接触器的基本知识

一、接触器的作用

接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或分断交、直流电路及大容量控制电路，属于控制类电器。它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放等保护功能，而且还具有控制容量大、工作可靠、操作效率高、使用寿命长等优点。接触器有主、辅触点，分别用于通断主电路和二次控制回路。

二、接触器的选用

交、直流接触器的选用方法相同，主要有：

1、按接触器的控制对象确定极数、电流种类，选择相应型式的接触器。

2、按主电路的参数，主要是考虑额定电压、额定电流、额定通断能力和耐受过载的能力来确定选择相应的接触器。

3、按控制电路的参数，主要是考虑电磁线圈的电压和电流来确定选择相应的接触器。

4、按工作制选用。例如长期工作制，应选接触器的额定电流要比长时间最大负荷大30%～40%；若为间断长期工作制，则接触器的额定电流可比最大负荷大10%～20%；若为反复短时工作制则视具体情况，可选择接触器的额定电流略大于最大负荷电流。

5、根据系统控制的要求，确定辅助触头的种类、数量和组合形式。对于辅助触头的容量选择，要考虑辅助触头的通断能力和其他参数。

6、对于接触器的接通与断开能力，选用时应注意一些使用类别中的负载，如电容器、钨丝灯等照明器，其接通时电流数值大，通断时间也较长，选用时应留有余量。

7、对于接触器的电寿命及机械寿命，由已知每小时平均操作次数和机器的使用寿命年限，计算需要的电寿命，若不能满足要求则应降容使用。

8、选用时应考虑环境温度、湿度，使用场所的振动、尘埃、化学腐蚀等，应按相应环境选用不同类型接触器。

9、接触器的额定电流应按电动机的额定电流和工作状态来选择。接触器的额定电流应为电动机额定电流的1.3~2倍。

三、交流接触器

1、交流接触器的型号及含义

 

2、电磁式交流接触器的结构原理

１）电磁式交流接触器的结构

电磁式交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系统及其它部分组成。

 

（1）电磁系统

电磁系统包括电磁线圈、静铁芯、动铁芯（衔铁）、分闸弹簧和铁芯短路环等几部分，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。

①当电磁线圈加上电压后产生电流，形成磁场，衔铁被吸向静铁芯，带动主触点闭合，辅助触点常开闭合，常闭打开。当电磁线圈断电时，在分闸弹簧作用下，衔铁恢复原位，主触头分闸，辅助触点也各自恢复原位。

②交流电的周期性变化使衔铁产生抖动和噪声，容易造成触点烧损，为了消除振动，在铁芯的端面局部镶嵌一个闭合的铜环，称为短路环。当磁通穿过短路环时，在短路环上产生感应电流，由此产生一个反磁通与主磁通叠加，使穿过短路环的合成磁通与没有短路环磁路中的磁通有一个相位差，即这两部分磁通的变化有一个时间差，不会同时经过零点，从而保证磁铁的可靠吸合防止出现振动。

③交流接触器的线圈电压在85%～105%额定电压时能保证可靠工作。电压过高，磁路趋于饱和，线圈电流将显著增大；电压过低，动铁芯吸合不上，线圈电流往往达到额定电流的十几倍。因此，电压过高或过低都会造成线圈过热而烧毁。另外，为限制涡流，动静铁芯均采用E形硅钢片叠压铆成。

（2）触头系统

触头系统是接触器的执行部分，包括三组主触头和几组常开、常闭辅助触头，和动铁芯连在一起互相联动。主触头的作用是接通和分断主回路，控制较大电流；辅助触头在控制回路中满足各种控制方式的要求。

（3）灭弧系统

①灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠地熄灭，以减少电弧对触点的损伤。

②容量在10A以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力拉长灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，则采用纵缝陶土灭弧罩及栅片灭弧。

（4）其它部分

有绝缘外壳及附件，各种弹簧、传动机构、接线柱等。

２）电磁式交流接触器的工作原理

当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置；当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁芯，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。

３、永磁式交流接触器的结构原理

１）永磁式交流接触器的结构

永磁式交流接触器主要由驱动系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。

（1）驱动系统

驱动系统包括电子模块、软铁、永磁体，是永磁式接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。

（2）触点系统

触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。

（3）灭弧系统

灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半密封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。

