1.2　接触器

1.2.1　接触器的功能

（机械的）接触器（Contactor）是指仅有一个起始位置，能接通、承载或分断正常条件（包括过载运行条件）下电流的非手动操作的机械开关电器。接触器不能切断短路电流，它可以频繁地接通或分断交、直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是交、直流电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其他负载。它具有低电压释放保护功能，还具有控制容量大、过载能力强、寿命长、结构简单、价格便宜等特点，在电力拖动、自动控制线路中得到了广泛的应用。交流接触器的外形如图1-10所示，其图形和文字符号如图1-11所示。接触器常与熔断器和热继电器配合使用。

1.2.2　接触器的结构及其工作原理

接触器主要由电磁机构和触点系统组成，另外，接触器还有灭弧装置、释放弹簧、触点弹簧、触点压力弹簧、支架、底座等部件。图1-12所示为三种结构形式的接触器结构简图。

接触器的工作原理是：当线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力，电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，使常闭触点分断，常开触点闭合，互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，使得常开触点断开，常闭触点闭合。

1.2.3　常用的接触器

（1）按照操作方式分类

接触器按操作方式分类，有电磁接触器（MC）、气动接触器和液压接触器。

（2）按照灭弧介质分类

接触器按灭弧介质分类，有空气接触器、油浸式接触器和真空接触器。在接触器中，空气电磁式交流接触器应用最为广泛，产品系列较多，其结构和工作原理基本相同。典型产品有CJX1、CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、NC、B、3TB、3TF等系列，其中，部分型号是从国外引进技术生产的。CJX1系列产品的性能等同于西门子公司的3TB和3TF系列产品，CDC1系列产品的性能等同于ABB公司的B系列产品。此外，CJ12、CJ15、CJ24等系列为大功率重负荷交流接触器。交流接触器型号的含义如图1-13所示。

真空交流接触器以真空为灭弧介质，其触点密封在真空开关管内，特别适用于恶劣的环境中，常用的有CKJ和EVS等系列。

（3）按照接触器主触点控制电流种类分类

接触器按照主触点控制电流种类分类，有直流接触器和交流接触器。直流接触器应用于直流电力线路中，主要供远距离接通与断开直流电力线路之用，并适宜于直流电动机的频繁启动、停止、换向及反接制动，常用的直流接触器有CZ0、CZ18、CZ21等系列。对于同样的主触点额定电流的接触器，直流接触器线圈的阻值较大，而交流接触器线圈的阻值较小。

（4）按照接触器有无触点分类

接触器按照有无触点分类，分为有触点接触器和无触点接触器。

（5）按照主触点的极数分类

接触器按照主触点的极数分类，有单极、双极、三极、四极和五极接触器。

【例1-5】　交流接触器能否作为直流接触器使用？为什么？

【解】　不能。对于同样的主触点额定电流的接触器，直流接触器线圈的阻值较大，而交流接触器的阻值较小。当交流接触器的线圈接入交流回路时，产生一个很大的感抗，此数值远大于接触器线圈的阻值，因此线圈电流的大小取决于感抗的大小。如果将交流接触器的线圈接入直流回路，通电时，线圈就是纯电阻，此时流过线圈的电流很大，使线圈发热，甚至烧坏。所以通常交流接触器不作为直流接触器使用。

1.2.4　接触器的技术参数

接触器的主要技术参数有极数、电流种类、额定电压、额定电流、额定通断能力、线圈额定电压、允许操作频率、机械寿命、电气寿命、使用类别等。

① 额定工作电压　接触器主触点的额定工作电压应大于或等于负载的额定电压。通常最大工作电压即为额定电压。直流接触器的常用额定电压值为110V、220V、440V、660V等。交流接触器的常用额定电压值为127V、220V、380V、500V、660V等。

② 额定工作电流　额定工作电流是指接触器主触点在额定工作条件下的电流值。在380V三相电动机控制电路中，额定工作电流可近似等于控制功率的两倍。常用的额定电流等级为5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A；直流接触器的额定电流值有40A、80A、100A、150A、250A、400A、600A。

③ 约定发热电流　约定发热电流是指在规定的条件下试验时，电流在8h工作制下，各部分温升不超过极限值时所承受的最大电流。对于老产品，只有额定电流，而对于新产品（如CJX1系列），则有约定发热电流和额定电流。约定发热电流比额定电流要大。

④ 额定通断能力　额定通断能力是指接触器主触点在规定条件下，可靠接通和分断的最大预期电流数值。在此电流下触点闭合时不会造成触点熔焊，触点断开时不能长时间燃弧。一般通断能力是额定电流的5～10倍。当然，这一数值与开断电路的电压等级有关，电压越高，通断能力越小。电路中超出此电流值的分断任务由熔断器、断路器等保护电器承担。

