交流接觸器應(yīng)用和故障分析

1、交流接觸器的應(yīng)用和故障分析鐘志成2007-7-6 16:30:001接觸器用途分類接觸器是一種自動(dòng)化的控制電器，主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟弧⒅绷麟娐?，?制容量大，可遠(yuǎn)距離操作，配合繼電器可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作，聯(lián)鎖控制，各種定量控 制和失壓及欠壓保護(hù)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制電路；其主要控制對象是電動(dòng)機(jī)，也可 用于控制其它電力負(fù)載，如電熱器、照明、電焊機(jī)、電容器組等。接觸器按被控電 流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。本文將主要介紹常用的交流接觸器。1.1交流接觸器接觸器觸頭按通斷能力，可分為主觸頭和輔助觸頭。主觸頭主要用于通斷較大電流的電路（此電路稱主電路），它的體積較大，一般由三對常開觸頭組成。輔助

2、觸頭 主要用于通斷較小電流的電路（此電路稱控制電路），它的體積較小，有常開觸頭和常閉觸頭之分。交流接觸器的外形和結(jié)構(gòu)（見圖1）。圖交流接觸器的外老與結(jié)構(gòu)當(dāng)給交流接觸器的線圈5通人交流電時(shí)，在鐵心6上會(huì)產(chǎn)生電磁吸力，克服彈 簧4的反作用力，將銜鐵3吸合，銜鐵的動(dòng)作帶動(dòng)動(dòng)觸橋1運(yùn)動(dòng)，和靜觸點(diǎn)2閉合。當(dāng)電磁線圈斷電后，鐵心上的電磁吸力消失，銜鐵在彈簧的作用下回到原位， 各觸點(diǎn)也隨之回到原始狀態(tài)。交流接觸器的鐵心斷面上有短路環(huán)，是為了防止交變 電流所造成的吸合時(shí)的抖動(dòng)。交流接觸器的型號有CJ1O、CJ12、CJ20等系列。1.2直流接觸器直流接觸器主要用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘀绷麟娐芳爸绷麟妱?dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)

3、、停 止、反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)。直流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器基本相同，也由 電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置組成。電磁機(jī)構(gòu)采用沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)拍合式鐵芯，由于 線圈中通入直流電，鐵芯不會(huì)產(chǎn)生渦流，可用整塊鑄鐵或鑄鋼制成鐵芯，也不需要 短路環(huán)。觸頭系統(tǒng)有主觸頭和輔助觸頭，主觸頭通斷電流大，采用滾動(dòng)接觸的指型 觸頭；輔助觸頭通斷電流小，采用點(diǎn)接觸式的橋式觸頭。由于直流電弧比交流電弧 難以熄滅，故直流接觸器采用磁吹式滅弧裝置和其它滅弧方法滅弧。直流接觸器通 人直流電，吸合時(shí)沒有沖擊啟動(dòng)電流，不會(huì)產(chǎn)生猛烈撞擊現(xiàn)象，因此使用壽命長， 適宜頻繁操作場合。1.3線圈額定電壓相同的直流和交流接觸器，不可互換替代使用

4、在交、直流接觸器的電磁銹中，影響線圈電流的因素不同，若互換則要么不能 正常工作，要么立即燒毀線圈。直流接觸器工作時(shí)，線圈不感應(yīng)電勢，限制勵(lì)磁電流主要采用增大線圈電阻實(shí) 現(xiàn)，因而其線徑細(xì)。若將其接到交流電路，由于線圈本身將感應(yīng)很大的電勢，因而 流過的電流很小，接觸器不會(huì)損壞，但是產(chǎn)生的電磁吸力將不足以使銜鐵吸合，所 以直流接觸器用在交流電路中將不能正常工作。相反，交流接觸器因其線圈工作時(shí)會(huì)感應(yīng)電勢，此電勢正常工作時(shí)起限流作 用，為了使其有足夠的吸力，線圈的線阻應(yīng)較小，因而線徑較細(xì)。若將其接到直流 電路中，由于不能感應(yīng)出電勢，在相同大小的電壓下，將產(chǎn)生非常之大的電流 甚或幾十倍于額定電流），使接觸

