接触器的灭弧设计与允许操作频率

接触器是一种用来频繁地接通或切断电动机或其他负载的主电路的一种自动切换电器。由于它生产方便、成本较低、用途广泛，所以在各类低压电器当中，它是生产量最大，使用最广的一种产品。

（一）接触器的结构及工作原理

1.接触器的结构

接触器的结构如图2-1所示。

接触器主要由以下几部分组成：

1）电磁机构 由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。

2）触头系统 包括主触头和辅助触头。主触头用于通断主电路，通常为三对常开触头。辅助触头用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触头，一般常开、常闭各两对。

3）灭弧装置 容量在10A以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触头灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。

图2-1 接触器的结构

1—灭弧罩 2—触头压力弹簧片 3—主触头 4—反作用弹簧 5—线圈 6—短路环 7—静铁心 8—弹簧 9—动铁心 10—辅助常开触头 11—辅助常闭触头

4）其他部件包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及外壳等。

2.接触器工作原理

接触器是利用电磁吸力作用来使触头闭合或断开大电流电路的，是一种典型的电磁式电器。当电磁机构的线圈通电后，产生电磁吸力，使动铁心吸合，从而带动动触头与静触头闭合，接通主电路；若线圈断电后，线圈电磁吸力消失，在复位弹簧的作用下，动铁心释放，使动触头与静触头分离，切断主电路。

（二）接触器的主要技术数据

1.额定电压

接触器铭牌额定电压指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。通常，最大工作电压即为额定电压。常用的额定电压等级为220V、380V、500V等。

按规定，在接触器线圈已发热稳定时，加上85%的额定电压，衔铁应可靠地吸合；反之，如果电网电压过低或者突然消失，衔铁亦应可靠地释放。

2.额定电流

接触器铭牌额定电流指主触头的额定电流，常用的额定电流等级为5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。

上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上，触头工作不超过额定温升，负载为间断——长期工作制时的电流。如上述条件改变了，就要相应地修正其电流值。如接触器安装于箱柜内时，由于冷却条件变差，电流要降低10%～20%；如接触器工作于长期工作制时，通电持续率不应超过40%。

3.线圈额定电压

即接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。通常用的电压等级为36V，127V，220V，380V。

4.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。

5.电气寿命和机械寿命

目前接触器的机械寿命已达一千万次以上，电气寿命约是机械寿命的5%～20%。

6.接触器的符号

接触器的图形符号如图2-2所示，文字符号为KM。

图2-2 接触器的图形符号

a）线圈 b）主触头 c）辅助触头

（三）常用交流接触器

交流接触器一般具有三对常开主触头，常开、常闭辅助触头各两对。直流接触器常用的有CZ0系列，分单极和双极两大类，常开、常闭辅助触头各不超过两对。

（四）交、直流接触器常见故障、原因及处理方法

1.吸不上或吸不足（触头已闭合但铁心仍未完全吸合）且有振动和噪声

1）电源电压过低。处理方法是设法提高电压。

2）线圈工作电压与电源电压不相符。处理方法是更换与电源电压相符的线圈。

3）铁心因机械原因卡死。处理方法是调整互相卡住的零件的位置，去除障碍物。

4）触头弹簧压力与释放弹簧压力过大。处理方法是调整弹簧压力或更换弹簧。

5）触头超行程过大。处理方法是调整触头，减少触头的超行程。

2.吸不上而又无振动和噪声

产生故障的原因很可能是线圈断线，可用万用表确认。处理方法是找到断头，可以接驳断口的则修复，否则换新线圈。

3.衔铁不释放或释放缓慢

1）反作用力过小。处理方法是调整弹簧的压力或反力弹簧的拉力。(www.xing528.com)

2）铁心板面有油污粘着。处理方法是用干净软布将油污抹去。

3）机械活动部分被卡住或转轴生锈、歪斜。处理方法是排除卡住现象，已清除及润滑生锈部位。

4）触头已熔粘在一起。处理方法是撬开已熔粘在一起的触头，酌情更换新触头。

5）剩磁过大。对于交流接触器，其E形铁心在使用过久后，因去磁气隙的消失，会令铁心不释放。此时的维修方法是可以在剩磁间隙处的极面锉去一部分，若不能奏效则更换铁心；而对于直流接触器则应更换或加厚非磁性垫片，好让线圈失电后容易释放衔铁。

