交流接触器工作原理及主要试验分析

摘要：交流接触器是一种用于远距离，频繁地接通与分断交流和大容量控制电路的自动电器，在接通断开设备电源时避免人身伤害。交流接触器的选用对动力设备和电力线路正常运行非常重要。本文主要介绍了交流接触器工作原理及主要试验分析，供生产企业提供参考。

关键词：交流接触器 工作原理 试验分析

第一章、交流接触器工作原理

交流接触器控制的特点：小电流控制大电流。结构上主要是由触头系统、电磁机构、灭弧装置及线圈等部分组成。工作原理（动作过程）：“控制绕圈通电→衔铁的吸合→触头闭合→主电路接通电源”。

第一、電磁系统。首先电磁系统是交流接触器的心脏，是关键的组成部分，而电磁铁的特性即电磁特性在交流接触器的工作中起着至关重要的作用。交流接触器的动作力来源于交流电磁铁，电磁铁由两个“E”字形的硅钢片叠成，其中一个固定，称之为“静铁芯”，在上面套上线圈，另一半是动铁芯，构造和静铁芯相似，用以带动主触点和辅助触点的开断。而交流接触器的动作力主要是由于电磁特性产生的。电磁特性即电磁铁的吸力特性和反力特性。交流接触器的吸力来自电磁系统，反力是企图使衔铁打开的力，它是由复位弹簧及触点簧片产生的。从接触器的工作原理可见，衔铁的吸合并保持触头可靠接触的关键决定于电磁吸力与弹簧的反力的合力。从静态考虑，在衔铁吸合过程中，只有当电磁吸力大于弹簧反力时才能保证吸动力动铁芯；在吸合之后，只要能保证吸力吸住衔铁，就能使触头可靠接触（在不考虑电压波动带来的吸力不稳而引起的触头颤动的情况下）从电磁系统的力的特性来讲，由于弹簧的反力和衔铁工作气隙之间的特性与电磁吸力和气隙之间的物性变化的规律不同，这使得在交流接触器吸合后，降低绕圈端电压，仍使衔铁可靠吸合成为可能。从电磁铁的特性可以看出要使交流接触器可靠吸合必须使吸力特性曲线在反力特性曲线之上，可以允许局部的反力高于电磁吸力，但必须做到使衔铁打开位置的吸力高于反力。在电磁系统中必须加上短路环，铁芯在交变的磁场作用下会产生强烈的振动，发出较大的噪声，短路环主要是为了防止振动，消除噪声，使磁力稳定。同时在电磁系统中通过磁路气隙（铁芯间隙）来防止剩磁阻碍动铁芯释放。

第二、触头系统。交流接触器利用主触点来开闭电路，用辅助触点来执行控制指令。主触点一般只有常开触点，而辅助触点常有两对具有常开和常闭功能的触点。从触头形式来看有单断点的和双断点的。为了保证良好的导电性和耐高温烧蚀性，交流接触器的触点一般由银钨合金制成。从设计要求来看，在长期接通额定电流下，温升必须低于标准要求；在短时通过短路电流时不发生熔焊；同时在规定的寿命周期内触头磨损也应满足要求。发生熔焊的原因一般有两种：静熔焊（电阻熔焊）、动熔焊（电弧熔焊）。减轻触头熔焊的方法有：1.采用电阻率小、抗拉强度小、熔化温度高的材料；２.增强触头弹簧的荷重。用银钨合金就可以减轻触头熔焊，保证交流接触器正常工作。第三、灭弧系统。交流接触器的灭弧方式有拉长电弧、冷却电弧和将电弧分段。当电弧较弱时只需要采用灭弧罩即可，反之必须采用灭弧栅，一般在20A以上的接触器加有灭弧罩，利用断开电路时触头机构产生的电磁力分断触头，快速拉断电弧，以保护接点。

第四、线圈。线圈的选用必须考虑的一个要点就是线圈温升，这也是我们在平时对交流接触器检验的过程中必须考核的一大要点。线圈温升主要是由于线圈电阻本身的功率损耗及交变磁通在铁芯中引起的涡流损耗而引起的。线圈的温升必须低于所选的漆包线本身的绝缘等级要求，否则在交流接触器工作时线圈可能烧毁。

二、交流接触器主要试验分析

接触器需要测试的主要参数有：吸合值、释放值；线圈电阻；接触电阻以及绝缘性能等。第一、吸合值、释放值的测试。接触器的不吸动值、吸合值、保持值、释放值测试按图1所示的测试程序图进行。

按一般要求，交流接触器的吸合电压不大于其额定电压的85%，直流接触器的吸合电压不大于其额定电压的75%（有的为80%）。保持电压，直流接触器通常为30%-40%额定电压，交流接触器保持电压要大些。直流接触器的释放电压通常不小于10%额定电压，极限低温下不小于5%额定电压。交流接触器的释放电压通常为30%左右额定电压极限低温下不小于10%的额定电压。第二、线圈电阻的测试。线圈电阻的测量可用电压、电流法和电桥法。用电压、电流法测量时，应尽量避免或减小电压表、电流表内阻的影响，测试过程要尽量短以避免线圈温升变化的影响。线圈电阻对测量时的环境温度比较敏感，所以测试前1-2小时内产品要置于要测试的环境下并（最好）不对线圈施加激励。测试数值Ra应换算成基准温度（一般为20℃）下的值，换算公式为：Ra=R0[1+(Ta-20)] 式中：Ta为环境温度（℃），为电阻温度系数（铜导线的温度系数是0.004/℃）。第三、接触电阻的测试。测量动断触点接触电阻时接触器处于不激励状态；测量动合触点接触电阻时接触器处于额定激励状态。接触电阻的测量采用电压电流表法。测量时，加到触点上的负载（阻性）应符合规定。测试部位在引出端离其根部4mm之内。负载应在触点达稳定闭合之后施加，触点断开之前切除。第四、绝缘性能的测试。接触器绝缘电阻的测试一般都使用兆欧表，被测接触器应置于优质绝缘板上，测试电压应符合各产品技术要求规定，一般加电压2s之后的最小值即为被测值。

第三章 结语

鉴于交流接触器在电气控制中的重要性，本文结合交流接触器的工原理，分析了交流接触器的主要试验要点，从而提高交流接触器质量，可供交流接触器生产企业提供参考。

参考文献：

[1]低压开关设备和控制设备GB14048.4-2010.中国标准出版社；2011

[2]王智远；电气设计中三相交流接触器的选择；《中国科技财富》2009年第6期

作者简介：钟海芝（1978-），女，工程师，主要从事低压电器产品检测