解析交流接觸器節(jié)能技術(shù)-

1、解析交流接觸器節(jié)能技術(shù) 交流接觸器廣泛應(yīng)用于低壓電路中，是一種使用安全、控制方便、量大而面廣的工業(yè)必需品。我國(guó)現(xiàn)在普遍使用的額定電流在63A及以上的大、中容量交流接觸器應(yīng)以上億臺(tái)計(jì)，其操作電磁系統(tǒng)在吸持時(shí)消耗的有功功率在10W100W之間；消耗的無(wú)功功率則在數(shù)十乏爾至數(shù)百乏爾之間。所耗有功功率的分配大致為：鐵芯65%75%、短路環(huán)25%30%、線圈3%5%。對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)正處于工業(yè)化、城市化進(jìn)程加快的交流接觸器使用大國(guó)，且能源需求日趨緊張，節(jié)約電力資源已成為當(dāng)務(wù)之急。 如對(duì)上述交流接觸器的操作電磁系統(tǒng)采用相應(yīng)的節(jié)電技術(shù)，將其操作電磁系統(tǒng)由原設(shè)計(jì)的交流吸持改為直流吸持，可以節(jié)省鐵芯和短路環(huán)中絕

2、大部分的損耗功率，從而取得較高的節(jié)電效率（一般有功節(jié)電率90%以上）。不僅如此，通過(guò)改造還可降低或消除噪音，降低線圈溫升并延長(zhǎng)接觸器的使用壽命。 交流接觸器節(jié)電標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況 為了適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需要，我國(guó)在原有GB 8871-1998交流接觸器節(jié)電及其應(yīng)用技術(shù)條件基礎(chǔ)上，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行了修訂，并頒布GB 8871-2001交流接觸器節(jié)電器。在新標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)噪聲及噪聲試驗(yàn)、節(jié)電率及節(jié)電率的測(cè)量、電磁兼容EMC及試驗(yàn)條款都列入強(qiáng)制執(zhí)行條款，這無(wú)疑對(duì)交流接觸器節(jié)能技術(shù)的研究推廣起到積極作用。傳統(tǒng)型與節(jié)電型接觸器對(duì)比情況如表1所示。 表1傳統(tǒng)型與節(jié)電型接觸器對(duì)比 傳統(tǒng)型交流接觸器 節(jié)電型交流接觸器 工作

3、方式 通電吸合、帶電保持、斷電釋放 瞬時(shí)通電吸合、脈動(dòng)保護(hù)、斷電釋放 設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu) 鐵芯和短路環(huán)中的磁滯損耗占能耗90%以上，噪音大、功率因數(shù)低、線圈溫升高，降低了接觸器線圈的使用壽命。 采用線圈和元件組合結(jié)構(gòu)，改變其交流運(yùn)行方式為直流吸合，直流保持運(yùn)行方式，節(jié)能平均達(dá)85%以上。噪音低（ Fr ；當(dāng) Fat Fr 銜鐵又呈吸合狀態(tài)，如此周而復(fù)始，銜鐵產(chǎn)生振動(dòng)并發(fā)出噪音。此時(shí)鐵芯在交變磁化產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗會(huì)引起鐵芯發(fā)熱（疊加的硅鋼片可以起到減少渦流損耗作用）。為降低工作噪音通常在小容量的電磁系統(tǒng)磁軛端部開(kāi)一小槽嵌入相應(yīng)的短路環(huán)，其作用就是把通過(guò)鐵芯磁通分為兩部分，即不穿過(guò)短路環(huán)的磁通1和

4、穿過(guò)短路環(huán)的磁通2 ，且2滯后1 ，使合成吸力始終大于反作用力，從而降低了振動(dòng)噪音，但也增加了相應(yīng)銅損。 交流接觸器的功率主要由吸持功耗和吸合功耗兩部分，雖然線圈在吸合起動(dòng)瞬間功耗較大，但時(shí)間很短（幾十 ms ）；工作時(shí)間一直處于吸持保持狀態(tài)（此時(shí)能量損耗主要集中在吸持狀態(tài)鐵損上）。正因如此如能降低交流接觸器工作中的吸持功耗就可以達(dá)到節(jié)能目的，根據(jù)此原理，目前節(jié)能接觸器大致分類(lèi)如下： 1.節(jié)電器 節(jié)電器分為：電容式、變壓器式、占空比（改變）式。交流接觸器與相應(yīng)節(jié)電器配套使用，使接觸器在直流狀態(tài)吸持運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能目的。節(jié)電器因交流接觸器電磁線圈電磁能以及節(jié)電器內(nèi)部器件限制，一般適用于額定電流

