研發A系列接觸器電壽命檢測試驗臺
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【摘 要】對于接觸器電壽命的檢測，傳統方案采用陪試品進行電路切換，用單片機技術或PLC技術控制進行數據采集。因此，對于大電流接觸器(A750)電壽命檢測(AC-3)，很難找到合適的陪試品，并且陪試品接通和分斷導致電路切換的時間很難控制，測試效率也不高，單片機技術和PLC技術采樣頻率不高導致得出的數據不夠精確。新方案采用可控硅技術進行電路切換，測試效率高，實現了電路切換迅速、精確，IPC高頻率的采樣使得測試的波形和數據在人機界面清晰準確的顯示。
【關鍵詞】接觸器;可控硅;工控機;電壽命檢測
引言
在低壓開關行業中，接觸器主要用于遠距離控制接通和分斷頻率不高的設備，為了保證接觸器有可靠的接通和分斷能力，所以對接觸器質量的檢測是必不可少的，其中包括電壽命的檢測。接觸器電壽命的檢測就是在常溫(高溫)環境下對接觸器進行通電(標稱的額定電流)，接觸器觸點通斷正常所能達到的次數。根據JB2455-85“低壓接觸器”中規定了不同使用類別時驗證交流接觸器電壽命的試驗條件，制定了本課題接觸器電壽命檢測系統的四種試驗條件。
在傳統的接觸器電壽命檢測設備中，采用陪試品進行電路切換，這種方式存在很大的弊端。
(1)陪試品的觸點是機械動作，因此觸點在接通和斷開的時候存在電弧問題，電弧的產生影響檢測電流電壓準確度。并且隨著電腐蝕程度加大，電弧更大，燃弧時間更長，測量出的數據更不準確。
(2)對于大電流交流接觸器的測試，傳統方案要檢測A750有兩種方法：一種是找到額定電流為750AX6=4500A的接觸器;另一種是用幾個接觸器并聯，使并聯的幾個接觸器總電流達到或大于4500A。第一種方法中的額定電流為4500A的接觸器，ABB公司生產了一種額定電流為5000A拍合式接觸器，這種接觸器體積很大，價格也很高，造出來的檢測設備成本會很高。第二種并聯接觸器的方法無法保證幾個接觸器觸點同時接通和分斷，所以第一個接通和最后一個分斷的觸點很容易燒壞，從而導致測試的中止。
單片機技術和PLC技術在數據采集方面采用循環掃描方式，所以當主電路出現問題而需要掃描的程序很多時，主電路不能及時的受到保護。單片機和PLC處理任務單一，運算速度慢，在復雜應用和大量數據處理方面不適應。
1.總體方案設計
根據對目前接觸器電壽命測試臺存在的缺陷的改進，圖1為新方案的規劃。調節負載的可調電阻，可調電容以及可調電感，使之適應AC-3類測試。外接電源通過變壓器，把U變成1/6U。過控制部分，接通變壓器下端的三個可控硅，同時測量相電壓。待相電壓正常，接通測試品K1的線圈測試100ms后，通過控制部分切斷變壓器下端的三個可控硅，同時接通右側三個可控硅進行測試80ms，這樣一次測試結束。在這個過程中，采集了3個相間電壓，1個測試品兩端的電壓以及3個線電流。采集3個相電壓數據主要考慮電壓從U到1/6U切換電路造成短路，從而對變壓器造成損壞。采集測試品兩端的電壓由兩個作用，一是檢測測試品觸點是否完全接通和斷開;二是為了計算測試品的功率因素。采集3個線電流數據也有兩個功能，一是檢測線電流是否符合理論計算結果，對電路起保護作用;二是為了計算功率因素。
2.新方案關鍵技術確定
2.1 測試效率
根據AC-3類測試要求，接通時間和斷時間比為1：9。根據接觸器電壽命檢測要求，測試時間為100ms，所以分斷時間為900ms。
傳統方案采用陪試品，陪試品是觸點接通和分斷，接通和分斷時間相對較長且時間難以控制，為了保護主回路，傳統方案一般測試的測試品循環不超過3個。
采用可控硅代替陪試品，可控硅的切換時間相對于陪試品小得多，可以控制在5～20ms內。設循環測試n個測試品，所以測試時間為100n，分斷時間為1000-100n，每兩個測試品測試的時間間隔為(1000-100n)/(n-1)，因為時間間隔至少要為可控硅切換時間的兩倍，所以(1000-100n)/(n-1)≥40，即n=6或7，為了對主電路的保護，取n=6，因此大大提高了測試的效率。
2.2大電流接觸器的測試
額定電流大的可控硅在市場上很普遍，臺基峴峰品牌可控硅，有KK、KP、KA、KS、ZK和ZK系列，電流200A～5000A，電壓400V～7000V。在通過電流方面完全滿足檢測要求，而且價格很實惠。所以不存在陪試品第一種方法的缺陷。而且可控硅是無觸點的接通和斷開，所以不會存在陪試品第二種方法中燒壞的情況。
2.3采集的波形處理和對主回路的保護
工控機數據采集是終端處理方式，所以檢測到對主回路有危害的信號，可以快速的做出保護動作，避免主回路受到危害。同時工控機作為控制核心，人機界面可視性強，易于操作;設計平臺多，程序語言多，可移植性好;可以實現聯網，組態及遠程控制和訪問;具有同時處理多任務，運行速度快，所以適合處理大量數據的特點。
3.結語
本設計采用可控硅代替陪試品，避免了陪試品由于觸點的機械動作而造成循環測試效率不高和觸點斷開造成的電弧問題。同時運用工控機，加強了對主回路的保護和處理大量數據等優點。該系統具有試驗功能綜合的特點， 能高效地實現針對交流接觸器的AC3 /AC4試驗。它集試驗、保護、測量、通信和控制于一體，成本較低，便于產業化，具有較高的工業價值。
【參考文獻】
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