交流接觸器的直流控制
交流接觸器是一種量大面廣的開關電器,其性能的好壞不僅有直接的經濟利益,而且關系到電力系統的電能質量和電能資源。下面小編就為大家整理了關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，在電器自動控制中用來頻繁地接通和斷開交直流電路，接觸器還具有電影(成失壓)釋放保護性能，控制容量大，且能遠距離控制，工作可靠，性能穩定，維修簡便等優點，因此，它在電力拖動與自動控制系統中，是應用最多的控制電器之一。接觸器按其觸頭通過電流的種類，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，并且是直流運行。
關鍵詞：交流接觸器;CJ10-100
引言：我們廠的設備中交流接觸器的使用很廣泛。由于受到經濟等條件的制約，再加上大多數都是80年以前的設備，設備嚴重老化(包括報廢再利用的)，設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，吸力的大小通過一定頻率的變化，因此會有很大的交流噪聲，所以使用交流接觸器比較集中的場所噪聲就更大。在我們廠各車間的配電室，配電柜，配電盤及設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直流控制是非常有必要的，它既能節約電量的同時，又能大大降低了運行過程中產生的噪聲，改善了工人們的工作環境，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
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行中發出很大的噪聲。考慮到上述的缺點，我們利用交流接觸器的輔助觸點，選用一個電容和一個二極管，是利用380V交流電合閘，通過直流控制。工作原理如圖1是：
KM――交流接觸器線圈及常開、常閉輔助觸頭 SB1――啟動按鈕
SB2――停止按鈕 C――電容 D――二極管
按下啟動按鈕SB1時，控制回路接通，交流電源由輔助常閉接點使線圈吸合，在常閉接點斷開的瞬間，電源由降壓電容經過常開接點使二極管接入，線圈得到直流保持電流，正常運行。
采用這種運行方案有以下特點：首先交流接觸器直流控制具有節電性能，接觸器交流運行時，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和噪聲，通常在鐵芯柱面上嵌裝一個短路銅環，利用短路銅環中感應電流產生的磁通滯后原磁通的特性，使原有經過零界點的磁通不為零，從而使銜鐵被鐵芯牢牢吸住。由此增加短路銅環中的損耗。在交流接觸器中，一般鐵損耗占55~70%，短路銅環損耗占20~25%，線圈的電阻損耗只占5~10%。吸合線圈通過直流控制后，鐵芯損耗與短路銅環的損耗為零，同時線圈能耗也略有下降，節電率可達85%以上。其次，還具有消除振動、降低噪聲，延長使用壽命，吸合性好，改善電網功率因數等特點。
2.實測
對單臺CJ10―100A做實驗(圖1)，將測得的數據列于表1，從實驗和實際
運行的結果可以看出，CJ10―100A達到了設計要求，效果顯著，而小容量接觸器是單臺線圈直流電阻較大，無法啟動。在直流勵磁的磁路中，直流勵磁電流的大小僅取決于線圈端電壓和線圈電阻大小。根據電容器在交流電路中的性質，I=U/Xc;Xc=1/znfc，所以要提高勵磁電流必須增加電容量，但是在實際運行中直流功耗超過了交流功耗，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，其消耗功率35W，在使用了這種改進后的方案功率降到了3W左右，按照這種方法運行3000小時計算，可省電9KW/h，比使用直流接觸器還要省電。由于二極管的續流作用，交流電網電壓的瞬時波動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
根據相關資料查出接觸器的交流工作電流、線圈電阻、交流工作電壓，也可以用萬用表測量出相關數據。
然后按照：I直=0.6~0.8I交，計算直流工作電流，再按照下式求出電容C。
在380V時 C=8I直(μF)
式中0. 6~0.8――直流工作電流的系數，(線圈直流電阻低系數取下限，線圈直流電阻高系數取上限)
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的電容器，由于這種電容易發生擊穿后，只在擊穿部分形成空白點，可減少造成短路的機會。耐壓取1.5~2倍電源電壓。
續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的電容器，由于這種電容易發生擊穿后，只在擊穿部分形成空白點，可減少造成短路的機會。耐壓取1.5~2倍電源電壓。
續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.結語
將交流接觸器改成直流運行，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損耗;另一方面則大大降低了交流接觸器運行時的震動和噪聲，延長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濟效益和推廣價值。控制電路的改進，方法簡單，投資小，有效的節約了電力資源，減小了噪音的污染，具有良好的經濟效益。
參考文獻：
[1]曹承志主編.電機、拖到與控制. 北京機械工業出版社，2000.
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