常用低压电器-接触器

常用低压电器—接触器主讲人：郝称意内容提要接触器—用途与分类接触器—结构和原理接触器—电磁机构接触器—触点系统接触器—灭弧装置内容提要接触器—符号接触器—交流接触器接触器—直流接触器接触器—接触器的选择接触器—接触器的注意事项接触器—用途与分类接触器是一种可对交、直流主电路及大容量控制电路作频繁通、断控制的自动电磁式开关，它通过电磁力作用下的吸合和反力弹簧作用下的释放使触头闭合和分断，从而控制电路的通断。分类：1、按控制电流性质不同，通常分为交流接触器和直流接触器两大类。交流接触器特点：交流线圈、有短路环、采用双断口触头直流接触器特点：直流线圈、滚动指型触头接触器—用途与分类2、接触器按操作方式分类，有电磁接触器（MC）、气动接触器和液压接触器。3、接触器按灭弧介质分类，有空气接触器、油浸式接触器和真空接触器。4、接触器按照有无触头分类，有触头接触器和无触头接触器。5、接触器按照主触头的极数分类，有单极、双极、三极、四极和五极接触器。CJ20系列交流接触器结构示意1—动触桥；2—静触点；3—衔铁；4—缓冲弹簧；5—电磁线圈；6—铁心；7—垫毡；8—触头弹簧；9—灭弧罩；10—触头压力弹簧12345678910接触器—结构和原理其主要结构：电磁机构、触点系统、灭弧机构、回位弹簧力装置、支架与底座等。工作原理：当线圈得电后，衔铁被吸合，带动三对主触点闭合，接通电路，辅助触点也闭合或断开；当线圈失电后，衔铁被释放，三对主触点复位，电路断开，辅助触点也断开或闭合。线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~380~~接触器工作原理接触器—电磁机构电磁机构是电磁式电器元件的感受部件，它的作用是将电磁能转换成为机械能，并带动触点闭合或断开。电磁机构包括电磁线圈和铁心，铁心由静铁心和动铁心（即衔铁）组成，铁心的活动部分与受控电路的触头系统相连。在线圈中通以励磁信号，铁心中就会产生磁场，从而吸引衔铁，带动触头系统断开或接通受控电路。断电释放。电磁机构—常见的磁路结构a)为沿棱角转动的拍合式铁心，主要应用于直流电磁机构。b)为沿轴转动的拍合式铁心，多用于触点容量较大的交流电磁机构。c)为双E形直动式铁心,多用于交流接触器、继电器中。接触器—电磁机构交流电磁机构的铁心由硅钢片叠铆而成，有磁滞和涡流损耗，由于铁心和线圈都发热，所以在铁心和线圈之间设有骨架，铁心、线圈整体作成矮胖型，利于各自散热。直流电磁机构的铁心由整块钢材或工程纯铁制成，无磁滞和涡流损耗，线圈发热铁心不发热，所以线圈直接接触铁心并通过铁心散热，铁心、线圈整体作成瘦高型。接触器—电磁机构的吸力特性电磁线圈通电后，铁心吸引衔铁的力，称为电磁吸力。电磁吸力的计算公式为式中为空气隙中的磁通，可近似看作与铁心的磁通相等，单位是韦伯（Wb）；为空气隙的有效面积，单位是米2（m2）；为电磁吸力，单位是牛顿（N）。SF27810SF接触器—电磁机构的吸力特性直流电磁机构的励磁电流是恒定不变的直流，其磁动势也是恒定不变的。但随着衔铁的吸合，空气隙变小，吸合后空气隙将消失，磁路的磁阻显著减小，因而磁通要增大。由F表达式可知，吸合后的电磁力要比吸合前大得多。交流电磁机构的励磁电流是交变的，它所产生的磁场也是交变的，因此电磁力的大小也是交变的。设空气隙处的磁通为将其代入F表达式中，可得交流电磁机构的电磁吸力为式中为电磁吸力的最大值。tmsintFFfmm2cos2121SFmm27810交流电磁机构的电磁吸力是脉动的，电磁吸力的瞬时值曲线如左图，其平均值为接触器—电磁机构的吸力特性SFFmm27161021接触器—电磁机构的吸力特性右图为吸力与空气隙的关系曲线。在交流铁心线圈、变压器及交流电动机中，有一个共同的外加电压公式：由该式可知mfNEU44.4NfUm44.4接触器—电磁机构的吸力特性•因此，外加电压一定的条件下，交流磁路中主磁通的最大值基本不变。因此，交流电磁铁在吸合衔铁的过程中，电磁吸力的平均值随空气隙的变化较小。