Aplikasi dan Pemeliharaan Kontakator AC | Analisis Lengkap Penanganan Kesalahan Umum Kuasai Dalam Satu Artikel

1 Analisis Komponen Utama Kontak Elektrik AC

Kontak elektrik AC adalah peralatan beralih magnetik otomatis yang digunakan untuk pemutusan laluan utama dan laluan kawalan AC dalam jangka masa panjang dan frekuensi tinggi. Ia mempunyai kelebihan seperti operasi otomatis, perlindungan undervoltage dan novoltage, operasi kapasiti tinggi, kestabilan yang kuat, dan keperluan penyelenggaraan yang rendah. Dalam litar kawalan elektrik mesin alat, kontak elektrik AC terutamanya digunakan untuk mengawal motor elektrik dan beban lain.

Komponen utama kontak elektrik AC termasuk sistem elektromagnetik, sistem kontak, dan peranti pemadam lengkung api, dll. Ia terutamanya terdiri daripada bahagian struktur seperti kontak utama, inti besi bergerak, gegelung, inti besi statik, dan kontak tambahan.

1.1 Sistem Elektromagnetik

Sistem elektromagnetik kontak elektrik AC terutamanya terdiri daripada gegelung, inti besi bergerak, inti besi statik, dan cincin pendek. Apabila gegelung kawalan diberi tenaga atau tidak diberi tenaga, ia akan menyelesaikan tindakan tarikan atau pelepasan masing-masing, yang boleh mengekalkan kontak bergerak dan kontak statik dalam keadaan terbuka atau tertutup masing-masing, supaya dapat mencapai tujuan pemutusan litar.

Untuk mengurangkan kerugian eddy dan histeresis, inti besi dan armatur kontak elektrik AC terutamanya dibuat dengan melaminasi lembaran silikon berbentuk E semasa penghasilan. Untuk meningkatkan kawasan penyejukan dan mengelakkan hangus, gegelung dibuat menjadi silinder tebal dan kecil yang dipilin pada rangka insulasi, dengan jarak tertentu dikekalkan antaranya dengan inti besi untuk mengelakkan tindihan. Inti besi berbentuk E menyediakan jurang udara sebanyak 0.1 - 0.2 mm pada permukaan akhir silinder tengah untuk mengurangkan kesan medan magnet sisa dan mencegah armatur tersangkut. 

Apabila kontak elektrik AC sedang beroperasi, arus bolak-balik dalam gegelung membentuk medan magnet bolak-balik dalam inti besi, menyebabkan armatur bergetar dan menghasilkan bunyi. Alur disediakan pada setiap hujung inti besi dan armatur, dan cincin pendek yang diperbuat daripada tembaga atau aloi nikel-kromium dimasukkan ke dalam alur tersebut untuk menyelesaikan masalah di atas. Setelah memasang cincin pendek, apabila arus bolak-balik mengalir melalui belitan, fluks magnet Φ₁ dan Φ₂ dengan fasa yang berbeza akan dibentuk, dengan demikian memastikan selalu ada daya tarikan antara inti besi dan armatur, mengurangkan getaran dan bunyi secara drastik.

1.2 Sistem Kontak

Terdapat tiga jenis kontak kontak elektrik AC, iaitu jenis kontak titik, kontak garis, dan kontak permukaan, seperti ditunjukkan dalam gambar berikut. Berdasarkan bentuk struktur, mereka boleh dibahagikan kepada kontak jambatan dan kontak jari. Kontak jambatan termasuk jenis jambatan kontak titik dan jambatan kontak permukaan, yang sesuai untuk pelbagai kes arus. Kontak jari kebanyakan dalam mod kontak garis, dan kawasan kontaknya adalah satu garis lurus, yang sesuai untuk peluang sering dan arus besar. Berdasarkan keupayaan membuat dan memutus, mereka boleh dibahagikan kepada kontak utama dan kontak tambahan. Kontak utama sesuai untuk litar utama arus besar, dan biasanya terdapat 3 pasang kontak biasa terbuka. Kontak tambahan sesuai untuk litar kawalan arus kecil, dan biasanya terdapat 2 pasang kontak biasa terbuka dan 2 pasang kontak biasa tertutup.

