Toepassing en onderhoud van wisselstroomcontactors | Uitgebreide analyse van het afhandelen van veelvoorkomende fouten meester worden in één artikel
1 Analyse van de belangrijkste componenten van AC-contactors
Een AC-contactor is een geautomatiseerde elektromagnetische schakelaar die wordt gebruikt voor langdurig, frequent schakelen van AC-hoofd- en besturingscircuits. Het heeft voordelen zoals automatische bediening, onder- en spanningsvrije bescherming, hoge capaciteit, sterke stabiliteit en weinig onderhoudsbehoefte. In elektrische besturingscircuits van machinegereedschap worden AC-contactors voornamelijk gebruikt om elektrische motoren en andere lasten te besturen.
De belangrijkste componenten van een AC-contactor omvatten het elektromagnetische systeem, het contact-systeem en het boogverdelgingsapparaat, enz. Het bestaat voornamelijk uit structurele delen zoals hoofdcontacten, bewegende ijzerkern, spoel, stilstaande ijzerkern en bijcontacten.
1.1 Elektromagnetisch Systeem
Het elektromagnetische systeem van een AC-contactor bestaat voornamelijk uit een spoel, een bewegende ijzerkern, een stilstaande ijzerkern en een kortsluitring. Wanneer de besturingsspoel wordt ingeschakeld of uitgeschakeld, zal het respectievelijk de intrekking of vrijgave voltooien, waardoor de bewegende en stilstaande contacten in de open of gesloten staat blijven, zodat het doel van het schakelen van het circuit wordt bereikt.
Om wervelstroom- en remanentieverliezen te verminderen, worden de ijzerkern en armatuur van een AC-contactor voornamelijk gemaakt door E-vormige siliciumstaalplaten tijdens de productie te lamineren. Om de warmteafvoeroppervlakte te vergroten en verbranding te voorkomen, wordt de spoel gemaakt als een dikke, kleine cilinder gewikkeld op een isolerend frame, met een bepaalde afstand tot de ijzerkern om overlappen te voorkomen. De E-vormige ijzerkern reserveert een luchtgat van 0,1 - 0,2 mm aan het eind van de middelste cilinder om het effect van het restmagneetveld te verminderen en te voorkomen dat de armatuur vastloopt.
Wanneer de AC-contactor werkt, vormt de wisselstroom in de spoel een wisselend magnetisch veld in de ijzerkern, waardoor de armatuur trilt en geluid produceert. Er is een groef aan elk einde van de ijzerkern en armatuur, en er is een kortsluitring van koper of nikkel-chroomlegering in de groef ingebed om bovenstaand probleem op te lossen. Na het installeren van een kortsluitring, wanneer er wisselstroom door een winding stroomt, worden magnetische fluxen Φ₁ en Φ₂ met verschillende fasen gevormd, waardoor er altijd een aantrekkende kracht tussen de ijzerkern en de armatuur is, wat de trilling en het geluid aanzienlijk reduceert.
1.2 Contact Systeem
Er zijn drie soorten AC-contactorcontacten, namelijk puntcontacttype, lijncontacttype en oppervlaktecontacttype, zoals getoond in de volgende afbeelding. Volgens de structuur kunnen ze worden verdeeld in brugcontacten en vingercontacten. Brugcontacten omvatten puntcontactbrugtype en oppervlaktecontactbrugtype, die geschikt zijn voor verschillende stroomomstandigheden. Vingercontacten zijn meestal in lijncontactmodus, en hun contactoppervlak is een rechte lijn, wat geschikt is voor frequente en grote stroomgelegenheden. Volgens de inschakel- en uitschakeleigenschappen kunnen ze worden verdeeld in hoofdcontacten en bijcontacten. Hoofdcontacten zijn geschikt voor grote stroomhoofdcircuits, en er zijn meestal 3 paren normaal open contacten. Bijcontacten zijn geschikt voor kleine stroombesturingscircuits, en er zijn meestal 2 paren normaal open contacten en 2 paren normaal gesloten contacten.
