交流接触器的直流控制

[数字式直流调速系统的研究及设计]第1章绪论直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从...+阅读

交流接触器是一种量大面广的开关电器,其性能的好坏不仅有直接的经济利益,而且关系到电力系统的电能质量和电能资源。下面小编就为大家整理了关于交流接触器的直流控制的论文。

摘要：接触器是一种遥控电器，在电器自动控制中用来频繁地接通和断开交直流电路，接触器还具有电影(成失压)释放保护性能，控制容量大，且能远距离控制，工作可靠，性能稳定，维修简便等优点，因此，它在电力拖动与自动控制系统中，是应用最多的控制电器之一。接触器按其触头通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器两种，而下面我们要谈到的是交流接触器，并且是直流运行。

关键词：交流接触器;CJ10-100

引言：我们厂的设备中交流接触器的使用很广泛。由于受到经济等条件的制约，再加上大多数都是80年以前的设备，设备严重老化(包括报废再利用的)，设备都存在着装置工作效率偏低，其中就包括交流接触器，为提高其利用率把交流接触器加一套直流控制装置。交流接触器的线圈是通交流电工作的，吸力的大小通过一定频率的变化，因此会有很大的交流噪声，所以使用交流接触器比较集中的场所噪声就更大。在我们厂各车间的配电室，配电柜，配电盘及设备等都存在以上的情况，直接危害到人身健康(噪声污染)。所以交流接触器通过直流控制是非常有必要的，它既能节约电量的同时，又能大大降低了运行过程中产生的噪声，改善了工人们的工作环境，并且提高了交流接触器的使用寿命。

1.交流接触器直流控制的原理及特点

由于交流接触器的功率很低，电效率也很低，在使用中随着铁芯、线圈温度的升高，从而很大程度的降低了交流接触器的使用寿命并且运行中发出很大的噪声。考虑到上述的缺点，我们利用交流接触器的辅助触点，选用一个电容和一个二极管，是利用380V交流电合闸，通过直流控制。工作原理如图1是：

KM――交流接触器线圈及常开、常闭辅助触头 SB1――启动按钮

SB2――停止按钮 C――电容 D――二极管

按下启动按钮SB1时，控制回路接通，交流电源由辅助常闭接点使线圈吸合，在常闭接点断开的瞬间，电源由降压电容经过常开接点使二极管接入，线圈得到直流保持电流，正常运行。

采用这种运行方案有以下特点：首先交流接触器直流控制具有节电性能，接触器交流运行时，吸合线圈上得到的是正弦波电压，铁芯被大小相等、反方向的周期性变化的正弦波电流多次磁化，从而在铁芯中引起占总损耗很大部分的磁滞和涡流损耗，即所谓的铁损耗。此外，为了减少交流磁通引起的衔铁振动和噪声，通常在铁芯柱面上嵌装一个短路铜环，利用短路铜环中感应电流产生的磁通滞后原磁通的特性，使原有经过零界点的磁通不为零，从而使衔铁被铁芯牢牢吸住。由此增加短路铜环中的损耗。在交流接触器中，一般铁损耗占55~70%，短路铜环损耗占20~25%，线圈的电阻损耗只占5~10%。吸合线圈通过直流控制后，铁芯损耗与短路铜环的损耗为零，同时线圈能耗也略有下降，节电率可达85%以上。其次，还具有消除振动、降低噪声，延长使用寿命，吸合性好，改善电网功率因数等特点。

2.实测

对单台CJ10―100A做实验(图1)，将测得的数据列于表1，从实验和实际

运行的结果可以看出，CJ10―100A达到了设计要求，效果显著，而小容量接触器是单台线圈直流电阻较大，无法启动。在直流励磁的磁路中，直流励磁电流的大小仅取决于线圈端电压和线圈电阻大小。根据电容器在交流电路中的性质，I=U/Xc;Xc=1/znfc，所以要提高励磁电流必须增加电容量，但是在实际运行中直流功耗超过了交流功耗，加剧了线圈的温升。所以小容量接触器不适合此方案。例如：交流接触器CJ10―100/台，其消耗功率35W，在使用了这种改进后的方案功率降到了3W左右，按照这种方法运行3000小时计算，可省电9KW/h，比使用直流接触器还要省电。由于二极管的续流作用，交流电网电压的瞬时波动不至于使接触器释放，不适用于需要立即释放的接触器。

3.元件的选择

根据相关资料查出接触器的交流工作电流、线圈电阻、交流工作电压，也可以用万用表测量出相关数据。

然后按照：I直=0.6~0.8I交，计算直流工作电流，再按照下式求出电容C。

在380V时 C=8I直(F)

式中0. 6~0.8――直流工作电流的系数，(线圈直流电阻低系数取下限，线圈直流电阻高系数取上限)

I交――交流工作电流(A)

I直――直流工作电流(A)

V交――交流工作电压(V)

电容C采用金属膜或油浸介质的电容器，由于这种电容易发生击穿后，只在击穿部分形成空白点，可减少造成短路的机会。耐压取1.5~2倍电源电压。

续流二极管工作电流按直流工作电流选择，耐压由于在合闸瞬间二极管受到电源峰值电压及电容电压的冲击，应取1.5~2倍电源电压。容量大的接触器使用二极管需按二极管要求加装散热片。

电容C采用金属膜或油浸介质的电容器，由于这种电容易发生击穿后，只在击穿部分形成空白点，可减少造成短路的机会。耐压取1.5~2倍电源电压。

4.结语

将交流接触器改成直流运行，一方面可避免交流接触器中占总损耗90%以上的铁损耗和短路铜环损耗;另一方面则大大降低了交流接触器运行时的震动和噪声，延长了交流接触器的使用寿命，而且增加了交流接触器的吸合可靠性，因此，交流接触器的直流控制具有很高的经济效益和推广价值。控制电路的改进，方法简单，投资小，有效的节约了电力资源，减小了噪音的污染，具有良好的经济效益。

参考文献：

[1]曹承志主编.电机、拖到与控制. 北京机械工业出版社，2000.

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