（4）其它部分

有绝缘外壳、弹簧、传动机构等。

2）永磁式交流接触器的工作原理

永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥、异性相吸的原理，用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。安装在接触器联动机构上极性固定不变的永磁铁，与固化在接触器底座上的可变极性软磁铁相互作用，从而达到吸合、保持与释放的目的。软磁铁的可变极性是通过与其固化在一起的电子模块产生十几到二十几毫秒的正反向脉冲电流，而使其产生不同的极性。根据现场需要，用控制电子模块来控制设定的释放电压值，也可延迟一段时间再发出反向脉冲电流，以达到低电压延时释放或断电延时释放的目的，使其控制的电机免受电网晃电而跳停，从而保持生产系统的稳定。

４、交流接触器的检查

运行中的交流接触器应定期检查，检查周期视具体的工作条件而定。检查的项目具体如下：

1）通过的负荷电流是否在交流接触器的额定值以内；

2）接触器的分、合信号指示是否与电路状态相符；

3）接触器的灭弧室内有无因接触不良而发生的放电声；

4）接触器的合闸吸引线圈有无过热现象；

5）电磁铁上的短路环是否有脱出和损伤现象；

6）接触器与进线或出线的连接点有无过热现象；

7）接触器的辅助触点有无烧蚀现象；

8）接触器的灭弧罩是否有松动或损坏现象；

9）接触器的绝缘杆是否有裂损现象；

10）接触器的吸引线圈铁芯吸合是否良好，有无过大的噪音，断开后能否返回到正常位置；

11）交流接触器周围的环境有无变化，有无不利于正常运行的情况，如导电尘埃、过大的振动、通风不良等。

５、交流接触器的维护

1)外部维护

（1）清扫外部灰尘；

（2）检查各紧固件是否松动，特别是导体连接部分，防止接触松动而发热；

2)触点系统维护

（1）检查动、静触点位置是否对正，三相是否同时闭合，如有问题应调节触点弹簧；

（ 2）检查触点磨损程度，磨损深度不得超过1mm，触点有烧损、开焊、脱落时，须及时更换；轻微烧损时，一般不影响使用。清理触点时不允许使用砂纸，应使用整形锉；

（3）测量相间绝缘电阻，阻值不低于10MΩ；

（4）检查辅助触点动作是否灵活，触点行程应符合规定值，检查触点有无松动脱落，发现问题时，应及时修理或更换。

3)铁芯部分维护

（1）清扫灰尘，特别是运动部件及铁芯吸合接触面间；

（2）检查铁芯的紧固情况，铁芯松散会引起运行噪音加大；

（3）检查铁芯短路环有无脱落或断裂，如有要及时修复。

4)电磁线圈维护

（1）测量线圈绝缘电阻；

（2）线圈绝缘有无变色、老化现象，线圈表面温度不应超过65°C；

（3）检查线圈引线连接，如有开焊、烧损应及时修复。

5)灭弧罩部分维护

（1）检查灭弧罩是否破损；

（2）灭弧罩位置有无松脱和位置变化；

（3）清除灭弧罩缝隙内的金属颗粒及杂物。

６、交流接触器的常见故障及维修

1）线圈通电后接触器不动作或动作不正常

（1）线圈损坏

用万用表测量线圈，若开路应修复或更换线圈。

（2）电源断路

检查各接线端子是否断线或松脱、开焊，检查辅助触点是否虚接，并进行修复。

（3）电源电压过低

测量电源电压是否与铭牌数据相符，不应低于额定值到85%。

（4）活动部分卡住或弹簧反力过大

卸下灭弧罩按动触头是否灵活，排除卡蹭现象，如有部件变形，应拆下更换。

2）线圈通电后短时过热冒烟

（1）电源电压过高

测量电源电压是否超过线圈额定电压1.1倍以上，并进行调整。

（2）线圈内部短路

测量并更换线圈。

3）线圈断电后，接触器不断开

（1）活动部分卡死

清除异物或更换严重变形的零部件。

（2）铁芯极面油垢粘着

用汽油清洗极面，并用干布擦拭干净。

（3）剩磁严重

如铁芯中柱无气隙，可磨锉0.1～0.3mm，或在线圈两端并联一只0.1~1微法的电容。

（4）反作用弹簧失效

更换或调整反作用弹簧。

（5）安装位置错误

按产品说明书更正安装位置。

（6）主触头熔焊

搬开触头用小锉去掉毛刺；如经常熔焊，则应检查产品工作环境，检查触头压力是否过小或闭合时触头跳动。

4）吸合后噪声大

（1）电源电压低

调整电源电压至85%～105%额定电压。

（2）极面间有异物或接触不好

清理极面或调整铁芯使接触良好。

（3）触头超行程过大或反作用弹簧力过大

