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    交直流接觸器不能混用原因

    日期:2021-01-26 17:36
    瀏覽次數:1239
    摘要:摘 要:本文系統闡述了交直流接觸器的結構、工作原理、電氣性能及使用環境,根據對它們不同的結構、原理、性能及使用環境之不同,從而得出在實際應用過程中不能混用之原因(在特殊情況下,交流接觸器在應急時可以代用直流接觸器,吸合時間不能超過 2 小時,因為交流線圈散熱比直流差,這是由它們的結構不同決定的,真的要長時間使用*好在交流線圈中串一電阻,反過來直流卻不能代用交流接觸器 )。根據電路中的負載電流的種類選擇。交流負載應選用交流接觸器,直流負載應選用直流接觸器,如果控制系統中主要是交流負載,直流電動機或直流負載的容量較小,也可都選用交流接觸器來控制,但觸點的額定電流應選得大一些。 關鍵詞:交直流接觸器的結構;原理及性能;不能混用之原因

    接觸器(英文:Contactor),指利用線圈流過電流產生磁場,使觸頭閉合,以達到控制負載的電器。因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制(某些型別可達 800 安培)電路的裝置,所以經常運用于電動機做為控制對象﹐也可用作控制工廠設備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載,并作為遠距離控制裝置。同時接觸器還是一種自動化的控制電器,用于頻繁接通(啟動)、反接制動,反向,點動 或分斷交、直流電路,它具有控制容量大,可遠距離操作,配合繼電器可以實現定時操作,聯鎖控制,各種定量控制和失壓及欠壓保護,并廣泛應用于自動控制電路(如電動機,電熱器、照明、電焊機、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。這里主要介紹在實際運用中交直流接觸器能否混用,如果不能混用是什么原因,通過以下的分析探討便一目了然。

     

    1 交流接觸器的結構、工作原理及適用環境

     

    交流接觸器的結構一般由一副動靜鐵心,一個線圈,一副動靜觸點,加上框架構成。當線圈通電后,動鐵心與靜鐵心吸合,帶動動觸點與靜觸點接觸,達到接通電路的目的。交流接觸器廣泛用于電力傳動系統中,作為頻繁或分斷帶負荷電路的控制電器,交流接觸器為電動操作,所以適合于遠距離操作及自動控制系統。交流接觸器不具有過電流保護功能,因此在線路中使用需要與帶有過電流保護功能的電器配合使用。如配合熔斷器、動空氣斷路器、熱繼電器等。交流接觸器由電磁系統、觸頭系統、滅弧裝置及機構附 

    件組成。電磁系統包括電磁線圈和靜、動鐵芯。靜鐵芯在下、動鐵芯在上,電磁線圈在靜鐵芯上。當電磁線圈通電時,靜、動鐵芯即被吸合。觸頭系統包括一組三相主觸頭及兩個常開,兩個常閉輔助觸頭。主觸頭和動鐵芯連在一起。主觸頭為雙斷口,用來接通主電路。輔助觸頭則接在控制回路中,以實現各種控制方式。滅弧裝置一般為陶瓷制成的柵式滅弧罩,用來及時熄滅因斷開大電流而產生的電弧。結構用來支撐、固定各工作部件,并起到電氣絕緣的作用。當需要接通主電路時,先接通交流接觸器的電磁線圈,電磁線圈通電后,產生磁力將動鐵芯吸合,連在動鐵芯上的動觸頭隨之接通電路。當電磁線圈斷電后,吸力消失,動鐵芯由于彈簧的作用力而分離,觸頭隨之切斷電路。這種特性形成了交流接觸器的失壓保護功能。

