| 交流接觸器無聲運行技術分析 |
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交流接觸器多用于遠距離控制電動機，存在噪音大、耗電多、線圈及鐵芯溫度高等許多缺點。如改為直流操作(即無聲運行)后，大幅度降低了鐵芯渦流損耗和磁滯損耗以及短路后的損耗，因而節電效果顯著。根據測定100～600A的接觸器可節電93%～99%，100A以下的接觸器可節電68%～92%。如一臺CJ1-600/3的接觸器交流操作時，需有功260W，需無功1kvar。改為直流操作后需有功8W，不但不汲取無功反而可輸出無功0.45kvar，全年可節約有功電量2200kW·h，節約無功電量12700kW·h,使交流接觸器無聲運行還有以下幾點好處：①無噪音、改善工作環境；②運行溫度低；③延長了接觸器的使用壽命。
1 交流接觸器無聲運行的原理
交流接觸器改為無聲運行的，在保留原有線圈的基礎上，只需增加一套簡單的整流電路，把交流操作改為直流操作(即無聲運行)，其工作原理是：
(1) 采用電阻降壓單相半波整流電路，如圖1所示，在正半周時，電阻R起限流降壓作用，二級管D1導通，D2截止，通過接觸器線圈的電流方向如圖所示。負半周時二級管D2導通、D1截止，線圈JC經D2續流，于是線圈JC得到單方向脈功直流，使接觸器吸合。
圖1 吸合電路
(2) 接觸器的保持采用電容降壓半波整流電路，其保持電流僅為吸合電流的十分之一，如圖2所示。正半周時，電容C起降壓作用，D截止。負半周時D導通，線圈JC通過二級管D續流而保持。
圖2 保持電路
(3) 接觸器的吸合和保持電路的轉換是用接觸器的常閉輔助接點來實現的，如圖3所示。當接觸器JC合上時，接觸器的常閉輔助接點JC2斷開，使吸合電路自動轉換為保持電路。
圖3 吸合和保持轉換電路
圖4 是常用的交流接觸器無聲運行原理接線圖。
圖4 交流接觸器無聲運行原理接線圖
其工作原理是：當O端為正、A端為負時，按下QA、D1接入電路，供給CJ脈動直流電，CJ動作，CJ1斷開，R1和D1退出電路。當A 端為正，O端為負時，D2正向導通，對C1充電并通過接通CJ續流回路。當O端恢復為正時，則CJ靠C1充電電流維持直流供電。K為交直流轉換開關，如整流電路進行故障維修時，可將轉換開關K投入交流位置，使接觸器轉入交流運行，既方便修理又不影響電氣設備的正常運行。電容器C的電容量可按下列經驗公式計算：
C=(6.5～8)I
式中C——電容器的電容量
I——交流接觸器直流工作時的工作電流(A)
限流電阻R1的阻值隨接觸器型號不同一般選5～15Ω，調試時可根據接觸器動作情況適當選擇。
2 交流接觸器無聲運行控制線路
接觸器無聲運行的控制線路有下列幾種：
(1) 用于100A以上的接觸器，可采用圖5所示的電路進行控制。
(2) 用于100A以下的接觸器，因線圈電阻大，如不能給出足夠的吸合電流，可采用公用電容儲能合閘方案，如圖6所示。在變電所內裝一組電容器，由兩段母線供電，通過硅二極管及限流電阻使電容器充電，可供任一接觸器合閘時使用。
圖5 100A以上控制線路
(3) 采用公用電容儲能合閘電源和獨用保持電路(如圖7所示)進行控制。
圖7 100A以下的控制線路
3 自制交流接觸器的無聲運行控制電路元件選用
(1) 測得交流操作時的吸合電流值后，選R1的阻值，應使吸合電流與交流操作時相等，但R1通電時間短，功率可選用2W金屬膜電阻即可。
(2) 測得交流操作時的保持電流后，C1的容量應使保持電流與交流操作時相等或略小。因C1在交流電路中工作，可選用ZT型低介金屬膜電容器，其耐壓為400V。
(3) 在吸合過程中，D1、D2正向電流是線圈吸合電流的一半，因工作時間短，正向電流值可按通過電流的五分之一考慮。D1反向工作電壓取400V。因D2受電源電壓峰值和C1已充峰值電壓之和，所以反向電壓取800V。
(4) C2按變電所內最大一臺接觸器所需的合閘電流容量，一般取2.5A左右，其耐壓選用450V電解電容為宜。
(5) 100A以上接觸器的控制電源電壓，因線圈在直流電路中無感抗，如選用220V 時，須用電阻或電容降壓，電源電壓不宜選用380V。
(6) 為避免D2過電壓擊穿，故采用壓敏電阻保護。壓敏電阻R2選用MY31—360/0.5型或RMG-360/0.5型較好。
4 接觸器投入直流操作時應注意的問題
(1) 調整接觸器常閉輔助接點。其方法是：用手推動接觸器的鐵芯，當主觸頭剛剛閉合時，使常閉輔助接點開始斷開。
(2) 實現遠距離控制時，降壓電阻R1必須比近距離控制的阻值適當減少，如測得接觸器到按鈕的操作單線電阻為R，那么R′1的電阻值應為R′1=R1-4R。
(3) 為了使接觸器及時斷開，應將停止按鈕以及電流繼電器接點串聯在直流回路內。但由于熱元件的斷開間隙小，直流回路內不能斷弧。因此將其接在交流回路中。
5 接觸器無聲運行常見故障及排除
(1) 吸合時不動作的故障原因有：①安裝接線錯誤；②接觸器常閉接點接觸不好；
③R1和D1開路。
排除方法是：對照安裝圖進行檢查，修整常閉觸點；焊牢或調換損壞元件。
(2) 吸合時有跳動但尚能保持住的故障原因有：①控制回路異線長、阻值大或由于附加各種觸點的總阻過大；②電網電壓過低；③接觸器的常閉觸點過早分斷。
排除方法是：加大控制回路導線的截面積；修整觸點，減少接觸電阻，總阻值不應大于0.5Ω；調整常閉觸點使其延遲。當主觸頭完全接觸后，將常閉輔助接點做適當彎曲，其距離為2 ～3mm即可。
(3) 可以吸合但保持不住的故障原因有：①接觸器常開輔助接點接觸不好；②電容開路；③D2和MY短路(擊穿)。
排除方法是：修理調整接觸器常開輔助接點，更換損壞元件。
(4) 能合閘工作但仍有交流聲的故障原因有：①D2開路；②線路安裝錯誤。
排除方法：調換D2，檢查線路。
(5) 斷電后不釋放的故障原因有：①鐵芯端面有油污；②鐵芯產生剩磁；③電路有回電或碰線。
排除方法：清潔鐵芯端面；如系產生剩磁的鐵芯，可經常調換線圈接線；檢查控制電路是否有相間短線或碰線漏電現象。 |
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