Sovelletun ja ylläpidetyn vaihtosuljetin käyttö | Yleisten vianmääritysten kattava analyysi hallitsevaan artikkeliin

1 Vaikeiden komponenttien analyysi vaihtovirtasulkujen yhteydessä

Vaihtovirtasulku on automaattinen sähkömagneettinen kytkin, jota käytetään pitkäaikaiseen ja useaan kertaan toistuvaan vaihtovirtapiirien ja ohjauspiirien kytkemiseen ja irrottamiseen. Sillä on etuja, kuten automaattinen toiminta, alijännitessuojitus, suuri kapasiteetti, vahva vakaus ja pieni huoltovaatimus. Koneohjauksissa vaihtovirtasulkuja käytetään pääasiassa sähkömoottorien ja muiden kuormien hallintaan.

Vaihtovirtasulun tärkeät komponentit sisältävät sähkömagneettisen järjestelmän, yhteydenmuodostajajärjestelmän ja kaasun tuhoamislaite jne. Se koostuu pääosiltaan pääyhteystehtävistä, liikkuvasta rautaydinestä, kehystä, paikallisesta rautaydinestä ja apuyhteystehtävistä.

1.1 Sähkömagneettinen järjestelmä

Vaihtovirtasulun sähkömagneettinen järjestelmä koostuu pääosin kehyksestä, liikkuvasta rautaydinestä, paikallisesta rautaydinestä ja lyhytyssuunnastimesta. Kun ohjauskehys on virrassa tai ei ole virrassa, se suorittaa vetämisen tai vapauttamisen toiminnon vastaavasti, mikä pitää liikkuvia yhteystehtäviä ja paikallisia yhteystehtäviä auki tai suljetuina, jolloin saavutetaan piirin kytkemisen tarkoitus.

Erikkalasten ja hystereettisten tappioiden vähentämiseksi vaihtovirtasulun rautaydintä ja armatuuriä tehdään E-muotoisista silikaterautapinoista tuotannossa. Lämpötilan siirtymäalueen lisäämiseksi ja polttoon johtavan syyn välttämiseksi kehys tehdään leveäksi ja pieneksi sylinteriksi, joka on kierrätetty eristävällä kehyksellä, jotta sen ja rautaydinteiden välissä on tietyssä etäisyydessä. E-muotoisessa rautaydinteissä on varattu 0,1-0,2 mm:n ilmatila keskimmäisen sylinterin päätepinnalla, jotta vähennetään jäännösmaagisen kentän vaikutusta ja estetään armatuurin jumittuminen. 

Kun vaihtovirtasulku työskentelee, vaihtovirta kehyksessä muodostaa vaihtovirtakentän rautaydinteissä, mikä aiheuttaa armatuurin heilahtelun ja melun. Rautaydinteiden ja armatuuriä päihitse on annettu kaari, johon on upotettu kuparin tai nikkelikromi-alumiinin lyhytyssuunnastin ratkaisemaan edellä mainittu ongelma. Lyhytyssuunnastimen asentamisen jälkeen, kun vaihtovirta kulkee kehyksessä, muodostuvat eri vaiheisiin kuuluvat magneettivuo Φ₁ ja Φ₂, mikä taataa, että rautaydinteiden ja armatuuriä välillä on aina vetovoima, mikä vähentää huomattavasti värinää ja melua.

1.2 Yhteydenmuodostajajärjestelmä

Vaihtovirtasululla on kolme tyyppiä yhteydenmuodostajatehtäviä, nimittäin pisteyhteyden, viivayhteyden ja pintayhteyden, kuten alla olevassa kuvassa näkyy. Rakenneperustein ne voidaan jakaa silta- ja sormiyhteydenmuodostajiin. Silta-yhteydenmuodostajat sisältävät pisteyhteyden silta-tyypin ja pintayhteyden silta-tyypin, jotka sopivat eri virtayhteyksiin. Sormiyhteydenmuodostajat ovat usein viivayhteyden muodossa, ja niiden yhteydenmuodostaja-alue on suora viiva, mikä sopii usein toistuviin ja suuriin virtayhteyksiin. Tehokkuuden perusteella ne voidaan jakaa pääyhteydenmuodostajiin ja apuyhteydenmuodostajiin. Pääyhteydenmuodostajat sopivat suuriin virtayhteyksiin, ja niitä on yleensä kolme avointa yhteyttä. Apuyhteydenmuodostajat sopivat pieniin virtayhteyksiin, ja niitä on yleensä kaksi avointa yhteyttä ja kaksi suljettua yhteyttä.