    交流接觸器利用主接點來開閉電路,用輔助接點來執行控制指令。 主接點一般只有常開接點,而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點,小型的接觸器也經常作為中間繼電器配合主電路使用。 交流接觸器的接點,由銀鎢合金制成,具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。 交流接觸器的動作動力來源于交流電磁鐵,電磁鐵由兩個“山”字形的幼硅鋼片疊成,其中一個固定,在上面套上線圈,工作電壓有多種供選擇。為了使磁力穩定,鐵芯的吸合面,加上短路環。交流接觸器在失電后,依靠彈簧復位。 另一半是活動鐵芯,構造和固定鐵芯一樣,用以帶動主接點和輔助接點的開短。 20 安培以上的接觸器加有滅弧罩,利用斷開電路時產生的電磁力,快速拉斷電弧,以保護接點。 交流接觸器制作為一個整體,外形和性能也在不斷提高,但是功能始終不變。無論技術的發展到什么程度,普通的交流接觸器還是有其重要的地位。由于交流接觸器具有可高頻率的做電源開啟與切斷控制﹐較高操作頻率甚至可達每小時 1200 次也沒問題。同時交流接觸器的使用壽命很長﹐機械壽命通常為數百萬次至一千萬次﹐電壽命一般則為數十萬次至數百萬次。所以在電氣自動控制回路中得到廣泛的應用。

    交流接觸器有一個鐵心線圈吸引銜鐵動作,還有三個主觸點和若干輔助觸點。主觸點接在主電路中,對電動機起接通或斷開電源的作用,線圈和輔助觸點接在控制電路中,可按自鎖或聯鎖的要求來聯接,亦可起接通或斷開控制電路某分支的作用。接觸器還可起欠壓保護作用。選用接觸器時,應注意它的額定電流、線圈電壓及觸點數量。目前實際應用中使用的*多的是電磁式交流接觸器, 電磁式交流接觸器主要由電磁系統、觸點系統、滅弧系統及其它部分組成。 電磁系統包括電磁線圈和鐵心,是接觸器的重要組成部分,依靠它帶動觸點的閉合與斷開;觸點系統:觸點是接觸器的執行部分,包括主觸點和輔助觸點。主觸點的作用是接通和分斷主回路,控制較大的電流,而輔助觸點是在控制回路中,以滿足各種控制方式的要求; 滅弧系統:滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時,產生的電弧可靠的熄滅,減少電弧對觸點的損傷。為了迅速熄滅斷開時的電弧,通常接觸器都裝有滅弧裝置,一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩,并配有強磁吹弧回路。 其它部分:有絕緣外殼、彈簧、短路環、傳動機構等。 它的工作原理是,當接觸器電磁線圈不通電時,彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓)時,電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心,帶動主觸點閉合,接通電路,輔助接點隨之動作。 另一種相對使用較多的是交流真空接觸器 ,真空接觸器以真空為滅弧介質,其主觸頭密封在特制的真空滅弧管內。當操作線圈通電時,銜鐵吸合,在觸點彈簧和真空管自閉力的作用下觸點閉合;當操作線圈斷電時,反力彈簧克服真空管自閉力使銜鐵釋放,觸點斷開。接觸器分斷電流時,觸頭間隙中會形成由金屬蒸汽和其它帶電粒子組成的真空電弧。因真空介質具有很高的絕緣強度,且介質恢復速度很快,真空電弧在**次過零時就能熄滅,燃弧時間一般小于 10ms。 真空交流接觸器具有分斷能力強:分斷電流可達額定電流 10 倍的特點。目前我國現有的交流接觸器有電磁接觸器、真空接觸器和半導體接觸器等。

     

    2 直流接觸器的結構、工作原理及適用環境

     

    直流接觸器的結構和工作原理基本上與交流接觸器相同。在結構上也是由電磁機構、觸點系統和滅弧裝置等部分組成。由于直流電弧比交流電弧難以熄滅,直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅弧。選用直流接觸器,首先要看應用線路的控制方式,接觸器在線路中的功能,因為直流接觸器的主觸頭有單雙之分,

