交流接触器无声电路

交流接触器无声运行技术分析

袁世琪江苏省东台市供电局(224200)

交流接触器多用于远距离控制电动机，存在噪音大、耗电多、线圈及铁芯温度高等许多缺点。如改为直流操作(即无声运行)后，大幅度降低了铁芯涡流损耗和磁滞损耗以及短路后的损耗，因而节电效果显著。根据测定100～600A的接触器可节电93%～99%，100A以下的接触器可节电68%～92%。如一台CJ1-600/3的接触器交流操作时，需有功260W，需无功1kvar。改为直流操作后需有功8W，不但不汲取无功反而可输出无功0.45kvar，全年可节约有功电量2200kW·h，节约无功电量12700kW·h,使交流接触器无声运行还有以下几点好处：①无噪音、改善工作环境；②运行温度低；③延长了接触器的使用寿命。

1 交流接触器无声运行的原理

交流接触器改为无声运行的，在保留原有线圈的基础上，只需增加一套简单的整流电路，把交流操作改为直流操作(即无声运行)，其工作原理是：

(1) 采用电阻降压单相半波整流电路，如图1所示，在正半周时，电阻R 起限流降压作用，二级管D1导通，D2截止，通过接触器线圈的电流方向如图所示。负半周时二级管D2导通、D1截止，线圈JC经D2续流，于是线圈JC得到单方向脉功直流，使接触器吸合。

图1 吸合电路

(2) 接触器的保持采用电容降压半波整流电路，其保持电流仅为吸合电流的十分之一，如图2所示。正半周时，电容C起降压作用，D截止。负半周时D 导通，线圈JC通过二级管D续流而保持。

图2 保持电路

(3) 接触器的吸合和保持电路的转换是用接触器的常闭辅助接点来实现的，如图3所示。当接触器JC合上时，接触器的常闭辅助接点JC2断开，使吸合电路自动转换为保持电路。

图3 吸合和保持转换电路

图4 是常用的交流接触器无声运行原理接线图。

图4 交流接触器无声运行原理接线图

其工作原理是：当O端为正、A端为负时，按下QA、D1接入电路，供给CJ脉动直流电，CJ动作，CJ1断开，R1和D1退出电路。当A 端为正，O端为负时，D2正向导通，对C1充电并通过接通CJ续流回路。当O端恢复为正时，则CJ靠C1充电电流维持直流供电。K为交直流转换开关，如整流电路进行故障维修时，可将转换开关K投入交流位置，使接触器转入交流运行，既方便修理又不影响电气设备的正常运行。电容器C的电容量可按下列经验公式计算：

C=(6.5～8)I

式中 C——电容器的电容量

I——交流接触器直流工作时的工作电流 (A)

限流电阻R1的阻值随接触器型号不同一般选5～15Ω，调试时可根据接触器动作情况适当选择。

2 交流接触器无声运行控制线路

接触器无声运行的控制线路有下列几种：

(1) 用于100A以上的接触器，可采用图5所示的电路进行控制。

(2) 用于100A以下的接触器，因线圈电阻大，如不能给出足够的吸合电流，可采用公用电容储能合闸方案，如图6所示。在变电所内装一组电容器，由两段母线供电，通过硅二极管及限流电阻使电容器充电，可供任一接触器合闸时使用。

图5 100A以上控制线路

(3) 采用公用电容储能合闸电源和独用保持电路(如图7所示)进行控制。

图7 100A以下的控制线路

3 自制交流接触器的无声运行控制电路元件选用

(1) 测得交流操作时的吸合电流值后，选R1的阻值，应使吸合电流与交流操作时相等，但R1通电时间短，功率可选用2W金属膜电阻即可。

(2) 测得交流操作时的保持电流后，C1的容量应使保持电流与交流操作时相等或略小。因C1在交流电路中工作，可选用ZT型低介金属膜电容器，其耐压为400V。

(3) 在吸合过程中，D1、D2正向电流是线圈吸合电流的一半，因工作时间短，正向电流值可按通过电流的五分之一考虑。D1反向工作电压取400V。因D2受电源电压峰值和C1已充峰值电压之和，所以反向电压取800V。

(4) C2按变电所内最大一台接触器所需的合闸电流容量，一般取2.5A左右，其耐压选用450V电解电容为宜。

(5) 100A以上接触器的控制电源电压，因线圈在直流电路中无感抗，如选用220V 时，须用电阻或电容降压，电源电压不宜选用380V。

(6) 为避免D2过电压击穿，故采用压敏电阻保护。压敏电阻R2选用

MY31—360/0.5型或RMG-360/0.5型较好。

4 接触器投入直流操作时应注意的问题

(1) 调整接触器常闭辅助接点。其方法是：用手推动接触器的铁芯，当主触头刚刚闭合时，使常闭辅助接点开始断开。

(2) 实现远距离控制时，降压电阻R1必须比近距离控制的阻值适当减少，如测得接触器到按钮的操作单线电阻为R，那么R′1的电阻值应为R′1=R1-4R。

(3) 为了使接触器及时断开，应将停止按钮以及电流继电器接点串联在直流回路内。但由于热元件的断开间隙小，直流回路内不能断弧。因此将其接在交流回路中。

5 接触器无声运行常见故障及排除

(1) 吸合时不动作的故障原因有：① 安装接线错误；② 接触器常闭接点接触不好；

③ R1和D1开路。

排除方法是：对照安装图进行检查，修整常闭触点；焊牢或调换损坏元件。

(2) 吸合时有跳动但尚能保持住的故障原因有：① 控制回路异线长、阻值大或由于附加各种触点的总阻过大；② 电网电压过低；③ 接触器的常闭触点过早分断。

排除方法是：加大控制回路导线的截面积；修整触点，减少接触电阻，总阻值不应大于0.5Ω；调整常闭触点使其延迟。当主触头完全接触后，将常闭辅助接点做适当弯曲，其距离为2 ～3mm即可。

(3) 可以吸合但保持不住的故障原因有：① 接触器常开辅助接点接触不好；② 电容开路；③ D2和MY短路(击穿)。

排除方法是：修理调整接触器常开辅助接点，更换损坏元件。

(4) 能合闸工作但仍有交流声的故障原因有：① D2开路；② 线路安装错误。

排除方法：调换D2，检查线路。

(5) 断电后不释放的故障原因有：① 铁芯端面有油污；② 铁芯产生剩磁；③ 电路有回电或碰线。

排除方法：清洁铁芯端面；如系产生剩磁的铁芯，可经常调换线圈接线；检查控制电路是否有相间短线或碰线漏电现象。

(收稿日期：2000—04—12)