接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大面广的一种低压控制电器,用来频繁地接通和断开交直流主回路和大容量控制电路。其主要控制对象是电动机,也可以控制其他负载,如电焊机、电照明、电容器、电阻炉等。交流接触器具有操作频率高、使用寿命长、工作可靠、性能稳定、维护方便等优点,能实现远距离控制,同时还具有欠电压释放保护和零电压保护功能。
微课:接触器
按控制电流性质不同,接触器分交流接触器和直流接触器两大类。
接触器主要由电磁机构、触点系统和灭弧装置组成,其结构如图1-19所示。
当接触器线圈通电后,在铁心中产生磁通。由此在衔铁气隙处产生吸力,使衔铁产生闭合动作,主触点也在衔铁的带动下闭合,于是接通了主电路。同时衔铁带动辅助触点动作,使原来打开的辅助触点闭合,而使原来闭合的辅助触点断开。当线圈断电或电压显著降低时,吸力消失或减弱,衔铁在缓冲弹簧作用下,主、辅触点又恢复到原来的状态。这就是接触器的工作原理。接触器的图形及文字符号如图1-20所示。
图1-19 接触器结构图
图1-20 接触器的图形及文字符号
交流接触器线圈通以交流电,主触点接通,交流主电路接通。当交流磁通穿过铁心时,将产生涡流和磁滞损耗,使铁心发热。为减少铁损,铁心用硅钢片冲压而成。为便于散热,线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上,CJ20系列交流接触器实物如图1-21所示。
图1-21 CJ20系列交流接触器
常用的交流接触器有CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2、3TB、3TD、LC1-D、LC2-D等系列。
直流接触器线圈通以直流电流,主触点接通,直流主电路接通,CZ0系列直流接触器外形如图1-22所示。因为线圈通入的是直流电,铁心中不会产生涡流和磁滞损耗,所以不会发热。直流接触器灭弧较困难,一般采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。
250A以上的直流接触器通常采用串联双绕组线圈,直流接触器双绕组线圈接线如图1-23所示。线圈1为起动线圈,线圈2为保持线圈,接触器的一个常闭辅助触点与保持线圈并联连接。在电路刚接通瞬间,保持线圈被常闭触点短接,可使起动线圈获得较大的电流和吸力。当接触器动作后,常闭触点断开,两线圈串联通电,由于电源电压不变,所以电流减小,但仍可保持衔铁吸合,因而可以节电和延长电磁线圈的使用寿命。
图1-22 CZ0系列直流接触器
图1-23 直流接触器双绕组线圈接线图
常用的直流接触器有CZ0、CZ18、CZ21、CZ22等系列。
接触器的主要技术参数如下。
1)额定电压。接触器的额定电压是指主触点的额定电压。常用电压等级分为交流接触器220V、380V、660V、1140V,直流接触器110V、220V、440V、660V。
2)额定电流。接触器的额定电流是指主触点的额定电流。CJ20系列交流接触器额定电流等级有10A、16A、32A、55A、80A、125A、200A、315A、400A、630A。CZ18系列直流接触器额定电流等级有40A、80A、160A、315A、630A、1000A。
3)电磁线圈的额定电压。电磁线圈的额定电压是指保证衔铁可靠吸合的线圈工作电压。常用电压等级分为交流线圈36V、127V、220V、380V,直流线圈24V、48V、110V、220V。
4)触点数目。各种类型的接触器触点数目不同。交流接触器的主触点有3对(常开触点),一般有4对辅助触点(2对常开、2对常闭),最多可达到6对(3对常开、3对常闭)。直流接触器主触点一般有2对(常开触点),辅助触头有4对(2对常开、2对常闭)。
5)接通和分断能力。接通和分断能力指主触点在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值。在此电流值下,接通时主触点不应发生熔焊,分断时主触点不应发生长时间燃弧。
6)额定操作频率。接触器额定操作频率是指每小时接通次数,通常交流接触器为600次/h,直流接触器为1200次/h。
7)机械寿命和电气寿命。机械寿命是指接触器在需要修理或更换机构零件前所能承受的无载操作次数。电气寿命是指在规定的正常工作条件下,接触器不需修理或更换的有载操作次数。
8)使用类别。接触器用于不同负载时,对主触点的接通和分断能力要求不同,按不同使用条件来选择相应使用类别的接触器。
为了保证系统正常工作,要根据控制要求正确选择接触器,使接触器的技术参数满足条件。
1)接触器类型。接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择,对交流负载应选用交流接触器,直流负载应选用直流接触器。
2)接触器主触点的额定电压。接触器主触点的额定电压应大于或等于额定电压。
3)接触器主触点的额定电流。主触点的额定电流应不小于被控电路额定电流,对于电动机负载还应根据其运行方式适当增减。
4)接触器吸引线圈电压。当控制电路比较简单,所用接触器数量较少时,交流接触器线圈的额定电压一般直接选用220V或380V;当控制电路比较复杂,使用的电器较多时,一般交流接触器线圈的电压可选择127V、36V等,这时需要附加一个控制变压器。
直流接触器线圈的额定电压要根据控制回路的情况而定。同一系列、同一容量等级的接触器,其线圈的额定电压有几种,尽量选择线圈的额定电压与直流控制电路的电压一致。