Søknad og vedlikehold av vekselstrømskontakter | En omfattende analyse av vanlig feilhåndtering mestre det i én artikkel

1 Analyse av viktige komponenter i AC-kontaktorer

En AC-kontaktor er en automatisert elektromagnetisk bryter brukt for langvarig, høyfrekvent skifte av AC-hovedkretser og kontrollkretser. Den har fordeler som automatisk drift, undervoltage- og ubeholdt strømmering, høy kapasitetsdrift, sterk stabilitet og lav vedlikeholdsbehov. I elektriske kontrollkretser for maskiner brukes AC-kontaktorer hovedsakelig til å kontrollere elektriske motorer og andre belastninger.

De viktigste komponentene i en AC-kontaktor inkluderer det elektromagnetiske systemet, kontakt-systemet og buksningsavvikleren, etc. Den består hovedsakelig av konstruksjonsdeler som hovedkontakter, bevegelig jernkjede, spole, statisk jernkjede og hjelpkontakter.

1.1 Elektromagnetisk system

Det elektromagnetiske systemet i en AC-kontaktor består hovedsakelig av en spole, bevegelig jernkjede, statisk jernkjede og kortslutningsring. Når kontrollspolen er energisatt eller de-energisatt, utfører den henholdsvis inntrakk- eller utslippaksjon, som kan holde de bevegelige og statiske kontaktene i henholdsvis åpen eller lukket posisjon, slik at formålet med å skifte kretsen blir oppfylt.

For å redusere virvelfløde- og ferroelektriske tap, er jernkjeden og armaturen i en AC-kontaktor hovedsakelig laget ved laminering av E-formet silisjernplate under produksjon. For å øke varmeavgiengsareal og unngå forbrenning, er spolen formet som en tykk og liten sylinder vindet på et isolerende rammeverk, med en viss avstand holdt mellom den og jernkjeden for å unngå overlapp. Den E-formede jernkjeden reserverer en luftgap på 0.1 - 0.2 mm på endeflaten av midten sylinder for å redusere effekten av restmagnetfelt og unngå at armaturen fastner.

Når AC-kontaktoren fungerer, dannes et alternerende magnetfelt i jernkjeden av den alternerende strømmen i spolen, som fører til at armaturen vibrerer og produserer støy. Det er en grove på hver ende av jernkjeden og armaturen, og en kortslutningsring laget av kobber eller nikkel-kromlegering er innsatt i groven for å løse ovennevnte problem. Etter installasjon av en kortslutningsring, når alternerende strøm flyter gjennom en vindings, vil magnetflukser Φ₁ og Φ₂ med ulike faser dannes, dermed sikrer det at det alltid er en trekkekreft mellom jernkjeden og armaturen, noe som betydelig reduserer vibrasjon og støy.

1.2 Kontakt-system

Det finnes tre typer kontakter i AC-kontaktorer, nemlig punktkontakttype, linjekontakttype og overflatekontakttype, som vist i følgende figur. De kan bli delt inn i brokontakter og fingerkontakter etter konstruksjonsform. Brokontakter inkluderer punktkontakt-brotype og overflatekontakt-brotype, som er egnet for ulike strømtilfeller. Fingerkontakter er mest i linjekontaktmodus, og deres kontaktareal er en rett linje, som er egnet for hyppige og store strømtilfeller. Etter koplings- og skillekapasitet, kan de bli delt inn i hovedkontakter og hjelpkontakter. Hovedkontakter er egnet for store strømhovedkretser, og det er generelt 3 par normalt åpne kontakter. Hjelpkontakter er egnet for små strømkontrollkretser, og det er generelt 2 par normalt åpne kontakter og 2 par normalt lukkede kontakter.

1.3 Buksningsavvikling

For høystrøms- eller høyspenningkretser, vil det uunngåelig forekomme buksninger når AC-kontaktorer åpnes, som fører til kontaktforbrenning, skade på enheten, påvirker dens levetid, og kan enda forstyrre kretsens avbrytingstid; i alvorlige tilfeller kan det føre til branner. Av sikkerhetsmessige grunner, må alle kontaktorer med en kapasitet over 10 A være utstyrt med en buksningsavvikling. Buksningsavviklingsmetoder som vanligvis brukes i AC-kontaktorer inkluderer dobbelbrytelse elektrisk kraft buksningsavvikling, lengderulle buksningsavvikling, og gitterbuksningsavvikling.

