結(jié)構(gòu) 1 結(jié)構(gòu) 接觸器主要由電磁系統(tǒng) 觸點系統(tǒng) 滅弧系統(tǒng)及其它部分組成 觸點系統(tǒng) 電磁系統(tǒng) 滅弧系統(tǒng) 電磁系統(tǒng) 電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心 是接觸器的重要組成部分 依靠它帶動觸點的閉合與斷開 觸點系統(tǒng) 觸點是接觸器的執(zhí)行部分 包括主觸點和輔助觸點 主觸點的作用是接通和分斷主回路 控制較大的電流 而輔助觸點是在控制回路中 以滿足各種控制方式的要求 滅弧系統(tǒng) 滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時 產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅 減少電弧對觸點的損傷 為了迅速熄滅斷開時的電弧 通常接觸器都裝有滅弧裝置 一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩 并配有強磁吹弧回路 其它部分 有絕緣外殼 彈簧 短路環(huán) 傳動機構(gòu)等 4工作原理 當線圈通電后銜鐵被吸動 電磁系統(tǒng)的吸力克服反作用彈簧及觸頭彈簧的反作用力 動觸頭和靜觸頭接通 主電路接通 當線圈斷電時 銜鐵和動觸頭在反作用力作用下運動 觸頭斷開并產(chǎn)生電弧 電弧在觸頭回路電動力及氣動力的驅(qū)動下 在滅弧室中受到強烈冷卻去游離而熄滅 主電路最后切斷 二接觸器的使用類別及典型負載 1 使用類別 AC 1無感或微感負載 電阻爐AC 2繞線式感應(yīng)電動機的起動 分斷AC 3籠型感應(yīng)電動機的起動 運轉(zhuǎn)中分斷AC 4籠型感應(yīng)電動機的起動 反接制動或反向運轉(zhuǎn) 點動 AC 5a放電燈的通斷AC 5b白熾燈的通斷AC 6a變壓器的通斷AC 6b電容器組的通斷AC 7a家用電器和類似用途的低感負載AC 7b家用的電動機負載AC 8a具有手動復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機中的電動機AC 8b具有自動復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機中的電動機 2 典型負載 不同的用電設(shè)備其負載性質(zhì)和通斷過程的電流變化相差很大 因此對接觸器的要求也有所不同 常用的負載有以下數(shù)種 2 1電熱元件負載對電熱元件負載中用的線繞電阻元件 其接通電流可達額定電流的1 4倍 例如用于室內(nèi)供暖 電烘箱及電熱空調(diào)等設(shè)備 若考慮網(wǎng)絡(luò)電壓升高10 則電阻元件的工作電流也將相應(yīng)增大 因此 在選擇接觸器的額定工作電流時 應(yīng)予以考慮 這類負載被劃分在AC1使用類別中 2 2照明裝置當接通照明裝置中的白熾燈負載時 有較大的沖擊電流產(chǎn)生 約為額定電流的15倍 若考慮到容許電壓升高10 電流也將相應(yīng)增加 其使用類別被劃分在AC 5b中 其它不同的照明燈 其接通時的沖擊電流值和起動時間不同 負載功率因數(shù)也不等于1 它們被劃分在AC 5a 2 3低壓變壓器負載當接通低壓變壓器時 會出現(xiàn)一個持續(xù)時間甚短的峰值電流 可達變壓器額定電流的15 20倍 它與變壓器的繞組布置及鐵心特性有關(guān) 例如 用于電焊機上的變壓器 操作是在變壓器的次級側(cè)通過電焊條將電路短路來接能電源的 電焊機使用時頻繁地產(chǎn)生突發(fā)性的強電流 從而使變壓器初級側(cè)的開關(guān)裝置承受很大的應(yīng)力 在此情況下 必須知道變壓器輸出額定工作電流 電焊條短接時的短路電流以及焊接頻率等參數(shù)和操作條件 其使用類別劃分在AC 6a中 2 4電容器負載接通電容器時產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程 充電電流可達很高的數(shù)值 同時伴隨著頻率可從幾百到幾千赫的振蕩 因此 