交流接触器的应用和故障分析

交流接触器的应用和故障分析

钟志成2007-7-6 16:30:00

1 接触器用途分类

接触器是一种自动化的控制电器，主要用于频繁接通或分断交、直流电路，控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路；其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。本文将主要介绍常用的交流接触器。

1.1 交流接触器

接触器触头按通断能力，可分为主触头和辅助触头。主触头主要用于通断较大电流的电路(此电路称主电路)，它的体积较大，一般由三对常开触头组成。辅助触头主要用于通断较小电流的电路(此电路称控制电路)，它的体积较小，有常开触头和常闭触头之分。交流接触器的外形和结构(见图1)。

当给交流接触器的线圈5通人交流电时，在铁心6上会产生电磁吸力，克服弹簧4的反作用力，将衔铁3吸合，衔铁的动作带动动触桥1运动，和静触点2闭合。当电磁线圈断电后，铁心上的电磁吸力消失，衔铁在弹簧的作用下回到原位，各触点也随之回到原始状态。交流接触器的铁心断面上有短路环，是为了防止交变电流所造成

的吸合时的抖动。交流接触器的型号有CJ1O、CJ12、CJ20

等系列。

1.2 直流接触器

直流接触器主要用于远距离接通和分断直流电路及直流电动机的频繁启动、停止、反转和反接制动。直流接触器的结构和工作原理与交流接触器基本相同，也由电磁机构、触头系统和灭弧装置组成。电磁机构采用沿棱角转动拍合式铁芯，由于线圈中通入直流电，铁芯不会产生涡流，可用整块铸铁或铸钢制成铁芯，也不需要短路环。触头系统有主触头和辅助触头，主触头通断电流大，采用滚动接触的指型触头；辅助触头通断电流小，采用点接触式的桥式触头。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，故直流接触器采用磁吹式灭弧装置和其它灭弧方法灭弧。直流接触器通人直流电，吸合时没有冲击启动电流，不会产生猛烈撞击现象，因此使用寿命长，适宜频繁操作场合。

1.3 线圈额定电压相同的直流和交流接触器，不可互换替代使用

在交、直流接触器的电磁锈中，影响线圈电流的因素不同，若互换则要么不能正常工作，要么立即烧毁线圈。

直流接触器工作时，线圈不感应电势，限制励磁电流主要采用增大线圈电阻实现，因而其线径细。若将其接到交流电路，由于线圈本身将感应很大的电势，因而流过的电流很小，接触器不会损坏，但是产生的电磁吸力将不足以使衔铁吸合，所以直流接触器用在交流电路中将不能正常工作。

相反，交流接触器因其线圈工作时会感应电势，此电势正常工作时起限流作用，为了使其有足够的吸力，线圈的线阻应较小，因而线径较细。若将其接到直流电路中，由于不能感应出电势，在相同大小的电压下，将产生非常之大的电流(十几甚或几十倍于额定电流)，使接触器的线圈立即烧毁；即使是应急使用，也必须在线圈中串人合适的电阻，或者选用电压等级高很多的交流接触器。

2 交流接触器的选用方法

交流接触器的选用，应根据负荷的类型和工作参数合理选用。具体分为以下步骤：

2.1 选择接触器的类型

交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AG3和AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器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鼠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。

2.2 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。但为了方便和减少设备，常按实际电网电压选取。

2)电动机的操作频率不高，如压缩机、水泵、风机、空调、冲床等，接触器额定电流大于负荷额定电流即可。接触器类型可选用CJ10、CJ20等。

3)对重任务型电机，如机床主电机、升降设备、绞盘、破碎机等，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CJ1OZ、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机额定电流。

4)对特重任务电机，如印刷机、镗床等，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，型号选CJ10Z、CJ12等。

5)交流回路中的电容器投入电网或从电网中切除时，接触器选择应考虑电容器的合闸冲击电流。一般地，接触器的额定电流可按电容器的额定电流的1.5倍选取，型

号选CJ10、CJ20等。

6)用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。例如交流电弧焊机、电阻焊机等，一般可按变压器额定电流的2倍选取接触器，型号选CJ10、CJ20等。

7)对于电热设备，如电阻炉、电热器等，负荷的冷态电阻较小，因此起动电流相应要大一些。选用接触器时可不用考虑(起动电流)，直接按负荷额定电流选取，型号选CJ10、CJ20等。

8)由于气体放电灯起动电流大、起动时间长，对于照明设备的控制，可按额定电流1.1～1.4倍选取交流接触器，型号选CJ10、CJ20等。

9)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荷额定电流的110％～120％选取。对于长时间工作的电机，由于其氧化膜没有机会得到清除，使接触电阻增大，导致触点发热超过允许温升。实际选用时，可将接触器的额定电流减小30％使用。

3 交流接触器的一般故障原因

1)断电后，造成接触器不释放的主要原因有：

①铁心表面有油或者使用一段时间有油腻，铁心表面要求平整，但是不宜过光，否则易于造成延时释放。

②磁系统E型铁中柱无气隙，剩磁过大。

③触点抗熔焊性能差，由于过大电流，使触点熔接在一起。其中纯银触点比较容易熔焊。

2)造成交流接触器工作噪声的主要原因有：

①铁心端面短路环(又称为磁环)断裂损坏，铁心在交流电过零时产生50次／s的