برنامه و نگهداری کنتاکتورهای متناوب | تحلیل جامع رفع عیوب معمول، در یک مقاله به دست آورید

۱ تجزیه و تحلیل اجزای کلیدی سوئیچ‌های تماس AC

سوئیچ تماس AC یک سوئیچ الکترومغناطیسی خودکار است که برای تغییر مدارهای اصلی و کنترلی AC به صورت طولانی‌مدت و با فرکانس بالا استفاده می‌شود. این سوئیچ دارای مزایایی نظیر عملکرد خودکار، محافظت در برابر کم‌ولتاژی و عدم ولتاژ، عملکرد با ظرفیت بالا، پایداری قوی و نیاز کم به نگهداری است. در مدارهای کنترل الکتریکی ماشین‌آلات، سوئیچ‌های تماس AC عمدتاً برای کنترل موتورهای الکتریکی و بارهای دیگر استفاده می‌شوند.

اجزای کلیدی سوئیچ تماس AC شامل سیستم الکترومغناطیسی، سیستم تماس و دستگاه خاموش‌کننده آتشکاری هستند. این سوئیچ عمدتاً از قطعات ساختاری مانند تماس‌های اصلی، هسته متحرک، سیم‌پیچ، هسته ثابت و تماس‌های کمکی تشکیل شده است.

۱.۱ سیستم الکترومغناطیسی

سیستم الکترومغناطیسی سوئیچ تماس AC عمدتاً شامل سیم‌پیچ، هسته متحرک، هسته ثابت و حلقه کوتاه‌مدار است. وقتی که سیم‌پیچ کنترلی برق‌رسانی یا برق‌بازشدنی شود، به ترتیب عمل جذب یا رها شدن را انجام می‌دهد که می‌تواند تماس‌های متحرک و ثابت را به حالت باز یا بسته نگه دارد تا هدف تغییر مدار را به دست آورد.

برای کاهش زیان‌های ادی و تاخیر، هسته و آرماتور سوئیچ تماس AC در تولید از لایه‌های فولاد سیلیسیوم شکل E تهیه می‌شوند. برای افزایش مساحت تảnقد و جلوگیری از سوختن، سیم‌پیچ به صورت استوانه‌ای ضخیم و کوچک روی یک قاب عایقی پیچیده می‌شود و فاصله‌ای بین آن و هسته حفظ می‌شود تا از تداخل جلوگیری شود. هسته شکل E یک فاصله هوایی ۰.۱-۰.۲ میلی‌متری در سطح کره میانی خود ذخیره می‌کند تا اثر میدان مغناطیسی باقی‌مانده را کاهش دهد و از گیر کردن آرماتور جلوگیری کند.

هنگامی که سوئیچ تماس AC در حال کار است، جریان متناوب در سیم‌پیچ یک میدان مغناطیسی متناوب در هسته ایجاد می‌کند که باعث نوسان آرماتور و ایجاد صداست. در هر دو سمت هسته و آرماتور یک شیار وجود دارد و یک حلقه کوتاه‌مدار از مس یا آلیاژ نیکل-کروم در این شیار قرار داده می‌شود تا مشکل فوق را حل کند. پس از نصب حلقه کوتاه‌مدار، هنگامی که جریان متناوب از پیچش عبور می‌کند، میدان‌های مغناطیسی Φ₁ و Φ₂ با فازهای مختلف تشکیل می‌شوند، که این باعث می‌شود که همیشه نیروی جذب بین هسته و آرماتور وجود داشته باشد، بنابراین ارتعاش و صدا به شدت کاهش می‌یابد.

۱.۲ سیستم تماس

سه نوع تماس سوئیچ تماس AC وجود دارد: تماس نقطه‌ای، خطی و سطحی، مانند شکل زیر. بر اساس فرم ساختاری، آنها به دو دسته تماس‌های پل و انگشت تقسیم می‌شوند. تماس‌های پل شامل نوع تماس نقطه‌ای پل و نوع تماس سطحی پل هستند که برای مناسبات جریان مختلف مناسب هستند. تماس‌های انگشتی عمدتاً در حالت تماس خطی هستند و مساحت تماس آنها یک خط مستقیم است که برای موقعیت‌های مکرر و جریان بالا مناسب است. بر اساس ظرفیت بستن و باز کردن، آنها به تماس‌های اصلی و کمکی تقسیم می‌شوند. تماس‌های اصلی برای مدارهای اصلی با جریان بالا مناسب هستند و معمولاً ۳ جفت تماس باز دارند. تماس‌های کمکی برای مدارهای کنترلی با جریان کم مناسب هستند و معمولاً ۲ جفت تماس باز و ۲ جفت تماس بسته دارند.