1.3 Kaasun tuhoamislaite

Suurella virtayhteydellä tai korkealla jännitteellä tapahtuu väistämättä kaasua, kun vaihtovirtasulku avataan, mikä aiheuttaa yhteydenmuodostajien palamisen, laitteen vaurioitumisen, sen elinkaaren heikkenemisen ja joskus jopa tulipalon. Turvallisuussyistä kaikki yli 10 A:n kapasiteettiset suljet on varustettava kaasun tuhoamislaitteilla. Yleisesti käytettyjä kaasun tuhoamismenetelmiä vaihtovirtasulkujen yhteydessä ovat kaksoispisteen sähkövoiman kaasu tuhoaminen, pitkän kaaren tuhoaminen ja ruudukko-kaasu tuhoaminen.

Kaksoispisteen sähkövoiman kaasu tuhoamislaite jakaa kaasun kahteen osaan ja venyttää kaasua itse yhteydenmuodostajan sähkövirtana, jotta saavutetaan kaasun levittäminen ja jäädytys, mikä johtaa sen tuhoamiseen. Pitkän kaaren kaasu tuhoamislaite on tehty kaasunkestävästä saviperäisestä maaperästä, asbesti-seementistä ja muista materiaaleista, ja sen sisäpuolella on yksi tai useampi pitkä kaari, joka voi laajentaa kaaren ja kaasu tuhoamiskammion seinän välisen yhteyden pinta-alaa, ja saavuttaa kaasun tuhoamisen puristamalla sitä. Kun yhteydet ovat erotettuna, kaasua lähetetään kaareille ulkopuolisella magneettikentällä tai sähkövoimalla, ja lämpöenergia siirtyy kaasu tuhoamiskammion seinälle, jotta kaasu tuhoutuu nopeasti.

Tämän pohjalta on ehdotettu uusi ruudukko-kaasu tuhoamislaite. Metalliruudukko käyttää nuottaleikkausta tai sinkittyä teräslevyä, joka on asennettu kaasu tuhoamispeittoon. Yhteyden katkaisemisessa muodostuva kaasu luo voimakasta magneettikenttää, ja magneettinen vastus tekee sähkökentän intensiteetistä epätasaisen, mikä vetää kaasua ruudukon aukoihin muodostaen lyhyt kaari. Jokainen ruutu toimii sähködena, ja koko kaasun jännite pudotetaan useisiin osiin, ja kaikki osat ovat alle kaasun syttyvän jännitteen. Samalla ruudukko levittää lämpöä nopeasti kaasun tuhoamiseksi, saavuttaen sen tuhoamisen [3-5].

1.4 Apukomponentit

Vaihtovirtasulun apukomponentit sisältävät takaisinvasten, vaimentavan vasten, yhteydenpainevasten, siirtomekanismin, pohjan jne. Takaisinvaste painaa armatuuria vapautumaan energian menettymisen jälkeen, jotta yhteydet palautuvat alkuperäiseen tilaansa. Vaimentava vasten lievittää iskuvirtaa. Yhteydenpainevaste voi merkittävästi lisätä yhteydenpainetta ja vähentää yhteyden vastusta. Toimintayhteydet ajautuvat armatuurin tai takaisinvasten avulla, jotta ne valvovat niiden yhdistämistä tai erotusta.

2 Vaihtovirtasulkujen asianmukainen käyttö

2.1 Vaihtovirtasulkujen valintaperiaatteet

Pääyhteyden jännitteiden on oltava suurempi kuin ohjauspiirin jännite. Pääyhteyden virtayhteyden on täytettävä kuorman vaatimukset: vasta-kuormalle se on sama kuin jännite; moottorikuormalle se on hieman suurempi kuin jännite. Vetosilmukan jännitteen on valittava ohjauspiirin monimutkaisuuden mukaan: yksinkertaiselle piirille voidaan valita 380 V tai 220 V, ja monimutkaiselle piirille 36 V tai 110 V. Yhteyksien lukumäärän ja tyyppin on täytettävä ohjauspiirin perusstandardit.

