1.3 接触器
接触器是自动控制系统中应用最为广泛的一种低压电器,用来频繁地接通和断开交直流主电路和大容量控制电路,实现远距离自动控制,并具有欠(零)电压保护功能,主要用于控制电动机和电热设备等。接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为交流接触器和直流接触器两种。
1.3.1 接触器的结构及工作原理
交流接触器主要由电磁机构、触头系统和灭弧装置组成,其结构示意图如图1-8所示。
图1-8 CJ20系列交流接触器结构示意图
1—动触头 2—静触头 3—衔铁 4—缓冲弹簧 5—电磁线圈 6—铁心 7—垫毡 8—触头弹簧9—灭弧罩 10—触头压力簧片
1)电磁机构 电磁机构用来操作触头的闭合与分断,包括线圈、动铁心和静铁心。线圈由绝缘铜导线绕制而成,一般制成粗而短的圆筒形,并与铁心之间有一定的间隙,以免与铁心直接接触而受热烧坏。铁心由硅钢片叠压而成,以减少铁心中的涡流损耗,避免铁心过热。在铁心上装有短路环,以减少交流接触器吸合时产生的振动和噪声,故又称为减振环。
2)触头系统 接触器的触头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,允许通过较大的电流,一般有三对主触头;辅助触头用于接通或断开控制电路,通过的电流较小,有常开和常闭两种触头。触头用导电性能较好的纯铜制成,并在接触部分镶上银或者银合金块,以减小接触电阻。
3)灭弧装置 用来迅速熄灭主触头在分断电路时所产生的电弧,保护触头不受电弧灼伤,并使分断时间缩短。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,常采用双断口桥形触头以利于灭弧,其上有陶土灭弧罩。对于大容量的接触器常采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧结构。
4)其他部件 其他部件包括反作用力弹簧、传动机构和接线柱等。
5)工作原理 当线圈通入电流后,在铁心中形成强磁场,动铁心受到电磁力的作用,便吸向静铁心。但动铁心的运动受到反作用力弹簧阻碍,故只有当电磁力大于弹簧反力时,动铁心才能被静铁心吸住。动铁心吸下时,带动动触头与静触头接触,从而使被控电路接通。当线圈断电后,动铁心在反力弹簧作用下迅速离开静铁心,从而使动、静触头也分离,断开被控电路。
接触器的电气符号如图1-9所示。
图1-9 接触器的电气符号
a)常闭辅助触头 b)常开辅助触头 c)主触头 d)线圈
1.3.2 接触器的技术参数
接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、线圈额定电压、额定操作频率等。
1.额定电压
额定电压是指接触器铭牌上主触头的电压。交流接触器的额定电压一般为220V、380V、660V及1140V;直流接触器的额定电压一般为220V、440V及660V。辅助触头的常用额定电压交流接触器为380V,直流接触器为220V。
2.额定电流
接触器的额定电流是指接触器铭牌上主触头的电流。接触器电流等级为6A、10A、16A、25A、40A、60A、100A、160A、250A、400A、600A、1000A、1600A、2500A及4000A。
3.线圈额定电压
对于接触器吸引线圈的额定电压而言,交流接触器有36V、110V、117V、220V、380V等;直流接触器有24V、48V、110V、220V、440V等。
4.额定操作频率
交流接触器的额定操作频率是指接触器在额定工作状态下每小时通、断电路的次数。交流接触器一般为每小时300~600次,直流接触器的额定操作频率比交流接触器要高,可达到每小时1200次。
1.3.3 接触器的选择
1.额定电压的选择
接触器的额定电压不小于负载回路的电压。
2.额定电流的选择
一般接触器的额定电流不小于被控回路的额定电流。对于电动机负载,额定电流可按经验公式计算,即
式中 k—经验系数。
通常取k=2.5,若电动机起动频繁,则取k=2。
3.吸引线圈的额定电压
吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致。
此外,接触器的选用还应考虑接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型。
接触器使用注意事项:
· 接触器不允许在去掉灭弧罩的情况下使用,因为这样可能因触头分断时电弧互相连接而造成相间短路事故。用陶土制成的灭弧罩易碎,拆装时应小心,避免碰撞造成损坏。
· 若接触器已不能修复,应予更换,更换前应检查接触器的铭牌和线圈标牌上标出的参数。换上去的接触器的有关数据应符合技术要求,有些接触器还需要检查和调整触头的开距、超程、压力等,使各个触头动作同步。
· 接触器工作条件恶劣时(如电动机频繁正、反转),接触器额定电流应选大一个等级。
· 避免异物落入接触器内,因为异物可能使动铁心卡住而不能闭合,磁路留有气隙时,线圈电流很大,时间长了会因电流过大而烧毁。