它對開關(guān)電器提出了嚴峻的要求 接通電容器對電流的振幅和頻率 由電路的電網(wǎng)電壓 電容器的容量及電路中的電抗值所決定 并與此饋電變壓器和連接導(dǎo)線的截面 長度有關(guān) 為了較經(jīng)濟地切換電容器 并防止在不利的工作條件下使開關(guān)電器的觸頭發(fā)生接通熔焊 一般可在電容器及支路中串入附加電感或電阻以限制電流 并減小接通電路時對電網(wǎng)的影響 此類使用類別劃分在AC 6b中 2 5電動機負載 低壓電動機是最常用的負載之一 交流電動機常用的有繞線式電動機和鼠籠式感應(yīng)電動機繞線式電動機起動時 在轉(zhuǎn)子電路中接入電阻以限制起動電流 但不同的負載起動時間不同 負載越重起動時間越長 用于繞線式電動機切換的接觸器屬于AC 2使用類別 鼠籠式電動機一般采用直接起動 起動電流沖擊衰減后隨后流過的是穩(wěn)態(tài)電流Ie 一般的鼠籠式電動機起動電流 有效值 IA為4 8倍的電動機額定電流IN 電動機的空載電流IO 0 95 0 2 Ie 正常負載下的起動時間tA 10秒 重載起動時tA可大于10秒 用于切換鼠籠式電動機正常起動和在運轉(zhuǎn)中分斷的接觸器屬于AC 3使用類別 而運行在鼠籠式電動機正常起動并同時進行反接制動 或者是反向運轉(zhuǎn) 點動情況下的接觸器 因其接通電流和分斷電流均是電動機的起動電流 這種工作類別的開關(guān)電器屬于AC 4 它比AC 3工作類別的要求嚴酷得多 三交流接觸器的選用方法 接觸器的選用應(yīng)按滿足被控制設(shè)備的要求進行 除額定工作電壓應(yīng)與被控設(shè)備的額定電壓相同外 被控設(shè)備的負載功率 使用類別 操作頻率 工作壽命 安裝方式及尺寸以及經(jīng)濟性等是選擇的依據(jù) 1 控制電熱設(shè)備用交流接觸器的選用這類設(shè)備有電阻爐 調(diào)溫加熱器等 此類負載的電流波動范圍很小 按使用類別分屬于AC 1 接觸器控制此類負載是很輕松的 而且操作也不頻繁 因此 選用接觸器時 只要按接觸器的約定發(fā)熱電流Ith等于或大于電熱設(shè)備的工作電流的1 2倍 例一 試選用一接觸器來控制380V 15KW三相Y形接法的電阻爐 解 先算出各相額定工作電流Ie Ith 1 2Ie 1 2 22 7 27 2A因而可選用約定發(fā)熱電流Ith 27 2A的任何型號接觸器 如 CJ20 25 CJX2 18 CJX1 22 CJX5 22等型號 2 控制照明設(shè)備用接觸器的選用照明設(shè)備的類型很多 不同類型的照明設(shè)備 起動電流和起動時間也不一樣 此類負載為使用類別AC 5a或AC 5b 如起動時間很短 可選擇其約定發(fā)熱電流Ith等于照明設(shè)備工作電流Ie的1 1倍即可 起動時間稍長以及功率因數(shù)較低的 可選擇其約定發(fā)熱電流比照明設(shè)備的工作電流更大一些 參見表1 表1控制照明設(shè)備的接觸器選用原則 3 控制電焊變壓器用接觸器的選用電焊變壓器因二次側(cè)的電極短路而出現(xiàn)陡削的大電流 在一次側(cè)出現(xiàn)較大的電流 所以 必需按變壓器的額定功率 額定工作電流 電極短路時一次側(cè)的短路電流及焊接頻率來選用接觸器 此類負載使用類別屬AC 6a類 表2為選用參考表 表2電焊變壓器選用接觸器參考表 4 籠型感應(yīng)電動機AC 3使用類別用接觸器的選用電動機有籠型和繞線型電動機 其使用類別分別為AC 2 AC 3和AC 4 因此 對不同型式和使用類別的電動機用選用不同結(jié)構(gòu)的接觸器 籠型電動機的起動電流約為6倍電動機額定電流Ie 接觸器分斷電流為電動機額定電流Ie 其使用類別分別為AC 3 如 水泵 風機 拉絲機 鏜床 印刷機以及鋼廠中的熱剪機等 這里可選用直動式交流接觸器 選用的方法有查表法和查選用曲線法 在產(chǎn)品樣本中直接列出在不同額定工作電壓下的額定工作電流和可控制電動機的功率 以免除用戶的換算 這時可以按電動機功率或額定工作電流 用查表法選用接觸器 5 繞線式感應(yīng)電動機AC 2使用類別用接觸器的選用此類負載下接觸器的接通電流與分斷電流均為2 5倍電動機的額定電流Ie 即AC 