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1、1. 交流接触器线圈防剩磁粘合的去磁电容的计算公式交流接触器线圈防剩磁粘合的去磁电容的计算公式。这里有什么物理学知识呢？我们知道，若线路中有电感和电容时两者会发生谐振。如果谐振频率已知，则我们可以从谐振频率中可推出电容值，如下：这个表达式与我们的主题有何种关系？是这样的：当交流接触器线圈得电时，这时线圈中的电流是交变的，所以接触器线圈的铁芯不会出现剩磁；当交流接触器失电时，线圈会产生反向电动势在线路中放电，由于放电电流是逐渐衰减的直流，所以铁芯会出现剩磁。如果我们用电容与线圈并联，且其谐振频率等于工频频率，则失电后的线圈会与电容产生逐渐衰减的振荡交变电流，这样就不会在铁芯中产生剩磁了。我们从上
2、式中看到接触器线圈是以电感量的形式出现在计算式中，为此，我们要从感抗中解出电感值。我们再看以下表达式：这样一来，我们就能得到电感量了。但是问题又来了，如果我们将接触器手册中查到的保持电压值去处以保持电流值，得到的是线圈阻抗X，X等于电压U与保持电流IRUN之比，即X=U/IRUN我们发现，X中既有电阻项也有感抗项，怎么办呢？一般地，接触器线圈的电阻与感抗的比值为3：5。若设K为感抗与阻抗之比，则有：K=5/8=0.625于是有：将这个表达式代入电容的表达式，我们得到：最后这个式子就是电容值的计算公式了。注意：表达式是以法拉为电容单位的，最后换为以微法为单位。先来看ABB的A系列接触器参数：我们
3、以A9接触器为考察对象。我们看到A9接触器的保持功耗为8/2，前者为VA，后者为W。由于线圈电阻发热功耗是以W来定义的，而以VA来表达则表示线圈的能耗视在功率， 我们用发热功耗除以视在功率，得到2/8=0.25，可见线圈电阻占阻抗的比值大约为0.25，而感抗占阻抗的比值则大约为0.75，这与我们定义K的取值为0.625很接近。说明：一般地，接触器线圈电阻与阻抗之比大约为3：5，而高灵敏中间继电器对应的比值大约为10：1，说明高灵敏中间继电器线圈的电阻值更大。我们将8除以220，得到IRUN=8/220=0.03636A，代入电容计算式，得到：C=5093x0.03636/220=0.8417微
4、法这就是A9交流接触器线圈所需要配备的去磁电容值。其实，观察一下C的表达式，我们只需要将5093乘以视在功率再除以电压的平方即可，即5093X8/2202=0.8417微法，结果一样。最后，我给出计算交流接触器去磁电容的计算式，如下：式中：C是去磁电容，单位是微法；IRUN是接触器线圈保持电流，单位是安；U是接触器线圈电压，单位是伏；S是接触器保持状态下的视在功率，单位是伏安。至于系数5093，当然可以采用5080，因为它并不影响计算结果，偏差只有0.26%。2. 远程控制交流接触器的电缆长度计算公式先看下图：我们看到线位号109、103、111、113处有两只控制按钮START和STOP，这
5、两只控制按钮属于外控，我们要用三芯电缆来敷设。这条电缆的长度要用什么公式来计算？我们来看如下简化图：首先，我们来思考长控制线的分布电容对接触器的工作产生什么影响：（1）分布电容会产生漏电流。若漏电流大于接触器的保持电流，将使得接触器无法分断。对于长控制线来说，到底是线路压降影响大还是线路分布电容影响大。由于交流接触器线圈的吸合电流小，线路压降并不大。实践证明，分布电容的影响来得更大。我们来看分布电容的计算式：这个式子看起来很麻烦，不过没关系，我们还要进行简化。（2）线路压降问题如果分布电容的电流大于接触器的吸合电流，则接触器将不经过START按钮的控制而直接吸合动作。不过，要让接触器动作，则必
