2.1.2 接触器

接触器是数控机床电气控制中重要的电器，它以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是电动机，也可用于其他负载。接触器不仅能实现远距离自动操作及欠电压和失电压保护功能，而且具有控制容量大、过载能力强、工作可靠、操作频率高、使用寿命长、设备简单经济等特点，所以它是机床电气控制电路中使用最广泛的电器元件。图2-1所示为接触器外形图。

接触器按其分断电流的种类可分为直流接触器和交流接触器；按其主触头的极数可分单极、双极、三极、四极、五极几种，单极、双极多为直流接触器。数控机床主要使用交流接触器。

1.交流接触器的结构

交流接触器主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置和其他辅助部件四大部分组成。结构示意如图2-2所示。

（1）电磁系统

用来操作触头闭合与分断。它包括静铁心、吸引线圈、动铁心（衔铁）。铁心用硅钢片叠成，以减少铁心中的铁损耗，在铁心端部极面上装有短路环，其作用是消除交流电磁铁在吸合时产生的振动和噪声。

（2）触头系统

起着接通和分断电路的作用。它包括主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路或大电流电路，主触头容量较大，一般为三极。辅助触头用于通断小电流的控制电路，起控制其他元件接通或断开及电气联锁作用，辅助触头容量较小。辅助触头结构上通常常开和常闭是成对的。当线圈得电后，衔铁在电磁吸力的作用下吸向铁心，同时带动动触头移动，使其与常闭触头的静触头分开，与常开触头的静触头接触，实现常闭触头断开，常开触头闭合。辅助触头不能用来断开主电路。主、辅触头一般采用桥式双断点结构。

（3）灭弧装置

起着熄灭电弧的作用。对于大容量的接触器，常采用窄缝灭弧及栅片灭弧，对于小容量的接触器，采用电动力吹弧、灭弧罩等。

1—动触头 2—静触头 3—衔铁 4—弹簧 5—线圈 6—铁心 7—垫毡 8—触头弹簧 9—灭弧罩 10—触头压力弹簧

（4）其他辅助部件

主要包括恢复弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及外壳等。

2.交流接触器的工作原理

当吸引线圈通电后，线圈电流在铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生克服复位弹簧反力的电磁吸力，动铁心被吸合从而带动触头动作。触头动作时，常闭触头先断开，常开触头后闭合。当吸引线圈断电或线圈中的电压值降低到某一数值时（无论是正常控制还是欠电压、失电压故障，一般降至线圈额定电压的85%），铁心中的磁通下降，电磁吸力减小，当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复位，使主、辅触头的常开触头断开，常闭触头恢复闭合。这就是接触器的欠电压、失电压保护功能。接触器的图形、文字符号如图2-3所示。

a）线圈 b）主触头 c）常开辅助触头 d）常闭辅助触头

3.交流接触器的型号和主要技术参数

常用的交流接触器有CL20、CJX1、CJX2、CJ12和CJ10、CJ0等系列，直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22和CZ10、CZ2等系列。其型号含义如下：

其中表2-1为CJ20系列交流接触器的主要技术数据。

4.接触器的选用

接触器的选用，应根据负载的类型和工作参数合理选用。具体分为以下步骤：

（1）选择接触器的类型

交流接触器按负载种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC ₁ 、AC ₂ 、AC ₃ 和AC ₄ 。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负载，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器主要用于绕线式异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。

（2）选择接触器的额定参数

根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。

1）接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可以降低，使用时也较安全。机床电路一般用110V。

2）电动机的操作频率不高，如水泵、风机等，接触器额定电流大于负载额定电流即可。接触器类型可选用CJ20等。

3）对重任务型电动机，如机床主电动机等，其平均操作频率超过100次/min，运行于起动、点动、正反向制动、反接制动等状态，可选用CJ10Z、CJ12型的接触器。为了保证电寿命，可使接触器降容使用。选用时，接触器额定电流大于电动机额定电流。

4）对特重任务电动机，如大型机床的主电动机等，操作频率很高，可达600～12000次/h，经常运行于起动、反接制动、反向等状态，接触器大致可按电寿命及起动电流选用，接触器型号选CJ10Z、CJ12等。

5）用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。例如交流主轴电动机的变压器等，一般可按变压器额定电流的2倍选取接触器，型号选CJ20。

6）接触器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≤8h，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，选用接触器时，接触器的额定电流按负载额定电流的110%～120%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，使接触电阻增大，导致触头发热超过允许温升。所以在实际选用时，可将接触器的额定电流减小30%使用。

5.接触器的使用

1）接触器安装前应先检查线圈的额定电压是否与实际需要相符。

2）接触器的安装多为垂直安装，其倾斜角不得超过5°，否则会影响接触器的动作特性；安装有散热孔的接触器时，应将散热孔放在上下位置，以降低线圈的温升。

3）接触器安装与接线时应将螺钉拧紧，以防振动松脱。

4）接线器的触头应定期清理，若触头表面有电弧灼伤时，应及时修复。

6.常见故障及处理方法

接触器在使用时可能出现的故障很多，表2-2列出了一些常见故障的原因和修理方法。