又由于主磁通等于磁动势与磁阻之比，而吸合过程中磁路的磁阻显著减小，可知随着空气隙的减小，磁动势必然减小，所以交流电磁机构吸合后的励磁电流要比吸合前显著减小。也就是说，交流电磁铁吸合前的励磁电流要比吸合后的励磁电流大得多。因此，交流电磁铁在工作时衔铁和铁心之间吸合要好，否则，线圈中会因长期通过较大的电流而过热烧毁。•其中曲线3为弹簧的反力特性曲线。无论交流或直流电磁机构，当吸力反力时，电磁机构吸合，否则释放。接触器—电磁机构中短路环的作用由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时，线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入一只铜环，名为短路环。利用该短路环的感生电流建立的磁场（比原磁场滞后）与原磁场共同作用，克服磁场过零点，才能保持足够的电磁吸力，使电磁机构工作稳定。接触器—电磁机构中短路环的作用示意图衔铁铁芯线圈短路环接触器—电磁机构中短路环的作用接触器—触点系统触点系统作用——通过触头的开合控制电路通、断。触点有点接触、面接触、线接触三种，接触面越大则通电电流越大。触点材料有铜和银，银质触头更好。对于电流容量较小的电器，如机床电气控制线路所应用的接触器、继电器等，常采用银质材料作触点，其优点是银的氧化膜电阻率与纯银相近，与其他材质（比如铜）相比，可以避免因长时间工作，触头表面氧化膜电阻率增加而造成触头接触电阻增大。接触器—触点系统分类按功能可分为：主触点和辅助触点。主触点用于接通和分断主电路；辅助触点用于接通和分断二次电路，还能起互锁和联锁作用。按形状可分为：桥式触点和指形触点。桥式触点又分为点接触桥式触点和面接触桥式触点。按位置可分为：静触点和动触点。静触点固定不动，动触点能由联杆带着移动。按其初始位置可分为：常闭触点和常开触点。常闭触点（又称动断触点）——常态时动、静触点是相互闭合的。常开触点（又称动合触点）——常态时动、静触点是分开的。接触器—触点系统注意事项触点系统的要求：1、接通时，导电性能良好，不跳（不振动），噪音小，不过热；2、断开时能可靠地消除规定容量下的电弧。为了消除触头在接触时的振动，减小接触电阻，在触头上装有接触弹簧，该弹簧在触头刚闭合时产生较小的压力，闭合后压力增大。接触器—电弧的产生电弧的产生：各种有触点电器都是通过触点的开、闭来通、断电路的。触点接通电路时，存在接触电阻，引起触点升温；触点分断电路时，由于热电子发射和强电场的作用使气体游离，从而在分断瞬间产生电弧。电弧的产生条件：当被分断电路的电流超过80～100mA，分断后加在触头间隙两端的电压超过12～20V（根据触头材质的不同取值）时，在触头间隙中会产生电弧。接触器—电弧的产生电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。电弧的实质：电弧是一种气体放电现象，即触头间气体在强电场作用下产生自由电子，正、负离子呈游离状态，使气体由绝缘状态转变为导电状态，并伴有高温、强光。电弧的危害：使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开断。会烧损触点，缩短电器的使用寿命。接触器—灭弧措施灭弧措施主要有以下几种：(1)拉长电弧：依靠触点的分开，机械地拉长电弧，如图（a）、（b）所示。(2)磁吹灭弧：利用导电回路或特制线圈的电流在弧区产生磁场，使电弧受力迅速移动并拉长电弧（磁吹灭弧），如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。(3)分隔电弧：将电弧分隔成许多串联的短弧，如图（c）、（f）所示。(4)冷却电弧：依靠磁场作用，将电弧驱入用耐弧材料制成的狭缝中，以加快电弧的冷却，如图（e）、（g）所示。(5)气体吹弧：在封闭的灭弧室中，利用电弧自身能量分解固体材料产生气体，提高灭弧室中的压力，或利用产生的气体进行吹弧。