电机及电气控制技术教案：第6讲

****学院单元教学设计****学年第**学期课程名称：电机与电气控制技术授课班级：****任课教师：所在系部及教研室：研室

第6讲标题：电磁式接触器（2学时）授课班级上课时间上课地点多媒体教室教学目的掌握接触器的作用和分类方法，交、直流接触器的区别。熟悉接触器的结构、主要技术参数，掌握常用的型号，选用原则和维护事项、故障处理方法。教学目标能力（技能）目标知识目标能正确选择接触器的类型（交流和直流）；能正确选择接触器的型号；能正确完成接触器在线路中的接线；正确对接触器进行维护和检修。掌握接触器的作用；了解接触器的类型；了解接触器的结构；理解接触器的主要参数；掌握接触器的选用原则；理解接触器产生各种故障的原因；掌握接触器的图形和文字符号。重点难点及解决方法重点：接触器的分类方法。接触器的选用原则和维护事项、故障处理方法。难点：接触器的选用原则和维护事项、故障处理方法。解决方法：对于选用原则从理论上进行分析，讲清不按原则选用时的后果。对于维护事项、故障处理方法通过对故障产生的原因进行分析，引出接触器的选用原则和维护事项和故障处理方法。参考资料【步骤一】说明主要教学内容、目的（时间：3分钟）掌握接触器的作用和分类方法，交、直流接触器的区别。熟悉接触器的结构、主要技术参数，掌握常用的型号，选用原则和维护事项、故障处理方法。【步骤二】新知识讲解（时间：77分钟）电磁式接触器是一种自动的电磁式开关。适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路。主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等。它具有欠电压释放保护功能。在电力拖动系统中被广泛应用。接触器按主触头通过的电流种类不同，可分为交流接触器和直流接触器两类。一、交流接触器1.交流接触器的结构以实物为例，交流接触器主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置及辅助部件四部分组成。（1）电磁机构其作用是利用电磁线圈的通电或断电，使衔铁和铁心吸合或释放，从而带动动触头与静触头闭合或分断，来实现接通或断开电路。（2）触头系统按通断能力划分，交流接触器的触头分为主触头和辅助触头。主触头用于通断电流较大的主电路，一般由三对常开触头组成；辅助触头用以通断电流较小的控制电路，通常由两对常开和两对常闭触头组成，起电气联锁或控制作用。常开触头和常闭触头是联动的。当线圈通电时，常闭触头先断开，常开触头后闭合；而线圈断电时，常开触头先恢复断开，常闭触头后恢复闭合。常开触头又称动合触头，常闭触头又称动断触头。（3）灭弧装置交流接触器中常用的灭弧装置因电流等级而异，容量较小的接触器常采用双断口桥形触头以利于灭弧，并在触头上方安装陶土灭弧罩。容量较大的接触器常采用纵缝灭弧罩和栅片灭弧装置。（4）辅助部件交流接触器的辅助部件包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构、底座及接线柱等。反作用弹簧安装在动铁心和线圈之间，其作用是线圈断电后，推动衔铁释放，使各触头恢复原状态。缓冲弹簧安装在静铁心与线圈之间，其作用是缓冲衔铁在吸合时对静铁心和外壳的冲击力，保护外壳和底座。触头压力弹簧安装在动触头上面，其作用是增加动、静触头间的压力，从而增大接触面积，以减小接触电阻，防止触头过热而灼伤。传动机构的作用是在衔铁或反作用弹簧的作用下，带动动触头实现与静触头的接通和分断。2.交流接触器的工作原理当给接触器的线圈两端加上一个交流电压后，线圈中的电流会产生磁场，使静铁心产生足够大的吸力，克服反作用弹簧的反作用力，将衔铁吸合。通过中间传动机构带动常闭（辅助）触头先断开，三对主触头和常开（辅助）触头后闭合。当加在接触器线圈两端的电压为零或较低时，由于电磁吸力消失或过小，不足以克服反作用弹簧的反作用力，衔铁即会在反作用力下复位，带动常开触头（主、辅）先恢复断开，辅助常闭触头后恢复闭合。二、直流接触器直流接触器适用于远距离频繁的接通和分断直流电路以及控制直流电动机。其结构和工作原理与交流接触器基本相同，常用的有CZ0系列和CZ18系列。直流接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置三部分组成。1.电磁系统直流接触器常用绕棱角转动的拍合式电磁机构。由于其铁心不会因产生涡流和磁滞损耗而发热，因此可用整块的铸铁或铸钢制成，端面也不需安装短路环。为保证衔铁能可靠地释放，磁路中垫有非磁性垫片，以减少剩磁的影响2.