2.2 Vaihtovirtasulkujen asennus ja ylläpito

Ennen asennusta on vahvistettava, että sulun tekniset tiedot (kuten jännite, virtayhteys, toimintataajuus jne.) vastaavat standardeja, tarkistettava, onko ulkonäkö vaurioitunut ja liikkuuko se joustavasti, ja mitattava kehyksen DC-vastusarvo ja eristysvastusarvo. Asennuksen sijaintin on oltava pystysuora, ja poikkeama ei saa olla enemmän kuin 5°, ja lämmön siirtymäaukkojen puoli on kohdistettava pystysuuntaan. Asennuksen ja yhteyksien luomisen aikana on vältettävä osien, kuten nippelien, välinpitäjien ja päätepisteiden, pudottaminen, mikä voi aiheuttaa vaihtovirtasulun jumittumisen tai lyhytyksen.

Asennuksen jälkeen on tarkistettava, onko yhteys oikea. Ilman pääyhteyden virrannetta, on virrannut ja virranpoisto sulkuuseen useita kertoja tarkistamaan pääyhteyden liikkeitä ja onko melua, kun rautaydintä vedetään sisään. Sitä voidaan käyttää vain, jos virheitä ei ole. Vaihtovirtasulkuun ei saa yhdistää jatkuvavirta-animaatiota, muuten kehys palaa.

3 Vaihtovirtasulkujen yleiset vikat ja huoltomenetelmät

3.1 Pääyhteyden vikat

3.1.1 Vakava kaaru liikkuvaan ja paikalliseen pääyhteyteen yhdistettäessä ja erotettaessa

Kun kuorma toimii normaalisti, kaaru tapahtuu hetkellä, kun yhteydet yhdistetään ja erotetaan. Yhteyden pinta muodostaa epäsäännöllisiä pieniä putkia kaasun korkean lämpötilan vuoksi, mikä johtaa yhteyden pinta-alaan, virtayhteyteen ja vakavaan kaaruun. Korjatakseen vaurioituneita yhteyksiä, on tarkistettava yhteyden pinnan vaurioitumisen aste; yhteys voidaan korjata vain, jos sen paksuus on yli 2/3 alkuperäisestä paksuudesta. Korjaessa yhteyksiä, ensin aseta pehmeä hiekkapaperi tasolle, sitten liiko vaurioituneet yhteydet tasalle hiekkapaperilla, tarkista korjaustila, kunnes kaikki vaurioituneet pisteet on liikotettu pois, ja lopuksi käsittele karvat.

3.1.2 Liikkuva ja paikallinen pääyhteystehtävien sulaminen, palaminen ja yhteydenmuodostus

Liikkuva ja paikallinen pääyhteystehtävien sulaminen, palaminen ja yhteydenmuodostus johtuvat pääasiassa kuorman lyhytyksestä, pääpiirin lyhytyksestä tai kuorman impedanssin pienenemisestä. Niistä, lyhytyksen ja pääpiirin lyhytyksen samanaikaista esiintymistä on keskeinen tekijä. Työtä varten, vaihtovirtasulun toimintataajuus vaihtelee alhaalta korkealle; yhteyksien usein toistuva yhdistäminen ja erotus nostaa pinnan lämpötilaa, ja kaaren toiminnan seurauksena liikkuva ja paikallinen pääyhteystehtävät lopulta sulavat, palavat ja muodostavat yhteyden.

Yleisesti on kaksi hoitomuotoa: ensiksi, vaihda vaihtovirtasulku korkeampaan jännitteeseen ja virtayhteyteen soveltuvaksi; toiseksi, korjaa vaihtovirtasulku: vaihda yhteystehtävät samankokoisilla, puhdista hiilipitoisuus liikkuvaan ja paikalliseen yhteystehtävään, ja yhdistä Resistor-Kondensaattori (RC) kaasu tuhoamislaite jokaisen kolmen pääyhteystehtävän rinnan.

