直流接触器和交流接触器的选择及正常工作条件

接触器是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备交直流主回路及其他大容量（大电流）控制回路的自动控制电器。其主要控制对象是电动机，也可以用于控制其他电力负载、电热器、电照明、电焊机与电容器组等。它具有控制量大、过载能力强、操作频繁、工作可靠、设备简单经济等特点，还具有零电压保护、欠电压释放保护等作用。因此，在电力拖动和自动控制系统中，接触器是运用最广泛的控制电器之一。但接触器不具有过电流保护功能，在线路中使用时需要与带有过电流保护功能的电器配合使用，如配合熔断器、断路器、热继电器等。

接触器按流过线圈的电流种类可分为交流接触器和直流接触器。典型产品有交流接触器CJ型和直流接触器CZ型。其中，以交流接触器CJ型应用更为广泛。

1.电磁式接触器的结构和工作原理

接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置和辅助部件四部分组成。结构如图1-14所示。

图1-14 电磁式接触器结构示意图

1—主触点 2—常闭辅助触点 3—常开辅助触点 4—动铁心 5—线圈 6—静铁心 7—灭弧罩 8—弹簧

（1）电磁机构

电磁机构是电磁式接触器的重要组成部分，电磁机构由电磁线圈、铁心和衔铁组成。其基本原理在上一节中已介绍，在此不再累述。

交流接触器铁心的磁通是交变的，磁通穿过铁心后会产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。当电源频率变化时，磁通过零，电磁吸力为零，衔铁会产生强烈的振动和噪声，使铁心松散，所以铁心和衔铁采用硅钢片叠成，减小涡流和磁滞损耗带来的能量损耗。短而粗圆筒状线圈缠绕在骨架上，有利于散热。在铁心的端面上安装一个铜制的短路环，解决衔铁振动的问题。

直流接触器穿过铁心的磁通是不变的，不会产生涡流和磁滞损耗，铁心不会发热。铁心可以采用整块软钢制成。线圈绕成长而薄的圆筒状，无线圈骨架，线圈接触铁心散热。当电流大于250A时，直流接触器采用串联双绕组线圈。

（2）触点系统

触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点，如图1-15所示。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，一般三对为常开触点，而辅助触点通断较小电路的控制，在控制回路中起联锁作用，辅助触点没有灭弧装置。辅助触点一般有常开、常闭触点各两对成对构成。当线圈通电后，衔铁受到铁心的吸引力，克服复位弹簧的反力，带动主触点由常开状态到闭合，而辅助触点中常闭触点先断开，然后常开触点闭合，辅助触点是联动的。当线圈中的电压降低时，磁通减小，衔铁受到的吸引力小于复位弹簧反力时，主触点断开，辅助触点中常开触点恢复断开状态，常闭触点闭合，整个触点恢复到最初状态。

图1-15 接触器触点系统

1、2、3—主触点 4、5—辅助触点 6—衔铁 7—线圈 8—铁心 9—复位弹簧 10、11、12、13、14、15—主触点常开触点 16、17、20、21—辅助触点常闭触点 18、19、22、23—辅助触点常开触点

（3）灭弧装置

直流接触器和电流在20A以上的交流接触器均装有灭弧装置。直流电弧要比交流电弧难熄灭，直流接触器常采用磁吹式灭弧装置，而交流接触器采用灭弧罩或栅片灭弧。直流接触器与交流接触器不能任意互换使用，否则会因灭弧困难发生故障，造成事故。

（4）辅助部件

辅助部件包括缓冲弹簧、垫毡、底座等部件。

（5）电气图中的图形符号和文字符号

如图1-16所示。

图1-16 接触器的图形符号和文字符号

2.典型产品及主要技术参数

（1）典型产品

电磁式交流接触器是应用最广泛，产品系列和种类最多的接触器。典型的产品有CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、LC1-D、B、3TB、3TF等系列。其中，LC1-D是法国TE公司的产品；B系列是ABB公司的产品；3TB、3TF是德国西门子公司的产品。直流接触器有CZ0、CZ18、CZ21、CZ22等系列产品。交流接触器尤以CJ型应用更加广泛。例如，CJ20系列交流接触器（以下简称接触器），主要用于交流50Hz（或60Hz），额定工作电压至660V，额定工作电流至630A的电路中，供远距离接通和分断电路之用，并可与适合的热过载继电器组合，以保护可能发生操作过负载的电路。接触器型号如图1-17所示。

图1-17 接触器型号

（2）主要技术参数

接触器的主要技术参数有极数和电流种类、额定电压、额定电流、吸引线圈额定电压、接通和分断能力、允许操作频率、使用类别及机械寿命和电气寿命，见表1-2和表1-3。

表1-2 CJ20系列交流接触器主要技术参数

表1-3 CZ0系列直流接触器主要技术参数

（续）

1）极数和电流种类。由接触器主触点的个数决定其极数，有两极（2P）、三极（3P）和四极（4P）接触器。按主触点接通和分断主电路的电流种类分为交流接触器和直流接触器。

