交流电磁接触器的应用实践与故障改善方案探索

刘琴

摘 要：本文首先针对低压交流电磁接触器的结构原理进行阐述，并在此基础上，根据我国对接触器运用的实际状况，对其所常出现的故障和对应的处理办法进行逐一分析。

关键词：接触器；结构分析；常见故障；设计改善

中图分类号：TM572 文献标识码：A

接触器主要使用在频繁地接通或者分断的交流、直流主电路当中。这一电器拥有可远程操作，控制容量大等特点。配合继电器进行使用能够完成对电路系统的实时操作、联锁控制、缺相保护、欠压释放等功能。当前，接触器在自动控制电路当中被广泛运用，其主要控制目标为电动机，也能够针对电力负载进行控制。例如照明设备、电焊机、电热器、电容器组等。按接触器主回路使用电流，可分为交流接触器和直流接触器，本文重点就使用最广的交流电磁接触器的有关内容进行论述。

1.交流电磁接触器的结构分析与设计重点

目前在我国，常见的低压交流电磁接触器的型号有S-P系列、LC1E系列、GMC系列等。

常见的交流电磁接触器构成主要是由触点系统、电磁系统、灭弧系统和其他部件构成（如图1所示），现针对各构成部件的作用进行逐一阐述。

触点系统：在交流接触器当中，触点是任务的执行部分，涵盖有主触点与辅助触点。其中主触点起到了连通和分断主回路的作用；辅助触点则是在控制回路当中，达到各种控制形式所需要的要求。

对应不同的功能要求，主触点与辅助触点在设计上有一定差异。主触点通过的电流相对较大，需有良好的导电导热性能、耐磨損、耐腐蚀、抗熔焊，以降低触点的温升、提高电寿命，主触点材质通常选用AgCdO。辅助触点则侧重要求低电压、低电流条件下的导通可靠性，辅助触点材质通常会选用Ag，采用双触点的设计形式可提升导通可靠性。

电磁系统：在电磁系统当中，有电磁线圈和铁心，它是交流接触器当中十分重要的构成部分，凭借电磁线圈和铁心，能够让触点进行断开或者闭合，达到控制系统运转的目的。

交流电磁铁常采用两个工作气隙串联的E型或U型磁系统。导磁体通常采用电工钢片叠制而成。线圈绕成矮胖形，高度较小，以减小铁心发热对线圈的影响。为减小铁心在闭合位置时的吸力脉动，一般均在交流电磁铁的磁极面上装置分磁短路环。

灭弧装置：灭弧装置的作用是在电路触点断开时，保障所产生的电弧能够被有效地熄灭，降低电弧对触点造成的损害。

小容量交流接触器通常可利用触点自身断开时的快速拉弧，使电流自然过零而熄灭。30A以上的交流接触器通常会设计U型消弧室，增加磁场吹弧。对于100A以上容量较大的交流接触器，常采用钢制栅片灭弧室设计，电弧在电动力作用下进入栅片被切成若干短弧，利用过零时的近极效应和栅片冷却作用而熄灭。

其他部件：这些部件涵盖有绝缘外壳、传动装置、弹簧、缓冲块等。

2.交流接触器的常见故障及设计改善

（1）触点系统故障及设计改善

触点系统常见的故障有触点接触电阻增大使触点发热，更为严重的状况是发生动静触点熔焊。

（a）为了避免在长时间储存过程中触点表面发生氧化，通常会对触点进行防硫化处理以形成保护膜防止触点氧化。有时因为使用环境的灰尘和油污粘着在触点上，需用小刀轻轻将其表面氧化层刮除。如果经过这些处理仍无法改善，应检查弹簧的压力是否变异，造成触点接压不足。若弹簧因长期使用产生机械形变或高温灼烧弹性变异，应更换新弹簧。在设计时，应充分考量弹簧的材质选用及热处理条件，使触点的接压和超程留有一定裕度。适当增大触点弹簧的预压力和刚度系数，有利于减少触点弹跳。

（b）造成动静触点熔焊的主要原因是触点长期过热或通过触点的电流太大。除了上述方法排除过热以外，因检查线路负载的类型和容量，对应不同负载类型的选型基准有一定差异。例如：变压器负载为AC-6a，应按实际工作电流Ie/0.45选择对应的接触器容量。

（2）电磁系统故障及设计改善

电磁系统的常见故障是铁心吸合或释放不良和线圈烧损。

接触器使用时间过长，频繁发生的撞击会让铁心的接极面产生磨损或变形，在E字形铁心中部磁极面上的去磁间隙便会日益狭窄直至消失，导致线圈在断电之后仍然会出现很多的剩磁，由此使铁心吸附在静铁心之上，使得交流接触器在断电之后，无法有效地释放。增大接触器铁心中部去磁间隙对延长接触器使用寿命有利，但是去磁间隙的增大将直接引起工作电流的增大，会引起温升升高。应设计一个合理间隙，平衡温升和寿命指标，E型铁心的去磁间隙经验设计值为0.8mm以上，可根据实际状况做调整。可以通过一些对铁心处理方式的改善来提升抗冲击性能，以S-P11产品为例，改善方案参数对比见表1。

（a）控制电路电源电压实际值不到线圈控制电压额定值的85%时，电磁线圈在通电完成时所产生的电磁吸引力便会显著降低，动铁心受反力弹簧作用无法迅速吸向静铁心，使得接触器在吸合的过程中速度过于缓慢或者吸合不紧。如果动静铁心间接触不紧密或不能完全闭合，会导致线圈电流过大，线圈过热以至烧毁。针对这一故障进行处理时，应首先针对控制电路电压进行检查，并通过相关技术手段改善电压跌落状况，将电压调整至额定工作电压的85%以上。接触器设计时，吸引电压动作值通常需设计为额定电压的75%～80%以下，以适用于更多电压波动场合。若为系统电压跌落严重之特殊场合，可通过调整线圈匝数与线径等方式，定制生产可在较低电压时吸合之接触器产品，以满足使用需求。

（3）造成线圈烧损的原因除了上文b中的过热引起烧损，另一个主要原因是线圈绝缘膜损坏，导致线圈匝间短路烧损。改善线圈烧损可以从两个方面着手，首先漆包线的设计选型推荐至少选用F级耐温可达155℃，可适用于环境温度较高的场合。另一方面在线圈绕制完成后需进行冲击波耐压试验，确保可验证交流接触器中的线圈绝缘膜完好，从源头把关排除匝间短路的可能性。

结语

整体来讲，交流接触器作为频繁动作开关器件在使用的过程当中，难免会出现相关的故障问题，导致接触器无法再继续正常使用。基于此，本文分析了当前我国交流接触器在使用过程中，较为常见的故障类型，并逐一进行了处理办法和改善方案的论述，希望能够给相关行业技术人员提供一定价值的参考。

参考文献

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