1.3 Peranti Pemadam Lengkung Api

Untuk litar arus tinggi atau voltan tinggi, lengkung api akan terjadi apabila kontak elektrik AC dibuka, menyebabkan kontak hangus, kerosakan peranti, mempengaruhi tempoh hidupnya, dan bahkan mengganggu masa pemutusan litar; dalam kes yang teruk, ia mungkin menyebabkan kebakaran. Atas alasan keselamatan, semua kontak dengan kapasiti melebihi 10 A mesti dilengkapi dengan peranti pemadam lengkung api. Kaedah pemadaman lengkung api yang biasa digunakan dalam kontak elektrik AC termasuk pemadam lengkung api dua putus daya elektrik, pemadam lengkung api alur mendatar, dan pemadam lengkung api grid.

Peranti pemadam lengkung api dua putus daya elektrik membagi lengkung api menjadi dua bahagian, dan meregangkan lengkung api melalui daya elektrik litar kontak itu sendiri, supaya dapat mewujudkan penyejukan dan pendinginan lengkung api dan mencapai tujuan pemadamannya. Peranti pemadam lengkung api alur mendatar diperbuat daripada tanah liat tahan api, asbes simen, dan bahan-bahan lain, dengan satu atau lebih alur mendatar di sisinya, yang dapat memperluas kawasan kontak antara lengkung api dan dinding ruang pemadam lengkung api, dan mencapai kesan pemadamannya dengan merapatkan lengkung api. Apabila kontak berada dalam keadaan terpisah, lengkung api dikirim ke dalam alur melalui medan magnet luaran atau daya elektrik, dan tenaga haba dipindahkan ke dinding ruang pemadam lengkung api, supaya lengkung api padam dengan cepat.

Berdasarkan ini, struktur pemadam lengkung api grid baru telah dicadangkan. Grid logam menggunakan lembaran besi berlapis gangsa atau galvanis dan dimasukkan ke dalam tutup pemadam lengkung api. Lengkung api yang terbentuk oleh pemutusan kontak menghasilkan medan magnet yang kuat, dan kehadiran rintangan magnetik membuat intensiti medan elektrik di kawasan ini tidak sekata, dengan demikian menarik lengkung api ke dalam jurang grid untuk membentuk lengkung api pendek. Setiap grid bertindak sebagai elektrod, memecah seluruh jatuh tegangan lengkung api menjadi beberapa bahagian, dan jatuh tegangan lengkung api antara setiap bahagian kurang daripada tegangan penghidupan lengkung api. Pada masa yang sama, grid membebaskan haba untuk memadamkan lengkung api dengan cepat, mencapai kesan pemadam [3-5].

1.4 Komponen Tambahan

Komponen tambahan kontak elektrik AC termasuk spring reaksi, spring penahan, spring tekanan kontak, mekanisme penghantaran, dasar, dll. Spring reaksi mendorong armatur untuk melepaskan tenaga selepas pemutusan kuasa, supaya kontak kembali ke keadaan asal. Spring penahan boleh mengurangkan daya impak. Spring tekanan kontak boleh meningkatkan tekanan kontak secara drastik dan mengurangkan rintangan kontak. Kontak operasi dikendalikan oleh armatur atau spring reaksi untuk mengawal mereka untuk disambungkan atau diputuskan.

