用於遠距離、頻繁地接通和分斷交、直流主電路和大容量控制電路的電器(見圖)。其主要的控制對象為電動機,也可用作控制電熱設備、電照明、電焊機和電容器組等電力負載。接觸器具有較高的操作頻率,最高操作頻率可達每小時1200次。接觸器的壽命很高,機械壽命一般為數百萬次至一千萬次,電壽命一般為數十萬次至數百萬次。在電路中並不要求接觸器具有分斷短路電流的能力,當線路發生短路時,由與接觸器相串聯的熔斷器或斷路器進行保護。

接觸器 西安交通大學供圖

  接觸器按電壓等級分為高壓和低壓接觸器;按電流種類分為交流和直流接觸器;按操作機構分為電磁式、液壓式、氣動式接觸器;按動作方式分為直動式和轉動式接觸器;按主觸頭的數量分為單極、兩極、三極,最多可有五極的接觸器;按接觸器未動作前主觸頭的位置分為常開觸頭或常閉觸頭接觸器。

  空氣式電磁接觸器 主要由觸頭滅弧系統、電磁操動系統、支架、輔助觸頭和外殼(或底架)組成。圖1為典型的低壓空氣直動式交流電磁接觸器的結構。

電磁操作機構裝在絕緣的塑料外殼內,吸引線圈套在鐵心上,可動銜鐵通過絕緣的觸頭支架帶動動觸頭。吸引線圈未通電時,在彈簧作用下,銜鐵被釋放,主觸頭被斷開。當吸引線圈通電後,銜鐵向左吸向鐵心,它帶動觸頭支架使動觸頭與靜觸頭相接觸,主電路被接通。此外,觸頭支架還帶動裝於外殼兩側的輔助觸頭動作。輔助觸頭主要用於控制電路,電流較小,所以輔助觸頭的尺寸也較小。主電路觸頭在斷開時產生的電弧由滅弧室進行滅弧。

  用於操作不頻繁場合的接觸器,當銜鐵吸合後,可用附加的鎖扣機構將觸頭系統機械地扣住,使其保持在閉合位置,操作線圈可以斷電。要斷開接觸器時,需將脫扣電磁鐵通電,讓鎖扣機構脫扣。這種接觸器在保持吸合位置時,線圈不耗電,也無噪聲。交流電磁接觸器的線圈一般用交流電源供電,交流電磁鐵在吸合時有時會發生噪聲。80年代後,各國註意發展交流接觸器電磁鐵的無聲和節電運行。基本的方案之一是將交流電源用變壓器降壓後,再經整流管變成直流電後供電。

  真空接觸器 觸頭系統采用真空滅弧室的接觸器。低壓真空接觸器工作原理見圖2。

空滅弧室垂直安裝在絕緣隔板上,室內上部為靜觸頭、下部為動觸頭。上靜觸桿用銅排引出,下動觸桿用軟導線引至銅排引出端。動觸頭通過導電桿、觸頭彈簧和絕緣體與杠桿相連。在分閘彈簧力的作用下,杠桿向反時針方向轉動,它帶動動觸頭向下運動,靜、動觸頭被分開。合閘時,將合閘電磁鐵線圈通電,銜鐵向右吸合,杠桿順時針方向轉動,通過絕緣體、觸頭彈簧使動觸頭向上運動,與靜觸頭閉合。真空滅弧室的外殼可用玻璃或陶瓷絕緣材料制成,內部的真空度通常在10 -2帕以上。由於殼內的空氣少,觸頭開距可以做得很小,電弧也較容易被熄滅。 觸頭材料一般用 銅、銻、鉍等合金制成。滅弧室內屏蔽罩的作用是,當分斷電流時,凝結觸頭間隙中擴散出來的金屬蒸氣,有助於熄弧,還可以防止金屬蒸氣濺落到絕緣外殼上降低其絕緣強度。動觸頭與外殼下端用波紋管連接,動觸頭可以上下運動又不會漏氣。

  真空接觸器熄弧能力強、耐壓性能好、操作頻率較高、壽命長、無電弧外噴、體積小、重量輕、維修周期較長,適用於660 伏及以上的電路中,如用於煤礦、化工、冶金、水泥等行業有防爆、防腐蝕和防火要求以及環境較惡劣的場所。高壓真空接觸器也用於電弧爐、高壓電動機等負載中作電源開關。真空接觸器的真空滅弧室制造時工藝要求很高,如果工藝不良,滅弧室的真空度易下降;觸頭材料材質不好,在分斷電流時會出現“截流過電壓”現象,即在分斷電流時,由於真空滅弧室的熄弧能力很強,電弧電流不是自然過零時切斷,而是從電流的某一值突然降到零,由此而出現高的過電壓。截流過電壓會危及電工設備的安全運行。

  半導體接觸器 依靠改變電路的導通狀態和截止狀態而完成電氣操作的接觸器。主要利用半導體器件(晶閘管)具有可控導電性能來完成接觸器的功能。圖3為半導體接觸器的電路示意。

晶閘管的工作狀態由控制單元控制。當在晶閘管中有載流導通時,主電路接通;反之主電路被阻斷。半導體接觸器無可動部分,具有壽命長、操作頻率高和運行無噪聲等優點。

  晶閘管在載流導通時,由於晶閘管有內阻,在管子兩端有一定的電壓降,一般正向的電壓降為1伏左右,導通的電流越大,功率消耗越多。使用時為克服此缺點,通常制成混合式接觸器,利用半導體器件和電磁式接觸器並聯組合來完成接觸器的功能。這種接觸器電路的通斷任務由晶閘管完成,以達到無電弧通斷的目的,而承載電流的任務則由電磁式接觸器來完成。半導體式和混合式接觸器適用於頻繁操作且不需要經常維修的場所。其缺點是半導體器件在阻斷時的電隔離程度不如有觸點電器好,此外價格較貴。