Alkalmazás és karbantartás AC kapcsolók esetén | Teljes elemzés a gyakori hibák kezeléséről megszerzhető egy cikkben

1 Alternátoros kapcsolók főbb összetevőinek elemzése

Az alternátoros kapcsoló automatikus elektromágneses kapcsoló, amelyet hosszú távú, magas frekvenciájú váltásra használnak az AC fő- és vezérlőáramkörökben. Előnyei között számítanak az automatikus működés, alacsony- és napijelvédelem, nagy teljesítmény, erős stabilitás és alacsony karbantartási igény. A gépek elektrikus vezérlési áramkörében az alternátoros kapcsolókat főleg motorkapcsolókként és más terhelések vezérlésére használják.

Az alternátoros kapcsoló főbb összetevői a mágneses rendszer, a kapcsolórendszer és a tüzdöngészem. Főbb szerkezeti részei a főkapcsolók, a mozgó vasmag, a ciklus, a nyugvó vasmag és a segédkapcsolók.

1.1 Mágneses rendszer

Az alternátoros kapcsoló mágneses rendszere főleg ciklus, mozgó vasmag, nyugvó vasmag és rövidzárló gyűrűkből áll. Amikor a vezérlőciklus be- vagy kikapcsolódik, ezek elérzik a behúzást vagy a kilengést, ami a kapcsolók zárva vagy nyitva tartását biztosítja, így elérve a kör le- vagy bekapcsolásának célját.

A ciklikus és visszafogó veszteségek csökkentése érdekében az alternátoros kapcsoló vasmagja és armatúrája E alakú silíciumvastapsokból készül. A ciklus hőtovábbítási területének növelése és a kiégés megelőzése érdekében vastag, kis henger formában van készítve, izoláló keret körül, egy adott távolságra a vasmagtól, hogy ne fedje le. A vasmag E alakú részén 0,1 - 0,2 mm-es levegőrést tartanak fennt a középső henger végén, hogy csökkentsék a maradék mágnesmező hatását és elkerüljék, hogy az armatúr beakadjon.

Amikor az alternátoros kapcsoló működik, a ciklusban lévő váltóáram váltó mágnesmezőt generál a vasmagban, ami hegyesítési hangot okoz az armatúrban. A vasmag és az armatúr mindkét vége lomhelyet tartalmaz, amibe réz vagy nikkel-krom bánya rövidzárló gyűrű kerül, hogy megoldja ezt a problémát. A rövidzárló gyűrű telepítése után, amikor váltóáram folyik a ciklusban, különböző fázisú Φ₁ és Φ₂ mágneses áramerők jönnek létre, amivel garantált, hogy mindig vonzóerő van a vasmag és az armatúr között, ami jelentősen csökkenti a rezgést és a zajt.

1.2 Kapcsolórendszer

Az alternátoros kapcsolók három típusú kapcsolóját ismerhetjük, azaz pont-, vonal- és felületkapcsoló, ahogy az alábbi ábrán látható. Strukturális formájuk szerint híd- és ujjkapcsolókra oszthatók. A hídkapcsolók között találhatók pont- és felületkapcsoló hídok, amelyek különböző áramesetekhez illik. Az ujjkapcsolók legtöbbször vonalkapcsolók, amelyek kapcsolóterülete egyenes vonal, ami gyakori és nagy áramú alkalmazásokhoz illik. A kapcsoló és szakító képességük szerint fő- és segédkapcsolókra oszthatók. A főkapcsolók nagy áramú főáramkörökhez illik, általában 3 pár nyitott kapcsolóval. A segédkapcsolók kisebb áramú vezérlőáramkörökhöz illik, általában 2 pár nyitott és 2 pár zárt kapcsolóval.

1.3 Tüzdöngészem

Nagy áramú vagy nagy feszültségű áramkörök esetén, amikor az alternátoros kapcsolók kikapcsolódnak, tűzmadarak keletkeznek, ami sérülését okozza a kapcsolónak, befolyásolja élettartamát, és akár megszakítja a kör szakítási időt; súlyos esetben akár tűz is kitörtethet. Biztonsági okokból minden 10 A-nál nagyobb kapacitású kapcsolóknak tűzdöngészemmel kell rendelkeznie. Az alternátoros kapcsolóknál gyakran használt tűzdöngési módszerek a dupla szakítású elektromágneses tűzdöngés, a hosszirányú szakasz tűzdöngése és a rács tűzdöngése.

A dupla szakítású elektromágneses tűzdöngészem a tűzmadarat két részre osztja, és a kapcsolóáramkör saját elektromágneses erejével nyújtja, hogy a tűzmadar hőtovábbítása és hűtése történjen, és így kihűljön. A hosszirányú szakasz tűzdöngészem tűzellenálló agyagtaps, aszbeszcement és hasonló anyagokból készül, belső oldalán egy vagy több hosszirányú szakasz található, ami növeli a tűzmadar és a tűzdöngőkamera fal közötti kapcsolófelületet, és a tűzmadar összenyomásával elérhető a tűzdöngés. Amikor a kapcsolók kiszakítva vannak, a tűzmadart külső mágneses vagy elektromágneses erő térbe küldik a szakaszba, és a hőt a tűzdöngőkamera falra továbbítják, hogy a tűzmadar gyorsan kihűljön.

