浅谈交流接触器的结构_应用及其发展

３４　｜　电气制造・２００８年第１期

■　袁小琴　　高平／正泰集团

浅谈交流接触器的结构、应用及其发展

叙述了交流接触器的结构和原理，并在归纳交流接触器分类与选型

的基础上对交流接触器的应用进行了介绍。根据目前交流接触器的发展状况分别阐述了传统型交流接触器和智能交流接触器的发展趋势。１　　引言

接触器是一种自动开关控制电器，在低压配

电系统中用于远距离控制、频繁操作，交、直流

主电路及大容量控制电路。接触器具有强大的执

行机构，当系统发生故障时能迅速、可靠地切断

电源，并有欠电压释放的功能。随着现代科技的

不断发展，自动化程度的不断提高，对低压配电

系统提出了更加严格的要求，而作为低压配电系

统中的重要组成部分的接触器也有了新发展。２　　交流接触器的结构与分类

２．１　交流接触器的结构、原理

交流接触器主要由磁系统、触头系统、灭弧

系统、弹簧释放机构、辅助触头及基座等几部分

组成。其基本原理是利用电磁原理通过控制电路

和可动衔铁来带动触

头控制主电路通断

的，如图所示。当交流

接触器的线圈通入交

流电时，在静铁心上

会产生电磁吸力，将

动铁心吸合，由此带

动主触头闭合，同时

辅助常闭触头打开，

辅助常开触头闭合。

当线圈断电时，铁心

上的磁力消失，在反

力弹簧的作用下动铁心回到原位，各触头也随之回到原始状态。在接通与分断的过程中，触头压力弹簧片和缓冲弹簧都起到了很好的压力传递和减缓振动的效果。灭弧罩用来熄灭在线圈断电（即触头断开）时产生的电弧。静铁心端面短路环的作用是为了防止交变电流产生的电磁噪声和振动，因此也叫减振环。在电磁机构方面，对于交流接触器，为了减小因涡流和磁滞损耗造成的能量损失和温升，铁心和衔铁采用硅钢片叠成。接

触器的触头分为两类：主触头和辅助触头。主触

头用于通断主电路，中小容量的接触器主、辅触头一般都采用直动式双断点桥式结构，大容量的接触器主触头则常采用转动式单断点指形触头。辅助触头用于控制回路，并可根据需要按使用类别选用。２．２　交流接触器的分类（１）　按主触头极数分为单极、双极、三极及多极交流接触器。单极接触器主要用于控制单相负载，如：照明、电焊机等；双极接触器主要用于绕线转子异步电动机及较大容量的控制电路中；三极接触器主要用于直接起动及控制交流异步电动机，接通断开电容器组及变压器、较大容量的控制回路；多极接触器则主要用于桥式起重机、三相四线制照明负载以及较大容量的控制回路。（２）　按主触头正常（在励磁线圈无电时）位置可分为常开式和常闭式交流接触器。常开式交流接触器常用于控制电动机及其他各种电力负载，常图　　交流接触器的外形及结构

