有軟啟動(dòng)功能的無弧接觸器的研究具

張偉忠

摘 要： 隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，交流接觸器的機(jī)械壽命已遠(yuǎn)高于過去，但仍舊遠(yuǎn)低于其理論電壽命值，這已成為制約交流接觸器快速發(fā)展的關(guān)鍵。特別是在一些特殊使用的類別中，在轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的電弧已成為決定交流接觸器電壽命的關(guān)鍵因素。因此，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種新型的具備軟啟動(dòng)功能的無弧接觸器，這種無弧接觸器與常規(guī)交流電接觸器的使用方法和外觀幾乎完全一致，不僅還能夠?qū)崿F(xiàn)無弧電通斷，而且更換也非常方便，很大程度上提高了接觸器的使用電壽命。由于不再使用特殊材料來制作相關(guān)觸頭，所以成功避免了因開斷電弧所產(chǎn)生的電磁干擾力與引起火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的可能性。

關(guān)鍵詞： 軟啟動(dòng)；無弧接觸器

軟啟動(dòng)器是一種新型控制電機(jī)的裝置，具有多項(xiàng)保護(hù)功能的。在以前的電機(jī)控制中，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)只有兩種方式，分為全壓式直接啟動(dòng)和被動(dòng)降壓式啟動(dòng)。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，軟啟動(dòng)器憑其優(yōu)異的性能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域并逐漸替代舊的啟動(dòng)方式。無弧接觸器是一種全自動(dòng)化的用來控制開關(guān)的電器，絕大部分應(yīng)用于接通或者分?jǐn)嘟涣骱椭绷麟娐罚哂锌刂频娜萘看?，較穩(wěn)定，性能良好，可以實(shí)現(xiàn)固定時(shí)間操作，綜合控制以及各種定量化控制和保護(hù)的特點(diǎn)?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制電路，包括各種常用的機(jī)器和日常生活電器。

一、關(guān)于軟啟動(dòng)技術(shù)的簡介

1.軟啟動(dòng)的特點(diǎn)

首先，軟啟動(dòng)器并不受局域電壓大小所影響，由于軟啟動(dòng)上電流值已提前設(shè)定好，所以在電壓產(chǎn)生高低上下不等的電流波動(dòng)時(shí)，用以改變導(dǎo)通角，以調(diào)節(jié)電壓，使電流仍可啟動(dòng)，保證電機(jī)能夠正常運(yùn)行。其次，在啟動(dòng)電流時(shí)能夠以恒定的斜率逐漸平穩(wěn)上升至預(yù)先已設(shè)定的值，通過減小啟動(dòng)電流，一定程度上減少對(duì)局域電網(wǎng)的沖擊。再者在電機(jī)啟動(dòng)過程中設(shè)置電流的負(fù)向反饋性，可以調(diào)控啟動(dòng)電壓的斜率，保證在啟動(dòng)電流已上升至預(yù)先設(shè)定值后，保持其恒定性，使電機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)。然后，根據(jù)不同的負(fù)載，可以自由調(diào)整電流設(shè)定值，設(shè)定電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，控制啟動(dòng)電機(jī)開始的最佳時(shí)段，最后軟起動(dòng)器還可以嚴(yán)格控制短路問題、過熱、壓力過大等問題的發(fā)生。

2.軟啟動(dòng)的類型

第一，不限流軟啟動(dòng)：啟動(dòng)時(shí)，使啟動(dòng)電流上升時(shí)保持穩(wěn)定的斜率和速度，直至電機(jī)完全啟動(dòng)結(jié)束，其具啟動(dòng)速度較快和穩(wěn)定，適用于兩級(jí)性電動(dòng)機(jī)，使起動(dòng)時(shí)間在一定程度上明顯減少不少。第二，階躍恒流啟動(dòng)：啟動(dòng)一開始就能夠利用很短的時(shí)間使晶閘管迅速轉(zhuǎn)向全導(dǎo)通模式，然后再逐漸恢復(fù)到較小的電流，以此來啟動(dòng)正常的恒流模式。第三，小斜率軟啟動(dòng)：具有非常緩慢的電流啟動(dòng)上升速度，并逐漸轉(zhuǎn)向穩(wěn)態(tài)，可在要求速度敏感的場所廣泛使用。第四，恒定性電流軟啟動(dòng)模式：電流先會(huì)以固定的電率逐漸上升至已提前預(yù)先設(shè)定的數(shù)值，期間變化較小，直至啟動(dòng)正式完全結(jié)束。第五，限壓啟動(dòng)：這種是根據(jù)用戶的實(shí)際所需情況來設(shè)置初電機(jī)的初始電壓，有力的保證在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)按照初始力矩陣式電壓實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程。

3.軟啟動(dòng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著電器電子配件技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)的發(fā)展也日益更新?lián)Q代。目前國際上常用的軟啟動(dòng)技術(shù)主要有全機(jī)械制式軟啟動(dòng)技術(shù)：由于并不是主要依靠無弧電接觸器其本身，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)的功能主要是通過改變電子機(jī)械的工作原理方式。例如：磁鐵粉控制式制動(dòng)軟啟動(dòng)、液體阻力性軟啟動(dòng)、變換加速性軟啟動(dòng)器等。SCR軟起動(dòng)：廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)，便于控制。電機(jī)控制中心由軟啟動(dòng)器、開關(guān)及控制電路組成，可以綜合化實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，并且能夠自動(dòng)修復(fù)微小故障之處等，通過實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)集成化控制來順利實(shí)現(xiàn)其功能。電機(jī)類軟啟動(dòng)技術(shù)：通過轉(zhuǎn)變使用的電源或機(jī)械類裝置的結(jié)構(gòu)，使電機(jī)的軟啟動(dòng)特性趨向格外優(yōu)越，從而不再依賴機(jī)械單純做工。例如：具有較大功率的調(diào)速軟啟動(dòng)、直流式機(jī)械軟啟動(dòng)以及開合磁阻力型電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)等。

