劉琴

摘 要：本文首先針對低壓交流電磁接觸器的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行闡述，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)我國對接觸器運(yùn)用的實(shí)際狀況，對其所常出現(xiàn)的故障和對應(yīng)的處理辦法進(jìn)行逐一分析。

關(guān)鍵詞：接觸器；結(jié)構(gòu)分析；常見故障；設(shè)計改善

中圖分類號：TM572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

接觸器主要使用在頻繁地接通或者分?jǐn)嗟慕涣?、直流主電路?dāng)中。這一電器擁有可遠(yuǎn)程操作，控制容量大等特點(diǎn)。配合繼電器進(jìn)行使用能夠完成對電路系統(tǒng)的實(shí)時操作、聯(lián)鎖控制、缺相保護(hù)、欠壓釋放等功能。當(dāng)前，接觸器在自動控制電路當(dāng)中被廣泛運(yùn)用，其主要控制目標(biāo)為電動機(jī)，也能夠針對電力負(fù)載進(jìn)行控制。例如照明設(shè)備、電焊機(jī)、電熱器、電容器組等。按接觸器主回路使用電流，可分為交流接觸器和直流接觸器，本文重點(diǎn)就使用最廣的交流電磁接觸器的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。

1.交流電磁接觸器的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計重點(diǎn)

目前在我國，常見的低壓交流電磁接觸器的型號有S-P系列、LC1E系列、GMC系列等。

常見的交流電磁接觸器構(gòu)成主要是由觸點(diǎn)系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)和其他部件構(gòu)成（如圖1所示），現(xiàn)針對各構(gòu)成部件的作用進(jìn)行逐一闡述。

觸點(diǎn)系統(tǒng)：在交流接觸器當(dāng)中，觸點(diǎn)是任務(wù)的執(zhí)行部分，涵蓋有主觸點(diǎn)與輔助觸點(diǎn)。其中主觸點(diǎn)起到了連通和分?jǐn)嘀骰芈返淖饔?；輔助觸點(diǎn)則是在控制回路當(dāng)中，達(dá)到各種控制形式所需要的要求。

對應(yīng)不同的功能要求，主觸點(diǎn)與輔助觸點(diǎn)在設(shè)計上有一定差異。主觸點(diǎn)通過的電流相對較大，需有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、耐磨損、耐腐蝕、抗熔焊，以降低觸點(diǎn)的溫升、提高電壽命，主觸點(diǎn)材質(zhì)通常選用AgCdO。輔助觸點(diǎn)則側(cè)重要求低電壓、低電流條件下的導(dǎo)通可靠性，輔助觸點(diǎn)材質(zhì)通常會選用Ag，采用雙觸點(diǎn)的設(shè)計形式可提升導(dǎo)通可靠性。

電磁系統(tǒng)：在電磁系統(tǒng)當(dāng)中，有電磁線圈和鐵心，它是交流接觸器當(dāng)中十分重要的構(gòu)成部分，憑借電磁線圈和鐵心，能夠讓觸點(diǎn)進(jìn)行斷開或者閉合，達(dá)到控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。

交流電磁鐵常采用兩個工作氣隙串聯(lián)的E型或U型磁系統(tǒng)。導(dǎo)磁體通常采用電工鋼片疊制而成。線圈繞成矮胖形，高度較小，以減小鐵心發(fā)熱對線圈的影響。為減小鐵心在閉合位置時的吸力脈動，一般均在交流電磁鐵的磁極面上裝置分磁短路環(huán)。

滅弧裝置：滅弧裝置的作用是在電路觸點(diǎn)斷開時，保障所產(chǎn)生的電弧能夠被有效地熄滅，降低電弧對觸點(diǎn)造成的損害。

小容量交流接觸器通?？衫糜|點(diǎn)自身斷開時的快速拉弧，使電流自然過零而熄滅。30A以上的交流接觸器通常會設(shè)計U型消弧室，增加磁場吹弧。對于100A以上容量較大的交流接觸器，常采用鋼制柵片滅弧室設(shè)計，電弧在電動力作用下進(jìn)入柵片被切成若干短弧，利用過零時的近極效應(yīng)和柵片冷卻作用而熄滅。

其他部件：這些部件涵蓋有絕緣外殼、傳動裝置、彈簧、緩沖塊等。

2.交流接觸器的常見故障及設(shè)計改善

（1）觸點(diǎn)系統(tǒng)故障及設(shè)計改善

觸點(diǎn)系統(tǒng)常見的故障有觸點(diǎn)接觸電阻增大使觸點(diǎn)發(fā)熱，更為嚴(yán)重的狀況是發(fā)生動靜觸點(diǎn)熔焊。

