Alternatif Akım Saklama Cihazlarının Uygulaması ve Bakımı | Yaygın Hata İşlemlerinin kapsamlı Analizi Tek Bir Makalede Yeterli Bilgi

1 Alternatif Kontaktörlerin Ana Bileşenlerinin Analizi

Alternatif kontaktör, AC ana devre ve kontrol devrelerinde uzun vadeli, yüksek frekansta anahtarlama için kullanılan otomatik elektromanyetik bir anahtardır. Otomatik çalışma, düşük gerilim ve gerilimsiz koruma, yüksek kapasiteli işlem, güçlü istikrarlılık ve düşük bakım gereksinimleri gibi avantajları vardır. Makine araçlarının elektrik kontrol devrelerinde, alternatif kontaktörler genellikle elektrik motorları ve diğer yükleri kontrol etmek için kullanılır.

Bir alternatif kontaktörün ana bileşenleri, elektromanyetik sistem, temas sistemi ve kemer söndürme cihazı vb. içerir. Ana temalar, hareketli demir çekirdeği, bobin, sabit demir çekirdeği ve yardımcı temalar gibi yapısal parçalardan oluşur.

1.1 Elektromanyetik Sistem

Bir alternatif kontaktörün elektromanyetik sistemi, bobin, hareketli demir çekirdeği, sabit demir çekirdeği ve kısa devre halkası gibi unsurlardan oluşur. Kontrol bobini enerji alır veya verirken, sırasıyla çekme veya serbest bırakma işlemi tamamlanır, bu da hareketli temaların ve sabit temaların açık veya kapalı durumda kalmasını sağlayarak devrenin değiştirilmesi amacına ulaşır.

Eddy akım ve histeresis kaybını azaltmak için, alternatif kontaktörün demir çekirdeği ve manyet ile yapım sırasında E şekilli silikon çelik levhaların lamine edilmesiyle üretilir. Isı dağılım alanını artırmak ve yanmasını önlemek için, bobin kalın ve küçük silindir şeklinde yalıtım çerçevesi üzerine sarılır, demir çekirdek ile belirli bir mesafe korunur. E şekilli demir çekirdeğin orta silindir yüzeyinde 0,1 - 0,2 mm aralıklı bir hava boşluğu bırakılır, böylece kalan manyetik alanın etkisini azaltır ve manyetiğin takılmasını önler.

Alternatif kontaktör çalışırken, bobindeki alterne akım demir çekirdekte alterne bir manyetik alan oluşturur, bu da manyetiği titreşmeye ve gürültüye neden olur. Demir çekirdeğin ve manyetin her ucunda bir yuva bulunur ve bu yuvaya bakır veya nikkel-krom alaşımlı bir kısa devre halkası yerleştirilir, yukarıdaki sorunu çözmek için. Kısa devre halkası monte edildikten sonra, bir sargıda alterne akım akarsa, farklı fazlara sahip Φ₁ ve Φ₂ manyetik akılar oluşur, bu da demir çekirdek ile manyet arasında her zaman çekici bir kuvvet olduğundan emin olur, titreme ve gürültüyü büyük ölçüde azaltır.

1.2 Temas Sistemi

Alternatif kontaktör temasları üç türde olabilir: nokta temas tipi, çizgi temas tipi ve yüzey temas tipi, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi. Yapısal formlarına göre, köprü temasları ve parmak temasları olarak ayrılabilir. Köprü temasları, nokta temaslı köprü tipi ve yüzey temaslı köprü tipi olup, farklı akım koşullarına uygundur. Parmak temasları çoğunlukla çizgi temas modundadır ve temas alanı bir doğrudur, bu da sık ve yüksek akım koşulları için uygundur. Bağlanıp kesme kapasitesine göre, ana temaslar ve yardımcı temaslar olarak ayrılabilir. Ana temaslar, yüksek akım ana devreleri için uygun olup, genellikle 3 çift normal açık temas bulunmaktadır. Yardımcı temaslar, düşük akım kontrol devreleri için uygun olup, genellikle 2 çift normal açık temas ve 2 çift normal kapalı temas bulunmaktadır.

