一、交流接觸器的工作原理:
電磁式接觸器的工作原理:線圈通電后,在鐵芯中產(chǎn)生磁通及電磁吸力。此電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合,帶動(dòng)觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)打開,常開觸點(diǎn)閉合,互鎖或接通線路。 線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時(shí),電磁吸力小于彈簧反力,使得銜鐵釋放,觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位,斷開線路或解除互鎖。 交流接觸器利用主接點(diǎn)來(lái)開閉電路,用輔助接點(diǎn)來(lái)執(zhí)行控制指令。 主接點(diǎn)一般只有常開接點(diǎn),而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開和常閉功能的接點(diǎn)。小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。
二、交流接觸器的結(jié)構(gòu):
交流接觸器的動(dòng)作動(dòng)力來(lái)源于交流電磁鐵,電磁鐵由兩個(gè)“山"字形的幼硅鋼片疊成,其中一個(gè)固定,在上面套上線圈,稱為靜鐵芯。 為了使磁力穩(wěn)定,鐵芯的吸合面,加上短路環(huán)。交流接觸器在失電后,依靠彈簧復(fù)位;另一半是活動(dòng)鐵芯,構(gòu)造和固定鐵芯一樣,用以帶動(dòng)主接點(diǎn)和輔助接點(diǎn)的開斷。 靜鐵芯在下、動(dòng)鐵芯在上,電磁線圈在靜鐵芯上。當(dāng)電磁線圈通電時(shí),靜、動(dòng)鐵芯即被吸合。觸頭系統(tǒng)包括一組三相主觸頭及兩個(gè)常開,兩個(gè)常閉輔助觸頭。 主觸頭和動(dòng)鐵芯連在一起。主觸頭為雙斷口,用來(lái)接通主電路。輔助觸頭則接在控制回路中,以實(shí)現(xiàn)各種控制方式。滅弧裝置一般為陶瓷制成的柵式滅弧罩,用來(lái)及時(shí)熄滅因斷開大電流而產(chǎn)生的電弧。 (1)電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)由線圈、動(dòng)鐵心(銜鐵)和靜鐵心組成,其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,產(chǎn)生電磁吸力帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。 (2)觸點(diǎn)系統(tǒng) 包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)用于通斷主電路,通常為三對(duì)常開觸點(diǎn)。輔助觸點(diǎn)用于控制電路,起電氣聯(lián)鎖作用,故又稱聯(lián)鎖觸點(diǎn),一般常開、常閉各兩對(duì)。 (3)滅弧裝置 容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置,對(duì)于小容量的接觸器,常采用雙斷口觸點(diǎn)滅弧、電動(dòng)力滅弧、相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧。對(duì)于大容量的接觸器,采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧。 (4)其他部件 包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點(diǎn)壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及外殼等。
如下圖CJ10-20型交流接觸器:
1一滅弧罩 2一觸點(diǎn)壓力彈簧片 3一主觸點(diǎn) 4一反作用彈簧 5一線圈 6一短路環(huán) 7一靜鐵心 8一彈簧 9一動(dòng)鐵心 10一輔助常開觸點(diǎn) 11一輔助常閉觸點(diǎn)
4)其他部件 包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點(diǎn)壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及外殼等。
三、接觸器的符號(hào)和型號(hào)說(shuō)明:
接觸器的圖形符號(hào)如下圖所示,文字符號(hào)為KM。
2.接觸器的型號(hào)說(shuō)明:
例如:CJl0Z-40/3 為交流接觸器,設(shè)計(jì)序號(hào)10,重任務(wù)型,額定電流40A主觸點(diǎn)為3極。CJl2T-250/3為改型后的交流接觸器,設(shè)計(jì)序號(hào)12,額定電流250A,3個(gè)主觸點(diǎn)。
