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接觸器動態(tài)性能檢測技術(shù)與綜合評判方法
對電器技術(shù)性能的考核主要還是采用型式試驗，該方法側(cè)重于考察電器的機械與電氣壽命，并不能對電器的動態(tài)特性及其機械電氣壽命的影響進(jìn)行綜合評估。因此研究基于動態(tài)特性檢測的電器性能綜合評估對于電器產(chǎn)品的研制與出廠檢測具有實際指導(dǎo)意義。文獻(xiàn)通過對交流接觸器動態(tài)過程進(jìn)行測試，從觸頭測試波形中提取能夠表征接觸器機械及電氣特性的參數(shù)，通過建立接觸器性能綜合評判模型，從而形成接觸器動態(tài)性能綜合評判系統(tǒng)。交流接觸器動態(tài)測試裝置以DSP為核心，搭建各種號傳感器，通過RS232 與上位機進(jìn)行數(shù)據(jù)通。該測試裝置可以完成對接觸器勵磁電流、電壓，吸合過程線圈功耗的電氣參數(shù)的測量。對本課題試驗裝置的搭建具有實際的指導(dǎo)作用，同時其提出的接觸器性能評判系統(tǒng)對本課題將要研究的接觸器性能退化及可靠性估計具有重要的參考價值。
技術(shù)發(fā)展
交流接觸器制作為一個整體，外形和性能也在不斷提高，但是功能始終不變。
無論技術(shù)的發(fā)展到什麼程度，普通的交流接觸器還是有其重要的地位。
空氣式電磁接觸器（英文：Magnetic Contactor）：主要由接點系統(tǒng)、電磁操動系統(tǒng)、支架、輔助接點和外殼（或底架）組成。
因為交流電磁接觸器的線圈一般采用交流電源供電，在接觸器激磁之后，通常會有一聲高分貝的“咯”的噪音，這也是電磁式接觸器的特色。
80年代后，各國研究交流接觸器電磁鐵的無聲和節(jié)電，基本的可行方案之一是將交流電源用變壓器降壓后，再經(jīng)內(nèi)部整流器轉(zhuǎn)變成直流電源后供電，但此復(fù)雜控制方式并不多見。
觸頭熔焊后，只能更換新觸頭，如果因觸頭容量不夠而產(chǎn)生熔焊，則應(yīng)選用容量大一些的電器。1_2 電磁系統(tǒng)的故障及維修鐵心噪音大。電磁系統(tǒng)在工作時發(fā)生一種輕的“嗡嗡”聲，這是正常的；若聲音過大或異常，可判斷電磁機構(gòu)出現(xiàn)了故障。①銜鐵與鐵心的接觸面接觸不 良或銜鐵歪斜。鐵心與銜鐵經(jīng)過多次磁撞后面會變形和磨損，或因接觸面上積有塵垢，油污 、銹蝕等，都將造成相互問接觸不良而產(chǎn)生振動和噪聲。鐵心的振動會使線圈過熱，嚴(yán)重時會燒毀線圈，對 E形鐵心，鐵心中柱和銜鐵之間留有 0．1-0．2 mm的氣隙，鐵心端面變形會使氣隙減小，也會增大鐵心噪聲。鐵心端面若有油垢，應(yīng)折下清洗；端面若有變形或磨損，可用細(xì)砂布平鋪在平板上，修復(fù)端面。②短路環(huán)損壞。鐵心經(jīng)過多次碰撞后 ，裝在鐵心槽 內(nèi)的短路環(huán) ，可能會出現(xiàn)斷裂或脫落。短路環(huán)斷裂常發(fā)生在槽外的轉(zhuǎn)角和槽口部分，維修時可將斷裂處焊牢，兩端用環(huán)氧樹脂固定；若不能焊接也可換短路環(huán)或鐵心，短路環(huán) 跳出時，可先將短路環(huán)壓人槽內(nèi)。③機械方面的原因。如果觸頭壓力過大或因活動部分運動受卡阻，使鐵心不能完全吸合，都會產(chǎn)生較強振動和噪聲。⑵線圈的故障及維修。①線圈的故障。當(dāng)線圈兩端電壓一定時，它的阻抗越大，通過的電流越小。
當(dāng)銜鐵在分離位置時，線圈阻抗小 ，通過的電流大；鐵心吸合過程中，銜鐵與鐵心間的問隙逐漸減小，線圈的阻抗逐漸增大，當(dāng)銜鐵完全吸合后，線圈電流小，如果銜鐵與鐵心間不管是何原因，不完全吸合，會使線圈電流增大，線圈過熱，甚至燒毀。如果線圈絕緣損壞或受機械損傷而形成匝間短路，或?qū)Φ囟搪罚诰€圈局部就會產(chǎn)生很大的短路電流，使溫度劇增 ，直至使整個線圈燒毀。另外，如果線圈電源電壓偏低或操作頻率過高，都會造成線圈過熱燒毀。②線圈的修理。線圈燒毀一般應(yīng)重新繞制。如果短路的匝數(shù)不多，短路又在接近線圈的端頭處，其他部分尚完好，即可拆去已損壞的幾圈，其余的可繼續(xù)使用，這時對電器的工作性能的影響不會很大。⑶滅弧系統(tǒng)的故障及維修0滅弧系統(tǒng)的故障是指滅弧罩破損、受潮、炭化、磁吹線圈匝問短路， 弧角和柵片脫落等。這些故障均能引起不能滅弧或滅弧時間延長。若滅弧罩受潮，烘干即可使用；炭化時可將積垢刮除；磁吹線圈短路時可用一字改錐撥開短路處；弧角脫落時應(yīng)重新裝上；柵片脫落和燒毀時可用鐵片按原尺寸配做。2 常用電器故障及維修2.1 ；接觸器的故障及維修除去上邊已經(jīng)介紹過的觸頭和電磁系統(tǒng)的故障分析和維修外。
