
接觸器是一種通用性很強(qiáng)的自動電磁式開關(guān)電器,是電力拖動與自動控制系統(tǒng)中重要的低壓電器。它可以頻繁地接觸和分段交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對象是電動機(jī),也可以控制其他設(shè)備,如電焊機(jī)、電阻爐和照明器具等電力負(fù)荷。它利用電磁力的吸合和反向彈力作用使接觸點閉合和分?jǐn)?,從而使電路接通和斷開。它具有欠電壓釋放保護(hù)和零壓保護(hù),控制容量大,可用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離的控制。且工作可靠,壽命長,性能穩(wěn)定,維護(hù)方便。接觸器不能切斷短路電流,因此通常與熔斷器配合使用。
接觸器的工作原理與結(jié)構(gòu)組成
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。
(1)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。
(2)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。
(3)分?jǐn)嘀骰芈?,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。
(4)滅弧系統(tǒng):滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時,產(chǎn)生的電弧能可靠的熄滅,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(qiáng)磁吹弧回路。
(5)其它部分:絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動機(jī)構(gòu)等。
工作原理:當(dāng)線圈通電時,靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力,將動鐵心吸合,由于觸頭系統(tǒng)是與動鐵心聯(lián)動的,因此動鐵心帶動三條動觸片同時運行,觸點閉合,從而接通電源。當(dāng)線圈斷電時,吸力消失,動鐵心聯(lián)動部分依靠彈簧的反作用力而分離,使主觸頭斷開,切斷電源。
交流接觸器的選用原則
接觸器作為通斷負(fù)載電源的設(shè)備,接觸器的選用應(yīng)按滿足被控制設(shè)備的要求進(jìn)行,除額定工作電壓與被控設(shè)備的額定工作電壓相同外,被控設(shè)備的負(fù)載功率、使用類別、控制方式、操作頻率、工作壽命、安裝方式、安裝尺寸以及經(jīng)濟(jì)性是選擇的依據(jù)。選用原則如下:
(1)交流接觸器的電壓等級要和負(fù)載相同,選用的接觸器類型要和負(fù)載相適應(yīng)。
(2)負(fù)載的計算電流要符合接觸器的容量等級,即計算電流小于等于接觸器的額定工作電流。接觸器的接通電流大于負(fù)載的啟動電流,分?jǐn)嚯娏鞔笥谪?fù)載運行時分?jǐn)嘈枰碾娏?,?fù)載的計算電流要考慮實際工作環(huán)境和工況,對于啟動時間長的負(fù)載,半小時峰值電流不能超過約定發(fā)熱電流。
(3)按短時的動、熱穩(wěn)定校驗。線路的三相短路電流不應(yīng)超過接觸器允許的動、熱穩(wěn)定電流,當(dāng)使用接觸器斷開短路電流時,還應(yīng)校驗接觸器的分?jǐn)嗄芰Α?/p>
(4)接觸器吸引線圈的額定電壓、電流及輔助觸頭的數(shù)量、電流容量,應(yīng)滿足控制回路接線要求。要考慮接在接觸器控制回路的線路長度,一般推薦的操作電壓值,接觸器要能夠在85%~110%的額定電壓下工作。如果線路過長,由于電壓降太大,接觸器線圈對合閘指令有可能不起反映;由于線路電容太大,可能對跳閘指令不起作用。
(5)根據(jù)操作次數(shù)校驗接觸器所允許的操作頻率。如果操作頻率超過規(guī)定值,額定電流應(yīng)該加大一倍。
(6)短路保護(hù)元件參數(shù)應(yīng)該和接觸器參數(shù)配合選用。
(7)接觸器和其它元器件的安裝距離要符合相關(guān)國標(biāo),要考慮維修和走線距離。
(8)有特殊要求情況下交流接觸器的選用
①防晃電型交流接觸器
電力系統(tǒng)由于雷擊、短路后重合閘以及單相人為短時故障接地后自動恢復(fù)等原因使供電系統(tǒng)晃電,晃電時間一般在幾秒以下。
