1.5　接觸器

1.5.1　接觸器概述

（1）接觸器的用途

接觸器是指僅有一個起始位置，能接通、承載和分斷正常電路條件（包括過載運行條件）下的電流的一種非手動操作的機械開關電器。它可用于遠距離頻繁地接通和分斷交、直流主電路和大容量控制電路，具有動作快、控制容量大、使用安全方便、能頻繁操作和遠距離操作等優點，主要用于控制交、直流電動機，也可用于控制小型發電機、電熱裝置、電焊機和電容器組等設備，是電力拖動自動控制電路中使用最廣泛的一種低壓電氣元件。

接觸器能接通和斷開負載電流，但不能切斷短路電流，因此接觸器常與熔斷器和熱繼電器等配合使用。

（2）接觸器的分類

接觸器的種類繁多，有多種不同的分類方法。

①按操作方式分，有電磁接觸器、氣動接觸器和液壓接觸器。

②按接觸器主觸點控制電流種類分，有交流接觸器和直流接觸器。

③按滅弧介質分，有空氣式接觸器、油浸式接觸器和真空接觸器。

④按有無觸點分，有有觸點式接觸器和無觸點式接觸器。

⑤按主觸點的極數，還可分為單極、雙極、三極、四極和五極等。

目前應用最廣泛的是空氣電磁式交流接觸器和空氣電磁式直流接觸器，習慣上簡稱為交流接觸器和直流接觸器。

接觸器的圖形符號和文字符號如圖1-18所示。

（3）接觸器的主要技術參數

接觸器的主要技術參數見表1-3。

1.5.2　交流接觸器

（1）交流接觸器的基本結構

交流接觸器的種類很多，常用交流接觸器的外形如圖1-19所示。交流接觸器主要由觸點系統、電磁機構、滅弧裝置和其他部分等組成。交流接觸器的結構和工作原理如圖1-20所示。

（2）工作原理

當線圈通電后，線圈中因有電流通過而產生磁場，靜鐵芯在電磁力的作用下，克服彈簧的反作用力，將動鐵芯吸合，從而使動、靜觸點接觸，主電路接通；而當線圈斷電時，靜鐵芯的電磁吸力消失，動鐵芯在彈簧的反作用力下復位，從而使動觸點與靜觸點分離，切斷主電路。

1.5.3　直流接觸器

（1）直流接觸器的基本結構

直流接觸器的種類很多，常用直流接觸器的外形如圖1-21所示。直流接觸器的結構和工作原理與交流接觸器基本相同，直流接觸器主要由觸點系統、電磁系統和滅弧裝置三大部分組成。圖1-22是平面布置整體式直流接觸器的結構示意圖。

（2）適用場合

目前，常用的直流接觸器主要有CZ0系列、CZ18系列、CZ21系列和CZ28系列產品。其中，CZ0系列適用于直流電動機頻繁啟動、停止以及直流電動機的換向或反接制動，CZ0-400產品主要供遠距離瞬時閉合與斷開額定電壓至220V、額定電流至100A的高壓油斷路器的電磁操作機構或頻繁閉合和斷開起重電磁鐵、電磁閥、離合器的電磁線圈；CZ18系列和CZ21系列適用于遠距離閉合與斷開電路，并可作直流電動機的頻繁啟動、停止、反向和反接制動；CZ28系列主要用于直流電動機的頻繁啟動、反接制動或反向運轉、點動、動態中分斷，也可用于遠距離閉合和斷開直流電路。

（3）交流接觸器與直流接觸器的區別

交流接觸器與直流接觸器的區別如下：

①交流接觸器的鐵芯由彼此絕緣的硅鋼片疊壓而成，并做成雙E形；直流接觸器的鐵芯多由整塊軟鐵制成，多為U形。

②交流接觸器一般采用柵片滅弧裝置，而直流接觸器采用磁吹滅弧裝置。

③交流接觸器由于線圈通入的是交流電，為消除電磁鐵產生的振動和噪聲，在靜鐵芯上嵌有短路環，而直流接觸器不需要。

④交流接觸器的線圈匝數少，電阻小，而直流接觸器的線圈匝數多，電阻大。

⑤交流接觸器的啟動電流大，不適于頻繁啟動和斷開的場合，操作頻率最高為600次/h，而直流接觸器的操作頻率可高達2000次/h。

⑥交流接觸器用于分斷交流電路，而直流接觸器用于分斷直流電路。

⑦交流接觸器的使用成本低，而直流接觸器的使用成本高。

1.5.4　接觸器的選擇

（1）接觸器的選擇方法

由于接觸器的安裝場所與控制的負載不同，其操作條件與工作的繁重程度也不同。因此，必須對控制負載的工作情況以及接觸器本身的性能有一個較全面的了解，力求經濟合理、正確地選用接觸器。也就是說，在選用接觸器時，應考慮接觸器的銘牌數據，因銘牌上只規定了某一條件下的電流、電壓、控制功率等參數，而具體的條件又是多種多樣的，因此，在選擇接觸器時應注意以下幾點。

①選擇接觸器的類型。接觸器的類型應根據電路中負載電流的種類來選擇。也就是說，交流負載應使用交流接觸器，直流負載應使用直流接觸器，若整個控制系統中主要是交流負載，而直流負載的容量較小，也可全部使用交流接觸器，但觸點的額定電流應適當大些。

②選擇接觸器主觸點的額定電流。 主觸點的額定電流應大于或等于被控電路的額定電流。

若被控電路的負載是三相異步電動機，其額定電流，可按下式推算，即

式中　I_N——電動機額定電流，A；

        U_N——電動機額定電壓，V；

        P_N——電動機額定功率，kW；

        cosφ——功率因數；

        η——電動機效率。

例如，U_N=380V，P_N=100kW以下的電動機，其cosφη 約為0.7～0.82。

在頻繁啟動、制動和頻繁正反轉的場合，主觸點的額定電流可稍微降低。

③選擇接觸器主觸點的額定電壓。 接觸器的額定工作電壓應不小于被控電路的最大工作電壓。

④接觸器的額定通斷能力應大于通斷時電路中的實際電流值；耐受過載電流能力應大于電路中最大工作過載電流值。

⑤應根據系統控制要求確定主觸點和輔助觸點的數量和類型，同時要注意其通斷能力和其他額定參數。

⑥如果接觸器用來控制電動機的頻繁啟動、正反轉或反接制動時，應將接觸器的主觸點額定電流降低使用，通常可降低一個電流等級。

（2）選用注意事項

①接觸器線圈的額定電壓應與控制回路的電壓相同。

②因為交流接觸器的線圈匝數較少，電阻較小，當線圈通入交流電時，將產生一個較大的感抗，此感抗值遠大于線圈的電阻，線圈的勵磁電流主要取決于感抗的大小。如果將直流電流通入時，則線圈就成為純電阻負載，此時流過線圈的電流會很大，使線圈發熱，甚至燒壞。所以，在一般情況下，不能將交流接觸器作為直流接觸器使用。