接触器是用来远距离频繁地接通或分断交、直流主电路及大容量控制电路的控制电器。它具有刀开关类手动切换电器所不能做到的遥控功能;它也不同于自动空气开关,因为自动空气开关虽具有一定的断流能力,但它却不具备接触器的短路和过载保护功能。接触器在电力拖动和自动控制系统中主要用作控制电动机的启动、停止、反转、制动等。也可应用于电焊机、电容器组、电热设备等其他负载。接触器不仅能遥控电路的通断,而且还具有零电压和欠电压保护功能,以及性能稳定、工作可靠、使用寿命长和维护方便等优点,因而它是电力拖动系统中应用最普遍的低压控制电器。接触器按主触头通过电流的种类可分为交流接触器与直流接触器两类。图2-31所示为接触器的图形及文字符号。
图2-31 接触器的图形及文字符号
图2-32所示为交流接触器典型结构。
图2-32 交流接触器典型结构
表2-19所示则为接触器分类及应用范围。
表2-19 接触器分类及应用范围
续表
(一)交流接触器
交流接触器的类型很多,常见的有我国设计生产的CJ0、CJ10等系列,以及引进的B系列、3TB系列新产品。此外,一些较为先进的接触器如CJK1系列真空接触器、CJW1-200A/N型晶闸管接触器,在电力拖动系统也开始广泛应用。
1.CJ0系列交流接触器
CJ0系列交流接触器,主要是由电磁机构、触头系统、灭弧装置和辅助部件等构成。图2-33所示即为CJ0-20型交流接触器的外形及结构。
图2-33 CJ0-20系列交流接触器外形及结构
交流接触器的工作原理从图2-33中可以大致看出。当其电磁线圈通电后,电流通过该线圈后即产生磁场,使静止铁芯产生了足够的吸力,从而得以克服存在于反作用弹簧与动触头压力弹簧片的反作用力,将动铁芯予以吸合;同时还带动传动杠杆使动触头与静触头的状况产生变化,其中的三对常开主触头将予以闭合。主触头两侧的两对常闭辅助触头这时会断开,而两对常开辅助触头则将闭合。若在电磁线圈断电后,此时由于铁芯电磁吸力的消失,动铁芯则将在反作用弹簧力的作用下迅速释放,各对触头也会随之恢复到原始状态。
交流接触器的线圈电压若在额定电压的85%~105%时,即保证能够可靠地工作。如果线圈电压过高,磁路将会趋于饱和,线圈将会因电流显著增大而导致温度严重升高;若电压过低,则其电磁吸力不足而至,动铁芯吸合不上,这时线圈电流将可能达到额定电流的十几倍。故电压的过高或过低都将造成线圈因严重过热而烧毁。
2.B系列交流接触器
B系列交流接触器是引进德国BBC公司技术生产的新产品,它可以取代我国现行生产的CJ0、CJ8、CJ10系列的部分或全部交流接触器,是有极大应用价值和着力推广的更新换代产品。
B系列交流接触器与我国现有的交流接触器工作原理基本类同。不过由于采用了合理的结构设计,零部件均选取合适、优质材料及先进的加工工艺,因而使产品具有较高的质量品质和经济技术指标。
B系列交流接触器有两种结构布置形式。
(1)“正装式”结构:该种结构即为其触头系统设计布置在上面,磁系统则安置在靠近安装面的下部。
(2)“倒装式”结构:这种结构的触头系统则被设计布置在下面,该结构具有更换线圈方便、接线距离缩短和便于安装多种附件等优点。图2-34所示即为“正装式”B460型交流接触器结构,图2-35所示则为“倒装式”B105~B370型交流接触器结构。
图2-34 “正装式”B460型交流接触器结构
1—辅助触头;2—基座;3—传动机构;4—线圈;5—静铁芯;6—动铁芯;7—动触头支架;8—主接线板;9—静触头;10—动触头;11—灭弧室;12—甲板
图2-35 “倒装式”B105~B370型交流接触器结构
1—主接线板;2—辅助触头;3—安装螺钉;4—基座;5—灭弧栅;6—主静触头;7—主动触头;8—主触头弹簧;9—动触头支架;10—静铁芯;11—线圈;12—线圈接头
3.交流接触器的技术数据
B系列交流接触器及K型辅助接触器技术数据如表2-20所示,常用CJ0、CJ10系列交流接触器的技术数据如表2-21所示。
表2-20 B系列交流接触器及K型辅助接触器技术数据
续表
表2-21 CJ0和CJ10系列交流接触器的技术数据
4.交流接触器的型号含义
型号含义:
5.B系列交流接触器的附件(www.daowen.com)
B系列交流接触器配有多种附件供用户按用途选用,而且拆装维修都很方便。
(1)辅助触头。辅助触头分7、9、11型及B460专用型四种。每一种型号都有各自的极数、触头组合形式、安装方式,可根据不同需要选择。