3.2 Apuyhteyden vikat

3.2.1 Liian korkea yhteyden vastus liikkuvaan ja paikalliseen apuyhteyteen

Liikkuva ja paikallinen apuyhteyden liian korkea yhteyden vastus johtaa ohjauspiirin siltapitavuuden kasvuun ja jännitteen laskuun. Tämän ilmiön kaksi pääasiallista syytä ovat: ensiksi, suuri määrä öljyjä ja pölyä on kerääntynyt yhteyksiin; toiseksi, oksidekerros on muodostunut yhteyden pinnalle. Vaihtovirtasulun alijännitessuojitusmekanismi perusteella, kun jännite vaihtovirtasulun kehyksen yli on alle 85% jännitteen standardiarvosta, ohjauspiiri lopettaa toimintansa. Ratkaisu on ottaa yhteydet, pyyhki ne kuivaksi puhtaina verkkoina, ja sitten käsittele yhteyden pinta pehmeällä hiekkapaperilla.

3.2.2 Vakava kaaru liikkuvaan ja paikalliseen apuyhteyteen yhdistettäessä ja erotettaessa

Tämän vian pääasialliset syyt voivat olla, että ohjattu piiri on kokennut lyhytyksen, tai ohjauspiirin energiankuluttavien komponenttien impedanssiarvo on pienenemässä jne.

3.3 Kehysvikat

3.3.1 Kehyskatkos

Vaihtovirtasulun kehyksen katkos aiheuttaa ohjauspiirin lopettamisen. Tämä ilmiö on harvinainen, ja se on yleensä johtunut sulun laadunongelmista tai väärästä asennuksesta rakennuksessa.

3.3.2 Kehyslyhytyksen

Vaihtovirtasulun kehyksen lyhytyksen aiheuttaa ohjauspiirin lyhytyssuojituksen särkynti. Yleinen kehyksen lyhytyksen tilanne on, että kehyksen yli annettu vaihtovirta ei ole 0,85-1,05 kertaa jännitteen standardiarvo; kehyksen pitkäaikainen toiminta alhaisella tai korkealla jännitteellä voi aiheuttaa lyhytyksen. Vaurioitunut vaihtovirtasulun kehys on korvattava; korvattaessa kehys, on kiinnitettävä huomiota kehyksen koko, jännitteen standardiarvoon ja vaihtovirtasulun spektriksi.

3.4 Liikkuva ja paikallinen rautaydinteiden yhteyden pinnan vikat

3.4.1 Liikkuva ja paikallinen rautaydinteiden yhteyden pinnan yhteydenmuodostus

Tämän vian pääasiallinen syy on öljyjä liikkuvaan ja paikalliseen rautaydinteiden yhteyden pinnalla. Painamalla aloituspainiketta, moottori toimii normaalisti, mutta painamalla pysäytyspainiketta, vaihtovirtasulun kehys menettää virtansa, yhteydet eivät palaa alkuperäiseen tilaansa, ja moottori jatkaa toimintaansa. Kun käsi jättää pysäytyspainikkeen, kehys säilyttää virransa, ja moottori jatkaa toimintaansa. Hoitomenetelmä on puhdistaa liikkuvaan ja paikalliseen rautaydinteiden yhteyden pinnat.

3.4.2 Kovaa melua rautaydinteistä

Kovaa melua rautaydinteistä aiheuttavat pääasiallisesti lyhytyssuunnastimen rikkoutuminen tai suuri määrä rautaydinteiden yhteyden pinnan ruskeutumista. Suuren määrän ruskeutumisen tapauksessa, pehmeällä hiekkapaperilla voidaan käsitellä yhteyden pinta. Jos lyhytyssuunnastin on vaurioitunut, rautaydintä on yleensä vaihdettava korjatakseen vian.

4 Yhteenveto

Vaihtovirtasulkujen asianmukainen käyttö, vianmääritys ja huoltotaito ovat olennaisia sähköohjausjärjestelmien vakaudelle. Vaihtovirtasulkujen tehokkuuden parantamiseksi ja käyttöajan pidentämiseksi, yleisiä vikoja tulisi korjata ajoissa vähentääksesi tuotannon aikana tapahtuvaa epäonnistumista.