繼電器時間參數(shù)的獲取方法
繼電器時間參數(shù)的檢測主要利用電秒表和光線示波器等模擬試驗的方法得到，傳統(tǒng)檢測方法測量速度慢、誤差大、測量不準(zhǔn)確等。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，越來越多的繼電器檢測裝置應(yīng)用處理器，這些檢測裝置其原理大體相同。文獻(xiàn)中提到了一種時間參數(shù)檢測電路，該電路主要組成部分為單片機，其檢測原理為：當(dāng)繼電器觸點閉合時，單片機對應(yīng)輸入通道電壓為 5V，端口為“1”，當(dāng)繼電器斷開時，其對應(yīng)電壓為 0V，I/O端口為“0”。當(dāng)給繼電器加勵磁電壓時，單片機以足夠小的采樣周期讀取單片機對應(yīng)的數(shù)字I/O端口，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，即可計算出相應(yīng)的時間參數(shù)。但是采用此種方法在繼電器接直流負(fù)載時基本符合，當(dāng)接交流負(fù)載時，由于交流電壓是交變的，繼電器斷開時時單片機端口電壓的瞬時值也有可能很小或接近于零。因此，在觸點所接回路為交流回路時，利用觸點間電壓瞬時值的大小來判斷觸點的閉合與斷開狀態(tài)，誤差就會很大，從而得不到準(zhǔn)確的數(shù)值。文獻(xiàn)中提到了一種繼電器時間參數(shù)的計算機檢測方法，它采用自行研制的采集板卡，其主要由單片機及其外圍電路組成。該方法可以檢測到繼電器動作時間、動作回跳時間、釋放時間、釋放回跳時間等時間參數(shù)。單片機接于線圈驅(qū)動電路中控制勵磁線圈通電與斷電，采集繼電器閉合與分?jǐn)鄷r觸點的狀態(tài)，并計算其時間參數(shù)。其檢測原理為：當(dāng)繼電器線圈通電時觸點經(jīng)過定的動作時間才能夠閉合，因此單片機先采集到數(shù)據(jù) 0，觸點閉合穩(wěn)定后采集到 1。在此過程中觸點會產(chǎn)生彈跳，后才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間單片機采集到的數(shù)據(jù)或為 0 或為 1。設(shè)定單片機的采樣周期為 0.01ms，由單片機采集到的數(shù)據(jù)的地址值乘以采樣周期，即為所求動作時間。
直流接觸器永磁機構(gòu)
直流接觸器作為應(yīng)用廣泛的電氣開關(guān)之一，其生產(chǎn)和需求數(shù)量巨大，在正常使用過程中，電磁鐵線圈一直通電工作，產(chǎn)生電磁吸力，保證鐵芯和銜鐵吸合，帶動動、靜觸頭閉合，接通電路。在上述過程中，線圈本身存在電阻，持續(xù)消耗電能，這是直流接觸器主要的使用成本之一，浪費了大量的能源和財產(chǎn)，因此，如何降低直流接觸器的工作耗能，是研究直流接觸器的關(guān)鍵點和重難點。直流接觸器永磁操動機構(gòu)是一種在傳統(tǒng)直流接觸器電磁操動機構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，將電磁操動機構(gòu)和永磁鐵相結(jié)合的混合型操動機構(gòu)，不單單使用原有的電磁吸力和彈簧反力作為鐵心吸合與分離的動力，而是加入了永磁鐵對鐵心的吸引力，采用儲能電容充放電提供合閘、分閘電力，通常稱之為“電磁操動，永磁保持，電子控制”。在分、合閘運動過程中，電磁吸力，永磁吸力與彈簧作用力共同作用，在穩(wěn)定工作過程中，采用永磁吸力代替之前的電磁吸力，保持銜鐵與鐵芯心的吸合狀態(tài)。一則，永磁操動機構(gòu)大量節(jié)約了保持線圈的電能消耗，環(huán)保節(jié)能。二則，永磁體保持吸合與電磁吸合相比，噪音低，無污染。三則，永磁操動機構(gòu)剔除了電磁機構(gòu)中一系列復(fù)雜繁瑣鎖扣保護(hù)裝置，大大提高了接觸器操動機構(gòu)的工作可靠性，降低了生產(chǎn)工序和成本，減小了接觸器的體積。點擊查看寶通自動化(徐聞縣分公司)的【產(chǎn)品相冊庫】以及我們的【產(chǎn)品視頻庫】
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