(2)TP型气囊式延时继电器。接触器装上TP型延时继电器后,可通过延时继电器的辅助触头对下级控制回路进行延时动作。
TP型延时继电器带有楔形槽,以便安装在接触器顶部伸出的楔形凸块上。但每台型号的接触器只能安装一种型号的TP型延时继电器。
(3)VB型机械联锁装置。两台接触器组成的可逆接触器,用于电动机的可逆运转。加装VB型机械联锁装置后,可防止两台接触器同时闭合而造成短路事故。各型接触器配装VB型机械联锁装置和底板型号见表2-22所示。
表2-22 VB型机械联锁装置和底板型号
注 表中PN、PM、PR及后面的数字,表示不同的底板型号,制造厂可随同VB型机械联锁装置一起供货,用户订货时需注明。
(4)WB型自锁继电器。装有WB型自锁继电器,一旦吸合后,就被自锁继电器锁住,此时接触器线圈可以断电,接触器触头仍处于接通状态。当需要释放时,可将自锁继电器通电或用手推动手动推杆,使自锁继电器的锁扣脱开,接触器便自行释放。故可组成有记忆功能的接触器,并达到节约用电的目的。
WB型自锁继电器的安装方式与TP型延时继电器相同。
(5)LF型和LH型连接杆。LF型连接杆适用于接触器三个主触头的并联。LH型连接杆适用于四极接触器的主触头两两关联,组成四断点单回路,或将三极接触器主触头串联成六断点的单回路,用于通断直流电路或作绕线式异步电动机转子回路中切换电阻用。
6.外形及安装
图2-36所示为B9~16型交流接触器外形及安装尺寸。
图2-36 B9~16交流接触器及K型辅助接触器外形及安装尺寸
B系列交流接触器有多种安装方式,它既可安装在卡规上,但也可以用螺钉予以固定。
(二)直流接触器
直流接触器与交流接触器类似,它也由电磁机构、触头系统、灭弧装置和辅助部件等组成。直流接触器与交流接触器比较则存在以下几点主要差别。
(1)由于直流电磁系统不产生涡流损耗和磁滞损耗,故直流接触器电磁机构的铁芯可由整块软钢构成,也无需在铁芯端面上安置短路环。因电流通过线圈时有铜损存在,故为了利于散热,则多将线圈做成长而薄的圆筒形。
(2)因交流接触器的起动电流大,所以不很适用于需频繁吸合及分断的场所,交流接触器的最高操作频率为每小时600次。但直流接触器的操作频率则比较高,其最高可达每小时1200次。
(3)交流接触器的平均固有动作时间仅为0.05~0.07s,固有释放时间则为0.02~0.05s。但直流接触器的固有动作时间却为0.09~0.4s,固有释放时间则为0.03~0.12s。因此,直流接触器的响应速度要慢于交流接触器。
(4)直流接触器的灭弧采用的是磁吹式灭弧装置。
直流接触器主要用于遥控接通及分断额定电压440V、额定电流至600A的直流电路或频繁地操作和控制直流电动机的一种控制电器。
在一般工业部门中,例如在冶金工业和机床设备的直流电动机控制,普遍应用CI0系列直流接触器,这是因为该系列产品具有体积较小、工艺性好、使用寿命长及零部件通用性强等优点。现行使用的直流接触器除CZ0系列外,还有CZ18、CZ21和CZ22等系列。
图2-37所示为直流接触器结构。
图2-37 直流接触器结构
1—线圈;2—衔铁;3—磁轭;4—磁吹线圈;5—底板;6—绝缘座;7—灭弧室;8—主静触头;9—主动触头;10—辅助触头
表2-23所示为CZ0系列直流接触器技术数据。
表2-23 CZ0系列直流接触器技术数据
注 1.操作线圈功率:分子为启动绕组、分母为保持绕组的功率。
2.CZ0-40串联磁吹线圈的额定电流分为1.5A、2.5A、5A、10A、20A和40A六个等级。
直流接触器的型号含义:
(三)真空接触器
真空接触器是以真空作为灭弧介质,它的主触头是密封在特制的真空灭弧管内。由于真空介质具有极高的绝缘强度,并且其介质恢复速度非常快,因此真空中的燃弧时间一般小于10ms。交流真空接触器主要由真空灭弧室、金属基座、绝缘支座、电磁操作机构、整流装置及绝缘摇臂等部分组成,图2-38所示即为CKJ系列真空接触器的结构。
真空接触器的主要特点有:
(1)体积小、重量轻、安全可靠。
(2)分断电流可达额定电流的10~20倍。分断能力很强。
(3)电寿命达数十万次以上,机械寿命则可达百万次。
(4)可频繁操作、运行噪声小、维修简便。
图2-38 CKJ系列真空接触器的结构
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