在有連續(xù)性生產(chǎn)要求的情況下,工藝上不允許設(shè)備在電源短時中斷(晃電)就造成設(shè)備跳閘停電,可以采用新型電控設(shè)備:FS系列防晃電交流接觸器。
FS系列防晃電接觸器不依賴輔助工作電源,不依賴輔助機(jī)械裝置,具有體積小、可靠性高,它采用強(qiáng)力吸合裝置,雙繞組線圈,接觸器在吸合釋放時無有害抖動,避免了電網(wǎng)失壓時觸頭抖動引起的燃弧 熔焊,因此減少了觸頭磨損。接觸器線圈帶有儲能機(jī)構(gòu),當(dāng)晃電發(fā)生時,接觸器線圈延遲釋放,其輔助觸點延遲發(fā)出斷開的控制信號,由此躲開晃電時間,晃電時間由負(fù)載性質(zhì)和斷電長短決定,接觸器延時時間可調(diào)。
②節(jié)能型交流接觸器
交流接觸器的節(jié)電是指采用各種節(jié)電技術(shù)來降低操作電磁系統(tǒng)吸持時所消耗的有功、無功功率。交流接觸器的操作電磁系統(tǒng)一般采用交流控制電源,我國現(xiàn)有63A以上交流接觸器,在吸持時所消耗的有功功率在數(shù)十瓦至幾百瓦之間,無功功率在數(shù)十乏至幾百乏之間,一般所耗有功功率鐵心約占65%~75%,短路環(huán)約占25%~30%,線圈約占3%~5%,所以可以將交流吸持電流改為直流吸持,或者采用機(jī)械結(jié)構(gòu)吸持、限電流吸持等方法,可以降低短路環(huán)中所占的大部分功率損耗,還可消除、降低噪聲,改善環(huán)境。
根據(jù)原理一般分為三大類:節(jié)電器、節(jié)點線圈、節(jié)電型交流接觸器。電磁系統(tǒng)采用節(jié)電裝置,可使電磁無噪聲及溫升低,并解決了使用節(jié)電裝置有釋放延時的問題,如國產(chǎn)的CJ40系列。
③帶有附加功能的交流接觸器
電子技術(shù)的應(yīng)用可以很方便的在接觸器中增添主電路保護(hù)功能,如欠、過電壓保護(hù)、斷相保護(hù)、漏電保護(hù)等。電動機(jī)燒毀事故中,接觸器一相接觸不良的占11%,所以選擇帶有斷相保護(hù)的斷路器、接觸器等電氣器件也是十分必要的。
接觸器加輔助模塊可以滿足一些特殊要求。加機(jī)械連鎖可以構(gòu)成可逆接觸器,實現(xiàn)電動機(jī)正反可逆旋轉(zhuǎn),或者兩個接觸器加機(jī)械連鎖實現(xiàn)主電路電氣互鎖,可用于變頻器的變頻/工頻切換;加氣延時觸頭和輔助觸頭組可以實現(xiàn)電動機(jī)Y/△啟動;加空氣延時觸頭可以構(gòu)成延時接觸器。
可以選用交流接觸器的電磁線圈做電動機(jī)的低電壓保護(hù),其控制回路宜由電動機(jī)主回路供電,如由其他電源供電,則主回路失壓時,應(yīng)自動斷開控制電源。
接觸器的安裝方法
(1)接觸器安裝前應(yīng)檢查線圈的額定電壓等技術(shù)數(shù)據(jù)是否與實際使用相符,然后將鐵心及面上的防銹油脂或銹垢用汽油擦凈,以免多次使用后被油垢粘住,造成接觸器斷電時不能釋放觸電。
(2)接觸器安裝時,一般應(yīng)垂直安裝,其傾斜度不得超過5°,否則會影響接觸器的動作特性。安裝有散熱孔的接觸器時,應(yīng)將散熱孔放在上下位置,以利于線圈散熱。
(3)接觸器安裝與接線時,注意不要讓雜物落到接觸器內(nèi),以免引起卡阻而燒毀線圈,同時應(yīng)將螺釘擰緊,以防振動松脫。
(4)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。
(5)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(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。
日常使用管理
(1)定期檢測接觸器線圈的電源電壓,并防止電壓過高線圈將過熱,磁系統(tǒng)閉合時沖擊力大,容易損壞有關(guān)的零部件;電壓過低,則接觸器閉合速度慢,易使運動機(jī)械卡阻,觸頭易燒結(jié)在一起,在變速或換向時產(chǎn)生不良效果,以致自動控制線路出現(xiàn)故障。
(2)定期用高質(zhì)量清潔布或毛刷對它進(jìn)行清潔除塵;如果用干燥的壓縮空氣吹灰,則空氣壓力不得超過O.2MPa,在使用前應(yīng)先放氣,將管路中的水汽和灰塵吹凈后再用,這兩點常被忽視而帶來不應(yīng)有的麻煩。
在導(dǎo)電部分附著導(dǎo)電塵?;蛴突視r,會引起絕緣不良,甚至引起相間短路,而且也會導(dǎo)致可動的機(jī)械部件受到卡阻,機(jī)械磨損增大。