Ezen alapul egy új típusú rács tűzdöngészem szerkezetet javasolnak. A fémmellék hengeres réz vagy cinkelt vaskapszakokból készül, amit a tűzdöngőfedélbe helyeznek. A kapcsoló szakítása során keletkező tűzmadar erős mágneses mezőt generál, és a mágneses ellenállás léte a régióban egyenlőtlen elektromágneses intenzitást okoz, ami a tűzmadart a rács részeit felosztja, rövid tűzmadarként. Minden rácsválasztó elektrodaként működik, a tűzmadar teljes feszültségteljesedését több részre osztja, és a tűzmadar feszültsége mindegyik szakaszban alacsonyabb, mint a tűzmadar kezdőfeszültsége. Ugyanakkor a rács hőt szór, hogy a tűzmadar gyorsan kihűljön, így elérve a tűzdöngést [3-5].

1.4 Segédeszközök

Az alternátoros kapcsoló segédeszközei tartalmazzák a visszapattanó rugót, a búlandó rugót, a kapcsoló nyomásrugót, a továbbító berendezést, az aljat, stb. A visszapattanó rugó energiát ad az armatúrnak, hogy a kapcsolók eredeti állapotba térjenek vissza a tápellátás megszakítása után. A búlandó rugó enyhíti a hatást. A kapcsoló nyomásrugó jelentősen növeli a kapcsoló nyomást, és csökkenti a kapcsoló ellenállást. A működő kapcsolókat az armatúr vagy a visszapattanó rugó vezérli, hogy kapcsolódnak vagy szakadjanak.

2 Alternátoros kapcsolók megfelelő használata

2.1 Alternátoros kapcsolók kiválasztási elvei

A főkapcsolók bélyegfeszültsége nem lehet kisebb, mint a vezérlőáramkör bélyegfeszültsége. A főkapcsolók bélyegárama meg kell feleljen a terhelés követelményeinek: ellenállásos terhelések esetén egyenlő kell lennie a bélyegárammal; motor terhelések esetén kicsivel nagyobbnak kell lennie a bélyegáramnál. A vonzó ciklus feszültsége a vezérlőáramkör összetettsége alapján van kiválasztva: egyszerű áramkörök esetén 380 V vagy 220 V, összetett áramkörök esetén 36 V vagy 110 V. A kapcsolók száma és típusa meg kell feleljen a vezérlőáramkör alapvető szabványainak.

2.2 Alternátoros kapcsolók telepítése és karbantartása

A telepítés előtti ellenőrzés során szükséges megerősíteni, hogy a kapcsoló technikai adatai (például a bélyegfeszültség, áram, működési frekvencia stb.) megfelelnek-e a szabványoknak, ellenőrizni, hogy a külső nézet sérült-e, és a mozgás rugalmas-e, valamint mérni a ciklus DC ellenállását és izolációs ellenállását. A telepítési helyzet függőlegesnek kell lennie, a ferde állás nem haladhatja meg az 5°-öt, és a hőtovábbító lyukakkal ellátott oldal függőlegesen kell legyen irányítva. A telepítés és a vezetékesítés során gondoskodni kell arról, hogy a szavak, a páncélok és a terminálok nem essenek le, mert ezek zavarhatják vagy rövidzárlóként viselkedhetnek az alternátoros kapcsolón.

A telepítés után szükséges ellenőrizni, hogy a vezetékesítés helyes-e. A főkapcsolók bekapcsolása nélkül többször be- és kikapcsolni kell a kapcsolót, hogy ellenőrizze a főkapcsolók mozgását, és hogy a vasmag behúzása után zaj lép fel-e. Csak akkor lehet használni, ha nincs hiba. Nem engedélyezett az alternátoros kapcsolót DC energiaforráshoz csatlakoztatni, mert ekkor a ciklus kiégetődik.

3 Alternátoros kapcsolók gyakori hibái és javítási módjai

3.1 Főkapcsoló hibák

3.1.1 Súlyos tűzmadar a mozgó és nyugvó főkapcsolók kapcsolódási és szakítási pillanatában

Amikor a terhelés normálisan működik, a kapcsolók kapcsolódása és szakítása pillanatában tűzmadar keletkezik. A tűzmadar magas hőmérséklete miatt a kapcsolófelületen kis lyukak alakulnak ki, ami csökkenti a kapcsolófelületet, növeli az áramot, és súlyos tűzmadart okoz. A sérült kapcsolók javításához ellenőrizni kell a kapcsolófelület sérülési fokát; a kapcsoló csak akkor javítható, ha vastagsága több, mint 2/3 a korábbi vastagság. A kapcsolók javításakor először finom homokpapírt helyezzen vízszintes felületre, majd a sérült kapcsolókat lapítson a homokpapíron, ellenőrizze a javítási állapotot, amíg minden sérült pontot lelapít, végül kezelje a szaggatottságot.

