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淺談變頻器專用接觸器的設計思路(轉載)

 

1 引言

  接觸器是變頻器控制中的常用電器元件,主要用于切換緩沖電阻及接通和分斷電路。接觸器的選用正確與否,直接影響到變頻器的工作質量和電氣設備的運行狀況,繼而影響到整個裝置的正常生產和安全穩定。認真對待接觸器的有關問題,對于提高變頻器的整機運行水平和產品質量水平很有現實意義。

2 目前變頻器行業在接觸器使用方面存在的問題

  目前我國大功率變頻器上使用的用來切換緩沖電阻的元件,有三種方案:單極直流接觸器、三相交流接觸器、晶閘管。

  2.1單極直流接觸器的絕緣電壓為僅為60v,存在安全規范問題

  目前在國產變頻器上使用的單極直流接觸器,其主要用于控制dc48v的直流電源,在通信電源,電動叉車等設備上被廣泛使用,但其絕緣電壓為僅有60v。

  我們知道,380v的變頻器整流后,在直流母線上的電壓為直流514v,對接觸器的絕緣電壓要求應為直流690v。690v的變頻器整流后的電壓為直流930v,對接觸器的絕緣電壓要求應為直流1500v。

  為了解決絕緣不夠的問題,有些變頻器生產企業采用懸空的辦法安裝該產品。這樣雖然避免了該產品與變頻器外殼直接接觸,變頻器在關上門正常運行時沒有安全問題,但對日后變頻器的帶電檢修和調試留下了安全隱患。還有一部分變頻器生產廠,將這種產品直接安裝在機殼上,給變頻器留下了更為嚴重的安全隱患。

  由于這種接觸器不是針對變頻器設計的,雖然它非常接近符合變頻器對接觸器的要求,但如果使用這種絕緣電壓為僅有60v的單極直流接觸器,會使變頻器存在致命缺陷。

  另外這種單極直流接觸器的操作電壓為直流,線圈啟動電流為5a左右,對開關電源有沖擊。

  2.2三極交流接觸器,不防塵、成本高

  如采用三極交流接觸器,須用母排將三極主觸頭進行并聯,增加了成本。交流接觸器不防塵,在粉塵較多的環境下易出故障。因觸頭的三個極在吸合或釋放時均存在不同步誤差,故在吸合或釋放的瞬間實際上只有單個觸頭在接通主電流,超過了單個觸頭的接通能力,一但一極觸頭出現故障,如觸頭融化、粘連等,就會發生雪崩效應,接觸器的壽命也就會大大降低。為了滿足接觸器的使用壽命,一般采用在選型時加大接觸器容量,但增加了成本。

  額定工作電壓380v的交流接觸器主要用途為控制交流電機,其特性符合對交流電機控制的要求,但不能完全符合變頻器的特點。

  2.3晶閘管,非主流

  晶閘管有發熱情況,需配散熱器,易燒毀。通過程序控制,系統復雜。

3 變頻器專用接觸器的設計思路

  變頻器到底需要什么樣的接觸器?答案是:

  (1)能滿足變頻器的絕緣要求,提高變頻器的安全性

  針對變頻器的絕緣特點,接觸器外殼采用增強阻燃尼龍66,絕緣電壓為直流1500v,工頻耐壓3500v。消除安全隱患,產品可直接安裝在機殼上,提高變頻器的安全性。

  (2)單極直流

  由于接觸器在直流母線上工作,切換一個緩沖電阻,只需一極。故設計為單極直流。根據18.5kw以上功率的變頻器使用緩沖電路接觸器的特點,接觸器的電流規格應為50a、100a、200a、265、400a、600a、800a等。

    (3)耐高溫、防塵

  低壓變頻器的功率元件為igbt,在工作時要產生熱量,為了散熱要在變頻器殼體上裝風扇用來散熱,這就導致變頻器內部的防塵性能大大降低。也就是安裝在變頻器內部的接觸器是在溫度較高,粉塵較多的環境下工作。為了解決這些問題,接觸器的線圈采用耐180℃高溫的漆包線繞制,觸頭系統和磁系統均應封閉在殼體內。

  (4)滿足各種規格的控制電壓

  變頻器中的接觸器,控制電壓分為直流和交流兩種流派。直流控制以dc24v為主,主要理由是他們認為直流24v散熱風扇性能比較穩定,故接觸器也采用直流24v,可以和風扇共用一個開關電源。

  交流控制以ac220v和380v為主。交流220v需通過控制變壓器,雖提高了接觸器的可靠性,但也增加了成本,而交流380v則無需控制變壓器。

  關于控制電壓可以說是見仁見智,直流24v,ac220v和380v都是可以的。

  (5)安裝方式符合目前變頻器的規范

  目前三相交流接觸器在變頻器上使用的品牌很多,較難有一個適合行業的外形及安裝尺寸,但在設計時可考慮螺釘和卡規兩種安裝方式。

  單極直流接觸器的生產廠家不多,且產品安裝尺寸比較統一。故在設計時外形和安裝尺寸與現有產品保持一致,變頻器廠家無需任何改動就可直接使用。

 結束語

  綜上所述,絕緣電壓高,單極直流,耐高溫,防塵,線圈啟動電流小,維持功耗低,安裝方便等特點是變頻器對接觸器的要求。

  思路決定出路,有了先進正確的設計理念,必然可以產生領先的產品。變頻器專用觸器的性能完善,其安全性、可靠性、先進性均非常卓越,填補了市場空白,并可以有效的降低變頻器行業的生產成本和運行成本,提高變頻器的安全性和可靠性,將成為變頻器緩沖接觸器的發展趨勢。

 變頻器在我國發展的30多年間,經歷了認知階段、組裝階段和生產制造階段,目前國內已有進口、國產變頻器廠家近200家。國內品牌已逐步具備和進口品牌抗衡的能力,變頻器專用接觸器的誕生,必將為國內品牌在激烈的競爭中助一臂之力。

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