⑤ 接触器的极数和电流种类　接触器的极数和电流种类是指主触点的个数和接通或分断主回路的电流种类。按电流种类分类，有直流接触器和交流接触器；按极数分类，有两极、三极和四极接触器。

⑥ 线圈额定工作电压　线圈额定工作电压是指接触器正常工作时吸引线圈上所加的电压值。一般该电压数值以及线圈的匝数、线径等数据均标于线包上，而不是标于接触器外壳的铭牌上，在使用时应加以注意。直流接触器常用的线圈额定电压值为24V、48V、110V、220V、440V等。交流接触器常用的线圈额定电压值为36V、110V、127V、220V、380V。

⑦ 允许操作频率　接触器在吸合瞬间，吸引线圈需消耗比额定电流大5～7倍的电流，如果操作频率过高，则会使线圈严重发热，直接影响接触器的正常使用。为此，人们规定了接触器的允许操作频率，一般为每小时允许操作次数的最大值。交流接触器一般为600次/时，直流接触器一般为1200次/时。

⑧ 电气寿命和机械寿命　电气寿命是指在规定的正常工作条件下，接触器不需要修理或更换的有载操作次数。机械寿命是指接触器不需要修理或更换的机构所承受的无载操作次数。目前接触器的机械寿命已达1000万次以上，电气寿命是机械寿命的5%～20%。

⑨ 使用类别　接触器用于不同的负载时，其对主触点的接通和分断能力要求不同，按不同的使用条件来选用相应的使用类别的接触器便能满足其要求。在电力拖动系统中，接触器的使用类别及其典型的用途见表1-3，它们的主触点达到的接通和分断能力为：AC-1和DC-1类型允许接通和分断额定电流；AC-2、DC-3和DC-5类型允许接通和分断4倍额定电流；AC-3类型允许接通6倍额定电流和分断额定电流；AC-4类型允许接通和分断6倍额定电流。

CJX1系列交流接触器的主要技术参数见表1-4。

1.2.5　接触器的选用

交流接触器的选择需要考虑主触点的额定电压、额定电流、辅助触点的数量与种类、吸引线圈的电压等级以及操作频率。

① 根据接触器所控制负载的工作任务（轻任务、一般任务或重任务）来选择相应使用类别的接触器。

a.如果负载为一般任务（控制中小功率笼型电动机等），应选用AC3类接触器。

b.如果负载属于重任务类（电动机功率大，且动作较频繁），则应选用AC4类接触器。

c.如果负载为一般任务与重任务混合的情况，则应根据实际情况选用AC3类或AC4类接触器。若确定选用AC3类接触器，它的容量应降低一级使用，即使这样，其寿命仍将有不同程度的降低。

d.适用于AC2类的接触器，一般也不宜用来控制AC3及AC4类的负载，因为它的接通能力较低，在频繁接通这类负载时容易发生触点熔焊现象。

② 交流接触器的额定电压（指触点的额定电压）一般为500V或380V两种，应大于或等于负载回路的电压。

③ 根据电动机（或其他负载）的功率和操作情况来确定接触器主触点的电流等级。

a.接触器的额定电流（指主触点的额定电流）有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A等几种，应大于或等于被控回路的额定电流。

b.对于电动机负载，可按下列公式计算：

式中，I_idGenCharOverride-4为接触器主触点电流，A；P_idGenCharOverride-4为电动机的额定功率，kW；U_idGenCharOverride-4为电动机的额定电压，V；K为经验系数，一般取1～1.4。

c.如果接触器控制电容器或白炽灯时，由于接通时的冲击电流可达额定值的几十倍，因此从接通方面来考虑，宜选用AC4类的接触器；若选用AC3类的接触器，则应降低到70%～80%的额定功率来使用。

④ 接触器线圈的电流种类（交流和直流两种）和电压等级应与控制电路相同。

⑤ 触点数量和种类应满足电路和控制线路的要求。

【例1-6】　CA6140A车床的主电动机的功率为7.5kW，控制电路电压为交流24V，选用其控制用接触器。

【解】　电路中的电流，因为电动机不频繁启动，而且无反转和反接制动，所以接触器的使用类别为AC-3，选用的接触器额定工作电流应大于或等于15.2A。又因为使用的是三相交流电动机，所以选用交流接触器。选择CJX1-16交流接触器，接触器额定工作电压为380V；线圈额定工作电压和控制电路一致，为24V；接触器额定工作电流为16A，大于15.2A，辅助触点为两个常开、两个常闭，可见选用CJX1-16/22是合适的。

这里若有反接制动，则应该选用大一个级别的接触器，即CJX1-32/22。