1.4 接触器
接触器是用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。在大多数的情况下，其控制对象是电动机，也可用于其他电力负载，如电热器、电焊机、电炉变压器等。接触器具有控制容量大、操作频率高、寿命长、能远距离控制等优点，同时还具有低压释放保护功能，所以在电气控制系统中应用十分广泛。
接触器的触点系统可以用电磁铁、压缩空气或液体压力等驱动，因而可分为电磁式接触器、气动式接触器和液压式接触器，其中以电磁式接触器应用最为广泛。根据接触器主触点通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器。
1.4.1 交流接触器
交流接触器主要由触点系统、电磁机构、灭弧装置和其他部件等组成。交流接触器的结构示意图如图1.19所示。
1.电磁机构
电磁机构的作用是将电磁能转换成机械能，控制触点的闭合或断开。交流接触器一般采用衔铁绕轴转动的拍合式电磁机构和衔铁做直线运动的电磁机构。由于交流接触器的线圈通交流电，在铁芯中存在磁滞和涡流损耗，会引起铁芯发热，为了减少涡流损耗和磁滞损耗，以免铁芯过度发热，铁芯由硅钢片叠合而成。同时，为了减小机械振动和噪声，在静铁芯极面上装有短路环。
1—动触点；2—静触点；3—衔铁；4—缓冲弹簧；5—电磁线圈；6—铁芯；7—垫毡；8—触点弹簧；9—灭弧罩；10—触点压力簧片
图1.19 交流接触器的结构
2.触点系统
触点是接触器的执行元件，用来接通和断开电路。交流接触器一般采用双断点桥式触点，两个触点串联于同一电路中，同时接通或断开。接触器的触点有主触点和辅助触点之分，主触点用于通断主电路，辅助触点用于通断控制回路。主触点容量大，有三对或四对动合（常开）触点；辅助触点容量小，通常有两对动合（常开）、动断（常闭）触点，且分布在主触点两侧。
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，常采用双断点桥式触点以利于灭弧，其上有陶土灭弧罩。对于大容量的交流接触器常采用栅片灭弧。
4.其他部分
交流接触器的其他部分有底座、反力弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构和接线柱等。反力弹簧的作用是当吸引线圈断电时，迅速使主触点和动合辅助触点断开；缓冲弹簧的作用是缓冲衔铁在吸合时对静铁芯和外壳的冲击力；触点压力弹簧的作用是增加动、静触点之间的压力，增大接触面积以降低接触电阻，避免触点由于接触不良而产生过热灼伤，并有减振作用。
5.工作原理
交流接触器的工作原理如图1.20所示。当交流接触器电磁系统中的线圈6、7间通入交流电流以后，铁芯8被磁化，产生大于反力弹簧10弹力的电磁力，将衔铁9吸合。一方面，带动了动合主触点1、2、3的闭合，接通主电路；另一方面，动断辅助触点（在4和5处）首先断开，接着动合辅助触点（也在4和5处）闭合。当线圈断电或外加电压太低时，在反力弹簧10的作用下衔铁释放，动合主触点断开，切断主电路；动合辅助触点先断开，动断辅助触点后恢复闭合。在图1.20中，11～17和21～27为各触点的接线柱。
图1.20 交流接触器的工作原理
1.4.2 直流接触器
直流接触器主要用来接通和分断额定电压440V以下、电流630A以下的直流电路或频繁地控制直流电动机启动、停止、反转及反接制动。
直流接触器的结构和工作原理与交流接触器类似，在结构上也是由触点系统、电磁机构和灭弧装置等部分组成，只不过在铁芯的结构、线圈形状、触点形状和数量、灭弧方式等方面有所不同。
1.4.3 接触器的主要技术参数
接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、寿命、操作频率等。
1.额定电压
接触器的额定电压是指接触器主触点的额定工作电压。直流线圈常用的电压等级为24V、48V、110V、220V及440V等；交流线圈常用的电压等级为36V、127V、220V及380V等。
2.额定电流
接触器的额定电流是指接触器主触点的额定工作电流。它是在规定条件下（额定工作电压、使用类别、额定工作制和操作频率等），保证电器正常工作的电流值。若改变使用条件，额定电流也要随之改变。
3.吸合线圈的额定电压