1.3 Kemer Söndürme Cihazı

Yüksek akım veya yüksek voltajlı devrelerde, alternatif kontaktörler açıldığında kemer oluşması kaçınılmazdır, bu da temasların yanmasına, cihazın hasar görmesine, ömrünü etkilemesine ve devre kesme süresini bozmasına neden olur; aşırı durumlarda yangına yol açabilir. Güvenlik nedeniyle, 10 A'dan büyük kapasiteli tüm kontaktörler kemer söndürme cihazı ile donatılmalıdır. Alternatif kontaktörlerde yaygın olarak kullanılan kemer söndürme yöntemleri, çift kesme elektrik kuvveti kemer söndürme, longitudinal yuva kemer söndürme ve ızgara kemer söndürmedir.

Çift kesme elektrik kuvveti kemer söndürme cihazı, kermeyi iki parçaya böler ve temas devresinin kendi elektrik kuvveti ile kermeyi uzatarak, kermenin ısıyı dağıtmayı ve soğutmayı gerçekleştirmesini sağlar. Longitudinal yuva kemer söndürme cihazı, kemer dirençli kil ve asbest çimento gibi malzemelerden yapılmıştır, iç tarafında bir veya daha fazla longitudinal yuva bulunur, bu da kermenin kemer söndürme odasının duvarı arasındaki temas alanını genişletir ve kermeyi sıkıştırarak söndürme etkisi sağlar. Temalar ayrıldığında, dış manyetik alan veya elektrik kuvveti ile kermenin yuvaya gönderilmesi, ısı enerjisinin kemer söndürme odasının duvarına aktarılması, kermenin hızlıca söndürülmesini sağlar.

Bu temele dayanarak, yeni bir ızgara kemer söndürücü yapısı önerilmiştir. Metal ızgara, balık kılığındaki bakır kaplı veya çinko kaplı demir levhalar kullanılarak kemer söndürme kapağına yerleştirilir. Temaların kopmasından oluşan kemer güçlü bir manyetik alan oluşturur ve manyetik direnç bu bölgedeki elektrik alan yoğunluğunu eşit olmayacak şekilde yapar, bu da kermeyi ızgara açıklıklarına çekerek kısa kermelere dönüştürür. Her ızgara bir elektrot olarak iş görür, tüm kemer gerilim düşümünü birkaç parçaya böler ve her bölüm arasındaki kemer gerilimi, kemer başlama geriliminden daha düşüktür. Aynı zamanda, ızgara kermenin ısısını dağıtarak kermeyi hızlıca söndürerek, [3-5] etkisini sağlar.

1.4 Yardımcı Bileşenler

Alternatif kontaktörün yardımcı bileşenleri, tepki yay, amortisman yay, temas basıncı yay, iletim mekanizması, taban vs. içerir. Tepki yay, güç kaybından sonra manyetiği serbest bırakmak için enerji sağlar, böylece temalar orijinal durumlarına döner. Amortisman yay, darbe kuvvetini azaltabilir. Temas basıncı yay, temas basıncını büyük ölçüde artırarak temas direncini azaltır. İşleyen temalar, manyet veya tepki yay tarafından sürüklenebilir, bağlanıp kesilmeleri kontrol edilir.

2 Alternatif Kontaktörlerin Doğru Kullanımı

2.1 Alternatif Kontaktör Seçim Prensipleri

Ana temaların nominal gerilimi, kontrol devresinin nominal geriliminden daha düşük olmamalıdır. Ana temaların nominal akımı, yük taleplerini karşılamalıdır: dirençli yükler için, nominal akım olmalı; motor yükleri için, nominal akımdan biraz daha büyük olmalıdır. Çekim bobinin gerilimi, kontrol devresinin karmaşıklığına bağlı olarak seçilir: basit devreler için 380 V veya 220 V, karmaşık devreler için 36 V veya 110 V seçilebilir. Temaların sayısı ve türü, kontrol devresinin temel standartlarına uymalıdır.

