1.2　接觸器

1.2.1　接觸器的功能

（機械的）接觸器（Contactor）是指僅有一個起始位置，能接通、承載或分斷正常條件（包括過載運行條件）下電流的非手動操作的機械開關電器。接觸器不能切斷短路電流，它可以頻繁地接通或分斷交、直流電路，并可實現遠距離控制。其主要控制對象是交、直流電動機，也可用于電熱設備、電焊機、電容器組等其他負載。它具有低電壓釋放保護功能，還具有控制容量大、過載能力強、壽命長、結構簡單、價格便宜等特點，在電力拖動、自動控制線路中得到了廣泛的應用。交流接觸器的外形如圖1-10所示，其圖形和文字符號如圖1-11所示。接觸器常與熔斷器和熱繼電器配合使用。

1.2.2　接觸器的結構及其工作原理

接觸器主要由電磁機構和觸點系統組成，另外，接觸器還有滅弧裝置、釋放彈簧、觸點彈簧、觸點壓力彈簧、支架、底座等部件。圖1-12所示為三種結構形式的接觸器結構簡圖。

接觸器的工作原理是：當線圈通電后，在鐵芯中產生磁通及電磁吸力，電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合，帶動觸點機構動作，使常閉觸點分斷，常開觸點閉合，互鎖或接通線路。線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時，電磁吸力小于彈簧反力，使得銜鐵釋放，觸點機構復位，使得常開觸點斷開，常閉觸點閉合。

1.2.3　常用的接觸器

（1）按照操作方式分類

接觸器按操作方式分類，有電磁接觸器（MC）、氣動接觸器和液壓接觸器。

（2）按照滅弧介質分類

接觸器按滅弧介質分類，有空氣接觸器、油浸式接觸器和真空接觸器。在接觸器中，空氣電磁式交流接觸器應用最為廣泛，產品系列較多，其結構和工作原理基本相同。典型產品有CJX1、CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、NC、B、3TB、3TF等系列，其中，部分型號是從國外引進技術生產的。CJX1系列產品的性能等同于西門子公司的3TB和3TF系列產品，CDC1系列產品的性能等同于ABB公司的B系列產品。此外，CJ12、CJ15、CJ24等系列為大功率重負荷交流接觸器。交流接觸器型號的含義如圖1-13所示。

真空交流接觸器以真空為滅弧介質，其觸點密封在真空開關管內，特別適用于惡劣的環境中，常用的有CKJ和EVS等系列。

（3）按照接觸器主觸點控制電流種類分類

接觸器按照主觸點控制電流種類分類，有直流接觸器和交流接觸器。直流接觸器應用于直流電力線路中，主要供遠距離接通與斷開直流電力線路之用，并適宜于直流電動機的頻繁啟動、停止、換向及反接制動，常用的直流接觸器有CZ0、CZ18、CZ21等系列。對于同樣的主觸點額定電流的接觸器，直流接觸器線圈的阻值較大，而交流接觸器線圈的阻值較小。

（4）按照接觸器有無觸點分類

接觸器按照有無觸點分類，分為有觸點接觸器和無觸點接觸器。

（5）按照主觸點的極數分類

接觸器按照主觸點的極數分類，有單極、雙極、三極、四極和五極接觸器。

【例1-5】　交流接觸器能否作為直流接觸器使用？為什么？

【解】　不能。對于同樣的主觸點額定電流的接觸器，直流接觸器線圈的阻值較大，而交流接觸器的阻值較小。當交流接觸器的線圈接入交流回路時，產生一個很大的感抗，此數值遠大于接觸器線圈的阻值，因此線圈電流的大小取決于感抗的大小。如果將交流接觸器的線圈接入直流回路，通電時，線圈就是純電阻，此時流過線圈的電流很大，使線圈發熱，甚至燒壞。所以通常交流接觸器不作為直流接觸器使用。

1.2.4　接觸器的技術參數

接觸器的主要技術參數有極數、電流種類、額定電壓、額定電流、額定通斷能力、線圈額定電壓、允許操作頻率、機械壽命、電氣壽命、使用類別等。

① 額定工作電壓　接觸器主觸點的額定工作電壓應大于或等于負載的額定電壓。通常最大工作電壓即為額定電壓。直流接觸器的常用額定電壓值為110V、220V、440V、660V等。交流接觸器的常用額定電壓值為127V、220V、380V、500V、660V等。

② 額定工作電流　額定工作電流是指接觸器主觸點在額定工作條件下的電流值。在380V三相電動機控制電路中，額定工作電流可近似等于控制功率的兩倍。常用的額定電流等級為5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A；直流接觸器的額定電流值有40A、80A、100A、150A、250A、400A、600A。

③ 約定發熱電流　約定發熱電流是指在規定的條件下試驗時，電流在8h工作制下，各部分溫升不超過極限值時所承受的最大電流。對于老產品，只有額定電流，而對于新產品（如CJX1系列），則有約定發熱電流和額定電流。約定發熱電流比額定電流要大。

