Руководство по контактору компрессора: как он работает, признаки неисправности и замена

Техник по коммерческому холодильному оборудованию однажды обнаружил, что блокировка компрессора произошла из-за небольшого электромагнитного переключателя, который сработал более 200 000 раз. Сам компрессор был в порядке, заправка хладагента была в порядке, и единственной неисправной деталью был контактор, управляющий двигателем. Эта последовательность повторяется в тысячах систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения каждый год. Контактор компрессора находится между цепью управления и двигателем, и когда он выходит из строя, обычно страдает остальная часть системы, прежде чем кто-либо это заметит. Понимание того, как это работает, почему происходит сбой и как выбрать правильную замену, — это кратчайший путь к уменьшению количества обратных вызовов служб.

Что такое контактор компрессора и почему это важно

Контактор компрессора представляет собой переключатель с электрическим управлением, созданный с учетом конкретных требований нагрузки двигателя. В отличие от обычного тумблера или небольшого сигнального реле, он должен разрываться и образовывать высокоиндуктивную цепь, по которой течет ток запертого ротора. Основными компонентами являются катушка, подвижный контактный узел и дугостойкая коммутационная камера. Клеммы катушки обычно имеют маркировку A1 и A2. Когда схема управления подает питание на катушку, магнитное поле тянет якорь вниз и замыкает контакты линии и нагрузки. Когда управляющий сигнал прекращается, пружина снова размыкает контакты.

График тока выше показывает, почему работа компрессора настолько тяжела для контактов. Когда двигатель неподвижен, он ведет себя почти как короткое замыкание, потребляя ток запертого ротора, который может в шесть-восемь раз превышать силу тока при полной нагрузке. Этот всплеск длится всего лишь долю секунды, но он создает интенсивную дугу при размыкании контактов и локализованную горячую точку при их замыкании. Дуга разрушает контактный материал, и бросок нагревает контактную поверхность быстрее, чем металл успевает его рассеять. Контактор, выбранный только для рабочего тока двигателя, в конечном итоге сварит свои контакты или потеряет достаточно материала, что приведет к опасному падению напряжения. Поэтому номинал контакта должен основываться на броске тока для наихудшего случая, а не на установившемся значении.

Почему контакторы компрессора выходят из строя

Первый вывод: большинство отказов контакторов компрессоров происходят из-за износа электрических контактов, повреждения катушек, механической усталости или плохих контактов. Питтинг является наиболее распространенной неисправностью, поскольку при каждом переключении возникает дуга, которая разрушает серебряную поверхность. Перегорание катушки обычно следует за работой при пониженном напряжении, поскольку катушка, которая не может полностью замкнуться, продолжает потреблять большой ток и перегревается. Сварные контакты обычно являются конечным результатом повторяющихся бросков напряжения или вибрации контактора, который никогда не прекращает искрение. Незакрепленные клеммы встречаются реже, но наиболее опасны, поскольку создают тепло, которое может распространиться на проводку.

Приведенное выше распределение отражает опыт выездных сервисных организаций, осуществивших тысячи замен контакторов компрессоров. Изъязвленные контакты являются причиной примерно одного из трех отказов, что соответствует физике повторяющегося искрения. Перегорание катушки является вторым, и его часто можно предотвратить, поскольку оно имеет тенденцию следовать за слишком низким или чрезмерно шумным напряжением питания цепи управления. Сварные контакты и механический износ вместе составляют около трети оставшихся случаев. Незакрепленные соединения — это самая маленькая категория, но самая рискованная, поскольку плохое соединение приводит к нагреву и, в конечном итоге, к расплавлению клеммной колодки. При проверке неисправного контактора сопоставление видимых повреждений с этими категориями указывает на то, находится ли основная причина в самом контакторе или где-то еще в системе.

Неисправный контактор редко выходит из строя бесшумно. В таблице ниже показаны распространенные предупреждающие знаки, соответствующие вероятной причине, шагу проверки и соответствующему ответу.