Dobbeltbrytelse elektrisk kraft buksningsavviklingsenhet deler buksningen i to deler, og strekker buksningen gjennom elektrisk kraft fra selve kontaktkretsen, slik at det realiserer buksningens varmeavgieng og kjøling og oppnår formålet med å slukke den. Lengderulle buksningsavviklingsenheten er laget av buksningsmotstandsdyktig ler, asbestement og andre materialer, med en eller flere lengderuller på dens indre side, som kan utvide kontaktarealet mellom buksningen og veggen av buksningsavviklingskammeret, og oppnår effekten av å slukke buksningen ved å komprimere den. Når kontaktene er i separert tilstand, sendes buksningen inn i rullene gjennom et eksternt magnetfelt eller elektrisk kraft, og varmeenergien overføres til veggen av buksningsavviklingskammeret, slik at buksningen slukkes raskt.

På denne grunnlaget er en ny type gitterbuksningsavviklingsstruktur foreslått. Metalgitteret bruker zinkbelagte eller galvaniserte jernplater og settes inn i buksningsavviklingskappen. Buksningen dannet av kontaktbrudd genererer et sterkt magnetfelt, og eksistensen av magnetisk motstand gjør at feltintensiteten i dette området blir uhel, dermed drar buksningen inn i hullene i gitteret for å danne korte buksninger. Hvert gitter fungerer som et elektrod, deler hele buksningspannedroppet inn i flere seksjoner, og buksningspannet mellom hver seksjon er mindre enn buksningsantendepan. Samtidig dissiperer gitteret varme for å eliminere buksningen raskt, og oppnår effekten av å slukke [3-5].

1.4 Hjelpkomponenter

Hjelpkomponentene i en AC-kontaktor inkluderer en reaksjonsspring, en dempningsspring, en kontakttrykk-spring, en overføringsmekanisme, en base, etc. Reaksjonsspringen skubber armaturen til å slippe energi etter strømnedbrudd, slik at kontaktene returnerer til sitt opprinnelige tilstand. Dempingsspringen kan mildre påvirkningskraften. Kontakttrykk-springen kan øke kontakttrykket betydelig og redusere kontaktmotstand. De operativ kontakter styres av armaturen eller reaksjonsspringen for å kontrollere dem til å bli koblet eller skilt.

2 Riktig bruk av AC-kontaktorer

2.1 Valgprinsipper for AC-kontaktorer

Spenningsratingen for hovedkontakter må ikke være lavere enn spenningsratingen for kontrollkretsen. Strømratingen for hovedkontakter skal møte lastkravene: for resistive belastninger, skal den være lik rated strømmen; for motorlast, skal den være litt større enn rated strømmen. Spenningen for traktsolen velges basert på kompleksiteten av kontrollkretsen: 380 V eller 220 V kan velges for enkle kretser, mens 36 V eller 110 V kan velges for mer komplekse kretser. Antallet og typen av kontakter må møte de grunnleggende standardene for kontrollkretsen.

2.2 Installasjon og vedlikehold av AC-kontaktorer

For forhåndsinstallasjonsoverprøving, er det nødvendig å bekrefte om tekniske data for kontaktoren (som rated spenning, strøm, driftsfrekvens, etc.) er i samsvar med standardene, sjekke om utseendet er skadet og bevegelsen er fleksibel, og måle DC motstand og isolasjonsmotstand for spolen. Installasjonsposisjonen bør være vertikal, med en helning på ikke mer enn 5°, og siden med varmealinger bør vende i vertikal retning. Under installasjon og kablings, unngå at deler som skruer, skiver og terminaler faller, som kan føre til at AC-kontaktoren blir festet eller kortsluttet.

Etter installasjon, er det nødvendig å sjekke om kablingen er korrekt. Uten å energisette hovedkontaktene, energisett og de-energisett kontaktoren flere ganger for å sjekke bevegelsen av hovedkontaktene og om det er støy etter at jernkjeden er trukket inn. Det kan kun tas i bruk hvis det ikke er feil. Det er ikke tillatt å koble AC-kontaktoren til en DC-strømkilde, ellers vil spolen forbrenne.

3 Vanlige feil og vedlikeholdsmetoder for AC-kontaktorer

3.1 Hovedkontaktfeil

3.1.1 Alvorlig gnister ved tilkobling og frakobling av bevegelige og statiske hovedkontakter

Når lasten fungerer normalt, oppstår gnister ved øyeblikket kontaktene kobles sammen og skiller seg. Kontaktoverflaten danner uregelmessige små hull på grunn av høy buksningstemperatur, som fører til reduksjon av kontaktarealet, økt strøm, og alvorlige gnister. For å reparere de skadde kontaktene, er det nødvendig å sjekke graden av skade på kontaktoverflaten; kontakten kan repareres bare hvis dens tykkelse er mer enn 2/3 av den opprinnelige tykkelsen. Når du reparerer kontaktene, plasser først fint sandpapir på en horisontal flate, deretter flat kontakten på sandpapiret, sjekk reparasjonssituasjonen til alle skadepunkter er slitt av, og til slutt håndter flagg.

