交流接觸器線圈直流工作過程分析

2021-03-04 00:09:28 字數 2403 閱讀 1641

按照交流接觸器線圈工作在直流狀態的設想,用幾種規格的交流接觸器做實驗。

測量得到試驗資料:

127v 40a 接觸器線圈吸合電流 ix=1.1a 吸合直流電壓 uzx=52v

線圈直流電阻r=uzx/ix=47.3ω 釋放電流 if=0.05a 釋放直流電壓uf=6v

線圈線徑φ0.23mm (按每平方公釐2.5a計算)長期工作允許電流ig=0.10a

110v 40a 接觸器線圈吸合電流 ix=1.25a 吸合直流電壓 uzx=49v

線圈直流電阻r=uzx/ix=39.2ω 釋放電流 if=0.08a 釋放直流電壓uf=6v

線圈線徑φ0.28mm (按每平方公釐2.5a計算)長期工作允許電流ig=0.15a

(按每平方公釐3.5a計算)長期工作允許電流ig=0.22a

36v 40a 接觸器線圈吸合電流 ix=5.2a 電流太大,不考慮使用。

根據實驗資料,需要考慮安全方面,電壓要低;考慮元件通用性,一般二次側控制電器使用電流都在5a以下;變壓器必須定製(無相應電壓等級);線圈工作電流接近釋放電流,會產生工作不可靠現象,而增大工作電流後有線圈過熱的可能;由於實驗時接觸器是平放的,存在銜鐵重力和無摩擦阻力,正常工作時無銜鐵重力有摩擦阻力,需要加大吸合電壓。

解決方法:盡量使用電壓低的,用110v交流接觸器。用110v交流接觸器,能滿足電流在5a以下。

變壓器(因抽芯機急用)先在36v上加繞到(49÷0.9×1.25)68v。

允許工作電流在散熱條件好的情況下,最大能用到4.5a/mm2,我們用3.5 a/mm2計算。

電路原理圖:

元件工作原理及計算:

整流橋:(包括續流二極體) 耐壓vf=68×110%×1.414≥106v

電流if=vf/r=106/39.2≥2.7a 選耐壓200v 3a以上的型號

**圈中直流的電流不能突變,反向併聯在接觸器線圈上的續流二極體能快速釋放

線圈中的電磁能量,減小斷開迴路電流接點的電弧,接觸器快速跳開。

濾波電容:在接觸器工作中,電感量很大,為防止整流後的脈動電壓過零時銜鐵吸合不穩,

加上電容器後,組成r型濾波電路,加上電容器後,能提高接觸器吸合時的電壓

(1.414/0.9)1.57倍(橋式整流電壓為68×0.9=61.2v,加濾波電容後的空載電壓為

68×1.414=96.15v)。考慮電源電壓增加10%達105.8v,選200v。接觸器吸合過程

中,電容器能提供(96.15-61.2)×1000×10-6=35×10-3庫侖電量。接觸器吸合過程

以0.2秒計算,平均電流 [(96.15-61.2)×0.72+61.2]÷39.2=2.2a 計算式中的

(96.15-61.2)×0.72部分是電容器在96.15v開始到61.2v向接觸器線圈放電過程

平均值。接觸器線圈吸合過程中的總電量為2.2×0.2=0.44庫侖(實際不到0.2秒)。

限流電阻:接觸器線圈的長期工作電流只允許0.22a,最高電壓有96.15v,線圈電阻39.2ω。

限流電阻為96.15÷0.22-39.2=398ω(取400ω)

限流電阻功率為 i2r=0.222 ×400≥19.36w (取25w)

釋放電壓:0.08×(400+39.2)=35.14v 35.14÷61.2×100%=57.4%(未考慮濾波電容對工作電壓的提高)

380×57.4%=218.2(v)計算得出, 從理論上說,218.2v以上能正常工作。

如果考慮濾波電容使工作電壓提高:68×1.2=81.6v 35.14÷81.6×100%=43.06%

380×43.06%=163.6(v)計算得出, 從理論上說,163.6v以上能正常工作。

電源電纜300公尺長,電動機起動電流105a時,電纜上的電壓損失156.4v,抽芯機

端電壓還有380-156.4=223.4v,大於218.2v(電容器開路時也能正常工作)。

中間繼電器j:中間繼電器j是保證接觸器可靠吸合的元件,它的線圈電壓取自電動機端,

當電動機端電壓低於320v時,中間繼電器j不會吸合,限流電阻不接入接觸器線圈

迴路,讓接觸器可靠地吸合。當電動機端電壓高於320v(電動機起動)時,中間繼電器j吸合,常閉觸點斷開,使限流電阻接入接觸器線圈迴路,不使接觸器線圈過流。

電氣安全分析:抽芯機電源接在有漏電保護功能的dz15l—40/3901 40a開關下,外殼及金屬構件均已可靠接地。操作按鈕的二次電源是通過變壓器隔離的,工作時的操作電壓只有0.

22×39.2=8.6v,最高時為96.

15v(直流),且與大地無電位差,非常安全。

實際工作情況:經過實驗資料分析研究後,對抽芯機按照上面電路圖進行了改造,改造後的抽芯機在二催化等裝置搶修中使用,效果顯著,用300公尺長的電源電纜沒有絲毫影響。又用降低電壓到340v試驗,都能正常起動。

由於直流電流在按鈕接點間的電離作用,使用一段時間後,(在停止按鈕的常閉接點上)會產生少量的氧化物,使用前需檢查清掃停止按鈕的常閉接點。

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