我國(guó)生產(chǎn)的交流接觸器常用的有CJl0,CJl2,CJX1,CJ20等系列及其派生系列產(chǎn)品,CJ0系列及其改型產(chǎn)品已逐步被CJ20、CJX系列產(chǎn)品取代。 上述系列產(chǎn)品一般具有三對(duì)常開主觸點(diǎn),常開、常閉輔助觸點(diǎn)各兩對(duì)。直流接觸器常用的有CZ0系列,分單極和雙極兩大類,常開、常閉輔助觸點(diǎn)各不超過(guò)兩對(duì)。 除以上常用系列外,我國(guó)近年來(lái)還引進(jìn)了一些生產(chǎn)線,生產(chǎn)了一些滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)的交流接觸器,下面作以簡(jiǎn)單介紹。 CJl2B-S系列鎖扣接觸器用于交流50Hz,電壓380V及以下、電流600A及以下的配電電路中,供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐酚?,并適宜于不頻繁地起動(dòng)和停止交流電動(dòng)機(jī)。 具有正常工作時(shí)吸引線圈不通電、無(wú)噪聲等特點(diǎn)。其鎖扣機(jī)構(gòu)位于電磁系統(tǒng)的下方。鎖扣機(jī)構(gòu)靠吸引線圈通電,吸引線圈斷電后靠鎖扣機(jī)構(gòu)保持在鎖住位置。由于線圈不通電,不僅無(wú)電力損耗,而且消除了磁噪音。
四、交流接觸器的分類:
交流接觸器的種類很多,其分類方法也不盡相同。按照一般的分類方法,大致有以下幾種:
①按主觸點(diǎn)極數(shù)分 可分為單極、雙極、三極、四極和五極接觸器。單極接觸器主要用于單相負(fù)荷,如照明負(fù)荷、焊機(jī)等,在電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)中也可采用;雙極接觸器用于繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中,起動(dòng)時(shí)用于短接起動(dòng)繞組;三極接觸器用于三相負(fù)荷。 例如在電動(dòng)機(jī)的控制及其它場(chǎng)合,使用最為廣泛;四極接觸器主要用于三相四線制的照明線路,也可用來(lái)控制雙回路電動(dòng)機(jī)負(fù)載;五極交流接觸器用來(lái)組成自耦補(bǔ)償起動(dòng)器或控制雙籠型電動(dòng)機(jī),以變換繞組接法。 ②按滅弧介質(zhì)分 可分為空氣式接觸器、真空式接觸器等。依靠空氣絕緣的接觸器用于一般負(fù)載,而采用真空絕緣的接觸器常用在煤礦、石油、化工企業(yè)及電壓在660V和1140V等一些特殊的場(chǎng)合。 ③按有無(wú)觸點(diǎn)分 可分為有觸點(diǎn)接觸器和無(wú)觸點(diǎn)接觸器。常見(jiàn)的接觸器多為有觸點(diǎn)接觸器,而無(wú)觸點(diǎn)接觸器屬于電子技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)物,一般采用晶閘管作為回路的通斷元件。 由于可控硅導(dǎo)通時(shí)所需的觸發(fā)電壓很小,而且回路通斷時(shí)無(wú)火花產(chǎn)生,因而可用于高操作頻率的設(shè)備和易燃、易爆、無(wú)噪聲的場(chǎng)合。
五、交流接觸器的基本參數(shù):
(1)額定電壓 指主觸點(diǎn)額定工作電壓,應(yīng)等于負(fù)載的額定電壓。一只接觸器常規(guī)定幾個(gè)額定電壓,同時(shí)列出相應(yīng)的額定電流或控制功率。通常,最大工作電壓即為額定電壓。常用的額定電壓值為220V、380V、660V等。 (2)額定電流 接觸器觸點(diǎn)在額定工作條件下的電流值。380V三相電動(dòng)機(jī)控制電路中,額定工作電流可近似等于控制功率的兩倍。常用額定電流等級(jí)為5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。 (3)通斷能力 可分為最大接通電流和最大分?jǐn)嚯娏?。最大接通電流是指觸點(diǎn)閉合時(shí)不會(huì)造成觸點(diǎn)熔焊時(shí)的最大電流值;最大分?jǐn)嚯娏魇侵赣|點(diǎn)斷開時(shí)能可靠滅弧的最大電流。 一般通斷能力是額定電流的5~10倍。當(dāng)然,這一數(shù)值與開斷電路的電壓等級(jí)有關(guān),電壓越高,通斷能力越小。 (4)動(dòng)作值 可分為吸合電壓和釋放電壓。吸合電壓是指接觸器吸合前,緩慢增加吸合線圈兩端的電壓,接觸器可以吸合時(shí)的最小電壓。釋放電壓是指接觸器吸合后,緩慢降低吸合線圈的電壓,接觸器釋放時(shí)的最大電壓。 一般規(guī)定,吸合電壓不低于線圈額定電壓的85%,釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。 (5)吸引線圈額定電壓 接觸器正常工作時(shí),吸引線圈上所加的電壓值。一般該電壓數(shù)值以及線圈的匝數(shù)、線徑等數(shù)據(jù)均標(biāo)于線包上,而不是標(biāo)于接觸器外殼銘牌上,使用時(shí)應(yīng)加以注意。 (6)操作頻率 接觸器在吸合瞬間,吸引線圈需消耗比額定電流大5~7倍的電流,如果操作頻率過(guò)高,則會(huì)使線圈嚴(yán)重發(fā)熱,直接影響接觸器的正常使用。 為此,規(guī)定了接觸器的允許操作頻率,一般為每小時(shí)允許操作次數(shù)的最大值。 (7)壽命 包括電壽命和機(jī)械壽命。目前接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)一千萬(wàn)次以上,電氣壽命約是機(jī)械壽命的5%~20%。