Как выбрать контактор компрессора

Выбор контактора компрессора сводится к трем решениям: напряжение катушки, номинальный ток контакта и материал контакта. Сделайте первые два правильно, и контактор, вероятно, переживет компрессор. Напряжение катушки должно соответствовать цепи управления, обычно 24 В переменного тока в жилых системах отопления, вентиляции и кондиционирования, 120 В или 240 В переменного тока в коммерческих панелях и 24 В постоянного тока в системах управления на базе ПЛК. Номинал контакта должен превышать силу тока полной нагрузки компрессора, а также выдерживать ток заторможенного ротора во время запуска. Материал контакта определяет, как долго контактные поверхности противостоят дуговой эрозии и сварке.

На гистограмме сравнивается типичная электрическая износостойкость для четырех контактных материалов на основе серебра при переключении нагрузок двигателя. Оксид серебра-кадмия (AgCdO) исторически имел самый длительный срок службы, но его использование ограничено во многих странах, поскольку кадмий токсичен. Оксид серебра и олова (AgSnO2) является современным заменителем и обеспечивает превосходную стойкость к сварке, что делает его предпочтительным выбором для контакторов компрессоров. Серебряно-вольфрамовый сплав (AgW) выдерживает очень высокие пусковые токи, но имеет тенденцию развивать более высокое контактное сопротивление по мере износа. Серебряно-никель (AgNi) экономичен и подходит для умеренных коммутационных режимов, но он разрушается быстрее под сильным напором заблокированного ротора компрессора. Для новых разработок AgSnO2 является наиболее сбалансированным выбором между производительностью и соответствием нормативным требованиям.

Согласование напряжения катушки со цепью управления

Общие варианты напряжения катушки контактора компрессора включают:

• 24 В переменного тока: жилые системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и небольшие холодильные контуры.
• 120 В переменного тока: коммерческие комплектные устройства и сплит-системы
• 208/240 В переменного тока: большие панели коммерческого назначения и легкой промышленности.
• 24 В постоянного тока: выходы ПЛК и автоматизации здания

Большинству контакторов для срабатывания требуется около 85 % напряжения катушки, указанного на паспортной табличке. Если во время запуска компрессора напряжение цепи управления падает ниже этого значения, контактор начнет вибрировать и сгорит свою катушку. Измерьте напряжение катушки на клеммах во время запуска устройства.

Тестирование и обслуживание контактора компрессора

Проверка контактора компрессора занимает около десяти минут и требует лишь мультиметра и отвертки. Используйте эту последовательность действий всякий раз, когда компрессор перестает запускаться или панель начинает гудеть:

1. Отключите все источники питания и заблокируйте панель.
2. Измерьте сопротивление катушки между A1 и A2 и сравните его со значением, указанным на паспортной табличке.
3. Подайте питание на катушку или замкните контакты вручную и проверьте падение напряжения на каждой паре линейной нагрузки.
4. Убедитесь, что контакты размыкаются чисто, когда катушка обесточена.
5. Осмотрите контактные поверхности на предмет точечной коррозии, переноса серебра или сварки.
6. Убедитесь, что винты клемм соответствуют значениям крутящего момента, указанным на контакторе.

Показания катушки в пределах 10% от сопротивления паспортной таблички обычно являются исправными. Падение напряжения на замкнутой контактной паре должно быть близко к нулю; все, что выше нескольких сотен милливольт при номинальном токе, сигнализирует о точечной коррозии. Не подпиливайте и не чистите современные серебряные контакты. Загрязненные контактные поверхности хуже дугят и быстрее выходят из строя.

Релейные альтернативы для панелей управления компрессорами

Не для каждого компрессора требуется традиционный контактор. Многие OEM-производители, создающие компактные платы управления компрессорами, используют сильноточные реле, монтируемые на печатную плату, когда двигатель небольшой и цикл переключения умеренный. Эти реле обеспечивают одинаковую электрическую изоляцию, занимая небольшую часть пространства панели. Серия CY T90 представляет собой реле SPDT на 30 А, а серия CY T91 расширяет эту мощность до 40 А. Для более крупных систем или выходов ПЛК с большим циклом промышленное силовое реле CY13F предлагает переключение 4PDT в корпусе, монтируемом в розетку.