۱.۳ دستگاه خاموش‌کننده آتشکاری

در مدارهای با جریان یا ولتاژ بالا، هنگام باز شدن سوئیچ‌های تماس AC، حتماً آتشکاری اتفاق می‌افتد که باعث سوختن تماس‌ها، خرابی دستگاه، تأثیر بر طول عمر آن و حتی تداخل در زمان قطع مدار می‌شود؛ در شرایط شدید ممکن است منجر به آتش‌سوزی شود. به دلایل ایمنی، تمام سوئیچ‌های تماس با ظرفیت بیش از ۱۰ آمپر باید دارای دستگاه خاموش‌کننده آتشکاری باشند. روش‌های خاموش‌کننده آتشکاری معمول در سوئیچ‌های تماس AC شامل خاموش‌کننده آتشکاری دو قطعه‌ای با نیروی الکتریکی، خاموش‌کننده آتشکاری شیار عمودی و خاموش‌کننده آتشکاری شبکه‌ای است.

دستگاه خاموش‌کننده آتشکاری دو قطعه‌ای با نیروی الکتریکی آتشکاری را به دو بخش تقسیم می‌کند و از طریق نیروی الکتریکی خود مدار تماس آن را کش می‌دهد تا گرمای آتشکاری تبدیل و خنک شود و هدف خاموش کردن آن به دست آید. دستگاه خاموش‌کننده آتشکاری شیار عمودی از مواد مقاوم در برابر آتشکاری مانند خاک رس مقاوم در برابر آتشکاری و سیمان آسفالتی تهیه شده است و یک یا چند شیار عمودی در داخل آن وجود دارد که می‌تواند مساحت تماس بین آتشکاری و دیواره کمر خاموش‌کننده آتشکاری را افزایش دهد و با فشردن آتشکاری اثر خاموش کردن آن را به دست آورد. هنگامی که تماس‌ها در حالت جدا شده هستند، آتشکاری از طریق یک میدان مغناطیسی خارجی یا نیروی الکتریکی به شیارها ارسال می‌شود و انرژی گرمایی به دیواره کمر خاموش‌کننده آتشکاری منتقل می‌شود تا آتشکاری به سرعت خاموش شود.

بر این اساس، یک ساختار جدید خاموش‌کننده آتشکاری شبکه‌ای پیشنهاد شده است. شبکه فلزی از صفحات آهنی مس‌پوش یا روی‌پوش شکل H و در کاور خاموش‌کننده آتشکاری قرار داده می‌شود. آتشکاری ایجاد شده توسط قطع تماس میدان مغناطیسی قوی ایجاد می‌کند و وجود مقاومت مغناطیسی باعث ناهمگنی شدت میدان الکتریکی در این منطقه می‌شود که آتشکاری را به شکاف‌های شبکه می‌کشید تا آتشکاری کوتاه شود. هر شبکه به عنوان الکترود عمل می‌کند و کل ولتاژ آتشکاری را به چند بخش تقسیم می‌کند و ولتاژ آتشکاری بین هر بخش کمتر از ولتاژ روشن شدن آتشکاری است. همزمان، شبکه گرمای آتشکاری را تخلیه می‌کند تا آتشکاری به سرعت خاموش شود و اثر خاموش کردن [۳-۵] به دست آید.

۱.۴ اجزای کمکی

اجزای کمکی سوئیچ تماس AC شامل فنر واکنش، فنر ت:animated.gif)fer، فنر فشار تماس، مکانیسم انتقال، پایه و غیره است. فنر واکنش پس از قطع برق، انرژی را آزاد می‌کند تا تماس‌ها به حالت اولیه بازگردند. فنر ت:animated.gif)fer می‌تواند نیروی ضربه را کاهش دهد. فنر فشار تماس می‌تواند فشار تماس را به شدت افزایش دهد و مقاومت تماس را کاهش دهد. تماس‌های عملکردی توسط آرماتور یا فنر واکنش کنترل می‌شوند تا متصل یا قطع شوند.

۲ استفاده صحیح از سوئیچ‌های تماس AC

۲.۱ اصول انتخاب سوئیچ‌های تماس AC

ولتاژ اسمی تماس‌های اصلی نباید کمتر از ولتاژ اسمی مدار کنترلی باشد. جریان اسمی تماس‌های اصلی باید با نیاز بار سازگار باشد: برای بارهای مقاوم، باید برابر با جریان اسمی باشد؛ برای بارهای موتوری، باید کمی بیشتر از جریان اسمی باشد. ولتاژ سیم‌پیچ جذب بر اساس پیچیدگی مدار کنترلی انتخاب می‌شود: برای مدارهای ساده می‌توان ۳۸۰ V یا ۲۲۰ V و برای مدارهای پیچیده ۳۶ V یا ۱۱۰ V را انتخاب کرد. تعداد و نوع تماس‌ها باید با استانداردهای اساسی مدار کنترلی سازگار باشد.

