1.5 接触器
1.5.1 接触器概述
（1）接触器的用途
接触器是指仅有一个起始位置，能接通、承载和分断正常电路条件（包括过载运行条件）下的电流的一种非手动操作的机械开关电器。它可用于远距离频繁地接通和分断交、直流主电路和大容量控制电路，具有动作快、控制容量大、使用安全方便、能频繁操作和远距离操作等优点，主要用于控制交、直流电动机，也可用于控制小型发电机、电热装置、电焊机和电容器组等设备，是电力拖动自动控制电路中使用最广泛的一种低压电气元件。
接触器能接通和断开负载电流，但不能切断短路电流，因此接触器常与熔断器和热继电器等配合使用。
（2）接触器的分类
接触器的种类繁多，有多种不同的分类方法。
①按操作方式分，有电磁接触器、气动接触器和液压接触器。
②按接触器主触点控制电流种类分，有交流接触器和直流接触器。
③按灭弧介质分，有空气式接触器、油浸式接触器和真空接触器。
④按有无触点分，有有触点式接触器和无触点式接触器。
⑤按主触点的极数，还可分为单极、双极、三极、四极和五极等。
目前应用最广泛的是空气电磁式交流接触器和空气电磁式直流接触器，习惯上简称为交流接触器和直流接触器。
接触器的图形符号和文字符号如图1-18所示。
图1-18 接触器的图形符号和文字符号
（3）接触器的主要技术参数
接触器的主要技术参数见表1-3。
表1-3 接触器的主要技术参数
1.5.2 交流接触器
（1）交流接触器的基本结构
交流接触器的种类很多，常用交流接触器的外形如图1-19所示。交流接触器主要由触点系统、电磁机构、灭弧装置和其他部分等组成。交流接触器的结构和工作原理如图1-20所示。
图1-19 交流接触器的外形
图1-20 交流接触器的结构和工作原理
1—释放弹簧；2—主触点；3—触点压力弹簧；4—灭弧罩；5—常闭辅助触点；6—常开辅助触点；7—动铁芯；8—缓冲弹簧；9—静铁芯；10—短路环；11—线圈；12—熔断器；13—电动机
（2）工作原理
当线圈通电后，线圈中因有电流通过而产生磁场，静铁芯在电磁力的作用下，克服弹簧的反作用力，将动铁芯吸合，从而使动、静触点接触，主电路接通；而当线圈断电时，静铁芯的电磁吸力消失，动铁芯在弹簧的反作用力下复位，从而使动触点与静触点分离，切断主电路。
1.5.3 直流接触器
（1）直流接触器的基本结构
直流接触器的种类很多，常用直流接触器的外形如图1-21所示。直流接触器的结构和工作原理与交流接触器基本相同，直流接触器主要由触点系统、电磁系统和灭弧装置三大部分组成。图1-22是平面布置整体式直流接触器的结构示意图。
图1-21 直流接触器的外形
图1-22 平面布置整体式直流接触器的结构示意图
1—灭弧罩；2—引弧角组件；3—引弧板；4—主触点；5—动触点座；6—释放弹簧；7—软连接；8—固定轴；9—衔铁组；10—辅助静触点座；11—辅助动触点座；12—调节螺栓；13—支架；14—反力释放弹簧；15—铁轭；16—底座；17—绝缘底板；18—铁芯；19—吸引线圈；20—磁吹线圈；21—隔热板
（2）适用场合
目前，常用的直流接触器主要有CZ0系列、CZ18系列、CZ21系列和CZ28系列产品。其中，CZ0系列适用于直流电动机频繁启动、停止以及直流电动机的换向或反接制动，CZ0-400产品主要供远距离瞬时闭合与断开额定电压至220V、额定电流至100A的高压油断路器的电磁操作机构或频繁闭合和断开起重电磁铁、电磁阀、离合器的电磁线圈；CZ18系列和CZ21系列适用于远距离闭合与断开电路，并可作直流电动机的频繁启动、停止、反向和反接制动；CZ28系列主要用于直流电动机的频繁启动、反接制动或反向运转、点动、动态中分断，也可用于远距离闭合和断开直流电路。
（3）交流接触器与直流接触器的区别
交流接触器与直流接触器的区别如下：
①交流接触器的铁芯由彼此绝缘的硅钢片叠压而成，并做成双E形；直流接触器的铁芯多由整块软铁制成，多为U形。
②交流接触器一般采用栅片灭弧装置，而直流接触器采用磁吹灭弧装置。
③交流接触器由于线圈通入的是交流电，为消除电磁铁产生的振动和噪声，在静铁芯上嵌有短路环，而直流接触器不需要。
④交流接触器的线圈匝数少，电阻小，而直流接触器的线圈匝数多，电阻大。
⑤交流接触器的启动电流大，不适于频繁启动和断开的场合，操作频率最高为600次/h，而直流接触器的操作频率可高达2000次/h。
⑥交流接触器用于分断交流电路，而直流接触器用于分断直流电路。
⑦交流接触器的使用成本低，而直流接触器的使用成本高。
1-3 接触器
1.5.4 接触器的选择
（1）接触器的选择方法
由于接触器的安装场所与控制的负载不同，其操作条件与工作的繁重程度也不同。因此，必须对控制负载的工作情况以及接触器本身的性能有一个较全面的了解，力求经济合理、正确地选用接触器。也就是说，在选用接触器时，应考虑接触器的铭牌数据，因铭牌上只规定了某一条件下的电流、电压、控制功率等参数，而具体的条件又是多种多样的，因此，在选择接触器时应注意以下几点。
①选择接触器的类型。接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。也就是说，交流负载应使用交流接触器，直流负载应使用直流接触器，若整个控制系统中主要是交流负载，而直流负载的容量较小，也可全部使用交流接触器，但触点的额定电流应适当大些。
②选择接触器主触点的额定电流。 主触点的额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。
若被控电路的负载是三相异步电动机，其额定电流，可按下式推算，即
式中 IN——电动机额定电流，A；
UN——电动机额定电压，V；
PN——电动机额定功率，kW；
cosφ——功率因数；
η——电动机效率。
例如，UN=380V，PN=100kW以下的电动机，其cosφη 约为0.7～0.82。
在频繁启动、制动和频繁正反转的场合，主触点的额定电流可稍微降低。
③选择接触器主触点的额定电压。 接触器的额定工作电压应不小于被控电路的最大工作电压。
④接触器的额定通断能力应大于通断时电路中的实际电流值；耐受过载电流能力应大于电路中最大工作过载电流值。
⑤应根据系统控制要求确定主触点和辅助触点的数量和类型，同时要注意其通断能力和其他额定参数。
⑥如果接触器用来控制电动机的频繁启动、正反转或反接制动时，应将接触器的主触点额定电流降低使用，通常可降低一个电流等级。
（2）选用注意事项
①接触器线圈的额定电压应与控制回路的电压相同。
②因为交流接触器的线圈匝数较少，电阻较小，当线圈通入交流电时，将产生一个较大的感抗，此感抗值远大于线圈的电阻，线圈的励磁电流主要取决于感抗的大小。如果将直流电流通入时，则线圈就成为纯电阻负载，此时流过线圈的电流会很大，使线圈发热，甚至烧坏。所以，在一般情况下，不能将交流接触器作为直流接触器使用。