接觸器的選配及工作原理

1、接觸器的選配及工作原理摘要： 接觸器分為交流接觸器（電壓AC）和直流接觸器（電壓DC） ，它應用于電力、配電與用電。掌握器工作原理及選配的標準，這是電氣學習的基礎，因此本文對接觸器的選配及工作原理進行研究。接觸器的選配原則需要和接觸器的參數(shù)相互匹配，使得功率，負載，電壓，電流不能超過接觸器的允許范圍。接觸器的工作原理是通過線圈接觸實現(xiàn)通電和斷電。第一章緒論研究背景接觸器分為交流接觸器（電壓AC） 和直流接觸器（電壓DC） ， 它應用于電力、配電與用電。接觸器廣義上是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。接觸器在電氣工業(yè)中有廣泛的引用，如何對接觸器進行使用需要首先

2、掌握器工作原理及選配的標準，這是電氣學習的基礎，因此本文主要是探討如何對接觸器進行選配，并對其工作原理進行學習，從而達到在工作總可以靈活使用接觸器。交流接觸器節(jié)電技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)交流接觸器是基于“通電吸合，帶電保持，斷電釋放”的工作原理之上的，為實現(xiàn)其工作工藝過程，設計和采用了相應的結(jié)構(gòu)，運行過程中，鐵心和短路環(huán)中的磁滯損耗和渦流損耗占總能耗的90以上，且功率因數(shù)低，噪聲大，線圈溫升高，加大了電網(wǎng)線路上的電能損耗，降低了接觸器線圈的使用壽命。為改善這種運行狀況，國務院早在1981 年（1981） 56號文發(fā)布的節(jié)電指令第2號文中就指令要實施交流接觸器節(jié)電措施。電子技術(shù)的廣泛應用使得交流接觸器的節(jié)

3、電技術(shù)獲得新發(fā)展，為了適應交流接觸器節(jié)電產(chǎn)品發(fā)展的需要，我國頒布了國家標準GB8871 1998交流接觸器節(jié)電器及其應用技術(shù)條件。為了進一步適應我國能源結(jié)構(gòu)的需要，我國頒布GB8871 2001交流接觸器節(jié)電器取代 GB8871 1998， 在新標準中，除對應用節(jié)電器的節(jié)電率、節(jié)電器壽命以及電磁兼容性做出規(guī)定外，還對溫升、保護性能、噪聲等性能參數(shù)做了硬性要求。對交流接觸器節(jié)電及無噪聲運行技術(shù)的研究和應用起到了積極的促進作用。交流接觸器節(jié)電及無噪聲運行技術(shù)對交流接觸器提出了 “瞬時通電吸合， 脈流微機機械保持，斷電釋放” 的新工藝原理要求，新交流接觸器組采用了線圈和元件組合集成結(jié)構(gòu)，改變其交流運

4、行方式為直流吸合，直流保持運行方式，具有顯著的節(jié)能（平均節(jié)電率 85以上）、消聲（25dB以下，人耳聽不到聲音）、功率因數(shù)高（接近1） 、線圈溫升低等優(yōu)點。主要表現(xiàn)在以下3 個方面。主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排由于直流接觸器比較簡單，本文主要對交流接觸器進行研究，本文主要研究交流接觸器的選配原理及相關(guān)的工作原理。本文主要分為四個部分。第一部分緒論，介紹研究的背景，目前接觸器的發(fā)展過程及研究主要內(nèi)容。第二部分接觸器的選配，對接觸器的結(jié)構(gòu)，接觸器的參數(shù)及接觸器的選擇原則進行介紹。第三部分接觸器的工作原理，對接觸器的構(gòu)成，接觸器的工作原理進行介紹，并對接觸器的使用接法進行了簡單的介紹。第四部分結(jié)束語，對全

