接触器是利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切断大电流电路（即主电路）的开关电器。电磁式接触器按触头控制的电流种类分为直流接触器和交流接触器。两类接触器在触头系统、电磁机构、灭弧装置等方面均有所不同。交流接触器其外形及结构原理如图2-1所示。

图2-1　交流接触器结构

1.触头系统

接触器的触头系统受电磁机构控制而动作。触头系统包括主触头、辅助触头和触头弹簧。辅助触头联接在控制电路中流过信号电流，它根据实际需要提供有常开和常闭触头两种方式。在吸引线圈无电，衔铁未被吸引时，处于断开状态，而在吸引线圈通电时，处于闭合状态的触头叫常开（动合）触头；反之叫常闭（动断）触头。主触头可制成单极、双极、三极、四极或五极，且多为常开触头；触头的形式多样，交流接触器一般采用双断点桥式触头结构（见图2-1），而直流接触器一般采用单断点指式结构，如图2-2（a）所示。触头弹簧的作用是使触头闭合时能紧密接触，减少触头间的接触电阻和触头通断时引起的跳动。

图2-2　栅片灭弧

（a）电弧分割　（b）栅片形状

2.灭弧装置

接触器主触头在断开主电路时，产生的电弧会使切断电路的时间延长甚至会烧坏触头。为了减少电弧对触头的损伤作用，延长接触器的使用寿命，采用灭弧装置在触头断开时可靠熄灭电弧。

（1）栅片灭弧。灭弧栅由镀铜的铁片（可制成方口形，尖口形或矩形）组成，按一定距离插装在陶瓷灭弧罩内。当触头断开时，电弧在电动力（在铁栅片下，电弧产生的磁通力图从铁片中通过，使电弧受到吸引力而被拉入灭弧栅中）和热空气流的作用下迅速进入灭弧罩内，被相互绝缘的栅片分隔成多段短电弧，这些短电弧被周围介质迅速冷却。此外，由于维持一段电弧燃烧必须要有一定的电压，被分割后的短电弧增大了整个电弧的电压降，使电源电压不能继续维持电弧燃烧，从而使电弧很快熄灭。灭弧栅非常适合用作交流接触器的灭弧装置，因为交流电（在电流电压）过零之后电弧不易再燃。栅片灭弧如图2-2（b）所示。

（2）磁吹灭弧装置。在直流接触器中广泛应用磁吹灭弧装置。图2-3为串励磁吹灭弧装置原理图。灭弧线圈与触头串联，电弧在线圈磁场中受力向上运动。灭弧角与静触头联接，起引导电弧的作用。电弧由静触头向上转移到灭弧角，被拖长扩散而迅速冷却熄灭。这种串接励磁的优点是当触头电流反向时，磁吹力的作用不变。由于磁吹力与电流的平方成正比，电弧电流越大，吹弧能力就越强。在断开小电流时，将会由于吹力减弱而造成灭弧困难。

除了上述的串接励磁外，还有并接励磁或永久磁铁励磁法，其优点是能得到恒定的磁吹力，缺点是具有方向性，当触头上电流反向时，磁吹力方向变反。

图2-3　串励磁吹灭弧

图2-4　转动拍合式电磁机构

3.电磁机构

交流接触器的电磁机构由铁芯、吸引线圈、衔铁等组成的E形电磁铁和反力弹簧（释放弹簧）构成，如图2-3所示。直流接触器电磁机构一般采用转动拍合式结构，如图2-4所示。

当电磁机构吸引线圈通电后，产生电磁吸力与磁通Ф的平方成正比，将衔铁吸合，带动触头工作。当线圈断电或电信号小到一定程度时，由反力弹簧作用使衔铁释放。(www.daowen.com)

交流接触器的吸引线圈是一只交流电压线圈，这种电磁机构在作用原理上属“恒磁链”系统。因为是恒磁链（NФ：常数，N是线圈匝数），所以线圈通电后电磁铁产生的吸力F（F∝Ф2）恒定不变，与气隙δ的大小无关。但恒磁链电磁机构的线圈电流I正比于气隙δ。因此，交流接触器在线圈刚通电、衔铁尚未吸合的瞬间，电流很大，一旦衔铁吸合，电流又自动下降到额定值。对交流接触器（或对恒磁链系统的电磁机构）来说，当衔铁卡住、衔铁吸合不紧密或操作频率过高，都可能造成线圈发热以至烧坏。

对直流接触器的电磁机构来说，吸引线圈是一只直流电压线圈，这种电磁机构在作用原理上属“恒磁势”系统。因为是恒磁势（IN=常数），电磁机构工作过程中线圈电流I恒定不变，与气隙δ的大小无关。但恒磁势电磁机构的磁通Ф反比于气隙δ，所以电磁吸力反比于气隙的平方（F∝1／δ2）。因此，直流接触器的吸力在衔铁吸合前后变化很大，而线圈电流却不变。为了减少吸引线圈的功耗和发热，一般在直流接触器衔铁吸合后，在线圈中串入经济电阻以减少线圈电流。

交直流接触器的吸力F与气隙δ的关系曲线F=f（δ），称为吸力特性曲线；电流I与气隙δ的关系曲线I=f（δ）称为电流特性曲线，如图2-5所示。

图2-5　电磁机构的特性曲线

（a）恒磁链机构　（b）恒磁势机构

4.接触器的调整方法

接触器衔铁所受到的吸力大于其反力时，吸合；而小于其反力时，释放。衔铁的反力包括：反力弹簧的反作用力，可动部分的重力和摩擦力，触头闭合后触头弹簧的反力。这里引入一个接触器、继电器的主要技术参数——返回系数K f，它的定义是

式中，X x—使电磁机构可靠动作（衔铁吸合）的最小输入量，简称动作值；X f—使电磁机构可靠释放的最大输入量，简称释放值。

显然，返回系数K f越接近于1，则电磁机构动作越灵敏。对接触器来说，因为吸引线圈输入量是一个电压量，故K f=U f／U x。

接触器（或下面要讲到的继电器）动作值和释放值的大小可通过调整反力弹簧松紧、非磁性垫片厚度以及气隙的大小来实现。增加非磁性垫片厚度，相当于增加衔铁闭合后的气隙，使X f提高，但X x不变，故返回系数K f提高。增加衔铁释放后的气隙，则X x增大，但X f不变，故K f下降。增加反力弹簧预压力时，接触器的动作值和释放值增加的程度相同，但弹簧的预压力增加后，动作电流增加，使磁路饱和，造成K f有所减小。

5.交直流接触器在电磁机构上的区别

交流接触器的线圈铁芯和衔铁由硅钢片叠成，以便减少铁损，而直流接触器的铁芯和衔铁可用整块钢。交流接触器的吸引线圈因具有较大的交流阻抗，故线圈匝数比较少，且采用较粗的漆包铜线绕制。相比之下，直流接触器的线圈匝数较多，绕制的漆包线较细。

交流接触器的电磁铁芯上必须装有短路环如图2-6所示，这是为了消除交流接触器工作时的振动和噪声。因为单相交流电所产生的磁通是脉动的，在一个周期内，磁通两次过零，吸力也过零，使衔铁发生振动，发出噪声。加装短路环后，线圈电流过零时，短路环中的磁通却不为零，电磁铁仍有吸力。如果此吸力大于反力，虽然吸力的脉动仍然存在，但衔铁的振动已消除。

图2-6　短路环

（a）恒磁链机构　（b）恒磁势机构