4.线圈过热或烧损

1）线圈电压比电源电压低。处理办法是更换相符的线圈。

2）因安装环境空气潮湿或含腐蚀性气体以至线圈损坏、漏电。处理办法是更换特种绝缘线圈及采取防潮、防蚀的措施。

3）线圈匝间短路。处理方法是更换线圈。

4）操作频率过高。处理方法是延长操作间隔时间或更换适应高操作频率的线圈或接触器。

5）衔铁吸合不完全，导致线圈电流增大（此故障伴随着振动和噪声）。处理方法是视引起衔铁吸合不完全的原因而采取相应的措施（可参阅第1种故障的修理方法）。

6）交流铁心极面不平或剩磁气隙过大，造成线圈发热。处理方法是清理极面或调换铁心。

7）直流操作电磁铁的双绕组线圈因常闭辅助触头粘住，以致起动绕组长期通电而发热。处理方法是更换自锁触头并排除导致该触头粘住的原因。

5.电触头熔粘

1）操作频率过高或产品过载使用。处理方法是更换额定电流大一些的接触器。

2）闭合过程中振动过于剧烈，而且发生多次的振动。处理方法是查明振动原因（如线圈所供电压过低，使吸合振动而引起触头振动），再采取相应措施。

3）触头分断能力不足，发生负载侧短路后触头便被粘住。处理方法是更换触头。最彻底的办法是改用触头分断能力高一档的接触器。

4）触头表面有金属颗粒突起。处理方法是调整触头弹簧的压力。

5）触头弹簧压力过小。处理方法是调整触头弹簧的压力。

6.触头严重发热

1）负载电流过大。处理方法是查明电流过大的原因，若此电流是必需的，则应更换大容量接触器。

2）触头有油污、尘垢，或铜触头严重氧化。处理方法是清洁触头接触面。

3）触头严重烧蚀后，接触面大大缩小、以致接触不良。处理方法是用细锉刀小心修整，恢复接触面，若不能恢复则更换新触头。

4）触头超行程过小，致使接触不紧。处理方法是调整超行程，若超行程减少到原来的一半，就应更换触头。

7.触头经常性磨损

1）接触器选用有问题。在用于反接制动或高频操作的场合，应降容使用。处理方法是改用大容量接触器或适于繁重任务的接触器。

2）三相触头动作不同步。处理方法是调整三相触头至同步。

3）灭弧系统有故障。处理方法是调换灭弧罩。

8.接触器相间短路

1）可逆转的接触器连锁不可靠，由于误动作，致使两台接触器同时投入运行而造成相间短路，或因接触器动作过快，转换时间短，在转换过程中发生电弧短路。处理方法是检查电气连锁与机械连锁；调换动作时间长一点的接触器或延长逆转的转换时间。

2）尘埃堆积或凝结水气，使绝缘变坏。处理方法是经常清理，保持干燥、清洁。

3）某部位相间绝缘被破坏（如灭弧罩碎裂造成相间电弧短路）。处理方法是更换损坏的零部件。

9.触头缺相运行

1）某相触头接触不良或有油垢。处理方法是消除接触不良或清除油垢。

2）某相触头脱落或螺钉松脱。处理方法是重新安装触头或重新拧紧螺钉。

10.衔铁吸合时噪声大（仅交流接触器）

1）电源电压过低。处理方法是提高操作回路电压。

2）短路环断裂。处理方法是将断裂处焊牢并用环氧树脂固定。如不能修复则更换短路环甚至铁心。

3）衔铁和铁心吸合时歪斜或机械卡阻。处理方法是调正铁心位置或排除机械卡阻故障。

4）铁心极面生锈或有油垢、尘埃。处理方法是用汽油擦洗极面，除去尘埃。

5）触头弹簧压力过大。处理方法是重新调整触头弹簧压力。

6）铁心极面磨损过度而不平。处理方法只能是换铁心。

11.接触器吸上马上又释放，反复不停地吸放（直流接触器）。

此故障的产生源于直流操作双绕组线圈的保持线圈断线或接线头松动。处理方法是更换线圈或拧紧线头。