论提高接触器设计及使用的可靠性

论提高接触器设计及使用的可靠性
摘　要：传统交流接触器应该是一种很可靠的电器，但使用中也常发生线圈烧坏、触头粘接、铁芯发响。本文针对国内使用已达到IEC标准的产品，出现不能可靠工作，进行了分析，并提出了用扩大线圈工作电压范围的方法，设计高可靠的交流接触器，并简介其设计要点。
关键词：宽电压工作 高可靠接触器
传统接触器在使用中常发生线圈烧坏、触头粘接、铁芯发响（三大顽症）。产生的原因有产品本身的原因，也有使用及电网供电方面的原因。如何提高传统接触器的设计制造水平，满足在电网电压变化范围较大时，仍能可靠工作是本文论述的目的。
为了设计并制造高质量的接触器，首先必须弄清楚传统接触器产生三大故障的原因及其解决的途径。 1．铁芯发响：
究其原因，是交流电磁铁在电流过零时，吸力减少到小于反力时，铁芯吸合不牢，当铁芯极面不平时，就会产生噪声，这就是铁芯发响。在制造厂发响的铁芯是不会出厂的，尽管标准规定距离1m处，噪声不得超过40分贝，但出厂的标准往往是靠人工手感来判定，超过微麻就判不合格，目前用手感测铁芯是否合格，应该说是较严的。当然不是一个科学的标准，但是在生产车间环境噪声较高，使用分贝仪测试鉴别的方法也有不便。当手感出现分岐时，有事先存放的样品作为判据。在生产厂减少噪声的方法，将铁芯铆牢、磨平，达到要求即可。在使用中，出现噪声而停止使用的情况大致有：
1）极面有污垢物（如铁芯生锈、油污垢）；
2）分磁环断；
3）有异物落在极面上（如细小固态颗粒）它们都会使铁芯产生较强的噪声。 2． 线圈烧坏的原因较多： 2.1 设计裕度不够：
2.1.1 漆包线的选用不当：为了降低成本，选用耐温130℃以下的漆包线。甚至选用油性漆包线。
2.1.2 线圈温升：设计一般要求60K以下，高强度聚脂漆包线的耐热一般选用155℃，有的设计人员为了降低成本减少线圈匝数，提高线圈温升至70K～80K有的甚至达到90K，使线圈漆包线长期处在高温下工作，降低了线圈绝缘强度。
2.1.3 吸力、反力配合不完好：电压低时，吸合困难，动作时间长，线圈承受起动大电流的时间增加，更加使线圈发热电阻增大，又驱使吸力更明显欠缺，吸合更加困难，直至不能吸合。线圈在空心电抗下工作，线圈电流大很快会烧坏。
2.1.4 产品工作电压范围不够宽，电压低于85%可能出现热态不能吸合，电压高于110%时，线圈过热烧坏。 2.2 生产过程中控制不严或失控：
2.2.1 进厂检验不严：漆包线漆膜不匀，局部露裸线存在针孔超标。
2.2.2 线圈绕制工艺存在缺陷，无涨力控制或控制不当；绕制线圈时，控制绕线涨力，是确保线圈不至绕制太松，更不要太紧，使漆包线拉长，造成绝缘耐压降低。 2.3. 使用中的相关问题：
2.3.1 控制线圈的电源：由变压器供电时，变压器输出的电压，达不到额定电压Us的要求值；电压过高超过标准规定。
2.3.2 控制线圈电压选用的影响：Us有380V、220V、110V直至12V可供选用，选用的一般原则：
a、Us不宜太高，能用110V不应选用380V，因为高电压匝数多，分断时会产生很高的过电压，损坏线圈绝缘，电压高的线圈，用漆包线更细一些，细的漆包线绕制时涨力控制稍有偏差会使线圈产生层间、匝间绝缘强度的降低。
b 、Us也不宜太低，能用48V的不宜选12V，因为当电压低于20V时，触头接通有时会出现接触不可靠。低电压线径较粗，漆包线不会产生拉伸变细，但过粗的线径不便于绕制，尤其是大容量（250A）以上的接触器，最好不选用Us低于110V的电压值。 3. 触头熔焊产生的原因：
3.1 设计选材不合理：有的设计人员，认为纯银触头在25A的电路中耐磨性能不如含银量低的AgNi10，通过实践证明AgNi20在32A电路中，也有较好的耐电磨损性能，为了节约用银，有的企业技术人员选用含银量低的AgCdo15触头，降低了产品性能。
3.3.5 重载起动时，网络电压Us跌落到85%以下，甚至达到70%使起动接触器不能可靠吸合，产生抖动。主触头在起动电流下连续通、断，电弧熔化触点，直到熔粘焊牢。
3.3.6 连续频繁点动：点动对于要求运动机械产生很小的位移是一种常用的方法，例如，冲压机对模，起重机械吊起时或吊重物要求轻放时。由于点动电动机只能转动一个很小的角度，就立即分断，连续频繁的点动，使触点处在大电流燃弧下工作，使触点熔焊而粘牢，故障立即发生。
综上所述，一个传统的好接触器，能保证做到符合GB、IEC、VDE等标准的要求，但仍然有出现故障的可能。因此如何改进设计，提高产品性能，使产品达到有较高可靠性已是一个课题。