3.1.2 Mozgó és nyugvó főkapcsolók olvadása, égés és ragaszkodása

A mozgó és nyugvó főkapcsolók olvadásának, égének és ragaszkodásának főbb oka a terhelés rövidzárlása, a főáramkör rövidzárlása, vagy a terhelés ellenállásának csökkenése. Ezek közül a rövidzárlás és a főáramkör rövidzárlásának egyidejű fellépése a kulcsfontosságú tényező. A munka igényei miatt az alternátoros kapcsoló működési frekvenciája alacsonytól magasig terjed; a kapcsolók gyakori kapcsolódása és szakítása során a felületi hőmérséklet emelkedik, és a tűzmadar hatására a mozgó és nyugvó főkapcsolók végül olvadnak, égnek és ragaszkodnak.

Általában két kezelési mód létezik: először, cserélje le az alternátoros kapcsolót magasabb feszültségű és áramú verzióval; másodszor, javítsa az alternátoros kapcsolót: cserélje le a kapcsolókat ugyanolyan specifikációval, takarítsa meg a mozgó és nyugvó kapcsolók körül a szénporokat, stb., és kapcsoljon párhuzamosan RC tűzdöngészemet a 3 pár főkapcsolóhoz.

3.2 Segédkapcsoló hibák

3.2.1 Túl magas kapcsolóellenállás a mozgó és nyugvó segédkapcsolóknál

A mozgó és nyugvó segédkapcsolók túl magas kapcsolóellenállása a vezérlőáramkör hurokellenállásának növekedését és a feszültség csökkenését okozza. Két fő oka van ennek a jelenségnek: elsőként, a kapcsolókon sok olajfolt és por gyűlik; másodszor, a kapcsolófelületen oxidréteg alakul ki. Az alternátoros kapcsoló alacsonyfeszültségű védelmi mechanizmusának alapján, amikor a kapcsoló ciklusának rajta lévő feszültsége alacsonyabb, mint a bélyegfeszültség 85%-a, a vezérlőáramkör leáll. A megoldás a kapcsolók kivenése, tiszta gazdalappal történő szárítása, majd finom homokpapírral történő óvatos kezelése a kapcsolófelületen.

3.2.2 Súlyos tűzmadar a mozgó és nyugvó segédkapcsolók kapcsolódási és szakítási pillanatában

Ez a hiba főként azért fordul elő, mert a vezérlőáramkör rövidzárlódott, vagy a vezérlőáramkör energiaszívó komponenseinek ellenállása csökkent, stb.

3.3 Ciklus hibák

3.3.1 Ciklus nyílt áramút

Az alternátoros kapcsoló ciklusának nyílt áramútja azt eredményezi, hogy a vezérlőáramkör nem működik. Ez a jelenség relatíve ritkán fordul elő, általában a kapcsoló minőségi problémája vagy a helytelen telepítés miatt alakul ki.

3.3.2 Ciklus rövidzárlás

Az alternátoros kapcsoló ciklusának rövidzárlása azt eredményezi, hogy a vezérlőáramkör rövidzárlás védelmét biztosító védtárgy kimarad. A ciklus rövidzárlásának gyakori oka, hogy a cikluson keresztül alkalmazott AC feszültség nem 0,85-1,05-szerese a bélyegfeszültségnek; a ciklus hosszú távú működése alacsony vagy magas feszültség mellett rövidzárlást okozhat. A sérült alternátoros kapcsoló ciklusát le kell cserélni; a ciklus cseréje során figyelembe kell venni a ciklus méretét, a bélyegfeszültséget és az alternátoros kapcsoló specifikációját.

3.4 Mozgó és nyugvó vasmag kapcsolófelületének hibái

3.4.1 Mozgó és nyugvó vasmag kapcsolófelületének ragaszkodása

Ez a hiba főként az olajfoltok a mozgó és nyugvó vasmag kapcsolófelületein miatt alakul ki. A start gomb megnyomása után a motor normálisan működik, de a stop gomb megnyomása után, bár a kapcsoló ciklus elveszíti a tápellátást, a kapcsolók nem térnek vissza eredeti állapotukba, és a motor továbbra is működik. A kez elengedése után a ciklus továbbra is energiával van, és a motor továbbra is működik. A kezelési mód a mozgó és nyugvó vasmag kapcsolófelületeinek takarítása.

3.4.2 Vasmag nagy zajszintje

A vasmag nagy zajszintjének főbb oka a rövidzárló gyűrű törése, vagy a mozgó és nyugvó vasmag kapcsolófelületein nagy mennyiségű rög. Nagy mennyiségű rög esetén finom homokpapírt lehet használni a kapcsolófelület kezelésére. Ha a rövidzárló gyűrű sérült, általában a vasmag cseréje szükséges a hiba javításához.

4 Következtetés

Az alternátoros kapcsolók megfelelő használata, hibaelhárítása és karbantartása kulcsfontosságú a villamos vezérlőrendszerek stabil működéséhez. Az alternátoros kapcsolók szolgáltatási hatékonyságának javítása és élettartamának meghosszabbítása érdekében a gyakori hibákat időben kell javítani, hogy csökkentsék a termelés során fellépő hibák arányát.