1.3 接觸器

接觸器是一種能頻繁地接通和斷開遠距離用電設備交直流主回路及其他大容量（大電流）控制回路的自動控制電器。其主要控制對象是電動機，也可以用于控制其他電力負載、電熱器、電照明、電焊機與電容器組等。它具有控制量大、過載能力強、操作頻繁、工作可靠、設備簡單經濟等特點，還具有零電壓保護、欠電壓釋放保護等作用。因此，在電力拖動和自動控制系統中，接觸器是運用最廣泛的控制電器之一。但接觸器不具有過電流保護功能，在線路中使用時需要與帶有過電流保護功能的電器配合使用，如配合熔斷器、斷路器、熱繼電器等。

接觸器按流過線圈的電流種類可分為交流接觸器和直流接觸器。典型產品有交流接觸器CJ型和直流接觸器CZ型。其中，以交流接觸器CJ型應用更為廣泛。

1.電磁式接觸器的結構和工作原理

接觸器主要由電磁機構、觸點系統、滅弧裝置和輔助部件四部分組成。結構如圖1-14所示。

圖1-14 電磁式接觸器結構示意圖

1—主觸點 2—常閉輔助觸點 3—常開輔助觸點 4—動鐵心 5—線圈 6—靜鐵心 7—滅弧罩 8—彈簧

（1）電磁機構

電磁機構是電磁式接觸器的重要組成部分，電磁機構由電磁線圈、鐵心和銜鐵組成。其基本原理在上一節中已介紹，在此不再累述。

交流接觸器鐵心的磁通是交變的，磁通穿過鐵心后會產生渦流和磁滯損耗，使鐵心發熱。當電源頻率變化時，磁通過零，電磁吸力為零，銜鐵會產生強烈的振動和噪聲，使鐵心松散，所以鐵心和銜鐵采用硅鋼片疊成，減小渦流和磁滯損耗帶來的能量損耗。短而粗圓筒狀線圈纏繞在骨架上，有利于散熱。在鐵心的端面上安裝一個銅制的短路環，解決銜鐵振動的問題。

直流接觸器穿過鐵心的磁通是不變的，不會產生渦流和磁滯損耗，鐵心不會發熱。鐵心可以采用整塊軟鋼制成。線圈繞成長而薄的圓筒狀，無線圈骨架，線圈接觸鐵心散熱。當電流大于250A時，直流接觸器采用串聯雙繞組線圈。

（2）觸點系統

觸點是接觸器的執行部分，包括主觸點和輔助觸點，如圖1-15所示。主觸點的作用是接通和分斷主回路，控制較大的電流，一般三對為常開觸點，而輔助觸點通斷較小電路的控制，在控制回路中起聯鎖作用，輔助觸點沒有滅弧裝置。輔助觸點一般有常開、常閉觸點各兩對成對構成。當線圈通電后，銜鐵受到鐵心的吸引力，克服復位彈簧的反力，帶動主觸點由常開狀態到閉合，而輔助觸點中常閉觸點先斷開，然后常開觸點閉合，輔助觸點是聯動的。當線圈中的電壓降低時，磁通減小，銜鐵受到的吸引力小于復位彈簧反力時，主觸點斷開，輔助觸點中常開觸點恢復斷開狀態，常閉觸點閉合，整個觸點恢復到最初狀態。

圖1-15 接觸器觸點系統

1、2、3—主觸點 4、5—輔助觸點 6—銜鐵 7—線圈 8—鐵心 9—復位彈簧 10、11、12、13、14、15—主觸點常開觸點 16、17、20、21—輔助觸點常閉觸點 18、19、22、23—輔助觸點常開觸點

（3）滅弧裝置

直流接觸器和電流在20A以上的交流接觸器均裝有滅弧裝置。直流電弧要比交流電弧難熄滅，直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置，而交流接觸器采用滅弧罩或柵片滅弧。直流接觸器與交流接觸器不能任意互換使用，否則會因滅弧困難發生故障，造成事故。

