Ostateczny przewodnik po nietypowych dźwiękach styki elektrycznego: od szumów elektromagnetycznych do drgań mechanicznych dokładna diagnoza i obsługa

W systemach sterowania elektrycznego, styczniki przemiennoprądowe są jednymi z najczęściej używanych elementów elektrycznych, a jednocześnie częstym źródłem różnych awarii elektrycznych. Po długotrwałym użytkowaniu – zwłaszcza w surowych warunkach z wysokim poziomem kurzu – styczniki przemiennoprądowe mogą czasami wydawać skrzypiące lub trąciące dźwięki po wciągnięciu i utrzymaniu. Przyczyny tego zjawiska analizowane są poniżej.

Skrzypienie Po Wciągnięciu i Utrzymaniu

Pełnie funkcjonalny stycznik przemiennoprądowy nie wydaje żadnych dźwięków podczas wciągania i utrzymywania. Jeśli skrzypienie występuje podczas wciągania, przyczyny obejmują: brud na powierzchni rdzenia ruchomego i rdzenia statycznego; nierównomierny napęd sprężyny powrotnej do resetowania rdzenia ruchomego; lub niegładka ścieżka ruchu rdzenia ruchomego.

Te problemy prowadzą do słabego kontaktu i luk między powierzchniami rdzenia ruchomego i rdzenia statycznego, co zwiększa opór magnetyczny obwodu magnetycznego i zmniejsza siłę przyciągania magnetycznego. Aby temu przeciwdziałać, prąd w cewce zwiększa się, aby zapobiec zmniejszeniu siły przyciągania magnetycznego, a ten proces regulacji powtarza się ciągle. Skrzypienie jest rezultatem rezonansu spowodowanego szumem prądu w cewce i drganiem sprężyny powrotnej – im większy luka między rdzeniem ruchomym a rdzeniem statycznym, tym głośniejsze skrzypienie.

Konsekwencje

a. Cewka stycznika przemiennoprądowego może przepalić się.

b. Może wystąpić słaby kontakt między kontaktami głównymi i pomocniczymi. Szczególnie kontakty główne niosą duży obciążenie, co sprawia, że są narażone na generowanie łuku, który może spalić kontakty główne lub powodować nierównomierne przyklejanie. Ponadto może wystąpić utrata fazy, prowadząc do działania obciążenia trójfazowego (np. silnika elektrycznego) bez jednej fazy, co może doprowadzić do spalenia obciążenia trójfazowego. Jeśli kontakty pomocnicze są używane w innych gałęziach, normalna praca tych gałęzi zostanie zakłócona.

Dlatego, gdy stycznik przemiennoprądowy emituje skrzypienie, należy natychmiast to rozwiązać.

II. Trąciące Dźwięki Podczas Wciągania

Gdy stycznik przemiennoprądowy wciąga, trąciące dźwięki występujące 100 razy na sekundę są spowodowane otwartym obwodem pierścienia krótkiego obwodu w rdzeniu statycznym (lub ruchomym) stycznika.

Prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz przecina zero 100 razy na sekundę. W punkcie przecięcia zera, siła magnetyczna generowana przez zamknięty obwód magnetyczny utworzony przez rdzeń ruchomy i rdzeń statyczny również spada do zera. Funkcja pierścienia krótkiego obwodu (zainstalowanego na rdzeniu statycznym lub ruchomym) polega na generowaniu przeciwprądowej siły elektromotorycznej, gdy prąd przemienny przecina zero. Ta przeciwprądowa siła elektromotoryczna indukuje prąd w pierścieniu krótkiego obwodu, a ten prąd tworzy pole magnetyczne, które utrzymuje rdzenie ruchome i statyczne razem.

Jeśli pierścień krótkiego obwodu ma otwarty obwód, jego funkcja utrzymywania jest utracona. W punkcie przecięcia zera, rdzeń ruchomy jest zwalniany pod wpływem sprężyny powrotnej; po przecięciu zera, rdzenie ruchome i statyczne łączą się ponownie. Ten cykl powtarza się ciągle, produkując trąciące dźwięki 100 razy na sekundę – co jest dźwiękiem uderzenia, gdy rdzenie ruchome i statyczne łączą się razem.

Konsekwencje

Podłączone obciążenie trójfazowe będzie w stanie powtarzającego się uruchamiania i zatrzymywania, co łatwo uszkadza obciążenie. Konsekwencje związane z kontaktami pomocniczymi są takie same, jak te wymienione powyżej.

W takich przypadkach należy zastąpić stycznik przemiennoprądowy lub tymczasowo użyć drutu miedzianego, aby stworzyć pierścień krótkiego obwodu jako zamiennik.