1、1交流接觸器的應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化的控制電器，主要用于頻繁接通或分斷交、直流電路，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，廣泛應用于自動控制電路；其主要控制對象是電動機，也可用于控 制其它電力負載，如電熱器、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。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

2、成。輔助觸頭主 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構（見圖1）。圖1交流接觸器的外影與結構當給交流接觸器的線圈 5 通人交流電時，在鐵心 6 上會產生電磁吸力，克服彈簧4 的反作用力，將銜鐵 3 吸合，銜鐵的動作帶動動觸橋 1 運動，和靜觸點 2 閉合。當電磁線圈斷電后，鐵心上的電磁吸力消失，銜鐵在彈簧的作用下回到原位，各觸點也隨之回到原始狀態。交流接觸器的鐵心斷面上有短路環，是為了防止交變電流所造成2的吸合時的抖動。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距離接通和

3、分斷直流電路及直流電動機的頻繁啟動、 停 止、 反轉和反接制動。直流接觸器的結構和工作原理與交流接觸器基本相同，也由電 磁機構、觸頭系統和滅弧裝置組成。電磁機構采用沿棱角轉動拍合式鐵芯，由于線圈 中通入直流電， 鐵芯不會產生渦流， 可用整塊鑄鐵或鑄鋼制成鐵芯，也不需要短路環。觸頭系統有主觸頭和輔助觸頭，主觸頭通斷電流大，采用滾動接觸的指型觸頭；輔助 觸頭通斷電流小，采用點接觸式的橋式觸頭。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 時沒有沖擊啟動電流，不會產生猛烈撞擊現象， 因此使用壽命長， 適宜頻繁操作場合。1.3 線圈額定

4、電壓相同的直流和交流接觸器，不可互換替代使用在交、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，線圈不感應電勢，限制勵磁電流主要采用增大線圈電阻實現，因而其線徑細。若將其接到交流電路，由于線圈本身將感應很大的電勢，因而流過的 電流很小，接觸器不會損壞，但是產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會感應電勢，此電勢正常工作時起限流作用，為了使其有足夠的吸力， 線圈的線阻應較小， 因而線徑較細。 若將其接到直流電路中， 由于不能感應出電勢，在相同大小的電壓下，將產生

5、非常之大的電流（ 十幾甚或幾十倍于額定電流 ），使接觸器的線圈立即燒毀；即使是應急使用，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， 應根據負荷的類型和工作參數合理選用。 具體分為以下步驟：2.1 選擇接觸器的類型3交流接觸器按負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的控制對象是無感或微感負荷，如白熾燈、電阻 爐等；二類交流接觸器用于繞線式異步電動機的起動和停止；三類交流接觸器的典型 用途是鼠籠型異步電動機的運轉和運行中分斷； 四類交流接觸器用于籠型異步

6、電動機 的起動、反接制動、反轉和點動。2.2 選擇接觸器的額定參數 根據被控對象和工作參數如電壓、電流、功率、頻率及工作制等確定接觸器的額 定參數。1）接觸器的線圈電壓，一般應低一些為好，這樣對接觸器的絕緣要求可以降低，使用時也較安全。但為了方便和減少設備，常按實際電網電壓選取。2）電動機的操作頻率不高，如壓縮機、水泵、風機、空調、沖床等，接觸器額定 電流大于負荷額定電流即可。接觸器類型可選用CJ10、CJ20 等。3）對重任務型電機，如機床主電機、升降設備、絞盤、破碎機等，其平均操作頻率超過 100 次/min,運行于起動、點動、正反向制動、反接制動等狀態，可選用 CJ10Z、CJ12 型的

7、接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容使用。選用時，接觸器額定電 流大于電機額定電流。4）對特重任務電機，如印刷機、鏜床等，操作頻率很高，可達60012000 次/h,經常運行于起動、反接制動、反向等狀態,接觸器大致可按電壽命及起動電流選用,型號選 CJ10Z、CJ12 等。5）交流回路中的電容器投入電網或從電網中切除時,接觸器選擇應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行控制時，應考慮浪涌電流的大小。例如交流電弧焊機、 電阻焊機等，一般可按變壓器額定電流的 2 倍選取接觸器，型號選 CJ1