2使用類別 一般選用轉(zhuǎn)動式交流接觸器較合適 因為其電壽命比直動式的高 而且便于維修 選用時可按電動機額定電流查表即可 注意 每小時操作循環(huán)次數(shù)較高的場合 不宜選用CJ12B 也可選用直動式交流接觸器 但其電壽命不如轉(zhuǎn)動式 AC 3電壽命為120萬的直動式接觸器 在AC 2使用 其電壽命約為十萬次左右 6 籠型感應(yīng)電動機AC 4使用類別用接觸器的選用當電動機處于點動或需反向運轉(zhuǎn) 反接制動時 負載與AC 3不同 其接通電流為6Ie 為AC 4使用類別 給出了額定電壓380V AC 4條件下接觸器的額定工作電流值 據(jù)此 可計算出AC 4使用類別下可控電動機功率Pe 例如 CJX1 9型交流接觸器在380V AC 4條件下其額定工作電流為3 3A 我們知道電動機的額定輸出功率 3UeIeCOS 將上述接觸器AC 4條件下的額定電流值3 3A代入上式 假定電機的COS 0 85 0 9 則 3 380 3 3 0 85 0 9 1 66KW即CJX1 9交流接觸器在380V AC 4使用類別下可控制的三相籠型電動機約在1 66KW以下 如果觸頭壽命允許適當縮短 則AC 4的額定工作電流可適當增大在很低的通斷頻率時 AC 4使用類別的接觸器可按照AC 3使用類別選擇 7 混合負荷電動機負載用接觸器的選用在許多情況下 接觸器是在AC 3和AC 4或AC 2和AC 4條件下混合使用 即在正常通斷與點動操作方式下混合使用 混合使用的觸頭壽命X可用下述公式計算 X A 1 0 01 C A B 1 式中 A 正常負荷下的觸頭壽命 B 點動操作下的觸頭壽命 C 點動操作占通斷次數(shù)的百分比 例如 一臺37KW的三相鼠籠電動機 COS 0 85 380V Ie 72A 使用3TB48型接觸器在混合工作方式下進行切換操作 其點動 AC 4 占開關(guān)操作總次數(shù)的30 試求接觸器觸頭壽命X 查3TB48型接觸器的壽命曲線 得到 AC 3時的電壽命A 1 2 106次AC 4時的電壽命B 5 104次C 30 則混合工作方式中接觸器的壽命為 X 15 2 104 8 電容器用接觸器的選用前已述及因接觸器接通電容器組時會出現(xiàn)很大的合閘涌流 觸頭閉合過程中燒損嚴重 因此一般都要求接觸器降容使用 TIK1系列切換電容器接觸器專為切換電容器而設(shè)計 并采用了串聯(lián)電阻抑制涌流的措施 四交流接觸器選用注意事項 1 接觸器的串并聯(lián)使用有許多用電設(shè)備是單相負載 因此 可將多極接觸器的幾個極并聯(lián)使用 如電阻爐 電焊變壓器等 當用幾個極并聯(lián)起來使用時 可以選用較小容量的接觸器 但必須注意 并聯(lián)后接觸器的約定發(fā)熱電流并不完全與并聯(lián)的極數(shù)成正比 這是由于積極動 靜觸頭回路的電阻值不一定完全相等 以致使流過積極的電流不是平均分配 所以 兩析并聯(lián)后電流只可增加到1 8倍 三極并聯(lián)后 電流只可增加到2 2 4倍 另外 需要指出 由于并聯(lián)后的各極觸頭不可能同時接通和斷開 因此 不能提高接通和分斷能力 有時 可將接觸器的幾個極串聯(lián)起來使用 由于觸頭斷口的增多可以將電弧分割成許多段 提高了滅弧能力 加速電弧的熄滅 所以幾個極串聯(lián)后可以提高其工作電壓 但不能超過接觸器的額定絕緣電壓 串聯(lián)后的接觸器的約定發(fā)熱電流和額定工作電流不會改變 2 電源頻率的影響對于主電路而言 頻率的變化影響集膚效應(yīng) 頻率高時集膚效應(yīng)增大 對大多數(shù)的產(chǎn)品來說50赫與60赫對導(dǎo)電回路的溫升影響不是很大 但對于吸引線圈而言就需要予以注意 50赫設(shè)計的吸引線圈用于60赫時電磁線的磁通將減少 吸力也將有所減少 是否能用要看其設(shè)計的裕度 一般情況下 用戶最好按其標定值使用 訂貨時按使用的操作電源頻率訂貨 3 操作頻率的影響接觸器每小時操作循環(huán)數(shù)對觸頭的燒損影響很大 選用時應(yīng)予以注意 接觸器的技術(shù)參數(shù)中給出了適用的操作頻率 當用電設(shè)備的實際操作頻率高于給定數(shù)值時 