(3)要定期檢查鐵心工作面,清除油污、灰塵和銹。因為它們的存在可引起起噪聲和當(dāng)斷電后接觸器不釋放,或者釋放動作滯遲。
(4)要定期檢查運動部件的磨損狀況,防止機(jī)械磨損卡阻等而造成故障范圍擴(kuò)大。
(5)定期檢查各緊固連接件是否松動,特別是當(dāng)接觸器安裝面承受振動時更應(yīng)注意此問題。由于連接緊固件的松動會造成機(jī)械部分卡阻,磨損增大;而導(dǎo)電部分的松動會造成導(dǎo)電接觸不良,增大了接觸電阻,引起過熱,使金屬件變色,使絕緣材料燒焦等。而過熱點可直觀的通過金屬件變色狀況、絕緣件燒焦程度來判定,也可以用毫伏表測量壓降而確定過熱點。發(fā)現(xiàn)過熱后,應(yīng)將該控制系統(tǒng)斷電進(jìn)行處理。金屬件最好不要用銼刀、金鋼砂布等處理,這樣會縮短使用壽命。建議用金相砂紙?zhí)幚恚?dāng)然處理后要進(jìn)行清潔;對于絕緣件進(jìn)行修補時,要徹底清除燒焦處。
(6)定期檢查接觸器觸頭有無黑色煙灰、金屬顆粒、表面平整狀況以及觸頭壓力、開距和超程情況,進(jìn)行清潔整理觸頭以及調(diào)整觸頭壓力、開距和超程在允許范圍內(nèi)。對觸頭進(jìn)行清潔整理時,最好不要用銼刀平整觸頭接觸工作面(工作點或線),這樣會縮短觸頭的使用壽命。
其壓力調(diào)整應(yīng)包括初壓力和終壓力調(diào)整。初壓力是指動、靜觸頭剛剛接觸時作用在觸頭上的壓力;而終壓力是指觸頭完全閉合后作用在觸頭上的壓力。初壓力測量是在觸頭斷開時測量;終壓力是在觸頭完全閉合時測量。在測量時應(yīng)注意使拉力方向垂直于觸頭接觸線。測量方法有許多,其中之一是用彈簧測力計測量觸頭剛分開和完全閉合時彈簧安裝空間高度的相應(yīng)壓力,它們分別為初壓力和終壓力。而觸頭開距和超程可用卡尺、內(nèi)卡鉗以及專用樣板等均可測量。當(dāng)然測量觸頭彈簧的高度變化也可以。
對帶有銅觸頭多相轉(zhuǎn)動式的接觸器,應(yīng)調(diào)整使各觸頭能同時接觸。如各相不同時接觸,一般不大于O.5ram。而且還應(yīng)調(diào)整觸頭的位置,使其在閉合過程中具有一定的滾動與滑動。擦破觸頭表面的氧化膜,以便減少接觸電阻。而對于含有銀的直動式觸頭,切忌銼撩已形成的氧化銀,這樣會縮短使用壽命。因為氧化銀受熱后能分解出銀,這類觸頭接觸電阻小而且穩(wěn)定。
(7)定期檢查接觸器線圈是否牢固地裝在鐵心上以及溫升變化情況。
(8)定期檢查滅弧室的情況,以防發(fā)生短路故障。由于接觸器的通、斷電動作,使滅弧室壁和滅弧柵板上附著有黑色煙灰和(或)金屬顆粒,使滅弧性能變壞,易產(chǎn)生短路故障故應(yīng)清潔整理。如果用溶劑清洗,則應(yīng)在烘干后再使用,否則造成電弧短路故障。對于陶土滅弧室、石棉滅弧室,性脆易碎,應(yīng)特別注意不要碰撞,如果碎裂則應(yīng)更換。更換滅弧室后,應(yīng)干燥后再使用,而且應(yīng)換用同型號、同規(guī)格的滅弧柵板;滅弧柵板數(shù)不應(yīng)少。
(9)定期檢查絕緣。在系統(tǒng)中線圈熱態(tài)時對地絕緣電阻不得低于2MΩ。若低于此值則應(yīng)查明原因再處理。線圈在冷態(tài)下,其值不得低于O.5MΩ。
(10)在通電運行前,用手檢查接觸器可動機(jī)構(gòu)的靈活性,并按期在軸承中注入適量潤滑油當(dāng)發(fā)現(xiàn)運動機(jī)構(gòu)有卡阻等不靈活現(xiàn)象時,應(yīng)在恢復(fù)正常后再投入使用。
(11)測量銜鐵閉合時線圈中的工作電流或損耗功率;測量線圈的直流電阻。
(12)接觸器更換注意事項。
①新接觸器在控制電路額定電壓下,磁系統(tǒng)的損耗及在主電路工作電流下導(dǎo)電部分的損耗,不能比原接觸器大很多,以免溫升超過規(guī)定值。
②更換后接觸器與周圍金屬體之間的沿噴弧方向的距離,不得小于產(chǎn)品說明書的規(guī)定。
③更換后的接觸器,它若是用于自動可逆轉(zhuǎn)換電路時,當(dāng)其可逆轉(zhuǎn)換時的動作時間,應(yīng)大于接觸器斷開時電弧燃燒時間,以防止可逆轉(zhuǎn)換電路時發(fā)生短路故障。
④更換后的接觸器,其額定電流及閉合和分?jǐn)嗄芰Γ粦?yīng)低于原接觸器。
⑤在更換接觸器前,要檢查電磁線圈工作電壓是否與控制電路電壓一致;有無因運輸搬運等因素造成緊固連接件的松動;要清除鐵心工作面上的防銹油。