接触器是常用的控制电器之一,它是利用电磁铁的磁吸力及释放弹簧反作用力配合动作,使触头闭合和分断的一种控制电器,适用于远距离频繁接通和分断电路,主要用于控制电动机,也可用来控制其他电力负荷。
接触器按其主触头通断电流的性质可分为交流接触器和直流接触器。接触器一般由以下几个部分构成:
(1)电磁系统:包括铁芯和吸力(引)线圈;
(2)触头和导电系统:包括主触头、辅助触头和连接线等;
(3)消弧系统:包括消弧线圈和消弧罩;
(4)其他部分:包括底板、弹簧和闭锁装置等。
1.交流接触器
图3-25所示为CJ12系列交流接触器的结构示意。它采用U形铁芯、拍合式动作。当电磁线圈8通电后,衔铁7被吸合,带动转轴5转动,固定在转轴上的3个动触头3压向静触头2接通主电路。当电磁线圈8断电后,衔铁7在弹簧9和自身重力的作用下复位,使静触头2与动触头3分离,从而断开主电路。辅助触头10的操纵机构与转轴5有机械上的联系,当主触头闭合或分断的同时,辅助触头也随之进行闭合或分断状态的转换。
图3-25 CJ12系列交流接触器的结构示意
1—消弧罩;2—静触头;3—动触头;4—静触点弹簧;5—转轴;6—静铁芯;7—衔铁;8—电磁线圈;9—弹簧;10—辅助触头
由于电磁线圈中通过的是单相交流电流,铁芯中产生的是交变磁通,所以当磁通过零时,铁芯对衔铁的吸力为零,这将引起吸合后的电磁铁产生振动和噪声。为了消除这种现象,简单有效的方法是加装短路环。如图3-26(a)所示,铁芯端面加装短路环后,通过端面的磁通分1Φ、2Φ两个部分。2Φ穿过短路环,会在环中产生感生电流,根据楞次定律,感生电流要阻碍磁通的变化,所以2Φ必然滞后1Φ一个角度φ,如图3-26(b)所示。从图中可以看出,因为1Φ、2Φ不同时过零,所以吸力没有为零的时候,这大大减小了铁芯的振动。
图3-26 铁芯短路环的工作原理
交流接触器广泛地采用金属灭弧栅进行分段灭弧。灭弧栅由许多喷铜铁片制成,并将其装在灭弧罩内,每对主触头各装一个灭弧罩。
常用的交流接触器有CJ12、CJ20、CJ40等系列及西门子公司的3TB系列,BBC公司的B系列,另外3KJ系列交流真空接触器应用也较广泛。
2.直流接触器
直流接触器的工作原理和结构基本上与交流接触器相同。直流接触器采用直流电磁铁操作。电磁铁的导磁体用整块软铁制成,电磁线圈为电压线圈,用细漆包线绕成,以增大线圈电阻和减少铁芯的剩磁,常在衔铁和铁芯之间加入非磁性垫片。直流接触器通常做成单极的,只有用于小电流时才制成双极的。辅助触头多采用桥式触头且有若干对,灭弧装置均采用磁吹式灭弧装置,以利于直流电弧的熄灭。
常用的直流接触器有CZ1、CZ3、CZ0等系列。(www.daowen.com)
直流接触器也要按照使用类别选用,对ZK1类轻负荷任务的接触器,在控制直流并励电动机(ZK1类和ZK3类的轻和重负荷混合工作制)、直流串励电动机及高电感直流电磁铁时,接触器必须适当降低容量或降低电寿命。由于直流接触器一般均采用磁吹灭弧结构,存在断开临界电流的问题,所以接触器在降低容量后的额定工作电流不应低于额定电流的20%。
用于控制直流起重电磁铁时,由于高电感性负荷,时间常数大,为保证可靠使用,往往在电磁铁绕组两端并联一只不大于绕组电阻6倍阻值的电阻。
3.接触器的使用维护
1)接触器在安装前的检查:
(1)应检查接触器的铭牌和绕组上的额定电压、电流、操作频率和通电持续率等参数是否符合实际使用要求。
(2)用手分合接触器的活动部分,要求接触器动作灵活且无卡住现象。
(3)将铁芯极面上的防锈油擦净,以免油垢黏滞而造成接触器断电不释放。
(4)检查与调整触头的开距、超程、初压力和终压力等工作参数,并使各极触头动作同步。
2)接触器的安装和调整
(1)安装接线时,应注意勿使螺钉、垫圈、接线头等零件失落,以免落入接触器内部而造成卡住或短路现象。在安装时,应将螺钉拧紧,以防振动松脱。
(2)检查接线正确无误后,应在主触头不带电的情况下,先使吸引线圈通电分、合数次,检查接触器动作是否可靠,然后才能投入使用。
(3)为保证可逆转换的接触器联锁可靠,除装有电气联锁外,有些还加装有机械联锁机构。
3)接触器的运行使用维护
(1)对运行中的接触器应定期检查各部件。对于有损坏的零部件,应及时修换。使可动部分不卡住,紧固件无松脱。
(2)在检修接触器时,应切断电源,且进线端应有明显的断开点。
(3)触头表面应经常保持清洁,不允许涂油,当触头表面因电弧作用而形成金属小珠时,应及时铲除。当触头严重磨损后,应及时调整超程,当厚度只剩下1/3时,应及时调换触头。应注意,银及银基合金触头表面在分断电弧中生成的黑色氧化膜接触电阻很低,不会造成接触不良现象,因此不必锉修,否则将会大大缩短触头寿命。
(4)清除灭弧罩内的碳化物和金属颗粒,以保持其良好的灭弧性能。
原来带有灭弧室的接触器绝不能不带灭弧室使用,以防发生短路事故。如陶土灭弧室,其性脆易碎,应避免碰撞,如发现有碎裂现象,应及时调换。
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