5、器的線圈立即燒毀；即使是應(yīng)急使用，也必須在線 圈中串人合適的電阻，或者選用電壓等級高很多的交流接觸器。2交流接觸器的選用方法交流接觸器的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的類型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步 驟：2.1選擇接觸器的類型交流接觸器按負(fù)荷種類一般分為一類、 二類、 三類和四類， 分別記為AC1、AC2、AG3和AC4。一類交流接觸器對應(yīng)的控制對象是無感或微感負(fù)荷，如白熾 燈、電阻爐等；二類交流接觸器用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止；三類交流接 觸器的典型用途是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行中分?jǐn)?；四類交流接觸器用于籠 型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)。（十幾2.2選擇接觸器的額定參數(shù)根據(jù)被

6、控對象和工作參數(shù)如電壓、電流、功率、頻率及工作制等確定接觸器的 額定參數(shù)。1）接觸器的線圈電壓，一般應(yīng)低一些為好，這樣對接觸器的絕緣要求可以降低， 使用時(shí)也較安全。但為了方便和減少設(shè)備，常按實(shí)際電網(wǎng)電壓選取。2）電動(dòng)機(jī)的操作頻率不高，如壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、沖床等，接觸器額定 電流大于負(fù)荷額定電流即可。接觸器類型可選用CJ10、CJ20等。3）對重任務(wù)型電機(jī)，如機(jī)床主電機(jī)、升降設(shè)備、絞盤、破碎機(jī)等，其平均操作頻 率超過100次/min，運(yùn)行于起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反向制動(dòng)、反接制動(dòng)等狀態(tài)，可選用CJ1 OZ、CJ1 2型的接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容使用。選用時(shí)，接觸 器額定電流大于電機(jī)

7、額定電流。4）對特重任務(wù)電機(jī)， 如印刷機(jī)、鏜床等，操作頻率很高，可達(dá)60012000次/h， 經(jīng)常運(yùn)行于起動(dòng)、 反接制動(dòng)、 反向等狀態(tài)， 接觸器大致可按電壽命及起動(dòng)電流選 用， 型號選CJ10Z、CJ12等。5）交流回路中的電容器投入電網(wǎng)或從電網(wǎng)中切除時(shí)，接觸器選擇應(yīng)考慮電容器的合閘沖擊電流。一般地，接觸器的額定電流可按電容器的額定電流的1.5倍選取，型號選CJ10、CJ20等。6）用接觸器對變壓器進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)考慮浪涌電流的大小。例如交流電弧焊機(jī)、電阻焊機(jī)等，一般可按變壓器額定電流的2倍選取接觸器，型號選CJ10、CJ20等。7）對于電熱設(shè)備，如電阻爐、電熱器等，負(fù)荷的冷態(tài)電阻較小，因此起動(dòng)

8、電流相 應(yīng)要大一些。選用接觸器時(shí)可不用考慮（起動(dòng)電流），直接按負(fù)荷額定電流選取，型號 選CJ10、CJ20等。8）由于氣體放電燈起動(dòng)電流大、起動(dòng)時(shí)間長，對于照明設(shè)備的控制，可按額定電 流1.11.4倍選取交流接觸器，型號選CJ10、CJ20等。9）接觸器額定電流是指接觸器在長期工作下的最大允許電流，持續(xù)時(shí)間8h且安裝于敞開的控制板上，如果冷卻條件較差，選用接觸器時(shí)，接觸器的額定電流按 負(fù)荷額定電流的110120選取。對于長時(shí)間工作的電機(jī)，由于其氧化膜沒有機(jī) 會(huì)得到清除，使接觸電阻增大，導(dǎo)致觸點(diǎn)發(fā)熱超過允許溫升。實(shí)際選用時(shí)，可將接 觸器的額定電流減小30使用。3交流接觸器的一般故障原因1）斷電后

9、，造成接觸器不釋放的主要原因有：1鐵心表面有油或者使用一段時(shí)間有油膩，鐵心表面要求平整，但是不宜過 光，否則易于造成延時(shí)釋放。2磁系統(tǒng)E型鐵中柱無氣隙，剩磁過大。3觸點(diǎn)抗熔焊性能差，由于過大電流，使觸點(diǎn)熔接在一起。其中純銀觸點(diǎn)比較 容易熔焊。2）造成交流接觸器工作噪聲的主要原因有：1鐵心端面短路環(huán)（又稱為磁環(huán)）斷裂損壞，鐵心在交流電過零時(shí)產(chǎn)生50次/s的顫動(dòng)。2供電電壓與接觸器線圈工作電壓不等，如將額定工作電壓為380V的線圈誤接在220V的電源上。3線路電壓過低。若接觸器線圈工作電壓低于其額定電壓85%以下時(shí)，就不能保證接觸器可靠地吸合，導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生。4接觸器鐵心表面粘附有油膩灰塵等污物。

