交流接觸器工作原理及主要試驗分析

摘要：交流接觸器是一種用于遠距離，頻繁地接通與分斷交流和大容量控制電路的自動電器，在接通斷開設備電源時避免人身傷害。交流接觸器的選用對動力設備和電力線路正常運行非常重要。本文主要介紹了交流接觸器工作原理及主要試驗分析，供生產企業提供參考。

關鍵詞：交流接觸器 工作原理 試驗分析

第一章、交流接觸器工作原理

交流接觸器控制的特點：小電流控制大電流。結構上主要是由觸頭系統、電磁機構、滅弧裝置及線圈等部分組成。工作原理（動作過程）：“控制繞圈通電→銜鐵的吸合→觸頭閉合→主電路接通電源”。

第一、電磁系統。首先電磁系統是交流接觸器的心臟，是關鍵的組成部分，而電磁鐵的特性即電磁特性在交流接觸器的工作中起著至關重要的作用。交流接觸器的動作力來源于交流電磁鐵，電磁鐵由兩個“E”字形的硅鋼片疊成，其中一個固定，稱之為“靜鐵芯”，在上面套上線圈，另一半是動鐵芯，構造和靜鐵芯相似，用以帶動主觸點和輔助觸點的開斷。而交流接觸器的動作力主要是由于電磁特性產生的。電磁特性即電磁鐵的吸力特性和反力特性。交流接觸器的吸力來自電磁系統，反力是企圖使銜鐵打開的力，它是由復位彈簧及觸點簧片產生的。從接觸器的工作原理可見，銜鐵的吸合并保持觸頭可靠接觸的關鍵決定于電磁吸力與彈簧的反力的合力。從靜態考慮，在銜鐵吸合過程中，只有當電磁吸力大于彈簧反力時才能保證吸動力動鐵芯；在吸合之后，只要能保證吸力吸住銜鐵，就能使觸頭可靠接觸（在不考慮電壓波動帶來的吸力不穩而引起的觸頭顫動的情況下）從電磁系統的力的特性來講，由于彈簧的反力和銜鐵工作氣隙之間的特性與電磁吸力和氣隙之間的物性變化的規律不同，這使得在交流接觸器吸合后，降低繞圈端電壓，仍使銜鐵可靠吸合成為可能。從電磁鐵的特性可以看出要使交流接觸器可靠吸合必須使吸力特性曲線在反力特性曲線之上，可以允許局部的反力高于電磁吸力，但必須做到使銜鐵打開位置的吸力高于反力。在電磁系統中必須加上短路環，鐵芯在交變的磁場作用下會產生強烈的振動，發出較大的噪聲，短路環主要是為了防止振動，消除噪聲，使磁力穩定。同時在電磁系統中通過磁路氣隙（鐵芯間隙）來防止剩磁阻礙動鐵芯釋放。

第二、觸頭系統。交流接觸器利用主觸點來開閉電路，用輔助觸點來執行控制指令。主觸點一般只有常開觸點，而輔助觸點常有兩對具有常開和常閉功能的觸點。從觸頭形式來看有單斷點的和雙斷點的。為了保證良好的導電性和耐高溫燒蝕性，交流接觸器的觸點一般由銀鎢合金制成。從設計要求來看，在長期接通額定電流下，溫升必須低于標準要求；在短時通過短路電流時不發生熔焊；同時在規定的壽命周期內觸頭磨損也應滿足要求。發生熔焊的原因一般有兩種：靜熔焊（電阻熔焊）、動熔焊（電弧熔焊）。減輕觸頭熔焊的方法有：1.采用電阻率小、抗拉強度小、熔化溫度高的材料；２.增強觸頭彈簧的荷重。用銀鎢合金就可以減輕觸頭熔焊，保證交流接觸器正常工作。第三、滅弧系統。交流接觸器的滅弧方式有拉長電弧、冷卻電弧和將電弧分段。當電弧較弱時只需要采用滅弧罩即可，反之必須采用滅弧柵，一般在20A以上的接觸器加有滅弧罩，利用斷開電路時觸頭機構產生的電磁力分斷觸頭，快速拉斷電弧，以保護接點。

第四、線圈。線圈的選用必須考慮的一個要點就是線圈溫升，這也是我們在平時對交流接觸器檢驗的過程中必須考核的一大要點。線圈溫升主要是由于線圈電阻本身的功率損耗及交變磁通在鐵芯中引起的渦流損耗而引起的。線圈的溫升必須低于所選的漆包線本身的絕緣等級要求，否則在交流接觸器工作時線圈可能燒毀。

二、交流接觸器主要試驗分析

接觸器需要測試的主要參數有：吸合值、釋放值；線圈電阻；接觸電阻以及絕緣性能等。第一、吸合值、釋放值的測試。接觸器的不吸動值、吸合值、保持值、釋放值測試按圖1所示的測試程序圖進行。

按一般要求，交流接觸器的吸合電壓不大于其額定電壓的85%，直流接觸器的吸合電壓不大于其額定電壓的75%（有的為80%）。保持電壓，直流接觸器通常為30%-40%額定電壓，交流接觸器保持電壓要大些。直流接觸器的釋放電壓通常不小于10%額定電壓，極限低溫下不小于5%額定電壓。交流接觸器的釋放電壓通常為30%左右額定電壓極限低溫下不小于10%的額定電壓。第二、線圈電阻的測試。線圈電阻的測量可用電壓、電流法和電橋法。用電壓、電流法測量時，應盡量避免或減小電壓表、電流表內阻的影響，測試過程要盡量短以避免線圈溫升變化的影響。線圈電阻對測量時的環境溫度比較敏感，所以測試前1-2小時內產品要置于要測試的環境下并（最好）不對線圈施加激勵。測試數值Ra應換算成基準溫度（一般為20℃）下的值，換算公式為：Ra=R0[1+(Ta-20)] 式中：Ta為環境溫度（℃），為電阻溫度系數（銅導線的溫度系數是0.004/℃）。第三、接觸電阻的測試。測量動斷觸點接觸電阻時接觸器處于不激勵狀態；測量動合觸點接觸電阻時接觸器處于額定激勵狀態。接觸電阻的測量采用電壓電流表法。測量時，加到觸點上的負載（阻性）應符合規定。測試部位在引出端離其根部4mm之內。負載應在觸點達穩定閉合之后施加，觸點斷開之前切除。第四、絕緣性能的測試。接觸器絕緣電阻的測試一般都使用兆歐表，被測接觸器應置于優質絕緣板上，測試電壓應符合各產品技術要求規定，一般加電壓2s之后的最小值即為被測值。

第三章 結語

鑒于交流接觸器在電氣控制中的重要性，本文結合交流接觸器的工原理，分析了交流接觸器的主要試驗要點，從而提高交流接觸器質量，可供交流接觸器生產企業提供參考。

參考文獻：

[1]低壓開關設備和控制設備GB14048.4-2010.中國標準出版社；2011

[2]王智遠；電氣設計中三相交流接觸器的選擇；《中國科技財富》2009年第6期

作者簡介：鐘海芝（1978-），女，工程師，主要從事低壓電器產品檢測