課題五 接觸器

低壓開關、主令電器等電器，都是依靠外力直接操作來實現觸點接通或斷開電路的，屬于非自動切換電器。在電力拖動中，廣泛應用一種自動切換電器——接觸器來實現電路的自動控制，圖2-20所示為幾款常用的交流接觸器的外形。

接觸器實際上是一種通用性很強的電磁式電器，它可以頻繁地接通和分斷交、直流主電路及大容量控制線路，并可實現遠距離控制。主要用于控制電動機、電阻爐和照明器具等電力負載。具有遠距離自動操作和欠壓、失壓自動釋放保護功能等優點，在電力拖動和自動控制系統中得到了廣泛應用。

接觸器根據其主觸點通過電流的種類不同，分為交流接觸器和直流接觸器兩大類，本書僅介紹交流接觸器。

一、交流接觸器的結構及主要技術參數

1. 交流接觸器的結構

CJ10-20型交流接觸器的結構如圖2-21（a）所示。

由圖2-21（a）可見，交流接觸器主要由電磁系統、觸點系統、滅弧裝置和輔助部件等組成。

1）電磁系統

交流接觸器電磁系統主要由線圈、靜鐵芯和動鐵芯（銜鐵）3部分組成。實際工作時，交流接觸器利用電磁系統中線圈的通電或斷電，使靜鐵芯吸合或釋放銜鐵，從而帶動動觸點與靜觸點閉合或分斷，從而實現電路的接通或斷開。

2）觸點系統

交流接觸器的觸點按通斷能力可分為主觸點和輔助觸點。

主觸點用以通斷電流較大的主電路，一般由3對常開觸點組成。

輔助觸點用以通斷電流較小的控制線路，一般由兩對常開觸點和兩對常閉觸點組成，它們是聯動的。當線圈通電時，常閉觸點先斷開，常開觸點隨后閉合，中間有一個很短的時間差。當線圈斷電后，常開觸點先恢復斷開，常閉觸點隨后恢復閉合，中間也存在一個很短的時間差。這個時間差雖短，但對分析線路的控制原理卻很重要。

交流接觸器的觸點由銀鎢合金制成，具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。

交流接觸器的觸點按結構形式可分為橋式觸點和指式觸點兩種，如圖2-3所示。在觸點上裝有壓力彈簧片，用以減小接觸電阻以及消除開始接觸時產生的有害振動。

3）滅弧裝置

滅弧裝置的作用是熄滅觸點閉合、分斷時產生的電弧，以減輕對觸點的灼傷，保證可靠地分斷電路。交流接觸器常采用的滅弧裝置有雙斷口結構的電動力滅弧裝置、縱縫滅弧裝置和柵片滅弧裝置。該部分內容已在前文進行過介紹，此處不再贅述。

4）輔助部件

交流接觸器的輔助部件有反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧片、傳動結構及底座、接線柱等。

2. 交流接觸器的工作原理

當接觸器的線圈通電后，線圈中的電流產生磁場，使靜鐵芯產生足夠大的電磁吸力，克服反作用彈簧的反作用力將銜鐵吸合，銜鐵通過傳動機構帶動輔助常閉觸點先斷開，三對常開主觸點和輔助常開觸點隨后閉合。

當接觸器線圈斷電或電壓顯著下降時，由于鐵芯的電磁吸力消失或過小，銜鐵在反作用彈簧力的作用下復位，并帶動各觸點恢復到初始狀態。

注意

常用的CJ20等系列交流接觸器在85%～105%倍的額定電壓下，能保證可靠吸合。電壓過高，磁路趨于飽和，線圈電流會顯著增大；電壓過低，電磁吸力不足，銜鐵吸合不上，線圈電流會達到額定電流的十幾倍。因此，電壓過高或過低都會造成線圈過熱而燒毀。

3. 交流接觸器的符號

交流接觸器圖形及文字符號如圖2-22所示。

4. 接觸器的主要技術參數

1）額定電壓

接觸器銘牌上標注的額定電壓是指主觸點的額定電壓。常用的額定電壓等級如表2-28所示。

2）額定電流

接觸器銘牌上標注的額定電流是指主觸點的額定電流。常用的額定電流等級如表2-28所示。

3）吸引線圈的額定電壓

交流接觸器有36V、127V、220V和380V等等級；直流接觸器有24V、48V、220V和440V等等級。

4）機械壽命和電氣壽命

接觸器的機械壽命一般可達數百萬次以至一千萬次；電氣壽命一般是機械壽命的5%～20%。

5）線圈消耗功率

可分為啟動功率和吸持功率。值得注意的是，對于直流接觸器，兩者相等；對于交流接觸器，一般啟動功率約為吸持功率的5～8倍。

6）額定操作頻率

接觸器的額定操作頻率是指每小時允許的操作次數，一般為300次/h、600次/h、1200次/h。

7）動作值

是指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。通常規定接觸器的吸合電壓大于線圈額定電壓的85%，釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。