Opinion

ｗｗｗ．ｅａｇｅ．ｃｏｍ．ｃｎ２００８年第１期・电气制造　｜

　３５闭式主要用于能耗制动或备用电源的接通。（３）　按线圈励磁电流种类可分为交流励磁和直流励磁两种类型。直流励磁常用于直流操作及节能交流接触器中。（４）　按灭弧介质可分为空气式和真空式两种类型。一般用途常采用空气式交流接触器，而真空式交流接触器由于其电弧不会外喷，触头间隙内为真空，介质强度恢复速度快的特点适用于防爆、防腐、分断电容器组及电压１　０００　Ｖ以上的场合。（５）按有无灭弧室可分为有灭弧室和无灭弧室两种类型。无灭弧室类接触器常用于电动机加速起动的接触器及小容量接触器。以上所述为接触器的基本分类，对于交流接触器，为了扩大产品的适用范围，改善性能及提高通用化水平，还有许多在这些基本类型上派生的品种，如：时间接触器、机械联锁（可逆）接触器及锁扣接触器等。３　　交流接触器应用３．１　交流接触器类型的选择交流接触器的接通分断能力随着用途和控制对象的不同有很大的差异，因此负载类型是交流接触器选用的主要依据。按照负载类型一般分为一类、二类、三类、四类，分别记为：ＡＣ—１、ＡＣ—２、ＡＣ—３、ＡＣ—４。一类对应的控制对象为无感或低感负载，如白炽灯、电阻炉等；二类主要用于控制绕线转子异步电动机的起动、分断；三类主要用于笼型异步电动机的起动、运转中分断；四类主要用于笼型异步电动机的起动、反接制动或反向运转、点动。近期国外开始出现专门用于控制家用电器等用途的低感负载的小容量交流接触器，更好地实现了楼宇、第三产业和工业等部门的自动化。３．２　主电路参数的确定主电路参数的确定主要是额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率）、额定通断能力和耐受过载电流能力。接触器可以在不同的额定工作电压和额定工作电流下工作。但在任何情况下，所选定的额定工作电压都不得高于接触器的额定绝缘电压，所选定的额定工作电流（或额定控制功率）也不得高于接触器在相应工作条件下规定的额

定工作电流（或额定控制功率）。接触器的额定通断能力应高于通断时电路中实际可能出现的电流值。耐受过载电流能力也应高于电路中可能出现

的过载电流。

３．３　控制电路参数和辅助电路参数的确定

交流接触器线圈电压应按选定的控制电路电压确定。对于接触器的辅助触头种类和数量，一般应根据系统控制要求确定所需的辅助触头的种类、数量及组合形式，同时应注意辅助触头的通

断能力和其他额定参数。当接触器的辅助触头数量和其他额定参数不能满足系统要求时，可增加接触器式继电器以扩大功能。

３．４　常用典型负载交流接触器选用

（１）对于电动机负载，如压缩机、水泵以及压力机等，它要求的操作频率不高，交流接触器额定电流大于负荷额定电流即可。可选用的交流接触器的类型有ＣＪ１０、ＣＪ２０等。

（２）对重任务型电动机负载，如机床、升降设

备、绞盘、破碎机等，其平均操作频率超过１００次／ｍｉｎ，运行于起动、点动、正反向制动和反接制动

等状态，可选用ＣＪ１０Ｚ、ＣＪ１２型的接触器。为了保证电寿命，可将接触器降容使用，但接触器额定电流应大于电动机额定电流。

（３）对于特种电动机负载，如印刷机、镗床等，操作频率达６００～１２　０００次／ｈ，并经常运行于起动、反接制动、反向等状态，接触器的选用一般考虑按电寿命及起动电流，常选ＣＪ１０Ｚ、ＣＪ１２等型号。

（４）交流回路中的电容器投入电网或从电网中切除时，接触器的选用应考虑到电容器的合闸冲击电流。一般此时交流接触器的额定电流可按电容器的１．５倍额定电流选取，常选用ＣＪ１０、ＣＪ２０等型号。