④ 額定通斷能力　額定通斷能力是指接觸器主觸點在規定條件下，可靠接通和分斷的最大預期電流數值。在此電流下觸點閉合時不會造成觸點熔焊，觸點斷開時不能長時間燃弧。一般通斷能力是額定電流的5～10倍。當然，這一數值與開斷電路的電壓等級有關，電壓越高，通斷能力越小。電路中超出此電流值的分斷任務由熔斷器、斷路器等保護電器承擔。

⑤ 接觸器的極數和電流種類　接觸器的極數和電流種類是指主觸點的個數和接通或分斷主回路的電流種類。按電流種類分類，有直流接觸器和交流接觸器；按極數分類，有兩極、三極和四極接觸器。

⑥ 線圈額定工作電壓　線圈額定工作電壓是指接觸器正常工作時吸引線圈上所加的電壓值。一般該電壓數值以及線圈的匝數、線徑等數據均標于線包上，而不是標于接觸器外殼的銘牌上，在使用時應加以注意。直流接觸器常用的線圈額定電壓值為24V、48V、110V、220V、440V等。交流接觸器常用的線圈額定電壓值為36V、110V、127V、220V、380V。

⑦ 允許操作頻率　接觸器在吸合瞬間，吸引線圈需消耗比額定電流大5～7倍的電流，如果操作頻率過高，則會使線圈嚴重發熱，直接影響接觸器的正常使用。為此，人們規定了接觸器的允許操作頻率，一般為每小時允許操作次數的最大值。交流接觸器一般為600次/時，直流接觸器一般為1200次/時。

⑧ 電氣壽命和機械壽命　電氣壽命是指在規定的正常工作條件下，接觸器不需要修理或更換的有載操作次數。機械壽命是指接觸器不需要修理或更換的機構所承受的無載操作次數。目前接觸器的機械壽命已達1000萬次以上，電氣壽命是機械壽命的5%～20%。

⑨ 使用類別　接觸器用于不同的負載時，其對主觸點的接通和分斷能力要求不同，按不同的使用條件來選用相應的使用類別的接觸器便能滿足其要求。在電力拖動系統中，接觸器的使用類別及其典型的用途見表1-3，它們的主觸點達到的接通和分斷能力為：AC-1和DC-1類型允許接通和分斷額定電流；AC-2、DC-3和DC-5類型允許接通和分斷4倍額定電流；AC-3類型允許接通6倍額定電流和分斷額定電流；AC-4類型允許接通和分斷6倍額定電流。

CJX1系列交流接觸器的主要技術參數見表1-4。

1.2.5　接觸器的選用

交流接觸器的選擇需要考慮主觸點的額定電壓、額定電流、輔助觸點的數量與種類、吸引線圈的電壓等級以及操作頻率。

① 根據接觸器所控制負載的工作任務（輕任務、一般任務或重任務）來選擇相應使用類別的接觸器。

a.如果負載為一般任務（控制中小功率籠型電動機等），應選用AC3類接觸器。

b.如果負載屬于重任務類（電動機功率大，且動作較頻繁），則應選用AC4類接觸器。

c.如果負載為一般任務與重任務混合的情況，則應根據實際情況選用AC3類或AC4類接觸器。若確定選用AC3類接觸器，它的容量應降低一級使用，即使這樣，其壽命仍將有不同程度的降低。

d.適用于AC2類的接觸器，一般也不宜用來控制AC3及AC4類的負載，因為它的接通能力較低，在頻繁接通這類負載時容易發生觸點熔焊現象。

② 交流接觸器的額定電壓（指觸點的額定電壓）一般為500V或380V兩種，應大于或等于負載回路的電壓。

③ 根據電動機（或其他負載）的功率和操作情況來確定接觸器主觸點的電流等級。

a.接觸器的額定電流（指主觸點的額定電流）有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A等幾種，應大于或等于被控回路的額定電流。

b.對于電動機負載，可按下列公式計算：

式中，I_idGenCharOverride-4為接觸器主觸點電流，A；P_idGenCharOverride-4為電動機的額定功率，kW；U_idGenCharOverride-4為電動機的額定電壓，V；K為經驗系數，一般取1～1.4。

c.如果接觸器控制電容器或白熾燈時，由于接通時的沖擊電流可達額定值的幾十倍，因此從接通方面來考慮，宜選用AC4類的接觸器；若選用AC3類的接觸器，則應降低到70%～80%的額定功率來使用。

④ 接觸器線圈的電流種類（交流和直流兩種）和電壓等級應與控制電路相同。

⑤ 觸點數量和種類應滿足電路和控制線路的要求。

【例1-6】　CA6140A車床的主電動機的功率為7.5kW，控制電路電壓為交流24V，選用其控制用接觸器。

【解】　電路中的電流，因為電動機不頻繁啟動，而且無反轉和反接制動，所以接觸器的使用類別為AC-3，選用的接觸器額定工作電流應大于或等于15.2A。又因為使用的是三相交流電動機，所以選用交流接觸器。選擇CJX1-16交流接觸器，接觸器額定工作電壓為380V；線圈額定工作電壓和控制電路一致，為24V；接觸器額定工作電流為16A，大于15.2A，輔助觸點為兩個常開、兩個常閉，可見選用CJX1-16/22是合適的。

這里若有反接制動，則應該選用大一個級別的接觸器，即CJX1-32/22。