第三节 接触器

【内容提要】

接触器是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器，它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是电动机，也可用于控制电热设备、电焊机、电容器组等其他负载。它还具有欠电压释放保护功能，具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的低压电器。按照主触头所控制电路的电流性质分类，接触器分为交流接触器和直流接触器两大类。

【课堂讲解】

一、交流接触器

1．交流接触器外形及结构

交流接触器外形如图1-16所示，主要由触头系统、电磁机构、灭弧装置等部分组成。其结构及名称如图1-17所示。

图1-16 接触器外形图

图1-17 内部结构及名称

1．动触头2．静触头3．衔铁4．弹簧5．线圈6．铁芯7．垫毡8．触头弹簧9．灭弧罩10．触头压力弹簧

（1）电磁系统：由线圈、静铁芯、动铁芯（衔铁）等组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力，带动触头动作。为了减少接触器吸合时产生的振动和噪声，在铁芯上装有一个短路铜环（也称减振环）。

（2）触点系统：包括主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，通常为三对常开触头。辅助触头用于控制电路，起控制其他元件接通或分断小电流的控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点。触点体积较小，一般有多对动合、动断两种触头。

（3）灭弧装置：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，常采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。

（4）其他部件：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。

2．交流接触器的工作原理和符号

如图1-18所示，交流接触器的工作原理如下：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。电磁吸力克服弹簧反作用力使衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点断开，常开触点闭合，联锁或接通线路。当线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反作用力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除联锁。接触器的图形符号如图1-19所示，文字符号为KM。

图1-18 交流接触器工作原理图

图1-19 接触器图形符号

3．交流接触器的分类及选用

交流接触器的种类很多，其分类方法也不尽相同。按照一般的分类方法，大致有以下几种。

（1）按主触点极数：分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。单极接触器主要用于单极负载，如照明负载、焊机等，在电动机能耗制动中也可采用；双极接触器用于绕线转子异步电动机的转子回路中，启动时用于短接启动绕组；三极接触器的三相负载，如在电动机的控制及其他场合，使用最为广泛；四极接触器主要用于三相四线制的照明电路，也可用来控制双回路电动机负载；五极交流接触器用来组成自耦补偿启动器或控制双笼型电动机，以变换绕组接法。

（2）按灭弧介质：可分为空气式、真空式接触器等。依靠空气绝缘的接触器用于一般负载，而采用真空绝缘的接触器常用在煤矿、石油、化工企业及电压为660V和1140V等一些特殊场合。

（3）按有无触点：可分为有触点接触器和无触点接触器。常见的接触器多为有触点接触器，而无触点接触器属于电子技术应用的产物，一般采用晶闸管作为回路的通断器件。由于晶闸管导通时所需的触发电压很小，而且回路通断时无火花产生，因而可用于高操作频率的设备和易燃、易爆、无噪声的场合。

4．交流接触器基本参数

（1）额定电压：指主触点额定工作电压，应等于负载的额定电压。每只接触器常规定几个工作电压，同时列出相应的额定电流或控制功率，通常最大工作电压即为额定电压。常用的额定电压值有220V、380V及660V等。

（2）额定电流：接触器触点在额定工作条件下的电流值。380V三相电动机控制电路中，当电流单位为A、功率单位为kW时，额定工作电流的数值可约等于控制功率的数值的两倍。常用额定电流的等级有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A及600A等。

（3）通断能力：可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时的最大电流值；最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。接触器的通断能力一般是其额定电流的5～10倍。当然，这一数值与通断电路的电压等级有关，电压越高，通断能力越小。

（4）动作值：可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈两端的电压，接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后，缓慢降低吸合线圈的电压，接触器释放时的最大电压。一般规定，吸合电压不低于线圈规定电压的85%，释放电压不高于线圈额定电压的70%。

（5）吸引线圈额定电压：接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。一般该电压数值以及线圈的匝数、线径等数据均标于线包上，而不是标于接触器外壳铭牌上，使用时应加以注意。

（6）操作频率：接触器在吸合瞬间，吸合线圈需消耗比额定电流大5～7倍的电流，如果操作频率过高就会使线圈严重发热，直接影响接触器的正常使用。为此，规定了接触器允许操作频率，一般为每小时允许操作次数的最大值。