    單觸頭接觸器主要用于發電--電動系統,或其它獨立變流系統,功能是:1 準備就緒,允許運行。 事故狀態快速切斷主電路。因此接觸器的額定電流,額定電壓,斷弧能力,必須滿足于系統要求。雙觸頭接觸器則用于:非獨立供電系統;可逆系統等,同樣注意額定電流,額定電壓,斷弧能力。*后是吸合線圈電壓,要附和操作系統要求,再者吸合線圈較大時,要加 RC 吸收回路,以防自感電勢擊穿自身,或相關設備。直流接觸器線圈的額定電壓應視控制回路的情況而定。而一系列、同一容量等級的接觸器,其線圈的額定電壓有好幾種,可以選線圈的額定電壓和直流控制電路的電壓一致。 直流接觸器的線圈是加直流電壓,交流接觸器的線圈一般是加交流電壓。有時為了提高接觸器的較大操作頻率,交流接觸器也有采用直流線圈的。如果把直流電壓的線圈加上交流電壓,因阻撓太大,電流太小,則接觸器往往不吸合。如果將交流電壓的線圈加上直流電壓,則因電阻太小,電流太大,會燒壞線圈。

    直流接觸器的工作原理如下:當接觸器線圈通電后,線圈電流產生磁場,使靜鐵心產生電磁吸力吸引動鐵心,并帶動觸點動作:常閉觸點斷開,常開觸點閉合,兩者是聯動的。當線圈斷電時,電磁吸力消失,銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放,使觸點復原:常開觸點斷開,常閉觸點閉合。與交流接觸器工作原理相同,不同之處在于交流接觸器的吸引線圈由交流電源供電,直流接觸器的吸引線圈由直流電源供電。

    例如 MZJ 直流接觸器主觸頭為橋式、雙斷點、銀合金接點、直動式結構;螺管式電磁鐵吸取線圈為串聯雙繞組結構。具有體積小、重量輕、功效低、吸力余量大、動作可靠等優點。 MZJ 直流接觸器供遠距離接通和斷開額定電壓至 48V,額定電流至 200A的直流電力線路之用,適宜于控制直流電動機的頻繁起動、停止、換向及反接制動。廣泛應用于工礦企業、機場、碼頭、車站、港口的電瓶車、叉車以及客運、貨運汽車等。 

    直流接觸器還可用于 DDX-1 斷相保護繼電器、電壓回路斷相閉鎖繼電器 BXX-2 相序繼電器 、直流絕緣監視繼電器、消聲、無聲節電器、 微電腦、路燈光控開關 、電動機綜合保護器、正反轉控制繼電器、小型電磁繼電器 、轉子一點接地繼電器、轉速信號裝置、重合閘繼電器、中間繼電器、液位繼電器、信號繼電器 、小電流接地信號裝置、消聲、無聲繼電器、溫度繼電器、同步檢查繼電器、速度繼電器、雙位置繼電器、 數字式時間繼電器、數字頻率繼電器 、數顯時間繼電器 、數顯計時儀、 閃爍繼電器、閃光繼電器、氣體繼電器、平衡繼電器等領域。運用十分廣泛。

     

    3 交直流接觸器不能混用之原因

     

    通過以上對交直流接觸器的結構及原理的分析,便能清晰地得出交直流接觸器不能混用之原因主要有以下幾個方面:

    從結構上交流接觸器的線圈匝數少,直流接觸器的線圈匝數多,從線圈的體積可以區分了對于主電路電流過大的情況(Ie>250A)的情況下,接觸器采用串聯雙繞組線圈,直流繼電器的線圈的電抗大,電流小。如果說接上交流電是不會損壞的,時合時放??墒墙涣骼^電器的線圈的電抗小,電流就大了,如果說接上直流電就會損壞線圈。也就是說交流接觸器用在直流電路中會通過很大的電流而被澆毀.而直流接觸器用在交流電路中會因為通過較小的電流而不能正常工作。

    因為交流接觸器的線圈是一個電感.電感的感抗和頻率成正比.。交流接觸器和直流接觸器不能掉換使用。如果交流接觸器用在直流電路中會因為電流過大而燒壞,因為交流電有感抗,直流電沒有感抗,只有線圈的直流電阻。交流接觸器線圈的電阻很小,直流接觸器的電阻很大,用在交流電路中有交流感抗會使電流減小而不能正常工作。區別交流接觸器的線圈圈數少,阻抗大,電流小,燥音大 直流接觸器線圈圈數多、內阻大,電流相對大,但燥音小.