二、交流接觸器的型號及含義

交流接觸器的型號及含義如下：

目前，電力系統常用的交流接觸器主要有CJ10、CJ12、CJ20、CJX1和CJX2等國產系列，引進國外生產技術的有，德國BBC公司的B系列，德國SIEMENS公司的3TB系列，法國TE公司的LC1、LC2系列等。這里以CJ20系列交流接觸器為例進行介紹。

CJ20系列交流接觸器是在20世紀80年代初統一設計的系列產品，該系列產品的結構合理，體積小，重量輕，易于維修保養，具有較高的機械壽命。主要適用于交流50Hz、電壓660V及以下（部分產品可用于1140V）、電流在630A及以下的電力線路中，供遠距離接通或分斷電路以及頻繁啟動和控制電動機之用。CJ20系列交流接觸器技術數據如表2-29所示。

三、接觸器的選用

1. 選擇接觸器的類型

根據接觸器所控制的負載性質選擇接觸器的類型。通常交流負載選用交流接觸器，直流負載選用直流接觸器。如果控制系統中主要是交流負載，而直流負載容量較小時，也可用交流接觸器控制直流負載，但觸點的額定電流應適當選大一些。

交流接觸器按負荷種類一般分為一類、二類、三類和四類，分別記為AC1、AC2、AC3和AC4。一類交流接觸器對應的控制對象是無感或微感負荷，如白熾燈、電阻爐等；二類交流接觸器用于繞線型異步電動機的啟動和停止；三類交流接觸器的典型用途是籠型異步電動機的運轉和運行中分斷；四類交流接觸器用于籠型異步電動機的啟動、反接制動、反轉和點動。

2. 選擇接觸器主觸點額定電壓

接觸器主觸點的額定電壓應大于或等于所控制線路的額定電壓。

3. 選擇接觸器主觸點額定電流

接觸器主觸點的額定電流應大于或等于負載的額定電流。控制電動機時，可按下列經驗公式計算：

式中，K——經驗系數，一般取1～1.4；

PN——被控制電動機的額定功率，kW；

UN——被控制電動機的額定電壓，V；

IC——接觸器主觸點電流，A。

接觸器若使用在頻繁啟動、制動及正反轉的場合，應將接觸器主觸點的額定電流降低一個等級使用。

4. 選擇接觸器吸引線圈的額定電壓

當控制線路簡單、使用電器較少時，可直接選用380V或220V的電壓。若線路較復雜、使用電器的個數超過5個時，可選用36V或110V電壓的線圈，以保證安全。

5. 選擇接觸器觸點的數量和種類

接觸器的觸點數量和種類應滿足控制線路的要求。

四、接觸器的安裝與使用

1. 安裝前的檢查

（1）檢查接觸器銘牌與線圈的技術數據（如額定電壓與電流、操作頻率等）是否與實際使用的儀器相符。

（2）檢查接觸器外觀，應無機械損傷；用手推動接觸器可動部分時，接觸器應動作靈活，無卡阻現象；滅弧罩應完整無損，固定牢固。

（3）將鐵芯極面上防銹油脂或粘在極面上的鐵垢用煤油擦凈，以免多次使用后銜鐵被粘住，造成斷電后不能釋放。

（4）測量接觸器的線圈電阻和絕緣電阻。

2. 接觸器的安裝

（1）交流接觸器一般應安裝在垂直面上，傾斜度不得超過5°；若有散熱孔，則應將有孔的一面放在垂直方向上，以利散熱，并按規定留有適當的飛弧空間，以免飛弧燒壞相鄰電器。

（2）安裝和接線時，注意不要將零件掉入接觸器內部。安裝孔的螺釘應裝有彈簧墊圈和平墊圈，并擰緊螺釘以防振動松脫。

（3）安裝完畢，檢查接線正確無誤后，在主觸點不帶電的情況下操作幾次，然后測量產品的動作值和釋放值，所測數值應符合產品的規定要求。

五、接觸器的常見故障及處理方法

接觸器常見故障及處理方法見表2-30。