（５）用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪

涌电流。例如交流电焊机、电阻焊机等，一般可按变压器２倍额定电流的选取接触器，可选用ＣＪ１０、ＣＪ２０等型号。

（６）对于电热设备，如电阻炉、电热器等，可直接按负载额定电流选取，可选ＣＪ１０、ＣＪ２０等型号。（７）对于气体放电灯，由于起动电流大、起动

观点

３６　｜　电气制造・２００８年第１期时间长，因此对此类照明设备的控制可按１．１～１．４

倍额定电流选取交流接触器，可选ＣＪ１０、ＣＪ２０等

型号。

（８）交流接触器的额定电流是指接触器在长期

工作下的最大允许电流，持续时间≤８　ｈ，且安装

于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，接触器

的额定电流按１１０％～１２０％负载额定电流选取。

对于长时间工作的电动机，由于其氧化膜没有机

会得到清除，会使接触电阻增大，而导致触点发

热超过允许温升，实际选用时，可将接触器的额

定电流减小３０％。４　　交流接触器的发展趋势

４．１　传统交流接触器的发展

传统小容量交流接触器以其体积小巧、结构

简单等特点在特殊的使用场合下有着不可取代的

优势。传统的交流接触器也在新技术、新材料、新

工艺不断出现的情况下不断地更新换代，目前传

统交流接触器正向以下几方面发展：①模块化。模

块化使得整个电器制造业的过程都大为简便，新

一代传统小容量接触器就是其中很好的范例，通

过不同模块的积木式组合，在接触器主体的上下

左右侧均可按需要加装机械联锁、延时元件、辅助

触头和瞬态过电压抑制等模块，来增加交流接触

器的附加功能。②模数化。模数化使得接触器的外

形尺寸规范化，便于安装和组合，例如不同额定

值，不同类型的产品均可安装在统一的安装导轨

上。③小型化。小型化有两种含义：一方面是指交

流接触器本身的尺寸要小，另一方面是指减小喷

弧距离或实现无弧以缩小安装交流接触器的开关

柜尺寸。④零部件通用化。同类零部件的规格、尺

寸、效能的归并统一，实现零部件的通用化，可以

简化设计和工艺，缩短生产周期，节约人力物力，

降低成本和减少库存。

４．２　智能交流接触器的发展

智能交流接触器内置的专用微处理器通过对

三相主回路、线圈控制回路的电压、电流信号的

采集、处理，动态优化了接触器的吸合、保持及

分断等操作过程，实现了无弧、少弧分断控制，同

时兼容了电动机保护器对电动机工作状态的监控

及常规接触器与热继电器组合而产生的过载和断相保护功能。目前中大容量的交流接触器已普遍采用电子和智能控制，特别是带反馈系统的智能交流接触器大幅提高了电寿命及其他性能。此外，电接触理论近期提出的触头零电弧侵蚀的新机理，也为接触器的智能分断提供了新的理论依据。单一智能化低压电器产品还不能充分发挥智能化的优势，只有将其与计算机联网才能将其特点全部发挥出来，然而以往的通信方式由于结构复杂、安装维护麻烦难以在电器领域中得到推广，而现场总线技术的出现正好解决了该问题。它通过一根总线以串行方式将现场设备与上位机

连起来，使系统的结构大为简化，同时也在很大

程度上降低了系统安装、调试及维护的成本。多台智能接触器组成接触器阵列，与一台或多台现场监控计算机连接成局域网，并可通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ与远程计算机连接。以现场监控计算机为服务器，远程监控计算机作为客户机通过Ｍｏｄｅｍ登录现场网络，实现对现场智能接触器的管理。而智能接触器自身应具备支持浏览器监控程序界面、自诊断、报警及数据传输的功能。目前，实现低压电器双向通信将成为低压电器的主要技术特征，随着现场总线技术应用于新型智能交流接触器中，使之能够简单地通过一根总线以串行方式与主机相连，通信能力和可靠性都得到了很大的提高，同时为简化系统结构，节约硬件设备，连接电缆，各种安装附件创造了条件，因此具有较大的发展空间，新一代可通信交流接触器将成为智能交流接触器的主要发展方向。５　　结束语当前，交流接触器的发展正向着更高层次迈进，按照国际标准进行新产品的研制开发工作。随着计算机网络技术、通信技术的发展与应用，可通信智能化交流接触器正在逐步的完善与推广之中，而对于传统的电器产品也提出了高性能、高可靠、小型化和模块化的要求。从总体上说，在新技术的带动下，交流接触器正向着优异的性能、安全化的使用、艺术化的外形、节能环保的方向发展，以更高的水平来满足市场的需要。EM （收稿日期：２００７．１１．１４）