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交流接觸器的直流控制
交流接觸器是一種量大面廣的開(kāi)關(guān)電器,其性能的好壞不僅有直接的經(jīng)濟(jì)利益,而且關(guān)系到電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和電能資源。下面小編就為大家整理了關(guān)于交流接觸器的直流控制的論文。
摘 要：接觸器是一種遙控電器，在電器自動(dòng)控制中用來(lái)頻繁地接通和斷開(kāi)交直流電路，接觸器還具有電影(成失壓)釋放保護(hù)性能，控制容量大，且能遠(yuǎn)距離控制，工作可靠，性能穩(wěn)定，維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，因此，它在電力拖動(dòng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是應(yīng)用最多的控制電器之一。接觸器按其觸頭通過(guò)電流的種類，可分為交流接觸器和直流接觸器兩種，而下面我們要談到的是交流接觸器，并且是直流運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：交流接觸器;CJ10-100
引言：我們廠的設(shè)備中交流接觸器的使用很廣泛。由于受到經(jīng)濟(jì)等條件的制約，再加上大多數(shù)都是80年以前的設(shè)備，設(shè)備嚴(yán)重老化(包括報(bào)廢再利用的)，設(shè)備都存在著裝置工作效率偏低，其中就包括交流接觸器，為提高其利用率把交流接觸器加一套直流控制裝置。交流接觸器的線圈是通交流電工作的，吸力的大小通過(guò)一定頻率的變化，因此會(huì)有很大的交流噪聲，所以使用交流接觸器比較集中的場(chǎng)所噪聲就更大。在我們廠各車間的配電室，配電柜，配電盤(pán)及設(shè)備等都存在以上的情況，直接危害到人身健康(噪聲污染)。所以交流接觸器通過(guò)直流控制是非常有必要的，它既能節(jié)約電量的同時(shí)，又能大大降低了運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲，改善了工人們的工作環(huán)境，并且提高了交流接觸器的使用壽命。
1.交流接觸器直流控制的原理及特點(diǎn)
由于交流接觸器的功率很低，電效率也很低，在使用中隨著鐵芯、線圈溫度的升高，從而很大程度的降低了交流接觸器的使用壽命并且運(yùn)行中發(fā)出很大的噪聲。考慮到上述的缺點(diǎn)，我們利用交流接觸器的輔助觸點(diǎn)，選用一個(gè)電容和一個(gè)二極管，是利用380V交流電合閘，通過(guò)直流控制。工作原理如圖1是：
KM――交流接觸器線圈及常開(kāi)、常閉輔助觸頭 SB1――啟動(dòng)按鈕
SB2――停止按鈕 C――電容 D――二極管
按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，控制回路接通，交流電源由輔助常閉接點(diǎn)使線圈吸合，在常閉接點(diǎn)斷開(kāi)的瞬間，電源由降壓電容經(jīng)過(guò)常開(kāi)接點(diǎn)使二極管接入，線圈得到直流保持電流，正常運(yùn)行。
采用這種運(yùn)行方案有以下特點(diǎn)：首先交流接觸器直流控制具有節(jié)電性能，接觸器交流運(yùn)行時(shí)，吸合線圈上得到的是正弦波電壓，鐵芯被大小相等、反方向的周期性變化的正弦波電流多次磁化，從而在鐵芯中引起占總損耗很大部分的磁滯和渦流損耗，即所謂的鐵損耗。此外，為了減少交流磁通引起的銜鐵振動(dòng)和噪聲，通常在鐵芯柱面上嵌裝一個(gè)短路銅環(huán)，利用短路銅環(huán)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通滯后原磁通的特性，使原有經(jīng)過(guò)零界點(diǎn)的磁通不為零，從而使銜鐵被鐵芯牢牢吸住。由此增加短路銅環(huán)中的損耗。在交流接觸器中，一般鐵損耗占55~70%，短路銅環(huán)損耗占20~25%，線圈的電阻損耗只占5~10%。吸合線圈通過(guò)直流控制后，鐵芯損耗與短路銅環(huán)的損耗為零，同時(shí)線圈能耗也略有下降，節(jié)電率可達(dá)85%以上。其次，還具有消除振動(dòng)、降低噪聲，延長(zhǎng)使用壽命，吸合性好，改善電網(wǎng)功率因數(shù)等特點(diǎn)。