    目前的交直流接觸器都屬于有觸點的電磁機構,體積大,且有觸點會產生火花和磨損,噪聲也大。因此發展趨勢就是從原理上改變其電磁機構,利用電力電子元件構成無觸點的固態交直流接觸器。已經有人開始從事這方面的工作,問題是要實現利用電力電子元件構成無觸點的固態交直流接觸器,目前還存在很多困難。比如:固態接觸器保護問題(電力電子元件的過載能力目前遠遠不如電磁接觸器)。此外,固態接觸器的觸點數相對較少,雖然可以擴充,但擴充后的體積、不同觸點之間的相互干擾等方面的問題又出來了。 總之,交直流接觸器的發展趨勢是采用電力電子元件構成的固態接觸器,采用固態接觸器后,不僅可實現目前接觸器的功能,還能進一步發展多功能(或智能)接觸器,同時避免電磁式接觸器的一系列缺點(觸點易損壞,產生火花,維護工作量大)等。按照控制回路電源選擇相應控制方式的接觸器。例如直流電源選擇直流操作的接觸器,交流電源有不同電壓等級等等。放電燈電路的啟動電流是工作電流的 15 -20 倍,按照接觸器接通能力的電流值選擇接觸器(要留有一定的余量)。

    因為交流接觸器是有線圈的,應用在交流回路中,接觸器在交流作用下顯示出的是一阻抗,即不僅有線圈電阻存在,并且還有電抗存在,雖然線圈的電阻值小,但線圈電抗較大,使其工作電流不會超過其額定電流值,接觸器能正常工作。如果將交流接觸器用在直流回路中,其線圈的電阻值為 0,電阻值又?。ㄗ陨黼娮瑁?,工作電流就可能超過其額定電流值,而線圈導線又細,從而導致線圈不能正常工作或燒壞,另外,直流電弧和交流電弧的性質不一樣,交流電弧有過零值,直流電弧不易熄滅,因此,要求接觸器的觸點和滅弧裝置就不一樣,如果將交流接觸器用于直流回路中,觸點就容易粘死或燒壞,因此不能用。

    直流接觸器與交流接觸器不能互換使用還有一個原因。因為如果將交流接觸器接到額定電壓相同的直流電源上時,電流恒定不變磁通也不變,感應電動勢等于零,限制電流的因素只有電阻,線圈中的直流電流比接在交流電源上所通過的交流電流的有效值與其額定電壓相同的交流電源上時,線圈中會產生感應電動勢,限制電流的因素除了電阻,還有很大的感抗,使交流電流的有效值比額定值小很多,磁動勢與磁通也減小很多,使接觸器不能閉合。

    縱觀以上原因,在選用交直流接觸器時應根據電路中負載電流的性質進行,交流負載應選用交流接觸器,直流負載應選用直流接觸器,如果控制系統中主要是交流負載,直流電動機或直流負載的容量較小,也可都選用交流接觸器來控制,但必須注意以下幾點:(1)觸點的額定電流應選得大一些;(2)選擇接觸器主觸頭的額定電壓應等于或大于負載的額定電壓; (3)選擇接觸器主觸頭的額定電流: 被選用接觸器主觸頭的額定電流應不小于負載電路的額定電流,也可根據所控制的電動機較大功率進行選擇,如果接觸器是用來控制電動機的頻繁啟動、正反或反接制動等場合,應將接觸器的主觸頭額定電流降低使用,一般可降低一個等級;(4)根據控制電路要求確定吸引線圈工作電壓和輔助觸點容量:如果控制線路比較簡單,所用接觸器的數量較少,則交流接觸器線圈的額定電壓一般直接選用 380V 或 220V,如果控制線路比較復雜,使用的電器又比較多,為了可靠起見,線圈的額定電壓可選低一些,這時需要加一個控制變壓器。交流接觸器在應急時可以代用直流接觸器,吸合時間不能超過 2 小時(因為交流線圈散熱比直流差,這是由它們的結構不同決定的),如果真的要長時間使用*好在交流線圈中串一電阻,反過來直流接觸器卻不能代用交流接觸器使用。
















































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