二、無弧接觸器

1.交流接觸器普遍應(yīng)用于在工業(yè)生產(chǎn)中，是不可或缺的啟動(dòng)設(shè)備。其性能不僅會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量還會(huì)降低電力資源的經(jīng)濟(jì)收入水平。而新出現(xiàn)的無弧接觸器保留了原有接觸器的優(yōu)點(diǎn)，使開關(guān)過程中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)因素如火花或電嚴(yán)重減少，減少了對(duì)電網(wǎng)的污染和無線電的干擾沖擊，提高了交流接觸器的工作效率，和使用電壽命。無弧電接觸器成本低，使用簡單方便，可靠性高，性能優(yōu)越，無疑日益取代了原有的接觸器。

2.無弧接觸器的應(yīng)用

無弧電接觸器通常采用弱電觸點(diǎn)，電觸點(diǎn)傳輸?shù)碾娏鞑坏请娔芰?，而且常作為信息傳遞通道，能夠傳遞、轉(zhuǎn)換電能和信號(hào)，主要廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制電路，應(yīng)用如配電柜、電子儀器、儀表、電動(dòng)機(jī)、電熱器、照明以及電子裝置中。無弧電接觸器

可避免拉弧意外損壞無弧接觸器的主要觸點(diǎn)，延長了無弧電接觸器的使用時(shí)間，特別適用于在容易發(fā)生燃燒意外和容易經(jīng)受爆炸襲擊的工廠或其他重要場所，很大程度上降低了火災(zāi)意外事故的發(fā)生率。本產(chǎn)品使用簡單方便，使用過程中不會(huì)產(chǎn)生電力和噪聲污染。

3.無弧接觸器的特點(diǎn)

能保證觸點(diǎn)具有雖小卻有穩(wěn)定的接觸電阻和優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能以及綜合電性能。熱學(xué)性能好，沸點(diǎn)高，蒸汽壓低，導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)越，抗腐蝕性和綜合電性，利用率高，電阻溫度系數(shù)低，不出現(xiàn)發(fā)燙的情況。工業(yè)級(jí)電路，電壽命長，使用范圍可部分大部分應(yīng)用，同時(shí)也可以取代復(fù)合開關(guān)用于控制電容器組。無弧接觸器防爆性能好、無電觸點(diǎn)融化，接觸電阻穩(wěn)定。無電源污染，對(duì)電流、電壓影響小，能有效提高其使用壽命以及可靠性?？刹鹦妒綑C(jī)蓋，方便隨時(shí)檢查主觸頭使用狀況。

三、軟啟動(dòng)技術(shù)在無弧接觸器中的應(yīng)用

1.將軟起動(dòng)和無弧接觸器的功能合成，具有軟啟動(dòng)功能的無弧交流接觸器屬于新型混合式接觸器，集電機(jī)軟起動(dòng)、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體。包含了電源系統(tǒng)、分合閘執(zhí)行系統(tǒng)、可控硅分流調(diào)壓回路、中央控制系統(tǒng)和電壓電流檢測系統(tǒng)。同時(shí)在利用軟啟動(dòng)來啟動(dòng)無弧接觸器時(shí)，電壓慢慢提升至額定電壓，并可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流的大小，提高電壓電流承受能力，這樣使啟動(dòng)過程中的啟動(dòng)電流變成可控制的電流，直到電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，啟動(dòng)過程平穩(wěn)結(jié)束。并在使用過程中減少對(duì)能源的消耗，延長了軟起動(dòng)器的使用壽命，又避免了電波污染，減少浪費(fèi)的能源和不必要的自身損耗。

2.通過對(duì)國內(nèi)外交流接觸器無弧操作與對(duì)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)的綜合分析，給出了無弧接觸器總的設(shè)計(jì)方案，提出了可控硅分流調(diào)壓的方法。設(shè)計(jì)具有軟啟動(dòng)功能的無弧接觸器，提高了變壓器隔離，提高抗干擾能力。同時(shí)在進(jìn)行具有軟啟動(dòng)功能與無弧通斷功能交流接觸器相關(guān)模擬試驗(yàn)時(shí)，通過有效控制電流電磁能量，在很大程度上減少主觸頭的第一次回跳，完全消除了觸頭的第二次回跳，同時(shí)也減少了由于回跳拉弧所造成的對(duì)觸頭的電侵蝕，大大延長了其使用壽命。

結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用電質(zhì)量要求逐漸增高，傳統(tǒng)的無弧接觸器已無法滿足現(xiàn)代化建設(shè)的需要，軟啟動(dòng)技術(shù)效率更高，安全、方便、可靠，提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)工作的效率和質(zhì)量，并且能夠延長無弧接觸器的使用時(shí)間。具備軟起動(dòng)功能的無弧接觸器，在增加少量成本的基礎(chǔ)上完成了軟啟動(dòng)器的大部分功能，將日益成為新的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場前景，將會(huì)廣泛應(yīng)用于輸水、煉鋼、油田、冶金等各個(gè)領(lǐng)域。

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