1.3 Boogverdelgingsapparaat
Voor hoogstroom- of hoogspanningscircuits zullen er onvermijdelijk bogen ontstaan wanneer AC-contactors worden geopend, wat kan leiden tot contactverbranding, schade aan het apparaat, beïnvloeding van de levensduur en zelfs storing van de circuitschakeltijd; in ernstige gevallen kan het zelfs leiden tot brand. Om veiligheidsredenen moeten alle contactors met een capaciteit van meer dan 10 A worden uitgerust met een boogverdelgingsapparaat. De veel gebruikte boogverdelingsmethoden in AC-contactors omvatten dubbele breuk elektrische kracht boogverdeling, longitudinale gleuf boogverdeling en raster boogverdeling.
Het dubbele breuk elektrische kracht boogverdelingsapparaat verdeelt de boog in twee delen, en strekt de boog door de elektrische kracht van het contactcircuit zelf, om zo de warmteafvoer en afkoeling van de boog te realiseren en het doel van het uitschakelen ervan te bereiken. Het longitudinale gleuf boogverdelingsapparaat is gemaakt van boogbestendige klei, asbestcement en andere materialen, met één of meerdere longitudinale gleuven aan de binnenkant, wat de contactoppervlakte tussen de boog en de wand van de boogverdelingskamer kan vergroten, en het effect van boogverdeling bereikt door compressie. Wanneer de contacten in de gescheiden toestand zijn, wordt de boog door een externe magnetisch veld of elektrische kracht in de gleuven gestuurd, en de warmteenergie wordt overgebracht naar de wand van de boogverdelingskamer, zodat de boog snel wordt uitgeschakeld.
Op basis hiervan wordt een nieuwe type rasterboogverdelingsstructuur voorgesteld. Het metalen raster maakt gebruik van haringbottenkoper of verzinkte ijzerplaten en wordt in de boogverdelingskap ingevoegd. De boog die door het verbreken van de contacten wordt gevormd, genereert een sterk magnetisch veld, en het bestaan van magnetische weerstand maakt de elektrische veldintensiteit in dit gebied oneven, waardoor de boog in de openingen van het raster wordt getrokken om korte bogen te vormen. Elk raster fungeert als een elektrode, die de totale boogspanningsval verdeelt in verschillende secties, en de boogspanning tussen elke sectie is minder dan de boogontstekingspanning. Tegelijkertijd verspreidt het raster warmte om de boog snel te elimineren, waarmee het effect van boogverdeling [3-5] wordt bereikt.
1.4 Hulpcomponenten
De hulpcomponenten van een AC-contactor omvatten een reactieveren, een demperveer, een contactdrukveer, een overbrengingsmechanisme, een basis, enz. De reactieveren duwt de armatuur terug naar de oorspronkelijke staat na een stroomonderbreking, zodat de contacten terugkeren naar hun oorspronkelijke staat. De demperveer kan de impactkracht verminderen. De contactdrukveer kan de contactdruk aanzienlijk verhogen en de contactweerstand verminderen. De werkende contacten worden aangedreven door de armatuur of de reactieveren om ze te laten sluiten of openen.
2 Juist gebruik van AC-contactors
2.1 Selectieprincipes van AC-contactors
De nominale spanning van de hoofdcontacten mag niet lager zijn dan de nominale spanning van het besturingscircuit. De nominale stroom van de hoofdcontacten moet voldoen aan de belastingsvereisten: voor resistieve belastingen moet deze gelijk zijn aan de nominale stroom; voor motorenladingen moet deze iets hoger zijn dan de nominale stroom. De spanning van de aantrekkingsspoel wordt geselecteerd op basis van de complexiteit van het besturingscircuit: 380 V of 220 V kan worden gekozen voor eenvoudige circuits, en 36 V of 110 V voor complexe circuits. Het aantal en type contacten moet voldoen aan de basiseisen van het besturingscircuit.