2 Penggunaan Tepat Kontak Elektrik AC

2.1 Prinsip Pilihan Kontak Elektrik AC

Voltan nominal kontak utama tidak boleh kurang daripada voltan nominal litar kawalan. Arus nominal kontak utama harus memenuhi keperluan beban: untuk beban resistif, ia harus sama dengan arus nominal; untuk beban motor, ia harus sedikit lebih besar daripada arus nominal. Voltan gegelung tarikan dipilih berdasarkan kompleksitas litar kawalan: 380 V atau 220 V boleh dipilih untuk litar mudah, dan 36 V atau 110 V untuk litar kompleks. Jumlah dan jenis kontak mesti memenuhi piawaian asas litar kawalan.

2.2 Pemasangan dan Penyelenggaraan Kontak Elektrik AC

Untuk pemeriksaan pra-pemasangan, perlu mengesahkan sama ada data teknikal kontak (seperti voltan nominal, arus, frekuensi operasi, dll.) mematuhi piawaian, memeriksa sama ada penampilan rosak dan gerakan fleksibel, dan mengukur nilai rintangan DC dan rintangan isolasi gegelung. Posisi pemasangan harus mencancang, dengan kemiringan tidak melebihi 5°, dan sisi dengan lubang penyejukan harus menghadap ke arah mencancang. Semasa pemasangan dan penghubungan wayar, elakkan bahagian seperti skru, washer, dan terminal jatuh, yang mungkin menyebabkan kontak elektrik AC tersangkut atau hubungan pendek.

Selepas pemasangan, perlu memeriksa sama ada penghubungan wayar betul. Tanpa memberi tenaga kepada kontak utama, berikan dan putuskan tenaga kepada kontak beberapa kali untuk memeriksa pergerakan kontak utama dan sama ada ada bunyi selepas inti besi ditarik. Ia hanya boleh digunakan jika tiada ralat. Tidak dibenarkan untuk menghubungkan kontak elektrik AC ke bekalan kuasa DC, sebaliknya gegelung akan hangus.

3 Kerosakan Biasa dan Kaedah Penyelenggaraan Kontak Elektrik AC

3.1 Kerosakan Kontak Utama

3.1.1 Kelapapan Berlebihan pada Momen Sambungan dan Pemutusan Kontak Utama Bergerak dan Statik

Apabila beban beroperasi normal, kelapapan berlaku pada momen kontak disambungkan dan diputuskan. Permukaan kontak membentuk lubang-lubang kecil yang tidak sekata disebabkan oleh suhu tinggi lengkung api, mengakibatkan kawasan kontak berkurang, arus meningkat, dan kelapapan berlebihan. Untuk membaiki kontak yang rosak, perlu memeriksa tahap kerosakan pada permukaan kontak; kontak boleh dibaiki hanya jika ketebalannya lebih daripada 2/3 ketebalan asal. Semasa membaiki kontak, letakkan kertas pasir halus pada permukaan mendatar, kemudian giling kontak yang rosak pada kertas pasir tersebut, periksa situasi pembetulan sehingga semua titik rosak digiling, dan akhirnya tangani bulu babi.

3.1.2 Peleburan, Pembakaran, dan Penempelan Kontak Utama Bergerak dan Statik

Sebab utama peleburan, pembakaran, dan penempelan kontak utama bergerak dan statik termasuk hubungan pendek beban, hubungan pendek litar utama, atau pengurangan rintangan beban. Di antaranya, kejadian serentak hubungan pendek dan hubungan pendek litar utama adalah faktor kunci. Disebabkan keperluan kerja, frekuensi operasi kontak elektrik AC berkisar dari rendah hingga tinggi; semasa sambungan dan pemutusan kontak yang sering, suhu permukaan meningkat, dan di bawah tindakan lengkung api, kontak utama bergerak dan statik akhirnya akan melebur, hangus, dan menempel.

Biasanya terdapat dua kaedah rawatan: pertama, gantikan kontak elektrik AC dengan yang mempunyai voltan dan arus nominal yang lebih tinggi; kedua, baiki kontak elektrik AC: gantikan kontak dengan spesifikasi yang sama, bersihkan endapan karbon di sekitar kontak bergerak dan statik, dll., dan hubungkan peranti pemadam lengkung api R-C secara selari dengan setiap 3 pasang kontak utama.