5、文進行總結(jié)。第二章接觸器的選配接觸器的結(jié)構(gòu)一般使用中要求交流接觸器設置結(jié)構(gòu)緊奏，使用方便，動靜觸頭的磁吹裝置良好，滅弧效果好，最好達到零飛弧，溫升小。按照滅弧方式分為空氣式和真空式， 按照操動方式分電磁式、氣動式和電磁氣動式，按接觸器額定電壓參數(shù)分高壓和低壓。接觸器的參數(shù)接觸器的相關(guān)參數(shù)主要包含額定電壓，額定電路，約定發(fā)作條件，工作值等參數(shù)。1）額定電壓Un在規(guī)定條件下，保證接觸器主觸頭正常工作的電壓值。通常最大工作電壓即為額定絕緣電壓。低壓一般為380V、 500V、 660V、 1140V等。2）額定電流In由電器主觸頭的工作條件（額定工作電壓、使用類別、額定工作制和操作頻率）所決定的電流

6、值。在380V時，額定工作電流可近似等于控制功率的2 倍。3）約定發(fā)熱條件在規(guī)定條件下試驗時，電流在8h 工作制下，各部溫升不超過極限值時所承載的最大電流。4）功作值功作值是接觸器的接通電壓和釋放電壓。要求加85%額定電壓時其銜鐵應能完全可靠地吸合。5）操作頻率，指每小時接通的次數(shù)，交流接觸器最高為600 次 /h ，直流接觸器可達1200 次 /h 。6）輔助觸頭的工作電流：輔助觸頭（ 或稱輔助開關(guān)） 的微動開關(guān)，它有兩個電流參數(shù)，一是約定發(fā)熱電流，一是工作電流。工作電流有多種，而約定發(fā)熱電源只有一個。接觸器的選配原則接觸器作為通斷負載電源的設備，接觸器的選用應按滿足被控制設備的要求進行，

7、除額定工作電壓與被控設備的額定工作電壓相同外，被控設備的負載功率、使用類別、控制方式、操作頻率、工作壽命、安裝方式、安裝尺寸以及經(jīng)濟性是選擇的依據(jù)。選用原則如下：1、交流接觸器的電壓等級要和負載相同，選用的接觸器類型要和負載相適應。2、負載的計算電流要符合接觸器的容量等級，即計算電流小于等于接觸器的額定工作電流。接觸器的接通電流大于負載的啟動電流，分斷電流大于負載運行時分斷需要電流，負載的計算電流要考慮實際工作環(huán)境和工況，對于啟動時間長的負載，半小時峰值電流不能超過約定發(fā)熱電流。按短時的動、熱穩(wěn)定校驗。線路的三相短路電流不應超過接觸允許的動、熱穩(wěn)定電流，當使用接觸器斷開短路電流時，還應校驗接觸

8、器的分斷能力。4、接觸器吸引線圈的額定電壓、電流及輔助觸頭的數(shù)量、電流容量應滿足控制回路接線要求。要考慮接在接觸器控制回路的線路長度，一般推薦的操作電壓值，接觸器要能夠在85 110%的額定電壓值下工作。如果線路過長，由于電壓降太大，接觸器線圈對合閘指令有可能不起反映；由于線路電容太大，可能對跳閘指令不起使用。根據(jù)操作次數(shù)校驗接觸器所允許的操作頻率。如果操作頻率超過規(guī)定值，額定電流應該加大一倍。6、短路保護元件參數(shù)應該和接觸參數(shù)配合選用。選用時可參見樣本手冊，樣本手冊一般給出的是接觸器和熔斷器的配合表。接觸器和空氣斷路器的配合要根據(jù)空氣斷路器的過載系數(shù)和短路保護電源系數(shù)來決定。接觸器的約定發(fā)熱

9、電流應小于空氣斷路器的過載電流，接觸器的接通、 斷開電流應小于斷路器的短路保護電流，這樣斷路器才能保護接觸器。實際中接觸器在一個電壓等級下定發(fā)熱電流和額定工作電流比值在1 1.38 之間， 而斷路器的反時限過載系數(shù)參數(shù)比較多，不同類型斷路器不一樣，所以兩者間配合很難有一個標準，不能形成配合表，需要實際核算。7、接觸器和其它元器件的安裝距離要符合相關(guān)國標、規(guī)范，要考慮維修和走線距離。不同負載下交流接觸器的選用為了使接觸器不會發(fā)生觸頭粘連燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器要躲過負載啟動最大電流，還要考慮到啟動時間的長短等不利因數(shù)，因此要對接觸器通斷運行的負載進行分析，根據(jù)負載電氣特點和此電力系統(tǒng)的實際情