2.2 Installatie en onderhoud van AC-contactors
Voor de pre-installatie inspectie moet worden bevestigd of de technische gegevens van de contactor (zoals nominale spanning, stroom, werksfrequentie, enz.) voldoen aan de normen, controleer of de uiterlijke schade en de beweging flexibel zijn, en meet de DC-weerstandswaarde en de isolatieweerstandswaarde van de spoel. De installatiepositie moet verticaal zijn, met een helling die niet meer dan 5° overschrijdt, en de zijde met koelgaten moet in de verticale richting gericht zijn. Tijdens de installatie en bedrading moet worden voorkomen dat onderdelen zoals bouten, moeren en terminals vallen, wat kan leiden tot het vastlopen of korte sluiting van de AC-contactor.
Na de installatie moet worden gecontroleerd of de bedrading correct is. Zonder de hoofdcontacten te energiëren, energiëer en deënergër de contactor meerdere keren om de beweging van de hoofdcontacten te controleren en of er geluid is nadat de ijzerkern is ingetrokken. Het kan pas in gebruik worden genomen als er geen fouten zijn. Het is niet toegestaan om de AC-contactor aan te sluiten op een gelijkstroomvoeding, anders zal de spoel verbrand raken.
3 Algemene fouten en onderhoudsmethoden van AC-contactors
3.1 Hoofdcontact Fouten
3.1.1 Ernstige vonken bij het moment van aansluiting en loskoppeling van bewegende en stilstaande hoofdcontacten
Wanneer de belasting normaal werkt, ontstaan vonken bij het moment dat de contacten worden aangesloten en losgekoppeld. Het contactoppervlak vormt onregelmatige kleine putjes door de hoge temperatuur van de boog, wat resulteert in een verkleind contactoppervlak, toegenomen stroom en ernstige vonken. Om de beschadigde contacten te herstellen, is het nodig om de mate van schade op het contactoppervlak te controleren; het contact kan alleen worden hersteld als de dikte meer dan 2/3 van de oorspronkelijke dikte is. Bij het herstellen van de contacten, plaats eerst fijn schuurpapier op een horizontaal oppervlak, en schuur de beschadigde contacten plat op het schuurpapier, controleer de herstellingsstatus totdat alle beschadigde punten zijn weggeschuurd, en behandel tenslotte de baardjes.
3.1.2 Smelten, verbranden en aan elkaar plakken van bewegende en stilstaande hoofdcontacten
De belangrijkste oorzaken van smelten, verbranden en aan elkaar plakken van bewegende en stilstaande hoofdcontacten omvatten kortsluiting van de belasting, kortsluiting van het hoofdcircuit, of vermindering van de belastingsimpedantie. Daarvan is het simultane optreden van kortsluiting en hoofdcircuit kortsluiting de sleutelfactor. Vanwege werkbehoeften varieert de werksfrequentie van de AC-contactor van laag tot hoog; tijdens het frequente aansluiten en loskoppelen van de contacten, stijgt de oppervlaktemperatuur, en onder de werking van de boog, zullen de bewegende en stilstaande hoofdcontacten uiteindelijk smelten, verbranden en aan elkaar plakken.
Er zijn meestal twee behandelmethode: ten eerste, vervang de AC-contactor met een exemplaar met een hogere spanning en stroomwaarde; ten tweede, repareer de AC-contactor: vervang de contacten met dezelfde specificatie, reinig de koolstofafzettingen rond de bewegende en stilstaande contacten, en sluit Resistor-Capacitance (RC) boogverdelingsapparaten parallel aan met elk van de 3 paren hoofdcontacten.