3.2 Kerosakan Kontak Tambahan

3.2.1 Rintangan Kontak Terlalu Tinggi pada Kontak Tambahan Bergerak dan Statik

Rintangan kontak terlalu tinggi pada kontak tambahan bergerak dan statik akan menyebabkan peningkatan rintangan litar kawalan dan penurunan voltan. Ada dua sebab utama bagi fenomena ini: pertama, banyak minyak dan debu tertumpuk pada kontak; kedua, lapisan oksida terbentuk pada permukaan kontak. Berdasarkan mekanisme perlindungan undervoltage kontak elektrik AC, apabila voltan di seberang gegelung kontak elektrik AC kurang daripada 85% voltan nominal, litar kawalan akan berhenti beroperasi. Penyelesaiannya adalah mengeluarkan kontak, lap dengan kain katun bersih, dan kemudian rawat permukaan kontak dengan kertas pasir halus.

3.2.2 Kelapapan Berlebihan pada Momen Sambungan dan Pemutusan Kontak Tambahan Bergerak dan Statik

Sebab utama kerosakan ini mungkin kerana litar yang dikawal telah mengalami hubungan pendek, atau nilai rintangan komponen penghabisan tenaga dalam litar kawalan berkurang, dll.

3.3 Kerosakan Gegelung

3.3.1 Gegelung Putus

Gegelung putus kontak elektrik AC akan menyebabkan litar kawalan gagal beroperasi. Fenomena ini agak jarang, dan biasanya disebabkan oleh masalah kualiti kontak atau pemasangan yang tidak tepat semasa penyusunan.

3.3.2 Gegelung Hubungan Pendek

Gegelung hubungan pendek kontak elektrik AC akan menyebabkan fuse perlindungan hubungan pendek dalam litar kawalan meledak. Situasi biasa bagi gegelung hubungan pendek adalah voltan AC yang dikenakan di seberang gegelung bukan 0.85-1.05 kali voltan nominal; operasi jangka panjang gegelung di bawah voltan rendah atau tinggi mungkin menyebabkan hubungan pendek. Gegelung kontak elektrik AC yang rosak mesti digantikan; semasa menggantikan gegelung, perhatikan saiz gegelung, voltan nominal, dan spesifikasi kontak elektrik AC.

3.4 Kerosakan Permukaan Kontak Inti Besi Bergerak dan Statik

3.4.1 Penempelan Permukaan Kontak Inti Besi Bergerak dan Statik

Sebab utama kerosakan ini adalah kehadiran minyak pada permukaan kontak inti besi bergerak dan statik. Selepas menekan butang start, motor beroperasi normal, tetapi apabila menekan butang stop, gegelung kontak elektrik AC kehilangan tenaga, kontak tidak kembali ke keadaan asal, dan motor terus beroperasi. Setelah tangan meninggalkan butang stop, gegelung masih diberi tenaga, dan motor terus beroperasi. Kaedah rawatan adalah membersihkan permukaan kontak inti besi bergerak dan statik.

3.4.2 Bunyi Berisik dari Inti Besi

Sebab utama bunyi berisik dari inti besi adalah pemutusan cincin pendek, atau banyak karat pada permukaan kontak inti besi bergerak dan statik. Untuk kes banyak karat, kertas pasir halus boleh digunakan untuk merawat permukaan kontak. Jika cincin pendek rusak, biasanya inti besi digantikan untuk membaiki kerosakan.

4 Kesimpulan

Penggunaan tepat, diagnosis kerosakan, dan kemahiran penyelenggaraan kontak elektrik AC sangat penting untuk operasi stabil sistem kawalan elektrik. Untuk meningkatkan kecekapan perkhidmatan kontak elektrik AC dan memperpanjang tempoh hidupnya, kerosakan biasa harus dibaiki dengan segera untuk mengurangkan kadar kerosakan semasa pengeluaran.