交流接触器的应用和故障分析

1、1交流接触器的应用和故障分析钟志成2007-7-6 16:30:001 接触器用途分类接触器是一种自动化的控制电器，主要用于频繁接通或分断交、直流电路，控制 容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和 失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路；其主要控制对象是电动机，也可用于控 制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。接触器按被控电流的种类 可分为交流接触器和直流接触器。本文将主要介绍常用的交流接触器。1.1 交流接触器接触器触头按通断能力，可分为主触头和辅助触头。主触头主要用于通断较大电 流的电路（此电路称主电路），它的体积较大，一般由三对常开触头组

2、成。辅助触头主 要用于通断较小电流的电路（此电路称控制电路），它的体积较小，有常开触头和常闭 触头之分。交流接触器的外形和结构（见图1）。图1交流接触器的外影与结构当给交流接触器的线圈 5 通人交流电时，在铁心 6 上会产生电磁吸力，克服弹簧4 的反作用力，将衔铁 3 吸合，衔铁的动作带动动触桥 1 运动，和静触点 2 闭合。当电磁线圈断电后，铁心上的电磁吸力消失，衔铁在弹簧的作用下回到原位，各触点也随之回到原始状态。交流接触器的铁心断面上有短路环，是为了防止交变电流所造成2的吸合时的抖动。交流接触器的型号有CJ1O、 CJ12、CJ20等系列。1.2 直流接触器直流接触器主要用于远距离接通和

3、分断直流电路及直流电动机的频繁启动、 停 止、 反转和反接制动。直流接触器的结构和工作原理与交流接触器基本相同，也由电 磁机构、触头系统和灭弧装置组成。电磁机构采用沿棱角转动拍合式铁芯，由于线圈 中通入直流电， 铁芯不会产生涡流， 可用整块铸铁或铸钢制成铁芯，也不需要短路环。触头系统有主触头和辅助触头，主触头通断电流大，采用滚动接触的指型触头；辅助 触头通断电流小，采用点接触式的桥式触头。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，故 直流接触器采用磁吹式灭弧装置和其它灭弧方法灭弧。直流接触器通人直流电，吸合 时没有冲击启动电流，不会产生猛烈撞击现象， 因此使用寿命长， 适宜频繁操作场合。1.3 线圈额定

4、电压相同的直流和交流接触器，不可互换替代使用在交、直流接触器的电磁锈中，影响线圈电流的因素不同，若互换则要么不能正 常工作，要么立即烧毁线圈。直流接触器工作时，线圈不感应电势，限制励磁电流主要采用增大线圈电阻实现，因而其线径细。若将其接到交流电路，由于线圈本身将感应很大的电势，因而流过的 电流很小，接触器不会损坏，但是产生的电磁吸力将不足以使衔铁吸合，所以直流接 触器用在交流电路中将不能正常工作。相反，交流接触器因其线圈工作时会感应电势，此电势正常工作时起限流作用，为了使其有足够的吸力， 线圈的线阻应较小， 因而线径较细。 若将其接到直流电路中， 由于不能感应出电势，在相同大小的电压下，将产生

5、非常之大的电流（ 十几甚或几十倍于额定电流 ），使接触器的线圈立即烧毁；即使是应急使用，也必须在线圈中串人 合适的电阻，或者选用电压等级高很多的交流接触器。2 交流接触器的选用方法交流接触器的选用， 应根据负荷的类型和工作参数合理选用。 具体分为以下步骤：2.1 选择接触器的类型3交流接触器按负荷种类一般分为一类、 二类、 三类和四类， 分别记为 AC1 、AC2 、AG3 和 AC4 。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻 炉等；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型 用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断； 四类交流接触器用于笼型异步

6、电动机 的起动、反接制动、反转和点动。2.2 选择接触器的额定参数 根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额 定参数。1）接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可以降低，使用时也较安全。但为了方便和减少设备，常按实际电网电压选取。2）电动机的操作频率不高，如压缩机、水泵、风机、空调、冲床等，接触器额定 电流大于负荷额定电流即可。接触器类型可选用CJ10、CJ20 等。3）对重任务型电机，如机床主电机、升降设备、绞盘、破碎机等，其平均操作频率超过 100 次/min,运行于起动、点动、正反向制动、反接制动等状态，可选用 CJ10Z、CJ12 型的

7、接触器。为了保证电寿命，可使接触器降容使用。选用时，接触器额定电 流大于电机额定电流。4）对特重任务电机，如印刷机、镗床等，操作频率很高，可达60012000 次/h,经常运行于起动、反接制动、反向等状态,接触器大致可按电寿命及起动电流选用,型号选 CJ10Z、CJ12 等。5）交流回路中的电容器投入电网或从电网中切除时,接触器选择应考虑电容器的合闸冲击电流。一般地,接触器的额定电流可按电容器的额定电流的1.5 倍选取,型号选 CJ10、CJ20 等。6）用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。例如交流电弧焊机、 电阻焊机等，一般可按变压器额定电流的 2 倍选取接触器，型号选 CJ1