На диаграмме сравниваются три серии реле, которые можно использовать для переключения компрессоров внутри компактных панелей управления. Серия T91 имеет самый высокий номинал контактов и самый высокий запас по устойчивости к броскам, что делает ее очевидным выбором для двигателей с высоким значением тока при заторможенном роторе. Серия T90 рассчитана на ток 30 А и имеет очень хороший механический срок службы, что подходит для небольших компрессоров и двигателей вентиляторов тепловых насосов. Промышленное реле CY13F лидирует по электрической и механической долговечности, поэтому оно подходит для многоцикловых применений, где на панели уже используются реле, монтируемые в гнезда. Плотность монтажа и гибкость управления варьируются в зависимости от серии, поэтому окончательный выбор зависит от того, есть ли у вас место на печатной плате или на DIN-рейке, а также от того, является ли ваш управляющий выход обычным термостатом или ПЛК. Реле, выбранное слишком близко к своему пределу, будет вести себя точно так же, как дешевый контактор: оно будет нагреваться, дребезжать и в конечном итоге выйдет из строя в самый неподходящий момент.

Компания Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics Co., Ltd., известная как CY Relays, уже почти три десятилетия производит электромагнитные реле и модули промышленного управления. Компания владеет патентами на полезные модели релейных структур с магнитной фиксацией и защелкиванием, что отражает практическую направленность на стабильность контактов и стабильность производства. В его каталоге представлены электромагнитные реле общего назначения, герконовые реле, реле с магнитной фиксацией и релейные модули. История производства и принципы качества документированы на о странице . Если вы ищете контактор на замену или разрабатываете контроллер компрессора на основе реле, запрос данных о сроке службы и вариантах катушки перед заказом предотвращает большинство отказов на месте.

Сильноточное однополюсное реле CYT90 для переключения 20 А/30 А Это компактное реле от CY Relays выдерживает ток до 30 А с однополюсными контактами и несколькими вариантами монтажа, что делает его практичным выбором для контроллеров мощных компрессоров или замены громоздких контакторов. Посмотреть продукт →

Компактное реле CYT91, 30 А с дополнительными медными клеммами Это реле, предназначенное для сильноточных приложений в условиях ограниченного пространства, коммутирует ток до 30 А при 250 В переменного или 28 В постоянного тока, поддерживает широкий диапазон напряжений катушки от 3 до 48 В постоянного тока и оснащено медными клеммами с низким сопротивлением для надежной работы в автомобильных системах и системах постоянного тока. Посмотреть продукт →

Промышленное силовое реле CY13F 4PDT с 14-контактным цоколем Благодаря четырем независимым переключающим контактам это реле обеспечивает синхронное многоконтурное управление промышленным оборудованием. Он коммутирует нагрузку 5 А и поддерживает широкий диапазон напряжения катушки от 12 до 200 В переменного/постоянного тока, что упрощает требования к сложной логике и изоляции. Посмотреть продукт →

Контрольный список окончательного выбора

Прежде чем покупать контактор компрессора или его замену на основе реле, просмотрите этот контрольный список:

• Проверьте напряжение катушки управления в соответствии с реальной цепью управления, а не с этикеткой на старой детали.
• Рассчитайте силу тока компрессора при полной нагрузке и ток при заторможенном роторе по паспортной табличке двигателя.
• Выберите номинал контакта, который соответствует значению заторможенного ротора, особенно для режима работы.
• Убедитесь, что материал контактов соответствует частоте переключения и пусковым характеристикам.
• Учитывайте температуру окружающей среды, влажность и вибрацию панели.
• Узнайте у поставщика механический срок службы, электрический срок службы, варианты катушек и расположение клемм.

Контактор компрессора — это небольшой компонент, выполняющий важную работу. При правильном выборе и обслуживании он надежно переключается в течение многих лет. Если его размер занижен или его игнорируют, он может вывести из строя компрессор. Двигатель всегда просит ток, контакты пытаются его подать, и первым выходит из строя самое слабое место. Дайте этому слабому месту правильные оценки, и остальная часть системы продолжит работать. Если вам нужна помощь в подборе реле к нагрузке вашего компрессора, страница контактов — хорошее место для начала технического разговора.