10、5接觸器工作時(shí)間長久，鐵心端面受沖擊次數(shù)過多，端部變形磨損而不平整。6接觸器動(dòng)鐵心或靜鐵心夾緊螺絲松動(dòng)。7新接觸器在安裝前沒有認(rèn)真檢查，鐵心端面上的防銹保護(hù)脂沒有清除。還有 部分接觸器為了在運(yùn)輸過程中不致?lián)p壞，在上、下動(dòng)靜 “山”字形鐵心之間墊有緩沖 紙片，如安裝前未取出，使用時(shí)也會(huì)導(dǎo)致工作噪聲的產(chǎn)生。3）造成線圈過熱燒毀的主要原因有：1鐵心極面不平或者中柱氣隙過大。2機(jī)械損傷，造成匝間短路，或者運(yùn)動(dòng)部分被卡住。3使用環(huán)境溫度過高，或者空氣潮濕或含有腐蝕性氣體。4）造成接觸器吸不上或吸力不足的主要原因有：1電源電壓過低。2操作回路電源容量不足或斷線，配線錯(cuò)誤及控制觸點(diǎn)接觸不良。3線圈參數(shù)及使用

11、條件不符。4接觸器受損如線圈損壞或燒毀，機(jī)械可動(dòng)部分被卡住。4案例分析例1：壓油泵接觸器燒毀圖2是我站主變風(fēng)扇自動(dòng)裝置部分原理圖（見圖2）。2005年4月份，風(fēng)扇電機(jī)啟 動(dòng)接觸器CQ在啟動(dòng)過程中出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，值班員立刻切斷控制電源和主回路電 源，打開滅弧罩發(fā)現(xiàn)接觸器已經(jīng)燒毀，更換新的接觸器后我們對燒毀的CQ進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)銜鐵接觸面氧化臟污比較嚴(yán)重，使動(dòng)靜銜鐵吸合不好，導(dǎo)致接觸器燒 毀。分析原理:U及頻率f是固定不變的。因此穿過線圈的磁通為1個(gè)常數(shù)。流過線圈的電流就是產(chǎn)最大（對 型磁路，此電流可達(dá)額定電流的56倍；對E型磁路，可達(dá)1015倍）。所以，當(dāng)銜鐵卡住或者吸合不好時(shí)，線圈中將流過很大的

12、電流，使線圈過熱燒毀。例2:接觸器不吸合圖3是我站調(diào)速器壓油泵控制回路部分原理圖（見圖3）,1號泵和2號泵互為備用，輪流啟動(dòng)。2006年10月20日值班員發(fā)現(xiàn)2號調(diào)速器總是1號泵啟動(dòng)，2號泵不 動(dòng)作，起不到備用作用。-70電_ 一J279 LD2主變風(fēng)扇啟動(dòng)回路因?yàn)楦鶕?jù)公式:UE=4.44fw 0X10-8，所以對某個(gè)銜鐵來講，線圈匝數(shù)w與電壓生磁通/所需的激磁電流，它正比于鐵心磁阻R,銜鐵未閉合時(shí)其磁阻最大，電流悴CQh CQrH (T團(tuán)3壓油泵控制回路V課乎鼻/皆分析原因:根據(jù)現(xiàn)象，首先認(rèn)為是輪流啟動(dòng)回路的故障，經(jīng)過反復(fù)的切投轉(zhuǎn)換開關(guān)81QK、82QK，發(fā)現(xiàn)單純切投82QK時(shí)，85ZJ不吸合，當(dāng)投人82QK、切斷81QK時(shí)，85ZJ吸合；說明82QK的導(dǎo)通沒有問題，而是84ZJ常閉觸點(diǎn)在81QK投入時(shí)總是斷開狀 態(tài)，也就是84ZJ線圈此時(shí)一直是帶電的。至此，結(jié)合油泵啟動(dòng)情況可以認(rèn)為是81CQ的常閉輔助觸點(diǎn)發(fā)生了粘連。用萬用表電壓檔測量81CQ的常閉輔助觸點(diǎn)兩端發(fā)現(xiàn)有電壓存在，于是我們更換了新的同型號接觸器。此外，有的單位也曾出現(xiàn)過接觸器主觸點(diǎn)三相閉合不一致，造成電動(dòng)機(jī)長時(shí)間 缺相運(yùn)行燒毀、電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)電流過大造成接觸器觸點(diǎn)燒毀、過度