10、況，對不同的負載啟停電流進行計算校合。1、控制電熱設備用交流接觸器的選用這類設備有電阻爐、調(diào)溫設備等，其電熱元件負載中用的繞線電阻元件，接通電流可達額定電流的1.4 倍， 如果考慮到電源電壓升高等，電流還會變大。此類負載的電流波動范圍很小，操作也不頻繁，選用接觸器時只要按照接觸器的額定工作電流1th 等于或大于電熱設備的工作電流1.2 倍即可。2、控制照明設備用的接觸器的選用照明設備的種類很多，不同類型的照明設備、啟動電流和啟動時間也不一樣。此類負載使用類別為AC 5a 或 AC 5b。如果啟動時間很短，可選擇其發(fā)熱電流1th 等于照明設備工作電流1.1 倍。啟動時間較長以及功率因數(shù)較低，可選

11、擇其發(fā)熱電流1th 比照明設備工作電流大一些。3、控制電焊變壓器用接觸器的選用當接通低壓變壓器負載時，變壓器因為二次側(cè)的電極短路而出現(xiàn)短時的陡峭大電流，在一次側(cè)出現(xiàn)較大電流，可達額定電流的15 20 倍，它與變壓器的繞阻布置及鐵心特性有關(guān)。當電焊機頻繁地產(chǎn)生突發(fā)性的強電流，從而使變壓器的初級側(cè)的開關(guān)承受巨大的應力和電流，所以必須按照變壓器的額定功率下電極短路時一次側(cè)的短路電流及焊接頻率來選擇接觸器，即接通電流大于二次側(cè)短路時一次側(cè)電流。4、電動機用接觸器的選用。4、電動機用接觸器的選用電動機用接觸器根據(jù)電動機使用情況及電動機類別可分別選用，對于啟動電流在 6 倍額定電流，如風機水泵等，可采用查

12、表法及選用曲線法，根據(jù)樣本及手冊選用，不用再計算。繞線式電動機接通電流及分斷電流都是2.5 倍額定電流，一般啟動時在轉(zhuǎn)子中串入電阻以限制啟動電流，增加啟動轉(zhuǎn)矩，可選用轉(zhuǎn)動式接觸器。對于一般設備用電動機，工作電流小于額定電流，啟動電流雖然達到額定電流的4 7 倍，但時間短，對接觸器的觸頭損傷不大，接觸器在設計時已考慮此因數(shù)，一般選用觸頭容量大于電動機額定容量的1.25 倍即可。對于在特殊情況下工作的電同要根據(jù)實際工況考慮。如動葫蘆屬于沖擊性負載，重載啟停頻繁，反接制動等，所以計算工作電流要乘以相應倍數(shù)，由于重載啟停頻繁，選用4倍電動機額定電流，通常重載下反接制動電流為啟動電流2 倍， 所以對于此

13、工況要選用 8 倍額定電流。5、電容器用接觸器選用電容器接觸時電容器產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程，出現(xiàn)很大的合閘涌流，同時伴隨著很高的電流頻率振蕩，此電流由電網(wǎng)電壓、電容器的容量和電路中的電抗決定（即與此饋電變壓器和連接導線有關(guān)），因此觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴重，應當按計算出的電容器電路中最大穩(wěn)態(tài)電流和實際電力系統(tǒng)中接通時可能產(chǎn)生的最大涌流峰值進行選擇，這樣才能保證正確安全的操作使用。選用普通型交流接觸器要考慮接通電容器組時的涌流倍數(shù)、電網(wǎng)容量、變壓器、 回路及開關(guān)設備的阻抗、并聯(lián)電容器組放電狀態(tài)以及合閘相角等，一般達到 50 至 100 額定電流，計算時比較煩瑣，可以參見低壓電器選用文獻。如果電容器組沒