3.1.2 Smelting, forbrenning og liming av bevegelige og statiske hovedkontakter

De viktigste årsakene til smelting, forbrenning og liming av bevegelige og statiske hovedkontakter inkluderer kortslutning av last, kortslutning av hovedkretsen, eller reduksjon av lastimpedansen. Blant disse, er samtidig forekomst av kortslutning og hovedkretsen kortslutning er den nøkkelfaktoren. På grunn av arbeidsbehov, ligger driftsfrekvensen for AC-kontaktoren fra lav til høy; under hyppig kobling og frakobling av kontaktene, stiger overflates temperaturen, og under virkningen av buksningen, vil de bevegelige og statiske hovedkontaktene til slutt smelte, forbrenne og lime.

Det er generelt to behandlingsmetoder: for det første, erstatt AC-kontaktoren med en med høyere spenning og strømrating; for det andre, reparere AC-kontaktoren: erstatt kontaktene med samme spesifikasjon, rengjør kuldepositene rundt de bevegelige og statiske kontaktene, etc., og koble Resistor-Kapasitance (RC) buksningsavviklingsenheter parallelt med hvert av de 3 par hovedkontaktene.

3.2 Hjelpkontaktfeil

3.2.1 For høy kontaktmotstand for bevegelige og statiske hjelpkontakter

For høy kontaktmotstand for bevegelige og statiske hjelpkontakter vil føre til økt impedans i kontrollkretsen og reduksjon av spenning. Det er to hovedårsaker til dette fenomenet: for det første, en stor mengde oljestanker og støv deponeres på kontaktene; for det andre, en oksideringslag dannes på kontaktoverflaten. Basert på under-spenningsbeskyttelsesmekanismen for AC-kontaktoren, når spenningen over AC-kontaktorsolen er lavere enn 85% av rated spenningen, vil kontrollkretsen stoppe å fungere. Løsningen er å ta ut kontaktene, tørke dem med rent bomull, og deretter behandle kontaktoverflaten forsiktig med fint sandpapir.

3.2.2 Alvorlig gnister ved tilkobling og frakobling av bevegelige og statiske hjelpkontakter

De viktigste årsakene til denne feilen kan være at den kontrollerte kretsen har opplevd en kortslutning, eller impedansverdien av energiforbrukende komponenter i kontrollkretsen har sunket, etc.

3.3 Spolefeil

3.3.1 Spoleåpen krets

En åpen krets av AC-kontaktorsolen vil forårsake at kontrollkretsen mislykkes med å fungere. Dette fenomenet er relativt sjeldent, og det er generelt forårsaket av kvalitetsproblemer med kontaktoren eller feilaktig installasjon under montering.

3.3.2 Spoleshort circuit

En kortslutning av AC-kontaktorsolen vil forårsake at kortslutningsbeskyttelsens sikring i kontrollkretsen sprutter. En vanlig situasjon med spoleshort circuit er at den AC-spenningen som anbringes på spolen ikke er 0.85-1.05 ganger rated spenningen; langvarig drift av spolen under lav eller høy spenning kan føre til kortslutning. En skadet AC-kontaktorsolen må erstattes; når man erstatter spolen, må man passe på spolestørrelsen, rated spenning, og spesifikasjonen av AC-kontaktoren.

3.4 Feil i kontaktflater for bevegelige og statiske jernkjeder

3.4.1 Liming av kontaktflater for bevegelige og statiske jernkjeder

Den viktigste årsaken til denne feilen er tilstedeværelse av oljestanker på kontaktflater for bevegelige og statiske jernkjeder. Etter å trykke startknappen, kjører motoren normalt, men når man trykker stoppknappen, mister AC-kontaktorsolen strømmen, kontaktene returnerer ikke til sitt opprinnelige tilstand, og motoren fortsetter å kjøre. Etter at hånden forlater stoppknappen, holder spolen strømmen, og motoren fortsetter å kjøre. Behandlingsmetoden er å rense kontaktflater for bevegelige og statiske jernkjeder.

3.4.2 Høy støy fra jernkjede

De viktigste årsakene til høy støy fra jernkjede er knust kortslutningsring, eller en stor mengde rust på kontaktflater for bevegelige og statiske jernkjeder. For tilfellet med en stor mengde rust, kan fint sandpapir brukes til å behandle kontaktflater. Hvis kortslutningsringen er skadet, erstattes jernkjeden generelt for å reparere feilen.

4 Konklusjon

Riktig bruk, feildiagnose og vedlikeholdsteknikker for AC-kontaktorer er avgjørende for stabil drift av elektriske kontrollsystemer. For å forbedre serviceeffektiviteten til AC-kontaktorer og utvide deres levetid, bør vanlige feil repareres umiddelbart for å redusere feilrate under produksjon.