5、60600A交流接觸器，低于60A的交流接觸器因其電磁線圈所貯有電磁能在直流運(yùn)行時(shí)不能維持其吸合；大于600A的交流接觸器產(chǎn)生的電磁能極易使節(jié)電器內(nèi)部器件損壞。 2.節(jié)電線圈 接觸器線圈中通過(guò)交流電后，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)感抗，感抗的大小影響線圈中電流的大小，交流電磁鐵中線圈的感抗，在鐵芯未閉合時(shí)感抗很小，會(huì)通過(guò)很大 的電流，這也是造成線圈在吸合時(shí)功率為最大的原因所在。當(dāng)交流接觸器由吸合轉(zhuǎn)為吸持時(shí)，由于處于長(zhǎng)期工作狀態(tài)再加之線圈功耗大，溫升也隨之上升。通常交流接觸器長(zhǎng)時(shí)間工作可以產(chǎn)生5060度高溫，夏季時(shí)再加上3040度環(huán)境溫度，線圈溫度上升更快。線圈長(zhǎng)期處于高溫工作中，將加快老化甚至燒毀，交流接觸器的

6、使用壽命也會(huì)縮短。 根據(jù)交流接觸器線圈功耗大溫升快的特點(diǎn)，通過(guò)降低功耗和溫升以達(dá)到節(jié)能目的。按內(nèi)部結(jié)構(gòu)，節(jié)電線圈分為：雙繞組式、限流電阻式、雙繞組自轉(zhuǎn)換式和定位轉(zhuǎn)換式。節(jié)電線圈的工作原理通常將在其線圈上采用脈動(dòng)直流吸持運(yùn)行方案：吸合繞組一般線徑較大，匝數(shù)較少，因而阻抗較低，產(chǎn)生的吸合電流大；吸持繞組一般線徑較小，匝數(shù)較多，阻抗大，故而吸持電流小。增加相應(yīng)整流器件及壓敏電阻和薄膜電容，使交流接觸器通電工作處于直流狀態(tài)，較大的起動(dòng)電流保證電磁系統(tǒng)的可靠吸合，較小的吸持電流降低了吸持功耗，從而降低了電磁系統(tǒng)的電損耗和線圈溫升。 節(jié)電型交流接觸器 根據(jù)交流接觸器的結(jié)構(gòu)，增加如節(jié)電器、節(jié)電線圈、機(jī)械鎖扣

7、裝置，電磁系統(tǒng)改為剩磁（永磁）吸持式等方式，可起到節(jié)能效果。傳統(tǒng)接觸器與節(jié)電后節(jié)能對(duì)比如表2所示。 以傳統(tǒng)CJ10、CJ12、CJ20交流接觸器為例，對(duì)節(jié)能前后的耗能數(shù)據(jù)對(duì)比，反映其節(jié)能效果。 以CJ20/400A/3計(jì)算一年節(jié)能情況：接觸器節(jié)能前正常工作吸持功率為180W，電費(fèi)單價(jià)按平均電費(fèi)按1元/ Kwh計(jì)，工作時(shí)間為12h/天： 節(jié)能前總耗電：0.18Kw12h365 = 788 Kwh 節(jié)能后總耗電：0.006Kw12h365 = 26 Kwh 節(jié)能（年節(jié)電量）：788Kwh 26Kwh = 762Kwh 節(jié)電費(fèi)用：762Kwh1元/Kwh = 762元 目前我國(guó)節(jié)電型交流接觸器已經(jīng)有

8、一定的市場(chǎng)，但還不夠普及，傳統(tǒng)型交流接觸器目前在用戶(hù)使用上占主導(dǎo)地位。主要原因是節(jié)電型接觸器價(jià)格較貴，用戶(hù)在一次性投入上還不能接受，有待于國(guó)家在節(jié)能型接觸器的推廣上加大政策力度，促進(jìn)節(jié)能型接觸器的廣泛應(yīng)用。 表2 傳統(tǒng)接觸器與節(jié)電后的節(jié)能對(duì)比 節(jié)能前后對(duì)比接觸器型號(hào) 節(jié)能前消耗功率 節(jié)能后消耗功率 節(jié)能效率 年節(jié)電量 Kwh 吸合 吸持 吸合 吸持 吸合 吸持 CJ10/40A/3 22 W 2W 90% 87 CJ10/60A/3 24 W 2W 90% 96 CJ10/100A/3 85 W 3.2W 96% 232 CJ10/150A/3 90 W 3.8W 96% 228 CJ12/150A/3 1.5KW 200W 0.5KW 6W 60% 96% 613 CJ12/250A/3 2-3KW 240W 0.5KW 8W 75% 97% 691 CJ12/400A/3 4-6KW 500W 1.6KW 8W 70% 98% 1840 CJ12/600A/3 8-10KW 600W 2KW 10W 75% 98% 2584 CJ20/63A/3 70W 3.2W 96% 292 CJ20/