۲.۲ نصب و نگهداری سوئیچ‌های تماس AC

برای بررسی قبل از نصب، باید تأیید کرد که داده‌های فنی سوئیچ (مانند ولتاژ اسمی، جریان، فرکانس عملکردی و غیره) با استانداردها سازگار هستند، بررسی کنید که ظاهر آن خسارت ندارد و حرکت آن آزاد است و مقاومت مستقیم و مقاومت عایقی سیم‌پیچ را اندازه‌گیری کنید. موقعیت نصب باید عمودی باشد، با میزانی کمتر از ۵° و سمت دارای سوراخ‌های ت:animated.gif)fer باید به سمت عمودی باشد. در زمان نصب و پیچش، از سقوط قطعات مانند پیچ‌ها، دایره‌ها و اتصالات جلوگیری کنید که ممکن است باعث گیر کردن یا کوتاه مدار شدن سوئیچ تماس AC شود.

پس از نصب، باید بررسی کنید که پیچش صحیح است. بدون برق‌رسانی به تماس‌های اصلی، چند بار سوئیچ را برق‌رسانی و برق‌باز کنید تا حرکت تماس‌های اصلی و وجود یا عدم وجود صدای پس از جذب هسته را بررسی کنید. فقط در صورت عدم وجود خطا می‌تواند به کار گرفته شود. نباید سوئیچ تماس AC را به منبع DC متصل کنید، در غیر این صورت سیم‌پیچ سوخته خواهد شد.

۳ اشکالات رایج و روش‌های نگهداری سوئیچ‌های تماس AC

۳.۱ اشکالات تماس‌های اصلی

۳.۱.۱ تشعشع شدید در لحظه اتصال و قطع تماس‌های متحرک و ثابت اصلی

وقتی که بار به طور عادی کار می‌کند، در لحظه اتصال و قطع تماس‌ها تشعشع اتفاق می‌افتد. سطح تماس به دلیل دما بالای آتشکاری دچار تشکیل چاله‌های نامنظم کوچک می‌شود که باعث کاهش مساحت تماس، افزایش جریان و تشعشع شدید می‌شود. برای تعمیر تماس‌های آسیب‌دیده، باید میزان آسیب سطح تماس را بررسی کنید؛ تنها اگر ضخامت تماس بیش از ۲/۳ ضخامت اولیه باشد، می‌توان آن را تعمیر کرد. در زمان تعمیر تماس‌ها، ابتدا کاغذ زنگ‌زدن ریز را روی سطح افقی قرار دهید، سپس تماس‌های آسیب‌دیده را روی کاغذ زنگ‌زدن تسطیح کنید، وضعیت تعمیر را بررسی کنید تا تمام نقاط آسیب‌دیده زنگ‌زده شوند و در نهایت از سیخ‌های آن پاکسازی کنید.

۳.۱.۲ ذوب، سوختن و چسباندن تماس‌های متحرک و ثابت اصلی

علل اصلی ذوب، سوختن و چسباندن تماس‌های متحرک و ثابت اصلی شامل کوتاه مدار بار، کوتاه مدار مدار اصلی یا کاهش ممانعت بار است. از بین آنها، همزمان بودن کوتاه مدار و کوتاه مدار مدار اصلی عامل کلیدی است. به دلیل نیازهای کاری، فرکانس عملکرد سوئیچ تماس AC از کم تا زیاد می‌باشد؛ در طول اتصال و قطع مکرر تماس‌ها، دما سطح تماس افزایش می‌یابد و تحت تأثیر آتشکاری، تماس‌های متحرک و ثابت اصلی در نهایت ذوب، سوختن و چسباندن می‌شوند.

معمولاً دو روش درمان وجود دارد: اول، جایگزینی سوئیچ تماس AC با یکی با ولتاژ و جریان اسمی بالاتر؛ دوم، تعمیر سوئیچ تماس AC: جایگزینی تماس‌ها با مشخصات مشابه، پاکسازی رسوبات کربنی در اطراف تماس‌های متحرک و ثابت و غیره، و اتصال دستگاه‌های خاموش‌کننده آتشکاری RC موازی با هر یک از ۳ جفت تماس اصلی.