2.2 Alternatif Kontaktörlerin Kurulumu ve Bakımı

Ön kurulum kontrolünde, kontaktörün (nominal gerilim, akım, çalışma frekansı vb.) teknik verilerinin standartlara uygun olup olmadığını onaylamak, görünüşte zararlı olup olmadığını, hareketin esnek olup olmadığını, bobinin DC direnç değerini ve yalıtım direnç değerini ölçmek gerekir. Kurulum pozisyonu dikey olmalı, eğim 5°'yi aşmamalıdır ve ısıtıcı delikleri olan taraf dikey yöne bakan olmalıdır. Kurulum ve kablolama sırasında, vidalar, şapkalardan ve terminalden oluşan parçaların düşerek alternatif kontaktörün takılı kalmasına veya kısa devre olması engellenmelidir.

Kurulumdan sonra, kablonun doğru olup olmadığını kontrol etmek gerekir. Ana temaları güçle sağlamadan, birkaç kez kontaktörü güçlendirip kapatıp, ana temaların hareketini ve manyet çekilince gürültünün olup olmadığını kontrol etmek gerekir. Hata olmadığı takdirde kullanılabilir. Alternatif kontaktör, DC güç kaynağına bağlanamaz, aksi takdirde bobin yanacaktır.

3 Alternatif Kontaktörlerin Yaygın Arızaları ve Bakım Yöntemleri

3.1 Ana Tema Arızaları

3.1.1 Hareketli ve Sabit Ana Temaların Bağlanıp Kesilme Anında Şiddetli Parlayan

Yük normal çalışırken, temaların bağlanıp kesilme anında parlamalar oluşur. Kemanın yüksek sıcaklığı nedeniyle temas yüzeyinde düzensiz küçük çukurlar oluşur, bu da temas alanını azaltır, akımı artırır ve şiddetli parlamalar oluşur. Hasarlı temaların onarılması için, temas yüzeyindeki hasar derecesi kontrol edilmelidir; temas, orijinal kalınlığın 2/3'ünden daha kalın ise onarılabilir. Temaları onarken, önce ince kum kağıdı yatay bir yüzeye yerleştirilir, ardından hasarlı temalar kum kağıdı üzerinde düzleştirilir, onarım durumu kontrol edilir, tüm hasarlı noktalar kumlanmış olana kadar ve son olarak buruşuklar düzenlenir.

3.1.2 Hareketli ve Sabit Ana Temaların Erimesi, Yakılması ve Yapışması

Hareketli ve sabit ana temaların erimesi, yakılması ve yapışmasının ana nedenleri, yükün kısa devre olması, ana devrenin kısa devre olması veya yük impedansının azalmasıdır. Bunlardan, yük ve ana devrenin aynı anda kısa devre olması kilit faktördür. Çalışma ihtiyaçları nedeniyle, alternatif kontaktörün çalışma frekansı düşükten yükseğe değişir; temaların sıkça bağlanıp kesilmesi sırasında, temas yüzeyindeki sıcaklık yükselir ve kemanın etkisiyle hareketli ve sabit ana temalar sonunda erime, yanma ve yapışma yaşar.

Genel olarak iki tedavi yöntemi vardır: birincisi, daha yüksek gerilim ve akım derecelerine sahip bir alternatif kontaktörle değiştirmektir; ikincisi, alternatif kontaktörü onarmaktır: aynı spesifikasyondaki temalarla değiştirme, hareketli ve sabit temaların etrafındaki karbon depolarını temizleme, her 3 çift ana temasın paralelinde Rezistor-Kapasitör (RK) kemer söndürme cihazlarını bağlama.