直流线圈常用的电压等级为24V、48V、110V、220V及440V等，交流线圈常用的电压等级为36V、127V、220V及380V等。
4.机械寿命与电寿命
接触器是需要频繁操作的电器，应有较长的机械寿命和电寿命。接触器的机械寿命一般为数百万次至一千万次；电寿命一般是机械寿命的5%～20%。
5.额定操作频率
接触器的额定操作频率是指每小时允许的操作次数，目前一般为300次/h、600次/h、1200次/h等。操作频率直接影响接触器的电寿命及灭弧室的工作条件，对于交流接触器还影响线圈温升，它是一个重要的技术指标。
6.接通与分断能力
接触器的接通与分断能力是指接触器的主触点在规定的条件下，能可靠地接通和分断的电流值。在此电流值下，接通时主触点不应发生熔焊；分断时主触点不应发生长时间燃弧。
7.线圈消耗功率
线圈消耗功率可分为启动功率和吸持功率。对于直流接触器，两者相等；对于交流接触器，启动功率一般为吸持功率的5～8倍。
8.动作值
接触器的动作值是指接触器的吸合电压和释放电压。规定接触器的吸合电压大于线圈额定电压的85%时应可靠吸合，释放电压不高于线圈额定电压的70%。
1.4.4 接触器的常用型号及电气符号
1.接触器的常用型号
目前常用的交流接触器有：CJ20、CJ24、CJ26、CJ28、CJ29、CJT1、CJ40和CJX1、CJX2、CJX3、CJX4、CJX5、CJX8系列，以及NC2、NC6、B、CDC、CK1、CK2、EB、HC1、HUC1、CKJ5、CKJ9等系列。表1.5为CJ24系列交流接触器的主要技术数据。
表1.5 CJ24系列交流接触器主要技术数据
常用的直流接触器有：CZ0、CZ18、CZ21、CZ22等系列。表1.6为CZ18系列直流接触器的主要技术数据。
表1.6 CZ18系列直流接触器主要技术数据
2.接触器型号的含义
1）交流接触器
2）直流接触器
3.电气符号
接触器的图形符号和文字符号如图1.21所示。
图1.21 接触器的图形符号和文字符号
1.4.5 接触器的选用
为了保证系统正常工作，必须根据以下原则正确选择接触器，使接触器的技术参数满足控制线路的要求。
1.接触器类型的选择
接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择，即交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器。
2.接触器主触点的额定电压选择被选用的接触器主触点的额定电压应大于或等于负载的额定电压。
3.接触器主触点额定电流的选择
对于电动机负载，接触器主触点额定电流按下式计算：
式中，PN——电动机功率（kW）；UN——电动机额定线电压（V）；cosφ——电动机功率因数，其值在0.85～0.9之间；η——电动机的效率，其值一般在0.8～0.9之间。
在选用接触器时，其额定电流应大于计算值。也可以根据相关的电气设备手册中给出的被控制电动机的容量和接触器额定电流对应的数据选择。
根据公式（1.2），在已知接触器主触点额定电流的情况下，可以计算出所控制电动机的功率。例如，CJ20-63型交流接触器在380V时的额定工作电流为63A，故它在380V时能控制的电动机的功率为：
其中，cosφ、η均取0.9。
由此可见，在380V的情况下，63A的接触器的额定控制功率为34kW。
在实际应用中，接触器主触点的额定电流也常常按下面的经验公式计算：
式中，K——经验系数，取1～1.4。
在确定接触器主触点电流等级时，如果接触器的使用类别与所控制负载的工作任务相对应，一般应使主触点的电流等级与所控制的负载相当，或者稍大一些。
4.接触器吸合线圈电压的选择
如果控制线路比较简单，所用接触器的数量较少，则交流接触器线圈的额定电压一般直接选用380V或220V。如果控制线路比较复杂，使用的电器又比较多，为了安全起见，线圈的额定电压可选低一些。例如，交流接触器线圈电压可选择36V、127V等，这时需要附加一个控制变压器。
直流接触器吸合线圈电压的选择应视控制回路的具体情况而定，要选择吸合线圈的额定电压与直流控制电路的电压一致。
直流接触器的线圈加的是直流电压，交流接触器的线圈一般加的是交流电压。有时为了提高接触器的最大操作频率，交流接触器也有采用直流线圈的。