（7）寿命：包括机械寿命和电气寿命。目前接触器的机械寿命已达一千万次以上，电气寿命约是机械寿命的5%～20%。

二、直流接触器

直流接触器的动作原理与交流接触器相似，但直流分断时感性负载存储的磁场能量瞬时释放，断点处将产生高能电弧，因此要求直流接触器具有一定的灭弧功能。中、大容量直流接触器常采用单断点平面布置整体结构，其特点是分断时电弧距离长，灭弧罩内含灭弧栅；小容量直流接触器采用双断点立体布置结构。常用的直流接触器型号有CZ18、CZ21、CZ22、CZ0等系列，CZ0型实物如图1-20所示。

（1）电磁机构：直流接触器电磁机构由铁芯、线圈和衔铁等组成，多采用绕棱角转动的拍合式结构。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，铁芯不发热，没有铁损耗，因此铁芯可用整块铸铁或铸钢制成。

（2）触点系统：直流接触器有主触点和辅助触点。主触点一般作成单极或双极，由于触点接通或断开的电流较大，所以采用滚动接触的指形触点。辅助触点的通断电流较小，常采用点接触的双断点桥式触点。

（3）灭弧装置：由于直流电弧不像交流电弧有自然过零点，直流接触器的主触点在分断较大电流（直流电路）时，灭弧更困难，往往会产生强烈的电弧，容易烧伤触点和延时断电。为了迅速灭弧，直流接触器一般采用磁吹式灭弧装置，并装有隔板及陶土灭弧罩。

图1-20 CZ0型直流接触器

三、型号说明

图1-21和图1-22分别为交流接触器和直流接触器的型号说明。

图1-21 交流接触器型号说明

图1-22 直流接触器型号说明

如CJ20Z-40/3为交流接触器，设计序号为20，重任务型，额定电流为40A，主触点为3极。CJ12T-250/3为改型后的交流接触器，设计序号为12，额定电流为250A，主触点为3极。

我国生产的交流接触器常用的有CJ12、CJX1、CJ20等系列及其派生系列产品。这些产品一般具有三对常开主触点，常开、常闭辅助触点各两对。直流接触器常用的有CZ0系列，分单极和双极两大类，常开、常闭辅助触点各不超过两对。

除以上常用系列外，我国近年来还引进了生产满足IEC标准的交流接触器。CJ12B-S系列锁扣接触器用于交流50Hz、电压380V及以下、电流600A及以下的配电电路中，供远距离接通和分断电路用，并适用于不频繁地启动和停止交流电动机，具有正常工作时吸引线圈不通电、无噪声等特点。其锁扣机构位于电磁系统的下方，锁扣机构靠吸引线圈通电产生的电磁力实现吸合，由于锁扣机构具有“锁扣”功能，即使吸引线圈断电锁扣机构也可以保持在锁住位置。由于线圈不通电，因此无电力损耗，并且消除了噪声。

由德国引进的西门子公司的3TB系列、BBC公司的B系列交流接触器，主要用于远距离接通和分断电路，并适用于频繁地启动场合及控制交流电动机。3TB系列产品具有结构紧凑、机械寿命和电气寿命长、安装方便、可靠性高等特点。其额定电压范围为220～660V，额定电流范围为9～630A。

四、接触器的选用及注意事项

选用接触器的类型，按负载种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别为AC1、AC2、AC3和AC4。一类对应的控制对象是无感应或微感负载，如白炽灯、电阻炉等；二类用于绕线转子异步电动机的启动和停止；三类典型用途是控制笼型异步电动机运转和运行中断；四类用于笼型异步电动机的启动、揉搓制动、反转和点动。

（1）选择接触器，主要考虑以下技术参数：

①主触点控制电源的种类；

②主触点的额定电压和额定电流；

③辅助触点的种类、数量及触点额定电流；

④电磁线圈的电源种类、数量及触点额定电流；

⑤操作接通频率，即每小时允许接通的最多次数等。

（2）使用注意事项：

①安装前应检查线圈上的技术参数（额定电压、额定电流等）是否与原电源相符；

②接触器应垂直安装于直立的平面上，与垂直面的倾斜度不超过5°，接触器线圈的接线端子符号应朝上，符合人的视觉习惯；

③金属底座的接触器上需要有接地螺钉，绝缘底座的接触器安装在金属板上或金属外壳中，需要有可靠的接地装置和明显的接地符号；

④接线时应注意进出接线端子标志，一般按低进高出原则；

⑤检查接线正确无误后，接触器在主电路不通电的情况下，通电操作数次，确认动作正常后才能投入使用；

⑥接触器工作时，如发出较大噪声，需检查衔铁极面是否有污垢；

⑦接触器如出现异常现象，应立即切断电源，查明原因和排除故障后才能再次投入使用。