論提高接觸器設計及使用的可靠性

論提高接觸器設計及使用的可靠性
摘　要：傳統(tǒng)交流接觸器應該是一種很可靠的電器，但使用中也常發(fā)生線圈燒壞、觸頭粘接、鐵芯發(fā)響。本文針對國內使用已達到IEC標準的產品，出現(xiàn)不能可靠工作，進行了分析，并提出了用擴大線圈工作電壓范圍的方法，設計高可靠的交流接觸器，并簡介其設計要點。
關鍵詞：寬電壓工作 高可靠接觸器
傳統(tǒng)接觸器在使用中常發(fā)生線圈燒壞、觸頭粘接、鐵芯發(fā)響（三大頑癥）。產生的原因有產品本身的原因，也有使用及電網供電方面的原因。如何提高傳統(tǒng)接觸器的設計制造水平，滿足在電網電壓變化范圍較大時，仍能可靠工作是本文論述的目的。
為了設計并制造高質量的接觸器，首先必須弄清楚傳統(tǒng)接觸器產生三大故障的原因及其解決的途徑。 1．鐵芯發(fā)響：
究其原因，是交流電磁鐵在電流過零時，吸力減少到小于反力時，鐵芯吸合不牢，當鐵芯極面不平時，就會產生噪聲，這就是鐵芯發(fā)響。在制造廠發(fā)響的鐵芯是不會出廠的，盡管標準規(guī)定距離1m處，噪聲不得超過40分貝，但出廠的標準往往是靠人工手感來判定，超過微麻就判不合格，目前用手感測鐵芯是否合格，應該說是較嚴的。當然不是一個科學的標準，但是在生產車間環(huán)境噪聲較高，使用分貝儀測試鑒別的方法也有不便。當手感出現(xiàn)分岐時，有事先存放的樣品作為判據(jù)。在生產廠減少噪聲的方法，將鐵芯鉚牢、磨平，達到要求即可。在使用中，出現(xiàn)噪聲而停止使用的情況大致有：
1）極面有污垢物（如鐵芯生銹、油污垢）；
2）分磁環(huán)斷；
3）有異物落在極面上（如細小固態(tài)顆粒）它們都會使鐵芯產生較強的噪聲。 2． 線圈燒壞的原因較多： 2.1 設計裕度不夠：
2.1.1 漆線的選用不當：為了降低成本，選用耐溫130℃以下的漆線。甚至選用油性漆線。
2.1.2 線圈溫升：設計一般要求60K以下，高強度聚脂漆線的耐熱一般選用155℃，有的設計人員為了降低成本減少線圈匝數(shù)，提高線圈溫升至70K～80K有的甚至達到90K，使線圈漆線長期處在高溫下工作，降低了線圈絕緣強度。
2.1.3 吸力、反力配合不完好：電壓低時，吸合困難，動作時間長，線圈承受起動大電流的時間增加，更加使線圈發(fā)熱電阻增大，又驅使吸力更明顯欠缺，吸合更加困難，直至不能吸合。線圈在空心電抗下工作，線圈電流大很快會燒壞。
2.1.4 產品工作電壓范圍不夠寬，電壓低于85%可能出現(xiàn)熱態(tài)不能吸合，電壓高于110%時，線圈過熱燒壞。 2.2 生產過程中控制不嚴或失控：
2.2.1 進廠檢驗不嚴：漆線漆膜不勻，局部露裸線存在針孔超標。
2.2.2 線圈繞制工藝存在缺陷，無漲力控制或控制不當；繞制線圈時，控制繞線漲力，是確保線圈不至繞制太松，更不要太緊，使漆線拉長，造成絕緣耐壓降低。 2.3. 使用中的相關問題：
2.3.1 控制線圈的電源：由變壓器供電時，變壓器輸出的電壓，達不到額定電壓Us的要求值；電壓過高超過標準規(guī)定。
2.3.2 控制線圈電壓選用的影響：Us有380V、220V、110V直至12V可供選用，選用的一般原則：
a、Us不宜太高，能用110V不應選用380V，因為高電壓匝數(shù)多，分斷時會產生很高的過電壓，損壞線圈絕緣，電壓高的線圈，用漆線更細一些，細的漆線繞制時漲力控制稍有偏差會使線圈產生層間、匝間絕緣強度的降低。
b 、Us也不宜太低，能用48V的不宜選12V，因為當電壓低于20V時，觸頭接通有時會出現(xiàn)接觸不可靠。低電壓線徑較粗，漆線不會產生拉伸變細，但過粗的線徑不便于繞制，尤其是大容量（250A）以上的接觸器， 好不選用Us低于110V的電壓值。 3. 觸頭熔焊產生的原因：
3.1 設計選材不合理：有的設計人員，認為純銀觸頭在25A的電路中耐磨性能不如含銀量低的AgNi10，通過實踐證明AgNi20在32A電路中，也有較好的耐電磨損性能，為了節(jié)約用銀，有的企業(yè)技術人員選用含銀量低的AgCdo15觸頭，降低了產品性能。
3.3.5 重載起動時，網絡電壓Us跌落到85%以下，甚至達到70%使起動接觸器不能可靠吸合，產生抖動。主觸頭在起動電流下連續(xù)通、斷，電弧熔化觸點，直到熔粘焊牢。
3.3.6 連續(xù)頻繁點動：點動對于要求運動機械產生很小的位移是一種常用的方法，例如，沖壓機對模，起重機械吊起時或吊重物要求輕放時。由于點動電動機只能轉動一個很小的角度，就立即分斷，連續(xù)頻繁的點動，使觸點處在大電流燃弧下工作，使觸點熔焊而粘牢，故障立即發(fā)生。
綜上所述，一個傳統(tǒng)的好接觸器，能保證做到符合GB、IEC、VDE等標準的要求，但仍然有出現(xiàn)故障的可能。因此如何改進設計，提高產品性能，使產品達到有較高可靠性已是一個課題。