接觸器必需降容使用 五交流接觸器安裝及使用注意事項 接觸器使用壽命的長短 工作的可靠性 不僅取決于產(chǎn)品本身的技術(shù)性能 而且與產(chǎn)品的使用維護是否得當有關(guān) 在安裝 調(diào)整時應(yīng)注意以下各點 1 安裝前1 1應(yīng)檢查產(chǎn)品的銘牌及線圈上的數(shù)據(jù) 如額定電壓 電流 操作頻率和負載因數(shù)等 是否符合實際使用要求 1 2用于分合接觸器的活動部分 要求產(chǎn)品動作靈活無卡住現(xiàn)象 1 3當接觸器鐵心極面涂有防銹油時 使用前應(yīng)將鐵心極面上的防銹油擦凈 以免油垢粘滯而造成接觸器斷電不釋放 1 4檢查和調(diào)整觸頭的工作參數(shù) 開距 超程 初壓力和終壓力等 并使各極觸頭同時接觸 2 安裝與調(diào)整2 1安裝接線時 應(yīng)注意勿使螺釘 墊圈 接線頭等零件遺漏 以免落入接觸器內(nèi)造成卡住或短路現(xiàn)象 安裝時 應(yīng)將螺釘擰緊 以防振動松脫 2 2檢查接線正確無誤后 應(yīng)在主觸頭不帶電的情況下 先使吸引線圈通電分合數(shù)次 檢查產(chǎn)品動作是否可靠 然后才能投入使用 2 3用于可逆轉(zhuǎn)換的接觸器 為保證聯(lián)鎖可靠 除裝有電氣聯(lián)鎖外 還應(yīng)加裝訂裝機械聯(lián)鎖機構(gòu) 3 使用3 1使用時 應(yīng)定期檢查產(chǎn)品各部件 要求可動部分無卡住 緊固件無松脫現(xiàn)象 各部件如有損壞 應(yīng)及時更換 3 2觸頭表面應(yīng)經(jīng)常保護清潔 不允許涂油 當觸頭表面因電弧作用而形成金屬小珠時 應(yīng)及時清除 當觸頭嚴重磨損后 應(yīng)及時調(diào)換觸頭 但應(yīng)注意 銀及銀基合金觸頭表面在分斷電弧時生成的黑色氧化膜接觸電阻很低 不會造成接觸不良現(xiàn)象 因此不必銼修 否則將會大大縮短觸頭壽命 3 3原來帶有滅弧室的接觸器 決不能不帶滅弧室使用 以免發(fā)生短路事故 陶土滅弧罩易碎 應(yīng)避免碰撞 如有碎裂 應(yīng)及時調(diào)換 六交流接觸器常見故障及處理辦法 不動或動作不可靠 故障現(xiàn)象 可能原因 處理辦法 1 電源電壓過低或波動過大2 操作回路電源容量不足或發(fā)生斷線 接線錯誤及控制觸頭接觸不良3 控制電源電壓與線圈電壓不符4 產(chǎn)品本身受損 如線圈斷線或燒毀 機械可動部分被卡死 轉(zhuǎn)軸歪斜等 5 觸頭彈簧壓力與超程過大6 電源離接觸器太遠 連接導(dǎo)線太細 1 調(diào)節(jié)電源電壓2 增加電源容量 糾正 修理控制觸頭3 更換線圈4 更換線圈 排除卡住故障5 按要求調(diào)整觸頭參數(shù)6 更換較粗的連接導(dǎo)線 不釋放或釋放緩慢 故障現(xiàn)象 可能原因 處理辦法 1 觸頭彈簧壓力過大2 觸頭熔焊3 機械可動部分被卡死 轉(zhuǎn)軸歪斜4 反力彈簧損壞5 鐵心極面有油污或灰塵6 E型鐵心使用時間太長 去磁氣隙消失 剩磁增大 使鐵心不釋放 1 調(diào)整觸頭參數(shù)2 排除熔焊故障 修理或更換觸頭3 排除卡死故障 修理受損零件4 更換反力彈簧5 清理鐵心極面6 更換鐵心 線圈過熱或燒損 故障現(xiàn)象 可能原因 處理辦法 1 電源電壓過高或過低2 線圈技術(shù)參數(shù) 如額定電壓 頻率 負載因數(shù)及適用工作制等 與實際使用條件不符3 操作頻率過高4 線圈制造不良或由于機械損傷 絕緣損壞等5 使用環(huán)境條件特殊 如空氣潮濕 含有腐蝕性氣體或環(huán)境溫度過高6 運動部分卡住7 交流鐵心極面不平或去磁氣隙過大8 交流接觸器派生直流操作的雙線圈 因常閉聯(lián)鎖觸頭熔焊不釋放 而使線圈過熱 1 調(diào)整電源電壓2 調(diào)換線圈或接觸器3 選擇其他合適的接觸器4 更換線圈 排除引起線圈機械損傷的故障5 采用特殊設(shè)計的線圈6 排除卡住現(xiàn)象7 清除極面或調(diào)換鐵心8 調(diào)整聯(lián)鎖觸頭參數(shù)及更換燒壞線圈 電磁鐵 交流 噪聲大 故障現(xiàn)象 可能原