（a）為了避免在長時間儲存過程中觸點(diǎn)表面發(fā)生氧化，通常會對觸點(diǎn)進(jìn)行防硫化處理以形成保護(hù)膜防止觸點(diǎn)氧化。有時因?yàn)槭褂铆h(huán)境的灰塵和油污粘著在觸點(diǎn)上，需用小刀輕輕將其表面氧化層刮除。如果經(jīng)過這些處理仍無法改善，應(yīng)檢查彈簧的壓力是否變異，造成觸點(diǎn)接壓不足。若彈簧因長期使用產(chǎn)生機(jī)械形變或高溫灼燒彈性變異，應(yīng)更換新彈簧。在設(shè)計時，應(yīng)充分考量彈簧的材質(zhì)選用及熱處理?xiàng)l件，使觸點(diǎn)的接壓和超程留有一定裕度。適當(dāng)增大觸點(diǎn)彈簧的預(yù)壓力和剛度系數(shù)，有利于減少觸點(diǎn)彈跳。

（b）造成動靜觸點(diǎn)熔焊的主要原因是觸點(diǎn)長期過熱或通過觸點(diǎn)的電流太大。除了上述方法排除過熱以外，因檢查線路負(fù)載的類型和容量，對應(yīng)不同負(fù)載類型的選型基準(zhǔn)有一定差異。例如：變壓器負(fù)載為AC-6a，應(yīng)按實(shí)際工作電流Ie/0.45選擇對應(yīng)的接觸器容量。

（2）電磁系統(tǒng)故障及設(shè)計改善

電磁系統(tǒng)的常見故障是鐵心吸合或釋放不良和線圈燒損。

接觸器使用時間過長，頻繁發(fā)生的撞擊會讓鐵心的接極面產(chǎn)生磨損或變形，在E字形鐵心中部磁極面上的去磁間隙便會日益狹窄直至消失，導(dǎo)致線圈在斷電之后仍然會出現(xiàn)很多的剩磁，由此使鐵心吸附在靜鐵心之上，使得交流接觸器在斷電之后，無法有效地釋放。增大接觸器鐵心中部去磁間隙對延長接觸器使用壽命有利，但是去磁間隙的增大將直接引起工作電流的增大，會引起溫升升高。應(yīng)設(shè)計一個合理間隙，平衡溫升和壽命指標(biāo)，E型鐵心的去磁間隙經(jīng)驗(yàn)設(shè)計值為0.8mm以上，可根據(jù)實(shí)際狀況做調(diào)整?？梢酝ㄟ^一些對鐵心處理方式的改善來提升抗沖擊性能，以S-P11產(chǎn)品為例，改善方案參數(shù)對比見表1。

（a）控制電路電源電壓實(shí)際值不到線圈控制電壓額定值的85%時，電磁線圈在通電完成時所產(chǎn)生的電磁吸引力便會顯著降低，動鐵心受反力彈簧作用無法迅速吸向靜鐵心，使得接觸器在吸合的過程中速度過于緩慢或者吸合不緊。如果動靜鐵心間接觸不緊密或不能完全閉合，會導(dǎo)致線圈電流過大，線圈過熱以至燒毀。針對這一故障進(jìn)行處理時，應(yīng)首先針對控制電路電壓進(jìn)行檢查，并通過相關(guān)技術(shù)手段改善電壓跌落狀況，將電壓調(diào)整至額定工作電壓的85%以上。接觸器設(shè)計時，吸引電壓動作值通常需設(shè)計為額定電壓的75%～80%以下，以適用于更多電壓波動場合。若為系統(tǒng)電壓跌落嚴(yán)重之特殊場合，可通過調(diào)整線圈匝數(shù)與線徑等方式，定制生產(chǎn)可在較低電壓時吸合之接觸器產(chǎn)品，以滿足使用需求。

（3）造成線圈燒損的原因除了上文b中的過熱引起燒損，另一個主要原因是線圈絕緣膜損壞，導(dǎo)致線圈匝間短路燒損。改善線圈燒損可以從兩個方面著手，首先漆包線的設(shè)計選型推薦至少選用F級耐溫可達(dá)155℃，可適用于環(huán)境溫度較高的場合。另一方面在線圈繞制完成后需進(jìn)行沖擊波耐壓試驗(yàn)，確保可驗(yàn)證交流接觸器中的線圈絕緣膜完好，從源頭把關(guān)排除匝間短路的可能性。

結(jié)語

整體來講，交流接觸器作為頻繁動作開關(guān)器件在使用的過程當(dāng)中，難免會出現(xiàn)相關(guān)的故障問題，導(dǎo)致接觸器無法再繼續(xù)正常使用?；诖耍疚姆治隽水?dāng)前我國交流接觸器在使用過程中，較為常見的故障類型，并逐一進(jìn)行了處理辦法和改善方案的論述，希望能夠給相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員提供一定價值的參考。

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