接触器—灭弧措施灭弧措施接触器—灭弧装置（方法）灭弧栅灭弧磁吹式灭弧装置灭弧罩灭弧多断点灭弧接触器—符号属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM接触器—交流接触器交流电磁铁的铁心端面上嵌有短路环，用以消除电磁系统的振动和噪声。交流接触器采用的灭弧为栅片灭弧装置。交流接触器线圈在其额定电压的85%～105%时，能可靠地工作。电压过高，则磁路趋于饱和，线圈电流将显著增大，线圈有被烧坏的危险；电压过低，则吸不牢衔铁，触头跳动，不但影响电路正常工作，而且线圈电流会达到额定电流的十几倍，使线圈过热而烧坏。因此，电压过高或过低都会造成线圈发热而烧毁。接触器—交流接触器目前,我国常用的交流接触器主要有CJ20、CJX1、CJX2、CJ12和CJ10等系列。引进产品中应用较多的有施耐德公司的LC1D/LP1D系列等，该系列产品采用模块化生产，产品本体上可以附加辅助触头、通电/断电延时触头和机械闭锁等模块，也可以很方便地组合成可逆接触器、星-三角启动器。另外，常用的交流接触器还有德国BBC公司的B系列，SIEMENS公司的3TB系列等。新产品结构紧凑，技术性能显著提高，多采用积木式结构，通过螺钉和快速卡装在标准导轨上的方式加以安装。接触器—常用交流接触器接触器—交流接触器型号说明CJ20系列交流接触器：用于交流50Hz，额定电压至660V(个别等级至1140V)，电流至630A的电力线路中供远距离频繁接通和分断电路以及控制交流电动机，并适宜于与热继电器或电子保护装置组成电磁起动器，以保护电路或交流电动机可能发生的过负荷及断相。接触器—直流接触器主要用于远距离接通或分断直流电路。其结构和原理基本上与交流接触器相同，也是由电磁系统、触头系统及灭弧装置三部分组成。直流接触器的电磁系统中，铁心是由整块铸钢或铸铁制成。由于铁心中不会产生涡流，而线圈匝数多，阻值大，所以线圈本身易发热，因此线圈制成长而薄的圆筒形。常用的直流接触器有：CZ0、CZ18等系列。接触器—直流接触器直流接触器CZ18系列-2CZ18系列直流接触器：主要供远距离接通与断开额定电压至440V额定发热电流至1600A的直流电力线路之用。并适宜于直流电动机的频繁起动，停止，换向及反接制动。接触器—接触器类别及对应典型用途使用类别代号典型用途举例AC-1无感或微感负载、电阻炉AC-2绕线转子异步电动机的起动、分断AC-3笼型电动机的起动、运转中分断AC-4笼型电动机的起动、反接制动、点动DC-1无感或微感负载、电阻炉DC-3并励电动机的启动、反接制动、点动DC-5串励电动机的启动、反接制动、点动接触器—接触器的主要技术参数1.额定电压按触器铭牌上额定电压是指主触头的额定工作电压，其等级有：直流接触器：220V，440V，660V。交流接触器：220V，380V，500V，660V，1140V2.额定电流接触器铭牌上额定电流是指在正常工作条件下主触头中允许通过的长期工作电流，一般按下面等级制造：直流接触器：25A，40A，60A，100A，150A，250，400A，600A。交流接触器：10，15，25，40，60，100，150，250，400，600A。3.线圈的额定电压其等级有：直流线圈：24V，48V，220V。交流线圈：36V，127V，220V，380V。接触器—接触器的主要技术参数4.动作值是指接触器的吸合电压与释放电压。部颁标准规定接触器在额定电压85%以上时，应可靠吸合。释放电压不高于线圈额定电压的70%。5.接通与分断能力指接触器的主触头在规定的条件下能可靠地接通和分断的电流值，而不应该发生熔焊，飞弧和过分磨损等。6.机械寿命和电气寿命接触器是频繁操作电器，应有较长的机械寿命和电器寿命。目前有些接触器的机械寿命已达一千万次以上；电气寿命是机械寿命的5%～20%。7.操作频率是指每小时接通的次数。交流接触器最高为600次/h；直流接触器可高达1