六、交流接觸器的選擇:
交流接觸器的選用,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的類型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步驟:
交流接觸器按負(fù)荷種類一般分為一類、二類、三類和四類,分別記為AC1 、AC2 、AC3和AC4。一類交流接觸器對(duì)應(yīng)的控制對(duì)象是無(wú)感或微感負(fù)荷,如白熾燈、電阻爐等; 二類交流接觸器用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止; 三類交流接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行中分?jǐn)?;四類交流接觸器用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)。 根據(jù)被控對(duì)象和工作參數(shù)如電壓、電流、功率、頻率及工作制等確定接觸器的額定參數(shù)。 ①接觸器的線圈電壓,一般應(yīng)低一些為好,這樣對(duì)接觸器的絕緣要求可以降低,使用時(shí)也較安全。但為了方便和減少設(shè)備,常按實(shí)際電網(wǎng)電壓選取。 ②電動(dòng)機(jī)的操作頻率不高,如壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、沖床等,接觸器額定電流大于負(fù)荷額定電流即可。接觸器類型可選用CJl0、CJ20等。 ③對(duì)重任務(wù)型電機(jī),如機(jī)床主電機(jī)、升降設(shè)備、絞盤、破碎機(jī)等,其平均操作頻率超過(guò)100次/min,運(yùn)行于起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反向制動(dòng)、反接制動(dòng)等狀態(tài),可選用CJl0Z、CJl2型的接觸器。 為了保證電壽命,可使接觸器降容使用。選用時(shí),接觸器額定電流大于電機(jī)額定電流。 ④對(duì)特重任務(wù)電機(jī),如印刷機(jī)、鏜床等,操作頻率很高,可達(dá)600~12000次/h,經(jīng)常運(yùn)行于起動(dòng)、反接制動(dòng)、反向等狀態(tài),接觸器大致可按電壽命及起動(dòng)電流選用,接觸器型號(hào)選CJl0Z、CJl2等。 ⑤交流回路中的電容器投入電網(wǎng)或從電網(wǎng)中切除時(shí),接觸器選擇應(yīng)考慮電容器的合閘沖擊電流。一般地,接觸器的額定電流可按電容器的額定電流的1.5倍選取,型號(hào)選CJ10、CJ20等。 ⑥用接觸器對(duì)變壓器進(jìn)行控制時(shí),應(yīng)考慮浪涌電流的大小。例如交流電弧焊機(jī)、電阻焊機(jī)等,一般可按變壓器額定電流的2倍選取接觸器,型號(hào)選CJl0、CJ20等。 ⑦對(duì)于電熱設(shè)備,如電阻爐、電熱器等,負(fù)荷的冷態(tài)電阻較小,因此起動(dòng)電流相應(yīng)要大一些。選用接觸器時(shí)可不用考慮(起動(dòng)電流),直接按負(fù)荷額定電流選取。型號(hào)可選用CJl0、CJ20等。 ⑧由于氣體放電燈起動(dòng)電流大、起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),對(duì)于照明設(shè)備的控制,可按額定電流1.1~1.4倍選取交流接觸器,型號(hào)可選CJl0、CJ20等。 ⑨接觸器額定電流是指接觸器在長(zhǎng)期工作下的最大允許電流,持續(xù)時(shí)間≤8h,且安裝于敞開的控制板上,如果冷卻條件較差,選用接觸器時(shí),接觸器的額定電流按負(fù)荷額定電流的110%~120%選取。 對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間工作的電機(jī),由于其氧化膜沒(méi)有機(jī)會(huì)得到清除,使接觸電阻增大,導(dǎo)致觸點(diǎn)發(fā)熱超過(guò)允許溫升。實(shí)際選用時(shí),可將接觸器的額定電流減小30%使用。 還要說(shuō)明的一點(diǎn)是:由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,國(guó)內(nèi)有些廠家為降低成本,已經(jīng)在偷工減料,比如:在線圈的制作減小線徑甚至少繞匝數(shù),在觸頭上用不符合國(guó)標(biāo)的材料或厚度和截面都不夠。
這種情況不僅體現(xiàn)在接觸器上,在其他如短路器等產(chǎn)品上也是如此。造成在實(shí)際使用中,標(biāo)的是100A的接觸器或短路器,其實(shí)際負(fù)載量只能在80A甚至更低,故障率很高。
所以,現(xiàn)在有流行的說(shuō)法是:用國(guó)產(chǎn)低端產(chǎn)品,要按其銘牌說(shuō)明的額定容量打7折使用!
