AC 접촉기의 응용 및 유지보수 | 일반적인 고장 처리에 대한 종합 분석 한 글로 마스터하기

1 교류 컨택터의 주요 구성 요소 분석

교류 컨택터는 장기간 고주파로 교류 주회로와 제어 회로를 전환하는 자동 전자기 스위치입니다. 자동 작동, 저전압 및 무전압 보호, 대용량 작동, 강력한 안정성, 낮은 유지보수 요구 사항 등의 장점이 있습니다. 기계 공구의 전기 제어 회로에서 교류 컨택터는 주로 전동기 및 기타 부하를 제어하는 데 사용됩니다.

교류 컨택터의 주요 구성 요소에는 전자기 시스템, 접점 시스템, 소멸장치 등이 포함되며, 주 접점, 이동 철심, 코일, 고정 철심, 보조 접점 등으로 구성됩니다.

1.1 전자기 시스템

교류 컨택터의 전자기 시스템은 주로 코일, 이동 철심, 고정 철심, 단락 링으로 구성됩니다. 제어 코일에 전기가 들어오거나 끊길 때 각각 흡인 또는 해제 동작을 완료하여 이동 접점과 고정 접점을 열린 상태 또는 닫힌 상태로 유지하여 회로를 전환하는 목적을 달성합니다.

교류 컨택터의 철심과 암철은 주로 생산 과정에서 E형 실리콘 강판을 적층하여 제작되어 유도전류 및 지연 손실을 줄입니다. 열 방출 면적을 늘리고 타버리는 것을 방지하기 위해 코일은 두꺼운 원통형으로 만들어져 절연 프레임에 감싸며, 철심과 일정 거리를 유지하여 겹치지 않도록 합니다. E형 철심은 중앙 원통의 단면에 0.1 - 0.2 mm의 공기 간격을 남겨 잔자기 영향을 줄이고 암철이 걸리지 않도록 합니다.

교류 컨택터가 작동할 때 코일 내의 교류는 철심 내에서 교류 자기장을 형성하여 암철을 진동시키고 소음을 발생시킵니다. 철심과 암철의 양 끝에 홈이 제공되고 구리 또는 니켈-크롬 합금으로 만든 단락 링이 홈에 삽입되어 위 문제를 해결합니다. 단락 링을 설치하면 교류가 감은 선을 통과할 때 서로 다른 위상의 자기 플럭스 Φ₁과 Φ₂가 형성되어 철심과 암철 사이에 항상 인력이 작용하여 진동과 소음을 크게 줄입니다.

1.2 접점 시스템

교류 컨택터의 접점은 점 접점형, 선 접점형, 표면 접점형 세 가지 유형이 있으며, 다음 그림에 나와 있습니다. 구조 형태에 따라 다리 접점과 손가락 접점으로 나눌 수 있습니다. 다리 접점은 점 접점 다리형과 표면 접점 다리형으로, 다양한 전류 상황에 적합합니다. 손가락 접점은 대부분 선 접점 모드이며, 접촉 면적이 직선으로, 빈번하고 대전류 상황에 적합합니다. 개폐 용량에 따라 주 접점과 보조 접점으로 나뉩니다. 주 접점은 대전류 주회로에 적합하며, 일반적으로 3쌍의 노멀 오픈 접점이 있습니다. 보조 접점은 소전류 제어 회로에 적합하며, 일반적으로 2쌍의 노멀 오픈 접점과 2쌍의 노멀 클로즈 접점이 있습니다.

1.3 소멸장치

대전류 또는 고전압 회로에서는 교류 컨택터가 열릴 때 불꽃이 발생하여 접점이 타거나 장치가 손상되어 수명이 짧아지고 심지어 회로 차단 시간에도 영향을 미칠 수 있습니다. 심각한 경우 화재로 이어질 수도 있습니다. 안전상 10A 이상의 용량을 가진 모든 컨택터는 소멸장치를 장착해야 합니다. 교류 컨택터에서 일반적으로 사용되는 소멸 방법에는 이중 단절 전기력 소멸, 종방향 슬롯 소멸, 그리드 소멸 등이 있습니다.

이중 단절 전기력 소멸장치는 불꽃을 두 부분으로 나누고 접점 회로 자체의 전기력을 통해 불꽃을 늘려서 불꽃의 열을 발산하고 냉각시켜 소멸시키는 목적으로 사용됩니다. 종방향 슬롯 소멸장치는 내열성 점토, 석면 시멘트 등의 재료로 제작되어 내부에 하나 이상의 종방향 슬롯이 있어 불꽃과 소멸실 벽 사이의 접촉 면적을 확장하고, 압축하여 불꽃을 소멸시키는 효과를 얻습니다. 접점이 분리된 상태에서 외부 자기장이나 전기력으로 불꽃을 슬롯으로 보내고, 열 에너지를 소멸실 벽으로 전달하여 불꽃을 빠르게 소멸시킵니다.