减少超行程或调整反作用力至规定值。

（4）短路环断裂

仔细查找断裂处并加焊或更换短路环。

5）触头及导电连接板温度过高

（1）触头接触压力不足或超行程过小

调整主触头弹簧压力及超行程至规定值。

（2）触头接触不良

改善触头接触情况，必要时可稍加修锉触头表面，静触头与导电板固定要牢靠。

（3）紧固螺钉松脱

检查弹簧垫圈，断裂的应更换，接线处要牢靠，载流截面应足够大。

（4）触头严重磨损及开焊等

触点磨损至原厚度的1/3或已开焊，应更换新触头。

6）触头迅速烧毁

（1）吸引线圈电压过低，吸合不良

调整电源电压不应低于额定值的85%。

（2）触头参数相差太多

检查触头零件是否齐全，开距、超行程压力是否正确。

7）相间短路

（1）相间绝缘损坏

检查胶木，若炭化应予更换。

（2）相间绝缘介质有导电尘埃或潮湿

经常清理并保持干燥。

四、直流接触器

直流接触器主要用于远距离接通和分断直流电路以及频繁地启动、停止、反转和反接制动直流电动机，也用于频繁地接通和断开起重电磁铁、电磁阀、离合器的电磁线圈等。

１、直流接触器的型号及含义

直流接触器有CZ0、CZ17、CZ18、CZ20等多个系列，其中CZ0系列具有结构紧凑、体积小、重量轻、维护方便和零部件通用性强等优点。直流接触器的型号及含义如下：

 

２、直流接触器的结构

直流接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置三大部分组成。 

1）电磁系统

直流接触器电磁系统由铁芯、线圈和衔铁等组成，多采用绕棱角转动的拍合式结构。

（1）由于线圈中通的是直流电，正常工作时，铁芯中不会产生涡流和磁滞损耗，铁芯不发热。因此，铁芯可用整块铸铁或铸钢制成，铁芯端面也不需要嵌装短路环；

（2）由于直流电没有过零点，为保证线圈断电后衔铁能可靠释放，在磁路中常垫有非磁性垫片，以减小剩磁影响；

（3）直流接触器线圈匝数较多，电阻值大，铜损大，是接触器发热的主要部件。为了使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状，而且不设骨架，使线圈与铁芯间距很小，以借助铁芯来散发热量。

2）触头系统

直流接触器有主触头和辅助触头。

（1）主触头一般做成单极或双极，由于主触头接通或断开的电流较大，多采用滚动接触的指形触头，以延长触头的使用寿命。

（2）辅助触头的通断电流较小，常采用点接触的双断点桥式触头。为了减少运行时的线圈功耗及延长线圈的使用寿命，容量较大的直流接触器往往采用串联双绕组，接触器的一个常闭触头与保持线圈并联。

3）灭弧装置

直流接触器的灭弧装置是靠拉长电弧和冷却电弧来灭弧。由于直流电弧没有自然过零点，在同样的电气参数下，熄灭直流电弧比交流电弧要困难，往往会产生强烈的电弧，容易烧伤触点和延时断电。直流灭弧装置一般比交流灭弧装置复杂。

（1）小容量的直流接触器通常采用双断点结构，这对灭弧有利。

（2）大容量的直流接触器，通常采用单断点触点，单断点触点将电弧拉长，然后采用磁吹和窄缝式灭弧装置，并装有隔板及陶土灭弧罩。

（3）磁吹式灭弧装置主要由磁吹线圈、铁芯、两块导磁夹板、灭弧罩和引弧角等部分组成。它是依靠磁吹的作用使电弧拉长，并在空气和灭弧罩中快速冷却，从而使电弧迅速熄灭。作用于电弧的磁场力随电弧电流的大小而改变，电弧电流越大，吹灭电弧的能力越强，而且磁吹力的方向与电流方向无关。

３、直流接触器的工作原理

当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动触点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。

五、直流接触器与交流接触器的主要区别

1、交流接触器的铁芯会产生涡流和磁滞损耗，而直流接触器没有铁芯损耗。因而交流接触器的铁芯是由相互绝缘的硅钢片叠装做成E形；直流接触器的铁芯则是由整块软钢制成的，且大多做成U形。

2、交流接触器由于通过的是单相交流电，为消除电磁铁产生振动和噪声，在静铁芯的端面上嵌有短路环，而直流接触器则不需要。

3、交流接触器采用栅片灭弧装置，而直流接触器则采用磁吹灭弧装置。

4、交流接触器的启动电流大，其操作频率最高约600次/h，直流接触器的操作频率最多能达到1200次/h。