6、须要考虑线路压降。我们来看下式：前面已经说过，长控制线主要影响接触器的释放，因此电压降问题我们暂且不考虑。在实际计算时，我们要将分布电容折算成容抗，而容抗与接触器线圈的阻抗串联，于是我们很容易知道，只要接触器线圈阻抗上的电压降大于接触器的释放电压，则接触器就不能释放。中间的演算过程就省了，我们只看结果。这个计算式是：这里，Pe是接触器维持功率，Ue是接触器线圈的额定电压。同时，推导时已经考虑到电缆是三芯的，即自然对数中的数值取3。我们来看实例。先给出ABB的A系列交流接触器参数，如下：再看一眼计算公式：注意，这里的电缆长度L指的是临界长度，也即电缆长度的最大值。电缆长度L的单位是米。我们还是以
7、A9接触器为例，它的保持功率是2W，电压是220V，代入上式后，得到：L=833x2x103/2202=34.4m我们再以A75接触器为例，它的保持功率是5.5W，电压也是220V，代入式子后，得到：L=833x5.5x103/2202=94.7m我们发现，75安的接触器A75比9安的接触器A9所使用的控制电缆临界长度要长得多。对于同一种导线，其分布电容值是固定的。当此导线被应用在不同的保持功率的交流接触器控制回路中，保持功率越大，则越不容易受到分布电容漏电流的影响，其电缆临界长度也就越长。3. 动作频繁的重载接触器如何选择说到这个问题，我们首先要弄清楚接触器是如何选用的。在IEC158-1中
8、，根据不同的控制对象及操作条件把接触器的使用范围划分为五个不同类型。我们来看一下：此表中：Ur为恢复电压，U为接通前的电压，Un为额定电压那么这里的JK0到JK4是什么意思呢？JK0:无感或微感负载，例如电阻炉和钨丝灯。请特别注意这里的电阻炉JK1:起动和运行绕线式电动机JK2:绕线式电动机的起动、反接制动、可逆和频繁通断JK3:笼型电动机的起动和停止JK4:笼型电动机的起动、反接制动、可逆和频繁通断那么电动机在不同电压下的额定电流是如何计算呢？可按下式：现在我们来看看反复短时工作制下的接触器工作电流IC的计算式：其中：IC是接触器的工作电流，Pn是电动机的额定功率，Un是额定电压，KS是交流
9、接触器的负载系数KS的确定方法见下图：现在我们来看实例。这是ABB电动机的参数：我们选用11kW的电机，它的极数是4，所以同步转速是1500转/分，实际转速是1450转/分。假定此电机在重载下工作，且动作频繁，在额定转速下的操作频率为300次/小时，我们来选择交流接触器：查表中的曲线3后得知，KC的值大约为0.32，我们把它代入计算式：IC=11X103/（1.3X0.32X380)69.60A再看ABB的接触器参数：我们可以选择A75接触器。如果合分次数低于300次/小时，我们可以选用A63接触器。4. 不同环境温度下如何选择热继电器热继电器的内部热元件如果没有配热补偿，则随着温度的变化其热
10、保护参数需要调整。一般规定40摄氏度的保护参数为标准值，其它的环境温度就要根据与40度的偏差进行调整。我们看下图：设某电机额定功率为7.5kW，额定电流为15A。我们采用某型热继电器，额定电流为22A，调节范围为1422A。已知使用环境温度为10度，那么该如何整定热继电器电流呢？我们知道热继电器的整定电流It为：It=(0.951.05)Id，于是我们将热继电器整定在15A。查上图发现，10度时对应的整定电流应该提高104%，也即It=15x104%=15.6A，也即调整到16A。也即电机在低温或高温环境中允许的运行功率的波动，根据对电机保护的实际需要设定热继电器的整定电流值。5. 短时工作制
11、下的如何选择热继电器首先，我们先明确什么叫做短时工作制。在国家标准GB 14048.4-2010(低压开关设备和控制设备_第4-1部分_接触器和电动机起动器_机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)中有如下叙述：我们明确了所谓短时工作制是指电机在无载状态下可以冷却到与室温相同的温度。第5个问题实质上讲的是反复短时工作制下的热继电器如何选择和调节参数。在多种书籍中都有这方面的描述，用其中一本书的摘录给大家看看：书中的设置方法是正确的，只不过它公式中存在一处错误。我将此摘录进行分析和讨论。我们知道，热继电器的条件范围是0.95到1.05。我们来看下图：图中最底下这条长线是Kz/Kd。因为Kz=