8、0、CJ20 等。7）对于电热设备，如电阻炉、电热器等，负荷的冷态电阻较小，因此起动电流相 应要大一些。选用接触器时可不用考虑（ 起动电流 ），直接按负荷额定电流选取，型号4选 CJ10 、 CJ20 等。8）由于气体放电灯起动电流大、起动时间长，对于照明设备的控制，可按额定电 流 1.11.4 倍选取交流接触器，型号选 CJ10、CJ20 等。9）接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流，持续时间 8h 且安装于敞开的控制板上， 如果冷却条件较差， 选用接触器时， 接触器的额定电流按负 荷额定电流的 110120选取。对于长时间工作的电机，由于其氧化膜没有机会得 到清除，使接触电阻

9、增大，导致触点发热超过允许温升。实际选用时，可将接触器的 额定电流减小 30使用。3 交流接触器的一般故障原因1）断电后，造成接触器不释放的主要原因有：1铁心表面有油或者使用一段时间有油腻，铁心表面要求平整，但是不宜过光， 否则易于造成延时释放。2磁系统 E 型铁中柱无气隙，剩磁过大。3触点抗熔焊性能差，由于过大电流，使触点熔接在一起。其中纯银触点比较容易熔焊。2）造成交流接触器工作噪声的主要原因有：1铁心端面短路环（又称为磁环）断裂损坏，铁心在交流电过零时产生50 次/s 的颤动。2供电电压与接触器线圈工作电压不等，如将额定工作电压为380V 的线圈误接在 220V 的电源上。3线路电压过低

10、。 若接触器线圈工作电压低于其额定电压85以下时， 就不能保证接触器可靠地吸合，导致噪声的产生。54接触器铁心表面粘附有油腻灰尘等污物。5接触器工作时间长久，铁心端面受冲击次数过多，端部变形磨损而不平整。6接触器动铁心或静铁心夹紧螺丝松动。7新接触器在安装前没有认真检查，铁心端面上的防锈保护脂没有清除。还有部 分接触器为了在运输过程中不致损坏， 在上、下动静 “山”字形铁心之间垫有缓冲纸片， 如安装前未取出，使用时也会导致工作噪声的产生。3）造成线圈过热烧毁的主要原因有：1铁心极面不平或者中柱气隙过大。2机械损伤，造成匝间短路，或者运动部分被卡住。3使用环境温度过高，或者空气潮湿或含有腐蚀性气

11、体。4）造成接触器吸不上或吸力不足的主要原因有：1电源电压过低。2操作回路电源容量不足或断线，配线错误及控制触点接触不良。3线圈参数及使用条件不符。4接触器受损如线圈损坏或烧毁，机械可动部分被卡住。64 案例分析例 1 :压油泵接触器烧毁图 2 是我站主变风扇自动装置部分原理图（见图 2）。2005 年 4 月份，风扇电机启动接触器 CQ 在启动过程中出现冒烟现象，值班员立刻切断控制电源和主回路电源， 打开灭弧罩发现接触器已经烧毁，更换新的接触器后我们对烧毁的CQ 进行了分析,发现衔铁接触面氧化脏污比较严重，使动静衔铁吸合不好，导致接触器烧毁。分析原理：因为根据公式：U- E=4.44fw /

12、 X10-8，所以对某个衔铁来讲，线圈匝数w 与电压U 及频率 f 是固定不变的。因此穿过线圈的磁通为1 个常数。流过线圈的电流就是产生磁通/所需的激磁电流，它正比于铁心磁阻R,衔铁未闭合时其磁阻最大，电流最大（对型磁路，此电流可达额定电流的 56 倍；对 E 型磁路，可达 1015 倍）。所以, 当衔铁卡住或者吸合不好时，线圈中将流过很大的电流，使线圈过热烧毁。例 2:接触器不吸合2 主变风扇启动回路7图 3 是我站调速器压油泵控制回路部分原理图（见图 3） ,1 号泵和 2 号泵互为备用, 轮流启动。2006 年 10 月 20 日值班员发现 2 号调速器总是 1 号泵启动， 2 号泵不动

13、作， 起不到备用作用。步滸舸Bh5 3SL318岛207二整)回舉9根据现象，首先认为是轮流启动回路的故障，经过反复的切投转换开关 81QK 、 82QK ，发现单纯切投 82QK 时， 85ZJ 不吸合，当投人 82QK 、切断 81QK 时， 85ZJ 吸合；说明 82QK 的导通没有问题，而是 84ZJ 常闭触点在 81QK 投入时总是断开状 态，也就是 84ZJ 线圈此时一直是带电的。至此，结合油泵启动情况可以认为是 81CQ 的常闭辅助触点发生了粘连。用万用表电压档测量 81CQ 的常闭辅助触点两端发现有 电压存在，于是我们更换了新的同型号接触器。此外，有的单位也曾出现过接触器主触点三相闭合不一致，造成电动机长时间缺 相运行烧毁、电动机堵转电流过大造成接触器触点