课题五 接触器
低压开关、主令电器等电器，都是依靠外力直接操作来实现触点接通或断开电路的，属于非自动切换电器。在电力拖动中，广泛应用一种自动切换电器——接触器来实现电路的自动控制，图2-20所示为几款常用的交流接触器的外形。
图2-20 常用交流接触器
接触器实际上是一种通用性很强的电磁式电器，它可以频繁地接通和分断交、直流主电路及大容量控制线路，并可实现远距离控制。主要用于控制电动机、电阻炉和照明器具等电力负载。具有远距离自动操作和欠压、失压自动释放保护功能等优点，在电力拖动和自动控制系统中得到了广泛应用。
接触器根据其主触点通过电流的种类不同，分为交流接触器和直流接触器两大类，本书仅介绍交流接触器。
一、交流接触器的结构及主要技术参数
1. 交流接触器的结构
CJ10-20型交流接触器的结构如图2-21（a）所示。
图2-21 交流接触器的结构和工作原理
由图2-21（a）可见，交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置和辅助部件等组成。
1）电磁系统
交流接触器电磁系统主要由线圈、静铁芯和动铁芯（衔铁）3部分组成。实际工作时，交流接触器利用电磁系统中线圈的通电或断电，使静铁芯吸合或释放衔铁，从而带动动触点与静触点闭合或分断，从而实现电路的接通或断开。
2）触点系统
交流接触器的触点按通断能力可分为主触点和辅助触点。
主触点用以通断电流较大的主电路，一般由3对常开触点组成。
辅助触点用以通断电流较小的控制线路，一般由两对常开触点和两对常闭触点组成，它们是联动的。当线圈通电时，常闭触点先断开，常开触点随后闭合，中间有一个很短的时间差。当线圈断电后，常开触点先恢复断开，常闭触点随后恢复闭合，中间也存在一个很短的时间差。这个时间差虽短，但对分析线路的控制原理却很重要。
交流接触器的触点由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。
交流接触器的触点按结构形式可分为桥式触点和指式触点两种，如图2-3所示。在触点上装有压力弹簧片，用以减小接触电阻以及消除开始接触时产生的有害振动。
3）灭弧装置
灭弧装置的作用是熄灭触点闭合、分断时产生的电弧，以减轻对触点的灼伤，保证可靠地分断电路。交流接触器常采用的灭弧装置有双断口结构的电动力灭弧装置、纵缝灭弧装置和栅片灭弧装置。该部分内容已在前文进行过介绍，此处不再赘述。
4）辅助部件
交流接触器的辅助部件有反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧片、传动结构及底座、接线柱等。
2. 交流接触器的工作原理
当接触器的线圈通电后，线圈中的电流产生磁场，使静铁芯产生足够大的电磁吸力，克服反作用弹簧的反作用力将衔铁吸合，衔铁通过传动机构带动辅助常闭触点先断开，三对常开主触点和辅助常开触点随后闭合。
当接触器线圈断电或电压显著下降时，由于铁芯的电磁吸力消失或过小，衔铁在反作用弹簧力的作用下复位，并带动各触点恢复到初始状态。
注意
常用的CJ20等系列交流接触器在85%～105%倍的额定电压下，能保证可靠吸合。电压过高，磁路趋于饱和，线圈电流会显著增大；电压过低，电磁吸力不足，衔铁吸合不上，线圈电流会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。
3. 交流接触器的符号
交流接触器图形及文字符号如图2-22所示。
图2-22 接触器图形及文字符号
4. 接触器的主要技术参数
1）额定电压
接触器铭牌上标注的额定电压是指主触点的额定电压。常用的额定电压等级如表2-28所示。
表2-28 接触器额定电压、额定电流等级表
2）额定电流
接触器铭牌上标注的额定电流是指主触点的额定电流。常用的额定电流等级如表2-28所示。
3）吸引线圈的额定电压
交流接触器有36V、127V、220V和380V等等级；直流接触器有24V、48V、220V和440V等等级。
4）机械寿命和电气寿命
接触器的机械寿命一般可达数百万次以至一千万次；电气寿命一般是机械寿命的5%～20%。
5）线圈消耗功率