12、Iz/Ide，而Kd=I1/Ide，于是Kz/Kd=IzxIde/IdexI1=Iz/I1，也即热继电器的整定电流Iz与电动机负载电流I1之比。如果我们把I1理解为电动机额定电流，按一般热继电器的整定值范围，Kz/Kd比值也应当是0.951.05。但我们已经知道，这里所讨论的电动机处于反复短时工作状态，所以Kz/Kd直线上的0.95和1.05是两个关键点。我们看到，在0.95点上出现了电动机每小时起动次数的垂直线，而在1.05点亦成为TD直线的终点。这是为什么呢？我们首先来观察图中间的时序图。图中T1是电动机的起动段，T2是电动机的运行段，T3是电动机的停止段，这三段合并后S时间长度为T。我们
13、再看如下TD的表达式：这里有两个表达式。第一个表达式的分母是T4，第二个表达式的分母是T，从时序图看，第二个表达式是正确的。奇怪的是：几乎所有书籍中的表达式分母都是T4。可见这些书籍的作者都是互相摘抄，并未仔细分析此图中的数据关系从TD的表达式中我们能看出什么呢？我们首先来设想一下，当电动机处于TD值为100%是什么状态？这时的电动机处于不断的重复起动、运行，再起动、运行这样的状态中，电动机完全没有冷却时间。由于电动机的电流平均值较大，因此热继电器的设定值取为1.05。这就是电动机每小时起动次数的直线设定在Kz/Kd=1.05点的原因。我们还看到电动机的起动时间长度T1曲线是从Kz/Kd=1.
14、30开始的，这个值是热继电器调节范围的最大值。现在我们来看最上边的一条直线，它是Kq/Kd。因为Kq/Kd=Iq/I1，所以这条直线本质就是电动机的起动倍数。我们看到，起动倍数Kq/Kd直线与每小时自动次数Zj直线的交点是：电动机起动倍数为10倍，每小时起动次数为164次，同时热继电器的整定值是0.95。由此可见，此图的右上角是热继电器工作的最严酷点这个图分析到这里，我们大体上弄明白了其中的道理。此图设计是相当精妙的，它把与热继电器保护特性相关的主要因素都考虑在内了。6. 中间继电器工作在直流电源中的参数计算6.1有关中间继电器应用在直流回路中其触点的串并联我们来看下图：上图中，我们看到有n个
15、触头并联。如果每个触头的接触电阻和体电阻之和为Rc，流过每个触头的电流为Ic，则总电流I=nIc。同时，触点两端的电压为：Uc=U-IR。于是流过触点的电流为：Ic=(U-IR)/Rc我们对上式求导，得到：dIc=-(U-IR)/Rc2dRc由于触点的分散性，如果每个触点的电阻为Rc=r+r，也即由其额定电阻值加上偏差电阻值构成。当然，这里的r可能为正偏差也可能为负偏差。由此，我们可以得到下式：在这里，Icn是流过每个触点的平均电流，后面跟着的部分就是电流偏差。我们看到，这个电流偏差是与触点接触电阻的偏差成正比。我们来设想一下：虽然并联触点属于同一只中间继电器，但其闭合有先后，且闭合后因为接触电阻不一致，于是流过各个触点的电流也不一样。如果接触电阻较小，则流过此触点的电流较大，反之则较小。我们将中间继电器触点并联的目的是增大其载流能力。例如，若我们需要中间继电器合分5A的电流，但每个触点只能流过2A的电流，于是我们就用三组常开触点并联，每只触点流过的电流平均值是5/3=1.7A，小于2A，与触点的额定载流能力相差15%。但从上边的推导式看出，如果接触电阻造成的偏差大到一定程度，则由于接触电阻的原因，这15%的载流富裕将被抵消。最后出现这样一种情况：接触电阻较小的触点电流大，于是损耗也大，使得此触点的接触效果变差；