（4）輔助部件

輔助部件包括緩沖彈簧、墊氈、底座等部件。

（5）電氣圖中的圖形符號和文字符號

如圖1-16所示。

圖1-16 接觸器的圖形符號和文字符號

2.典型產品及主要技術參數

（1）典型產品

電磁式交流接觸器是應用最廣泛，產品系列和種類最多的接觸器。典型的產品有CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、LC1-D、B、3TB、3TF等系列。其中，LC1-D是法國TE公司的產品；B系列是ABB公司的產品；3TB、3TF是德國西門子公司的產品。直流接觸器有CZ0、CZ18、CZ21、CZ22等系列產品。交流接觸器尤以CJ型應用更加廣泛。例如，CJ20系列交流接觸器（以下簡稱接觸器），主要用于交流50Hz（或60Hz），額定工作電壓至660V，額定工作電流至630A的電路中，供遠距離接通和分斷電路之用，并可與適合的熱過載繼電器組合，以保護可能發生操作過負載的電路。接觸器型號如圖1-17所示。

圖1-17 接觸器型號

（2）主要技術參數

接觸器的主要技術參數有極數和電流種類、額定電壓、額定電流、吸引線圈額定電壓、接通和分斷能力、允許操作頻率、使用類別及機械壽命和電氣壽命，見表1-2和表1-3。

表1-2 CJ20系列交流接觸器主要技術參數

表1-3 CZ0系列直流接觸器主要技術參數

（續）

1）極數和電流種類。由接觸器主觸點的個數決定其極數，有兩極（2P）、三極（3P）和四極（4P）接觸器。按主觸點接通和分斷主電路的電流種類分為交流接觸器和直流接觸器。

2）額定電壓。指的是主觸點之間正常工作電壓值，大小等于主觸點所在電路的電源電壓或負載的額定電壓。

3）額定電流。指在正常工作條件下，主觸點的額定電流值。

4）吸引線圈額定電壓。指接觸器正常工作時，吸引線圈上所加的電壓值。

5）接通和分斷能力。指主觸點在規定條件下，能可靠地接通和分斷的電流值。

6）允許操作頻率。接觸器在吸合瞬間，吸引線圈需消耗比額定電流大5～7倍的電流，如果操作頻率過高，則會使線圈嚴重發熱，直接影響接觸器的正常使用。為此，規定了接觸器的允許操作頻率，一般為每小時允許操作次數的最大值。

7）使用類別。接觸器用于不同負載時，對主觸點的接通和分斷能力的要求也不同。按不同使用條件來選用相應使用類別的接觸器便能夠滿足要求。接觸器常見的使用類別及典型應用見表1-4。

表1-4 接觸器常用使用類別和典型用途

8）機械壽命。機械壽命用在需要正常維修或更換機械零件前，電器所能承受的無載操作循環次數來表示（次/小時）。

9）電壽命。電壽命用在正常工作條件下，無須修理或更換機械零件的負載操作循環次數來表示（次/小時）。

3.選用原則

接觸器的選用，應根據負載的類型和工作參數合理選用。

（1）接觸器極數和類型的選擇

接觸器的使用類別應與負載性質相一致，控制交流負載應選用交流接觸器，控制直流負載則選用直流接觸器。根據主觸點控制的相數確定接觸器的極數，接觸器常開、常閉觸點數目要滿足控制要求。

（2）選擇主觸點的額定電壓

接觸器銘牌上所標電壓指主觸點能承受的額定電壓，并非吸引線圈的電壓。使用時接觸器主觸點的額定電壓應不小于所控制電路的額定電壓。

（3）選擇主觸點額定電流

接觸器的額定電流應大于或等于所控制電路的額定電流。

1）對于操作頻率不高的電動機及電熱設備，如電阻爐、電熱器等，負載的冷態電阻較小，因此起動電流相應要大一些。選用接觸器時可不用考慮起動電流，直接按負載額定電流選取。