3.2 Bijcontact Fouten
3.2.1 Te hoge contactweerstand van bewegende en stilstaande bijcontacten
Te hoge contactweerstand van bewegende en stilstaande bijcontacten zal leiden tot een toename van de lusimpedantie van het besturingscircuit en een daling van de spanning. Er zijn twee belangrijke redenen voor dit fenomeen: ten eerste, een grote hoeveelheid olievlekken en stof op de contacten; ten tweede, vorming van een oxide-laag op het contactoppervlak. Op basis van het onder-spanningsbeschermingsmechanisme van de AC-contactor, wanneer de spanning over de AC-contactor spoel lager is dan 85% van de nominale spanning, zal het besturingscircuit stoppen met werken. De oplossing is om de contacten te verwijderen, droog te deppen met schone gauze, en vervolgens het contactoppervlak zacht te behandelen met fijn schuurpapier.
3.2.2 Ernstige vonken bij het moment van aansluiting en loskoppeling van bewegende en stilstaande bijcontacten
De belangrijkste redenen voor deze fout kunnen zijn dat het bestuurde circuit een kortsluiting heeft ervaren, of de impedantiewaarde van de energie-verbruikende componenten in het besturingscircuit is afgenomen, enz.
3.3 Spoel Fouten
3.3.1 Spoel Open Circuit
Een open circuit van de AC-contactor spoel zal ertoe leiden dat het besturingscircuit niet werkt. Dit fenomeen is relatief zeldzaam, en wordt meestal veroorzaakt door kwaliteitsproblemen van de contactor of onjuiste montage tijdens de assemblage.
3.3.2 Spoel Kortsluiting
Een kortsluiting van de AC-contactor spoel zal ertoe leiden dat de korte-sluittingsbeveiliging in het besturingscircuit springt. Een veelvoorkomende situatie van spoel kortsluiting is dat de toegepaste AC-spanning over de spoel niet 0,85-1,05 keer de nominale spanning is; langdurige werking van de spoel onder lage of hoge spanning kan leiden tot een kortsluiting. Een beschadigde AC-contactor spoel moet worden vervangen; bij het vervangen van de spoel moet aandacht worden besteed aan de spoelmaat, de nominale spanning en de specificatie van de AC-contactor.
3.4 Fouten van Bewegende en Stilstaande IJzerkern Contactoppervlakken
3.4.1 Aan elkaar plakken van bewegende en stilstaande ijzerkern contactoppervlakken
De belangrijkste oorzaak van deze fout is de aanwezigheid van olievlekken op de contactoppervlakken van de bewegende en stilstaande ijzerkernen. Nadat de startknop is ingedrukt, loopt de motor normaal, maar wanneer de stopknop wordt ingedrukt, verliest de AC-contactor spoel de stroom, de contacten keren niet terug naar hun oorspronkelijke staat, en de motor blijft lopen. Na het loslaten van de stopknop blijft de spoel ingeschakeld, en de motor blijft lopen. De behandelmethode is om de contactoppervlakken van de bewegende en stilstaande ijzerkernen te reinigen.
3.4.2 Luide Geluiden van de IJzerkern
De belangrijkste oorzaken voor luide geluiden van de ijzerkern zijn de breuk van de kortsluitring, of een grote hoeveelheid roest op de contactoppervlakken van de bewegende en stilstaande ijzerkernen. Voor het geval van een grote hoeveelheid roest, kan fijn schuurpapier worden gebruikt om het contactoppervlak te behandelen. Als de kortsluitring beschadigd is, wordt de ijzerkern meestal vervangen om de fout te herstellen.
4 Conclusie
Het juiste gebruik, foutdiagnose en onderhoudstechnieken van AC-contactors zijn cruciaal voor de stabiele werking van elektrische besturingssystemen. Om de dienstverleningsdoeltreffendheid van AC-contactors te verbeteren en hun levensduur te verlengen, moeten algemene fouten tijdig worden hersteld om de faalfrequentie tijdens de productie te verlagen.