이를 바탕으로 새로운 형태의 그리드 소멸기 구조가 제안되었습니다. 금속 그리드는 H형 구리 도금 또는 아연 도금 철판을 사용하여 소멸덮개에 삽입됩니다. 접점이 분리될 때 생성된 불꽃은 강한 자기장을 형성하고, 자기 저항의 존재로 인해 해당 영역의 전기장 강도가 균일하지 않아 그리드의 간극으로 불꽃을 끌어들여 단 불꽃을 형성합니다. 각 그리드는 전극 역할을 하여 전체 불꽃 전압 강하를 여러 부분으로 나누고, 각 부분 사이의 불꽃 전압은 불꽃 점화 전압보다 낮습니다. 동시에 그리드는 열을 방출하여 불꽃을 빠르게 소멸시켜 소멸 효과를 얻습니다 [3-5].

1.4 보조 구성 요소

교류 컨택터의 보조 구성 요소에는 반발 스프링, 버퍼 스프링, 접점 압력 스프링, 전송 메커니즘, 베이스 등이 포함됩니다. 반발 스프링은 전원이 끊긴 후 암철을 해제하여 에너지를 방출하여 접점이 원래 상태로 돌아가게 합니다. 버퍼 스프링은 충격력을 완화합니다. 접점 압력 스프링은 접점 압력을 크게 증가시키고 접점 저항을 줄입니다. 작동 접점은 암철 또는 반발 스프링에 의해 연결 또는 분리됩니다.

2 교류 컨택터의 적절한 사용

2.1 교류 컨택터 선택 원칙

주 접점의 정격 전압은 제어 회로의 정격 전압보다 적어도 같아야 합니다. 주 접점의 정격 전류는 부하 요구 사항을 충족해야 합니다: 저항 부하의 경우 정격 전류와 같아야 하고, 전동기 부하의 경우 정격 전류보다 약간 크어야 합니다. 흡인 코일의 전압은 제어 회로의 복잡성에 따라 선택됩니다: 간단한 회로의 경우 380V 또는 220V를, 복잡한 회로의 경우 36V 또는 110V를 선택할 수 있습니다. 접점의 수와 유형은 제어 회로의 기본 표준을 충족해야 합니다.

2.2 교류 컨택터의 설치 및 유지 관리

설치 전 검사에서는 컨택터(예: 정격 전압, 전류, 작동 주파수 등)의 기술 데이터가 표준을 준수하는지 확인하고, 외관이 손상되지 않았으며 움직임이 유연한지, 코일의 직류 저항 값과 절연 저항 값을 측정해야 합니다. 설치 위치는 수직이어야 하며 기울기는 5°를 넘지 않아야 하며, 열 방출 구멍이 있는 측면은 수직 방향을 향해야 합니다. 설치 및 배선 시 볼트, 워셔, 단자 등의 부품이 떨어져 컨택터가 걸리거나 단락되는 것을 방지해야 합니다.

설치 후에는 배선이 올바른지 확인해야 합니다. 주 접점에 전기를 공급하지 않고 몇 번 컨택터를 작동시켜 주 접점의 움직임과 철심이 흡인된 후 소음이 있는지 확인해야 합니다. 오류가 없으면 사용할 수 있습니다. 교류 컨택터를 직류 전원에 연결해서는 안 되며, 그렇지 않으면 코일이 타버립니다.

3 교류 컨택터의 일반적인 고장 및 유지 관리 방법

3.1 주 접점 고장

3.1.1 이동 및 고정 주 접점의 연결 및 분리 순간에 심각한 스파킹

부하가 정상적으로 작동할 때 접점이 연결 및 분리되는 순간에 스파킹이 발생합니다. 불꽃의 고온으로 인해 접점 표면에 불규칙한 작은 구덩이가 형성되어 접점 면적이 줄고 전류가 증가하여 스파킹이 심각해집니다. 손상된 접점을 수리하려면 접점 표면의 손상 정도를 확인해야 합니다. 접점의 두께가 원래 두께의 2/3 이상이어야만 수리할 수 있습니다. 접점을 수리할 때 먼저 세밀한 사포를 수평면에 놓고, 사포 위에서 손상된 접점을 평평하게 갈아내고, 수리 상황을 확인하여 모든 손상된 부분이 갈아내질 때까지 처리한 후 마지막으로 파편을 제거합니다.