2）起動電流大、起動時間長的照明設備的控制，可按額定電流1.1～1.4倍選取交流接觸器。

3）如果冷卻條件較差，選用接觸器時，接觸器的額定電流按負載額定電流的1.1～1.2選取。長時間工作的電動機，由于接觸器觸點的氧化膜沒有機會得到清除，使接觸電阻增大，導致觸點發熱超過允許溫升，實際選用時，可將接觸器的額定電流減小30%使用。

（4）線圈額定電壓的選擇

接觸器線圈的額定電壓由所接控制電路電壓來確定，線圈額定電壓不一定等于主觸點的額定電壓，接觸器在線圈額定電壓85%及以上時應能可靠地吸合。當線路簡單，使用電器少時，可直接選用380V或220V的電壓。如線路復雜，使用電器超過5h，可用24V、48V或110V電壓的線圈。

（5）操作頻率的選擇

對重任務型電動機其平均操作頻率超過100次/min，運行于起動、點動、正反向制動、反接制動等狀態，可選用CJ10Z、CJ12型的接觸器。對特重任務電動機，如印刷機、鏜床等，操作頻率很高，可達600～12000次/h，經常運行于起動、反接制動、反向等狀態，接觸器大致可按電氣壽命及起動電流選用。

4.羅克韋爾自動化接觸器

（1）典型產品

羅克韋爾自動化公司生產的Bulletin 100系列接觸器中有100-K系列、100-C系列、100-CX系列、100-D系列和100-DX系列等產品。除了Bulletin 100系列外，還有Bulletin 104可逆接觸器系列、Bulletin 100S安全接觸器系列等。Bulletin 104-CX系列是Bulletin 104系列中的一種，而100S-C系列、100S-D系列是Bulletin 100S系列的兩種產品。

Bulletin 100-CX系列接觸器是一款典型的被廣為應用的產品，外形如圖1-18所示。Bul-letin 100-CX系列接觸器尺寸緊湊，具有電氣壽命長、功能先進、結構穩定可靠以及模塊化的特點；具有可逆線圈接線端子，線圈接線端子采用進線端或負載端接線，方便現場布線；可安裝在35mm的導軌上，能覆蓋4～45kW（9～95A）交、直流電動機的控制。100-C系列、100-K系列接觸器除上述特點外，還具有電子式及空氣式定時模塊。這里主要介紹Bul-letin 100-CX系列接觸器的主要技術參數。

圖1-18 Bulletin 100-CX系列接觸器

（2）主要技術參數

Bulletin 100-CX系列接觸器的主要技術指標有主觸點額定電壓和額定電流、線圈電壓、接觸器極數、輔助觸點形式及數量和使用類別等，見表1-5和表1-6。

表1-5 100-CX系列交流接觸器技術指標

（續）

表1-6 線圈電壓選型表

1）接觸器極數。Bulletin 100-CX系列交流接觸器通常有3極和4極。輔助觸點最少1個（常開或常閉），最多4個（2個常開、2個常閉）。4極接觸器的本體無輔助觸點。

2）額定電壓。交流接觸器的額定電壓等級有220V、380V、400V、500V、660V等。

3）額定電流。Bulletin 100-CX系列接觸器能覆蓋9～95A交、直流電動機的控制。實際選型時，要根據規定的使用類別來確定。通常額定電流應等于或稍大于負載的額定電流值。

4）線圈電壓。Bulletin 100-CX系列接觸器線圈分交流線圈和直流線圈。交流線圈在AC50Hz時，線圈電壓等級有24V（K）、48V（Y）、110V（D）、220V（F*）、380V（N）。直流線圈電壓等級有24V（ZJ）和220V（ZF）。

5）使用類別。Bulletin 100-CX系列接觸器的使用類別為AC-3。

（3）擴展附件

羅克韋爾自動化生產的低壓電器產品多數具有擴展附件，利用擴展附件完成所需的輔助功能。就接觸器而言，不同系列的接觸器，它的擴展附件是不同的。100-CX系列交流接觸器可使用的擴展附件有頂掛式輔助觸點模塊、側掛式輔助觸點模塊、浪涌抑制器及機械互鎖，如圖1-19所示。

圖1-19 擴展附件