七、交流接觸器的接法:
一般三相接觸器一共有8個(gè)點(diǎn),三路輸入,三路輸出,還有是控制點(diǎn)兩個(gè)。輸出和輸入是對(duì)應(yīng)的,很容易能看出來(lái)。如果要加自鎖的話,則還需要從輸出點(diǎn)的一個(gè)端子將線接到控制點(diǎn)上面。 要注意外加電源的電壓是多少(220V或380V),一般都標(biāo)得有。并且注意接觸點(diǎn)是常閉還是常開。如果有自鎖控制,根據(jù)原理理一下線路就可以了。
八、交流接觸器的運(yùn)行維護(hù) :
⑴運(yùn)行中檢查項(xiàng)目:
①通過(guò)的負(fù)荷電流是否在接觸器額定值之內(nèi);
②接觸器的分合信號(hào)指示是否與電路狀態(tài)相符;
③運(yùn)行聲音是否正常,有無(wú)因接觸不良而發(fā)出放電聲;
④電磁線圈有無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象,電磁鐵的短路環(huán)有無(wú)異常。
⑤滅弧罩有無(wú)松動(dòng)和損傷情況;
⑥輔助觸點(diǎn)有無(wú)燒損情況;
⑦傳動(dòng)部分有無(wú)損傷;
⑧周圍運(yùn)行環(huán)境有無(wú)不利運(yùn)行的因素,如振動(dòng)過(guò)大、通風(fēng)不良、塵埃過(guò)多等。
⑵維護(hù):
在電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)工作時(shí),應(yīng)一并對(duì)接觸器進(jìn)行維護(hù)工作。
①外部維護(hù):
a.清掃外部灰塵;
b.檢查各緊固件是否松動(dòng),特別是導(dǎo)體連接部分,防止接觸松動(dòng)而發(fā)熱;
②觸點(diǎn)系統(tǒng)維護(hù):
a.檢查動(dòng)、靜觸點(diǎn)位置是否對(duì)正,三相是否同時(shí)閉合,如有問(wèn)題應(yīng)調(diào)節(jié)觸點(diǎn)彈簧;
b.檢查觸點(diǎn)磨損程度,磨損深度不得超過(guò)1mm,觸點(diǎn)有燒損,開焊脫落時(shí),須及時(shí)更換;輕微燒損時(shí),一般不影響使用。清理觸點(diǎn)時(shí)不允許使用砂紙,應(yīng)使用整形銼;
c.測(cè)量相間絕緣電阻,阻值不低于10MΩ;
d.檢查輔助觸點(diǎn)動(dòng)作是否靈活,觸點(diǎn)行程應(yīng)符合規(guī)定值,檢查觸點(diǎn)有無(wú)松動(dòng)脫落,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí),應(yīng)及時(shí)修理或更換。
③鐵芯部分維護(hù):
a.清掃灰塵,特別是運(yùn)動(dòng)部件及鐵芯吸合接觸面間;
b.檢查鐵芯的緊固情況,鐵芯松散會(huì)引起運(yùn)行噪音加大;
c.鐵芯短路環(huán)有脫落或斷裂要及時(shí)修復(fù)。
④電磁線圈維護(hù):
a.測(cè)量線圈絕緣電阻;
b.線圈絕緣物有無(wú)變色、老化現(xiàn)象,線圈表面溫度不應(yīng)超過(guò)65°C;
c.檢查線圈引線連接,如有開焊、燒損應(yīng)及時(shí)修復(fù)。5)滅弧罩部分維護(hù):
a.檢查滅弧罩是否破損;
b.滅弧罩位置有無(wú)松脫和位置變化;
c.清除滅弧罩縫隙內(nèi)的金屬顆粒及雜物。