8、0、CJ20 等。7）對于電熱設備，如電阻爐、電熱器等，負荷的冷態電阻較小，因此起動電流相 應要大一些。選用接觸器時可不用考慮（ 起動電流 ），直接按負荷額定電流選取，型號4選 CJ10 、 CJ20 等。8）由于氣體放電燈起動電流大、起動時間長，對于照明設備的控制，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，持續時間 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， 接觸器的額定電流按負 荷額定電流的 110120選取。對于長時間工作的電機，由于其氧化膜沒有機會得 到清除，使接觸電阻

9、增大，導致觸點發熱超過允許溫升。實際選用時，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，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， 否則易于造成延時釋放。2磁系統 E 型鐵中柱無氣隙，剩磁過大。3觸點抗熔焊性能差，由于過大電流，使觸點熔接在一起。其中純銀觸點比較容易熔焊。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（又稱為磁環）斷裂損壞，鐵心在交流電過零時產生50 次/s 的顫動。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

10、。 若接觸器線圈工作電壓低于其額定電壓85以下時， 就不能保證接觸器可靠地吸合，導致噪聲的產生。54接觸器鐵心表面粘附有油膩灰塵等污物。5接觸器工作時間長久，鐵心端面受沖擊次數過多，端部變形磨損而不平整。6接觸器動鐵心或靜鐵心夾緊螺絲松動。7新接觸器在安裝前沒有認真檢查，鐵心端面上的防銹保護脂沒有清除。還有部 分接觸器為了在運輸過程中不致損壞， 在上、下動靜 “山”字形鐵心之間墊有緩沖紙片， 如安裝前未取出，使用時也會導致工作噪聲的產生。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機械損傷，造成匝間短路，或者運動部分被卡住。3使用環境溫度過高，或者空氣潮濕或含有腐蝕性氣

11、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，配線錯誤及控制觸點接觸不良。3線圈參數及使用條件不符。4接觸器受損如線圈損壞或燒毀，機械可動部分被卡住。64 案例分析例 1 :壓油泵接觸器燒毀圖 2 是我站主變風扇自動裝置部分原理圖（見圖 2）。2005 年 4 月份，風扇電機啟動接觸器 CQ 在啟動過程中出現冒煙現象，值班員立刻切斷控制電源和主回路電源， 打開滅弧罩發現接觸器已經燒毀，更換新的接觸器后我們對燒毀的CQ 進行了分析,發現銜鐵接觸面氧化臟污比較嚴重，使動靜銜鐵吸合不好，導致接觸器燒毀。分析原理：因為根據公式：U- E=4.44fw /

12、 X10-8，所以對某個銜鐵來講，線圈匝數w 與電壓U 及頻率 f 是固定不變的。因此穿過線圈的磁通為1 個常數。流過線圈的電流就是產生磁通/所需的激磁電流，它正比于鐵心磁阻R,銜鐵未閉合時其磁阻最大，電流最大（對型磁路，此電流可達額定電流的 56 倍；對 E 型磁路，可達 1015 倍）。所以, 當銜鐵卡住或者吸合不好時，線圈中將流過很大的電流，使線圈過熱燒毀。例 2:接觸器不吸合2 主變風扇啟動回路7圖 3 是我站調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。2006 年 10 月 20 日值班員發現 2 號調速器總是 1 號泵啟動， 2 號泵不動

13、作， 起不到備用作用。步滸舸Bh5 3SL318島207二整)回舉9根據現象，首先認為是輪流啟動回路的故障，經過反復的切投轉換開關 81QK 、 82QK ，發現單純切投 82QK 時， 85ZJ 不吸合，當投人 82QK 、切斷 81QK 時， 85ZJ 吸合；說明 82QK 的導通沒有問題，而是 84ZJ 常閉觸點在 81QK 投入時總是斷開狀 態，也就是 84ZJ 線圈此時一直是帶電的。至此，結合油泵啟動情況可以認為是 81CQ 的常閉輔助觸點發生了粘連。用萬用表電壓檔測量 81CQ 的常閉輔助觸點兩端發現有 電壓存在，于是我們更換了新的同型號接觸器。此外，有的單位也曾出現過接觸器主觸點三相閉合不一致，造成電動機長時間缺 相運行燒毀、電動機堵轉電流過大造成接觸器觸點