2.實(shí)測(cè)
對(duì)單臺(tái)CJ10―100A做實(shí)驗(yàn)(圖1)，將測(cè)得的數(shù)據(jù)列于表1，從實(shí)驗(yàn)和實(shí)際
運(yùn)行的結(jié)果可以看出，CJ10―100A達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，效果顯著，而小容量接觸器是單臺(tái)線圈直流電阻較大，無(wú)法啟動(dòng)。在直流勵(lì)磁的磁路中，直流勵(lì)磁電流的大小僅取決于線圈端電壓和線圈電阻大小。根據(jù)電容器在交流電路中的性質(zhì)，I=U/Xc;Xc=1/znfc，所以要提高勵(lì)磁電流必須增加電容量，但是在實(shí)際運(yùn)行中直流功耗超過(guò)了交流功耗，加劇了線圈的溫升。所以小容量接觸器不適合此方案。例如：交流接觸器CJ10―100/臺(tái)，其消耗功率35W，在使用了這種改進(jìn)后的方案功率降到了3W左右，按照這種方法運(yùn)行3000小時(shí)計(jì)算，可省電9KW/h，比使用直流接觸器還要省電。由于二極管的續(xù)流作用，交流電網(wǎng)電壓的瞬時(shí)波動(dòng)不至于使接觸器釋放，不適用于需要立即釋放的接觸器。
3.元件的選擇
根據(jù)相關(guān)資料查出接觸器的交流工作電流、線圈電阻、交流工作電壓，也可以用萬(wàn)用表測(cè)量出相關(guān)數(shù)據(jù)。
然后按照：I直=0.6~0.8I交，計(jì)算直流工作電流，再按照下式求出電容C。
在380V時(shí) C=8I直(μF)
式中0. 6~0.8――直流工作電流的系數(shù)，(線圈直流電阻低系數(shù)取下限，線圈直流電阻高系數(shù)取上限)
I交――交流工作電流(A)
I直――直流工作電流(A)
V交――交流工作電壓(V)
電容C采用金屬膜或油浸介質(zhì)的電容器，由于這種電容易發(fā)生擊穿后，只在擊穿部分形成空白點(diǎn)，可減少造成短路的機(jī)會(huì)。耐壓取1.5~2倍電源電壓。
續(xù)流二極管工作電流按直流工作電流選擇，耐壓由于在合閘瞬間二極管受到電源峰值電壓及電容電壓的沖擊，應(yīng)取1.5~2倍電源電壓。容量大的接觸器使用二極管需按二極管要求加裝散熱片。
電容C采用金屬膜或油浸介質(zhì)的電容器，由于這種電容易發(fā)生擊穿后，只在擊穿部分形成空白點(diǎn)，可減少造成短路的機(jī)會(huì)。耐壓取1.5~2倍電源電壓。
續(xù)流二極管工作電流按直流工作電流選擇，耐壓由于在合閘瞬間二極管受到電源峰值電壓及電容電壓的沖擊，應(yīng)取1.5~2倍電源電壓。容量大的接觸器使用二極管需按二極管要求加裝散熱片。
4.結(jié)語(yǔ)
將交流接觸器改成直流運(yùn)行，一方面可避免交流接觸器中占總損耗90%以上的鐵損耗和短路銅環(huán)損耗;另一方面則大大降低了交流接觸器運(yùn)行時(shí)的震動(dòng)和噪聲，延長(zhǎng)了交流接觸器的使用壽命，而且增加了交流接觸器的吸合可靠性，因此，交流接觸器的直流控制具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。控制電路的改進(jìn)，方法簡(jiǎn)單，投資小，有效的節(jié)約了電力資源，減小了噪音的污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]曹承志主編.電機(jī)、拖到與控制. 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2000.
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