可分为启动功率和吸持功率。值得注意的是，对于直流接触器，两者相等；对于交流接触器，一般启动功率约为吸持功率的5～8倍。
6）额定操作频率
接触器的额定操作频率是指每小时允许的操作次数，一般为300次/h、600次/h、1200次/h。
7）动作值
是指接触器的吸合电压和释放电压。通常规定接触器的吸合电压大于线圈额定电压的85%，释放电压不高于线圈额定电压的70%。
二、交流接触器的型号及含义
交流接触器的型号及含义如下：
目前，电力系统常用的交流接触器主要有CJ10、CJ12、CJ20、CJX1和CJX2等国产系列，引进国外生产技术的有，德国BBC公司的B系列，德国SIEMENS公司的3TB系列，法国TE公司的LC1、LC2系列等。这里以CJ20系列交流接触器为例进行介绍。
CJ20系列交流接触器是在20世纪80年代初统一设计的系列产品，该系列产品的结构合理，体积小，重量轻，易于维修保养，具有较高的机械寿命。主要适用于交流50Hz、电压660V及以下（部分产品可用于1140V）、电流在630A及以下的电力线路中，供远距离接通或分断电路以及频繁启动和控制电动机之用。CJ20系列交流接触器技术数据如表2-29所示。
表2-29 CJ20系列交流接触器技术数据
三、接触器的选用
1. 选择接触器的类型
根据接触器所控制的负载性质选择接触器的类型。通常交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器。如果控制系统中主要是交流负载，而直流负载容量较小时，也可用交流接触器控制直流负载，但触点的额定电流应适当选大一些。
交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器用于绕线型异步电动机的启动和停止；三类交流接触器的典型用途是笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的启动、反接制动、反转和点动。
2. 选择接触器主触点额定电压
接触器主触点的额定电压应大于或等于所控制线路的额定电压。
3. 选择接触器主触点额定电流
接触器主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。控制电动机时，可按下列经验公式计算：
式中，K——经验系数，一般取1～1.4；
PN——被控制电动机的额定功率，kW；
UN——被控制电动机的额定电压，V；
IC——接触器主触点电流，A。
接触器若使用在频繁启动、制动及正反转的场合，应将接触器主触点的额定电流降低一个等级使用。
4. 选择接触器吸引线圈的额定电压
当控制线路简单、使用电器较少时，可直接选用380V或220V的电压。若线路较复杂、使用电器的个数超过5个时，可选用36V或110V电压的线圈，以保证安全。
5. 选择接触器触点的数量和种类
接触器的触点数量和种类应满足控制线路的要求。
四、接触器的安装与使用
1. 安装前的检查
（1）检查接触器铭牌与线圈的技术数据（如额定电压与电流、操作频率等）是否与实际使用的仪器相符。
（2）检查接触器外观，应无机械损伤；用手推动接触器可动部分时，接触器应动作灵活，无卡阻现象；灭弧罩应完整无损，固定牢固。
（3）将铁芯极面上防锈油脂或粘在极面上的铁垢用煤油擦净，以免多次使用后衔铁被粘住，造成断电后不能释放。
（4）测量接触器的线圈电阻和绝缘电阻。
2. 接触器的安装
（1）交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5°；若有散热孔，则应将有孔的一面放在垂直方向上，以利散热，并按规定留有适当的飞弧空间，以免飞弧烧坏相邻电器。
（2）安装和接线时，注意不要将零件掉入接触器内部。安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱。
（3）安装完毕，检查接线正确无误后，在主触点不带电的情况下操作几次，然后测量产品的动作值和释放值，所测数值应符合产品的规定要求。
五、接触器的常见故障及处理方法
接触器常见故障及处理方法见表2-30。
表2-30 接触器常见故障及处理方法