14、有放電裝置，可選用帶強制泄放電阻電路的專用接觸器，如 ABB公司的B25C、 B275C系列。國產(chǎn)的CJ19系列切換電容器接觸器專為電容器而設計，也采用了串聯(lián)電阻抑制涌流的措施。選用時參見樣本，而且還要考慮無功補償裝置標準中的規(guī)定。電容器投入瞬間產(chǎn)生的涌流峰值應限制在電容器組額定電流的20 倍以下 （ JB7113 1993低壓并聯(lián)電容器裝置規(guī)定）；還應考慮最大穩(wěn)態(tài)電流下電容器運行，電容器運行時的諧波電壓加上高達1.1 倍額定工作時的式頻過電壓，會產(chǎn)生較大的電流。電容器組電路中的設備器件應能在額定頻率、額定正統(tǒng)電壓所產(chǎn)生的均方根值不超過1.3 倍額定電流下連續(xù)運行，由于實際容器的電容值可能達到

15、額定電容值1.1 倍，故此電流可達1.43 倍額定電流，因此選擇接觸器的額定發(fā)熱電流應不小于此最大穩(wěn)態(tài)電流。第三章接觸器的工作原理接觸器的組成交流接觸器是接觸器的一種，其典型結(jié)構(gòu)分為雙斷點直動式和單斷路轉(zhuǎn)動式。交流接觸器與繼電控制回路組合，遠控或聯(lián)鎖相關(guān)電氣設備。 TOC o 1-5 h z 交流接觸器主要有四部分組成:電磁系統(tǒng) , 包括吸引線圈、動鐵芯和靜鐵芯;觸頭系統(tǒng), 包括三組主觸頭和一至兩組常開、常閉輔助觸頭, 它和動鐵芯是連在一起互相聯(lián)動的;滅弧裝置, 一般容量較大的交流接觸器都設有滅弧裝置, 以便迅速切斷電弧 , 免于燒壞主觸頭;絕緣外殼及附件, 各種彈簧、傳動機構(gòu)、短路環(huán)、接線柱

16、等。接觸器的工作原理交流接觸器工作原理為當線圈通電時, 靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力, 將動鐵芯吸合,由于觸頭系統(tǒng)是與動鐵芯聯(lián)動的, 因此動鐵芯帶動三條動觸片同時運行, 觸點閉合 , 從而接通電源。當線圈斷電時, 吸力消失, 動鐵芯聯(lián)動部分依靠彈簧的反作用力而分離, 使主觸頭斷開, 切斷電源。交流接觸器利用主接點來開閉電路，用輔助接點來執(zhí)行控制指令。主接點一般只有常開接點，而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器的接點，由銀鎢合金制成，具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。交流接觸器的動作動力來源于交流電磁鐵，電磁鐵由兩個“山”字形的幼硅鋼片疊成，

17、其中一個固定，在上面套上線圈，工作電壓有多種供選擇。為了使磁力穩(wěn)定，鐵芯的吸合面，加上短路環(huán)。交流接觸器在失電后，依靠彈簧復位。另一半是活動鐵芯，構(gòu)造和固定鐵芯一樣，用以帶動主接點和輔助接點的開短。20 安培以上的接觸器加有滅弧罩，利用斷開電路時產(chǎn)生的電磁力，快速拉斷電弧，以保護接點。交流接觸器制作為一個整體，外形和性能也在不斷提高，但是功能始終不變。無論技術(shù)的發(fā)展到什么程度，普通的交流接觸器還是有其重要的地位。永磁交流接觸器是利用磁極的同性相斥、異性相吸的原理，用永磁驅(qū)動機構(gòu)取代傳統(tǒng)的電磁鐵驅(qū)動機構(gòu)而形成的一種微功耗接觸器。安裝在接觸器聯(lián)動機構(gòu)上極性固定不變的永磁鐵，與固化在接觸器底座上的可變極性軟磁鐵相互作用，從而達到吸合、保持與釋放的目的。軟磁鐵的可變極性是通過與其固化在一起的電子模塊產(chǎn)生十幾到二十幾毫秒的正