智能交流接触器消声节能器

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1、交流铁心线圈的消声节能和失压延时石定良一.交流铁心线圈被广泛应用的原因1.具有自动调节功能。在启动时，铁心间距较大，需要较大的吸力才能将衔铁吸下。此时由于磁路中磁阻较大，感抗X较小，I=U／(R2+X2)1/2式中X为线圈的感抗，R为线圈的电阻．可见电流很大。又因F=IW式中F为磁动势、I为电流，W为线圈的匝数．我们知道磁动势的大小决定吸力的大小，电流大，吸力也就较大。在同一个铁芯线圈里，能自动用增大电流的方法来增大吸力；随着衔铁吸合的程度加强，间隙越来越小，也就是感抗X越来越大，线圈中的电流也就越来越小了。直至稳定在维持电流上．维持电流—般是吸合电流的几十分之一。在启动时，吸力随

2、间隙变化而自动变化(自动用改变电流的方法来实现)，即用大电流产生的大吸力迅速克服衔铁静态惯力，吸合的过程就比较快速。同时间隙越小，电流越小，产生的吸力也越小，衔铁的加速度就较小，这个特点有益动铁芯的撞击力度的减小和避免伴随而来可能产生剧烈的触头弹跳。2.交流铁芯线圈用铜量少．由于交流芯线圈具有感抗和自动调节功能，线圈圈数可以比仅有直流电阻的直流铁芯线圈少得多，直流铁芯线圈的吸力不能随衔铁的间距改变，因此它的吸力(IW)只能按吸动最大间距时的衔铁来设计．电流(吸合以后)和圈数都比交流铁芯线圈大．直流铁芯线圈在吸合以后的电流和圈数过于浪费。但不这样设计又无法在启动时吸动间距较大的衔铁。

3、为此，接触器等铁芯线圈广泛采用交流。二．交流铁芯线圈的缺点1．噪音大由于通过线圈的电流是交变的，吸力也必然是交变的，交变的力会引起振动，便产生了单调的声音—噪音，衔铁之间不平时尤为严重；突变的电流会产生涡流，大的涡流会使铁芯发热，为削减涡流，铁芯做成片状叠成．这种结构加剧了振动，即增强了噪音，铁芯没有压紧和没有浸漆时尤其严重．这种振动引起的噪音时刻在磨损铁芯，线圈框，缩短了接触器的寿命。2．浪费能量噪音本身就是一种能量损失；涡流也是交流特有的能量损失形式。按国家标准规定：铁芯线圈必须在85％标称电压时能可靠启动，30％—70％标称电压中的一个电压能可靠释放．事实上，一个线圈，在同一

4、个电压下，要兼顾启动和运行，就不可能二者都设计在最佳状态．—般都优先考虑可靠的启动，运行时电流宁可偏大些。随之而带来了：启动是短时的，运行却是长期的。这个长期的“偏大”就产生了不小的浪费。由于铁磁体都有剩磁，交流电的正反向充磁总要有—部分能量消耗在抵消剩磁上如：CJl2B—100A交流维持电流230mA，功率87.4VA；实测直流维持电流只需128mA，功率0.5W即可(电压只需DC6—8V)．可见，交流特有的铁损占总损耗的90％以上三.现状1．国务院早在1981年56号文(2号节电指令)中，指令要实施交流接触器节电措施。2．全国有4000万台交流接触器需要进行节电改进，如果这些交

5、流接触器全部改造后，每年可节电100亿千瓦时．3．新安装的交流接触器绝大多数仍没有节电措施．四.推广不了的原因1.市上有售的节电消声器加装不方便．有的需要占用交流接触器的辅助接点；有的需要改动原来交流接触器的线路．2，市上有售的节电消声器适用范围很窄；如CJl2B—100A的节电消声器只能用于CJl2B—100A的交流接触器上，用错会烧坏交流接触器的线圈或不动作。而实际使用的交流接触器电流档次和型号(包括各种进口型号)繁多，也就是线圈的参数各不相同，用户选不到合适的节电消声器。3．市上有售的节电消声器质量不过关，使用不可靠。在应该是适宜装节能消声器的大容量和连续工作的场所，如：化工

6、业，造纸业，泵控制等由于害怕节电消声器不可靠而影响整个生产线的运行，宁可浪费一些电能也不考虑安装。五．介绍一种新型的节电消声器1．节电消声器种类(1)交流吸合，低压直流保持型这种形式是最符合交流接触器的启动。工作特性．但是在启动到工作的转换过程中会遇到线圈中储存的高电压向低直流电源泄放的危险．(2)直流吸合，低压直流保持型大多数市售的节电消声器多为这种形式．而这种形式最大的问题是改变了原交流接触器的启动特性，使启动电流(时间)不能自动调节，因此启动极不可靠。如果电流(也就是直流电压)和时间设置得太小，吸不动衔铁和衔铁没有吸到位而不能启动；设置得太大，时间稍长就会烧降压元件．笔者按设

7、计院要求在用户40A／220V接触器中加装市售CZ5型无声节电器200多套，结果大多是这个原因不能工作而全部拆除．2．新型的节电消声器设计原则(1)不占用交流接触器的资源，不改动原交流接触器的控制线路．(2)采用交流吸合低压直流保持形式．(3)采用电子平滑无间隙转换．3．新型的智能节电消声器实践根据以上思路，笔者制成适用样机，经过对B170接触器和CJ20-40接触器试验，动作可靠，节电(1)交流吸合．如图，启动时，电源通过J触点送入线圈，使其吸合。交流接触器吸合情况