3.2 Yardımcı Tema Arızaları

3.2.1 Hareketli ve Sabit Yardımcı Temaların Şiddetli Yüksek Temas Direnci

Hareketli ve sabit yardımcı temaların çok yüksek temas direnci, kontrol devresinin döngü direncini artırır ve gerilimi azaltır. Bu fenomenin iki ana nedeni vardır: birincisi, temaslara çok miktarda yağ lekesi ve toz birikintisi; ikincisi, temas yüzeyinde oksit tabakası oluşur. Alternatif kontaktörün düşük gerilim koruma mekanizmasına dayanarak, alternatif kontaktör bobinin ucundaki gerilim, nominal gerilimin %85'inden düşük olduğunda, kontrol devresi çalışmaz. Çözüm, temasları çıkarıp, temiz bezle kurutma ve ardından ince kum kağıdı ile temas yüzeyini hafifçe işleme.

3.2.2 Hareketli ve Sabit Yardımcı Temaların Bağlanıp Kesilme Anında Şiddetli Parlayan

Bu arızanın ana nedenleri, kontrol edilen devrede kısa devre olması veya kontrol devresindeki enerji tüketim bileşenlerinin impedans değeri azalması olabilir.

3.3 Bobin Arızaları

3.3.1 Bobin Açığı

Alternatif kontaktör bobinin açık devresi, kontrol devresinin çalışmasını önler. Bu olgu oldukça nadirdir ve genellikle kontaktörün kalite sorunlarından veya montaj sırasında yanlış kurulumdan kaynaklanır.

3.3.2 Bobin Kısa Devresi

Alternatif kontaktör bobinin kısa devresi, kontrol devresindeki kısa devre korumasının sigortasını patlatır. Bobin kısa devresinin yaygın bir durumu, bobin ucuna uygulanan AC geriliminin nominal gerilimin 0,85-1,05 katı olmamasıdır; bobinin düşük veya yüksek gerilim altında uzun süre işlemesi, kısa devreye neden olabilir. Hasarlı bir alternatif kontaktör bobini değiştirilmelidir; bobin değiştirilirken, bobin boyutuna, nominal gerilime ve alternatif kontaktörün spesifikasyonuna dikkat edilmelidir.

3.4 Hareketli ve Sabit Demir Çekirdeği Temas Yüzeyleri Arızaları

3.4.1 Hareketli ve Sabit Demir Çekirdeği Temas Yüzeylerinin Yapışması

Bu arızanın ana nedeni, hareketli ve sabit demir çekirdeklerin temas yüzeylerinde bulunan yağ lekesidir. Başlat butonuna bastıktan sonra, motor normal çalışır, ancak durdurma butonuna basıldığında, alternatif kontaktör bobini güç kaybeder, temalar orijinal durumlarına dönmese de, motor devam eder. El durdurma butonundan ayrıldıktan sonra, bobin güçlenmeye devam eder ve motor devam eder. Tedavi yöntemi, hareketli ve sabit demir çekirdeklerin temas yüzeylerini temizlemektir.

3.4.2 Demir Çekirdeğinden Şiddetli Gürültü

Demir çekirdeğinden şiddetli gürültünün ana nedenleri, kısa devre halkasının kırılması veya hareketli ve sabit demir çekirdeklerin temas yüzeylerinde çok miktarda pas oluşmasıdır. Çok miktarda pas durumunda, ince kum kağıdı kullanılarak temas yüzeyi işlenebilir. Kısa devre halkası hasarlıysa, genellikle demir çekirdek değiştirilerek arıza onarılır.

4 Sonuç

Alternatif kontaktörlerin doğru kullanımı, arıza teşhisi ve bakım becerileri, elektrik kontrol sistemlerinin istikrarlı çalışması için kritik önemlidir. Alternatif kontaktörlerin hizmet verme etkinliğini artırmak ve ömrünü uzatmak için, üretim sırasında arızalı oranını azaltmak için yaygın arızalar zamanında onarılmalıdır.