3.1.2 이동 및 고정 주 접점의 녹아짐, 타버짐, 접착

이동 및 고정 주 접점의 녹아짐, 타버짐, 접착의 주요 원인에는 부하의 단락, 주 회로의 단락, 또는 부하 임피던스의 감소 등이 포함됩니다. 그 중에서도 부하와 주 회로의 동시 단락이 핵심 요인입니다. 작업 필요에 따라 교류 컨택터의 작동 주파수는 낮은 것부터 높은 것으로 다양합니다. 접점의 빈번한 연결 및 분리 동안 접점 표면 온도가 상승하고, 불꽃의 작용으로 인해 이동 및 고정 주 접점이 결국 녹아들고 타버리고 접착됩니다.

일반적으로 두 가지 처리 방법이 있습니다. 첫째, 더 높은 전압 및 전류 등급의 교류 컨택터로 교체합니다. 둘째, 교류 컨택터를 수리합니다: 동일한 규격의 접점을 교체하고, 이동 및 고정 접점 주변의 탄소 침착물을 청소하고, 3쌍의 주 접점 각각에 저항-캐패시터(RC) 소멸 장치를 병렬로 연결합니다.

3.2 보조 접점 고장

3.2.1 이동 및 고정 보조 접점의 접점 저항이 너무 높음

이동 및 고정 보조 접점의 접점 저항이 너무 높으면 제어 회로의 루프 임피던스가 증가하고 전압이 감소합니다. 이 현상의 주요 원인은 두 가지입니다. 첫째, 접점에 많은 기름과 먼지가 쌓입니다. 둘째, 접점 표면에 산화층이 형성됩니다. 교류 컨택터의 저전압 보호 메커니즘에 따르면, 교류 컨택터 코일 양단의 전압이 정격 전압의 85% 미만이면 제어 회로가 작동을 멈춥니다. 해결 방법은 접점을 꺼내 깨끗한 가스로 닦은 후, 접점 표면을 세밀한 사포로 조심스럽게 처리하는 것입니다.

3.2.2 이동 및 고정 보조 접점의 연결 및 분리 순간에 심각한 스파킹

이 고장의 주요 원인은 제어 회로가 단락되었거나, 제어 회로의 소비 부품의 임피던스 값이 감소했을 수 있습니다.

3.3 코일 고장

3.3.1 코일 단락

교류 컨택터 코일의 단락은 제어 회로가 작동하지 못하게 합니다. 이 현상은 비교적 드물며, 일반적으로 컨택터의 품질 문제나 조립 시 부적절한 설치로 인해 발생합니다.

3.3.2 코일 단락

교류 컨택터 코일의 단락은 제어 회로의 단락 보호용 퓨즈가 끊어지게 합니다. 코일 단락의 일반적인 상황은 코일 양단에 가해진 교류 전압이 정격 전압의 0.85-1.05배가 아닌 경우입니다. 코일이 저전압 또는 고전압으로 장시간 작동하면 단락이 발생할 수 있습니다. 손상된 교류 컨택터 코일은 반드시 교체해야 합니다. 코일을 교체할 때는 코일 크기, 정격 전압, 교류 컨택터의 규격을 주의해야 합니다.

3.4 이동 및 고정 철심 접촉면 고장

3.4.1 이동 및 고정 철심 접촉면의 접착

이 고장의 주요 원인은 이동 및 고정 철심 접촉면에 기름이 묻어 있기 때문입니다. 시작 버튼을 누르면 모터가 정상적으로 작동하지만, 정지 버튼을 누르면 교류 컨택터 코일의 전원이 끊기면서 접점이 원래 상태로 돌아가지 않고 모터가 계속 작동합니다. 손이 정지 버튼을 떠나면 코일이 계속 전원이 공급되어 모터가 계속 작동합니다. 처리 방법은 이동 및 고정 철심 접촉면을 청소하는 것입니다.

3.4.2 철심에서 큰 소음 발생

철심에서 큰 소음이 발생하는 주요 원인은 단락 링이 부러졌거나, 이동 및 고정 철심 접촉면에 많은 녹이 생겼기 때문입니다. 많은 녹이 생겼다면, 세밀한 사포로 접촉면을 처리할 수 있습니다. 단락 링이 손상된 경우, 철심을 교체하여 고장을 수리합니다.

4 결론

교류 컨택터의 적절한 사용, 고장 진단 및 유지 관리 기술은 전기 제어 시스템의 안정적인 작동에 필수적입니다. 교류 컨택터의 서비스 효율을 높이고 수명을 연장하기 위해서는 생산 중에 고장률을 줄이기 위해 일반적인 고장을 즉시 수리해야 합니다.