2）额定电压。指的是主触点之间正常工作电压值，大小等于主触点所在电路的电源电压或负载的额定电压。

3）额定电流。指在正常工作条件下，主触点的额定电流值。

4）吸引线圈额定电压。指接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。

5）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。

6）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，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。

7）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的要求也不同。按不同使用条件来选用相应使用类别的接触器便能够满足要求。接触器常见的使用类别及典型应用见表1-4。(www.xing528.com)

表1-4 接触器常用使用类别和典型用途

8）机械寿命。机械寿命用在需要正常维修或更换机械零件前，电器所能承受的无载操作循环次数来表示（次/小时）。

9）电寿命。电寿命用在正常工作条件下，无须修理或更换机械零件的负载操作循环次数来表示（次/小时）。

3.选用原则

接触器的选用，应根据负载的类型和工作参数合理选用。

（1）接触器极数和类型的选择

接触器的使用类别应与负载性质相一致，控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选用直流接触器。根据主触点控制的相数确定接触器的极数，接触器常开、常闭触点数目要满足控制要求。

（2）选择主触点的额定电压

接触器铭牌上所标电压指主触点能承受的额定电压，并非吸引线圈的电压。使用时接触器主触点的额定电压应不小于所控制电路的额定电压。

（3）选择主触点额定电流

接触器的额定电流应大于或等于所控制电路的额定电流。

1）对于操作频率不高的电动机及电热设备，如电阻炉、电热器等，负载的冷态电阻较小，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，直接按负载额定电流选取。

2）起动电流大、起动时间长的照明设备的控制，可按额定电流1.1～1.4倍选取交流接触器。

3）如果冷却条件较差，选用接触器时，接触器的额定电流按负载额定电流的1.1～1.2选取。长时间工作的电动机，由于接触器触点的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。

（4）线圈额定电压的选择

接触器线圈的额定电压由所接控制电路电压来确定，线圈额定电压不一定等于主触点的额定电压，接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠地吸合。当线路简单，使用电器少时，可直接选用380V或220V的电压。如线路复杂，使用电器超过5h，可用24V、48V或110V电压的线圈。

（5）操作频率的选择

对重任务型电动机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CJ10Z、CJ12型的接触器。对特重任务电动机，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，接触器大致可按电气寿命及起动电流选用。

4.罗克韦尔自动化接触器

（1）典型产品

罗克韦尔自动化公司生产的Bulletin 100系列接触器中有100-K系列、100-C系列、100-CX系列、100-D系列和100-DX系列等产品。除了Bulletin 100系列外，还有Bulletin 104可逆接触器系列、Bulletin 100S安全接触器系列等。Bulletin 104-CX系列是Bulletin 104系列中的一种，而100S-C系列、100S-D系列是Bulletin 100S系列的两种产品。

Bulletin 100-CX系列接触器是一款典型的被广为应用的产品，外形如图1-18所示。Bul-letin 100-CX系列接触器尺寸紧凑，具有电气寿命长、功能先进、结构稳定可靠以及模块化的特点；具有可逆线圈接线端子，线圈接线端子采用进线端或负载端接线，方便现场布线；可安装在35mm的导轨上，能覆盖4～45kW（9～95A）交、直流电动机的控制。100-C系列、100-K系列接触器除上述特点外，还具有电子式及空气式定时模块。这里主要介绍Bul-letin 100-CX系列接触器的主要技术参数。

图1-18 Bulletin 100-CX系列接触器

（2）主要技术参数

Bulletin 100-CX系列接触器的主要技术指标有主触点额定电压和额定电流、线圈电压、接触器极数、辅助触点形式及数量和使用类别等，见表1-5和表1-6。

表1-5 100-CX系列交流接触器技术指标

（续）

表1-6 线圈电压选型表

1）接触器极数。Bulletin 100-CX系列交流接触器通常有3极和4极。辅助触点最少1个（常开或常闭），最多4个（2个常开、2个常闭）。4极接触器的本体无辅助触点。

2）额定电压。交流接触器的额定电压等级有220V、380V、400V、500V、660V等。

3）额定电流。Bulletin 100-CX系列接触器能覆盖9～95A交、直流电动机的控制。实际选型时，要根据规定的使用类别来确定。通常额定电流应等于或稍大于负载的额定电流值。

4）线圈电压。Bulletin 100-CX系列接触器线圈分交流线圈和直流线圈。交流线圈在AC50Hz时，线圈电压等级有24V（K）、48V（Y）、110V（D）、220V（F*）、380V（N）。直流线圈电压等级有24V（ZJ）和220V（ZF）。

5）使用类别。Bulletin 100-CX系列接触器的使用类别为AC-3。

（3）扩展附件

罗克韦尔自动化生产的低压电器产品多数具有扩展附件，利用扩展附件完成所需的辅助功能。就接触器而言，不同系列的接触器，它的扩展附件是不同的。100-CX系列交流接触器可使用的扩展附件有顶挂式辅助触点模块、侧挂式辅助触点模块、浪涌抑制器及机械互锁，如图1-19所示。

图1-19 扩展附件