۳.۲ اشکالات تماس‌های کمکی

۳.۲.۱ مقاومت تماس بسیار بالای تماس‌های متحرک و ثابت کمکی

مقاومت تماس بسیار بالای تماس‌های متحرک و ثابت کمکی باعث افزایش ممانعت مدار کنترلی و کاهش ولتاژ می‌شود. دو دلیل اصلی برای این پدیده وجود دارد: اول، تجمع زیاد روغن و گرد و غبار روی تماس‌ها؛ دوم، تشکیل لایه اکسید روی سطح تماس. بر اساس مکانیزم محافظت از کم‌ولتاژ سوئیچ تماس AC، هنگامی که ولتاژ روی سیم‌پیچ سوئیچ تماس AC کمتر از ۸۵٪ ولتاژ اسمی باشد، مدار کنترلی متوقف می‌شود. راه حل این است که تماس‌ها را بیرون بیاورید، آنها را با پارچه تمیز خشک کنید و سپس سطح تماس را با کاغذ زنگ‌زدن ریز ملایم بررسی کنید.

۳.۲.۲ تشعشع شدید در لحظه اتصال و قطع تماس‌های متحرک و ثابت کمکی

دلایل اصلی این اشکال ممکن است این باشد که مدار کنترلی کوتاه مدار شده است یا ممانعت مؤلفه‌های مصرف انرژی در مدار کنترلی کاهش یافته است و غیره.

۳.۳ اشکالات سیم‌پیچ

۳.۳.۱ قطع سیم‌پیچ

قطع سیم‌پیچ سوئیچ تماس AC باعث می‌شود که مدار کنترلی قادر به کار نباشد. این پدیده نسبتاً نادر است و معمولاً به دلیل مشکلات کیفیت سوئیچ یا نصب نادرست در زمان مونتاژ اتفاق می‌افتد.

۳.۳.۲ کوتاه مدار سیم‌پیچ

کوتاه مدار سیم‌پیچ سوئیچ تماس AC باعث می‌شود که فیوز محافظ کوتاه مدار در مدار کنترلی قطع شود. وضعیت معمول کوتاه مدار سیم‌پیچ این است که ولتاژ AC اعمال شده روی سیم‌پیچ بین ۰.۸۵-۱.۰۵ برابر ولتاژ اسمی نیست؛ عملکرد بلندمدت سیم‌پیچ در ولتاژ پایین یا بالا ممکن است باعث کوتاه مدار شود. سیم‌پیچ آسیب‌دیده سوئیچ تماس AC باید تعویض شود؛ در زمان تعویض سیم‌پیچ، باید به اندازه سیم‌پیچ، ولتاژ اسمی و مشخصات سوئیچ تماس AC توجه کرد.

۳.۴ اشکالات سطوح تماس هسته متحرک و ثابت

۳.۴.۱ چسباندن سطوح تماس هسته متحرک و ثابت

دلیل اصلی این اشکال وجود روغن روی سطوح تماس هسته متحرک و ثابت است. پس از فشار دادن دکمه شروع، موتور به طور عادی کار می‌کند، اما وقتی دکمه توقف را فشار می‌دهید، سیم‌پیچ سوئیچ تماس AC برق‌باز می‌شود، تماس‌ها به حالت اولیه باز نمی‌گردند و موتور ادامه می‌یابد. پس از رها کردن دکمه توقف، سیم‌پیچ همچنان برق‌رسانی می‌شود و موتور ادامه می‌یابد. روش درمان این است که سطوح تماس هسته متحرک و ثابت را پاک کنید.

۳.۴.۲ صدای بلند هسته

دلایل اصلی صدای بلند هسته شکستن حلقه کوتاه‌مدار یا ریزش زیاد روی سطوح تماس هسته متحرک و ثابت است. در مورد ریزش زیاد، می‌توان از کاغذ زنگ‌زدن ریز برای درمان سطح تماس استفاده کرد. اگر حلقه کوتاه‌مدار آسیب دیده باشد، معمولاً هسته جایگزین می‌شود تا اشکال تعمیر شود.

۴ نتیجه‌گیری

استفاده صحیح، تشخیص اشکال و مهارت‌های نگهداری سوئیچ‌های تماس AC برای عملکرد پایدار سیستم‌های کنترل الکتریکی بسیار مهم است. برای بهبود کارایی خدمات سوئیچ‌های تماس AC و افزایش طول عمر آنها، اشکالات رایج باید به طور مداوم تعمیر شوند تا نرخ خرابی در تولید کاهش یابد.