触头系统直流接触器的触头也有主、辅之分。由于主触头接通和断开的电流比较大，多采用滚动接触的指形触头，以延长触头的使用寿命。辅助触头的通断电流较小，多采用双断点桥式触头，并可有若干对。为了减小运行时的线圈功耗及延长吸引线圈的使用寿命，容量较大的直流接触器线圈经常采用串联双绕组，其接线如图3-17所示。在电路刚接通瞬间，保持线圈被常闭触头短路，可使起动线圈获得较大的电流和吸力。当接触器动作后，起动线圈和保持线圈串联通电，由于电压不变，所以电流较小，但仍可保持衔铁被吸合，从而达到省电的目的。3.灭弧装置直流接触器的主触头在分断较大直流电流时，会产生强烈的电弧，所以必须设置灭弧装置以迅速熄灭电弧。交流接触器触头间产生的电弧在自然过零时能自动熄灭，而直流电弧因为不存在自然过零点，所以只能靠拉长电弧和冷却电弧来熄灭电弧。在同样的电气参数下，熄灭直流电弧要比熄灭交流电弧困难的多，故直流灭弧装置一般比交流灭弧装置复杂，这也是为什么对直流接触器触头的要求比交流接触器要高，接触器按触头通断电流的种类进行分类（而不是按线圈通过电流的种类），且交、直流接触器不能相互替代的原因。三、接触器的主要技术数据接触器的主要技术数据有：接触器额定电压和额定电流、接触器线圈额定电压、主触头接通与分断能力、接触器机械寿命与电气寿命、接触器额定操作频率、接触器线圈的动作值等。1.额定电压接触器的额定电压指的是主触头的额定电压。交流接触器主要有220V、380V（500V）和660V，直流接触器主要有110V、220V和440V。2.额定电流接触器的额定电流指的是主触头的额定工作电流。它是在额定电压、使用类别和操作频率一定的条件下规定的，目前常用的电流等级为10~800A。3.电气寿命和机械寿命电气寿命指接触器带额定负荷的情况下能够动作的次数，机械寿命指接触器不带负荷的情况下能够动作的次数。4.操作频率操作频率指接触器每小时的操作次数,一般为300、600、1200次/h几种。5.线圈的额定电压交流有36V、110V（127V）、220V、380V；直流有24V、48V、110V、220V、440V。其中交流127V属于淘汰等级。6.动作值指接触器的吸合电压和释放电压。线圈电压达到其额定电压的85%或以上时，衔铁应可靠地吸合；低于其额定电压的70%或突然消失时，衔铁要可靠地释放。四、接触器主要产品介绍1.常用的交流接触器常用的交流接触器有CJ12、CJ19、CJ20、CJ40、CJX1、CJX2、3TB、3TD、LC1-D等系列。CH10X系列是消弧接触器，属新产品。2.常用的直流接触器常用的直流接触器有CE0、CE17、CE18、CE21等多个系列。其中CE0系列产品的结构紧凑、体积小、易于维修保养，其零部件的通用性强，被广泛应用。3.B系列交流接触器B系列交流接触器是更新换代产品。它是引进德国BBC公司生产线和生产技术而生产的交流接触器，采用了合理的结构设计，有“正装式”和“倒装式”两种结构布置形式。“正装式”结构触头系统在前面，电磁系统在后面。而“倒装式”结构是指触头系统在后面，电磁系统在前面，这种布置由于磁系统在前面，具备了更换线圈方便、接线方便(接线距离缩短)等优点；另外，便于安装多种附件，如辅助触头、TP型气囊式延时继电器。4.真空接触器常用的交流真空接触器有CJK系列产品，它具备体积小，通断能力强，寿命长，可靠性高等优点，主要适用于交流50HZ、额定电压达600V或1140V，额定电流为600A的电力电路中。5.固体接触器固体接触器又叫半导体接触器，它是由晶闸管和交流接触器组合而成的混合式交流接触器。目前生产的CJW1-200A/N型是由五台晶闸管交流接触器组装而成的。固体接触器属新产品，在生产中的应用才刚开始,必将随着电子技术的发展得到逐步推广。五、接触器的选用原则在选用接触器时，应遵循下面的原则进行：1.接触器类型的选择交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器。2.主触头的额定电压的确定主触头的额定电压应大于或等于主电路的工作电压。3.主触头额定电流的确定当接触器控制电阻性负载时，主触头额定电流应不小于被控负载的额定电流；当接触器控制不频繁起动、制动及正反转的电动机时，主触头额定电流应大于或稍大于电动机的额定电流；当接触器控制频繁起动、制动及正反转的电动机时，应适当增大接触器主触头的额定电流（可按二倍的额定电流进行选择）。4.吸引线圈的额定电压和频率的确定吸引线圈的额定电压和频率要与所在控制电路的电压和频率保持一致。5.触头数量的确定根据在电路中使用接触器触头数量和种类的实际情况来确定接触器的触头数量和种类。当触头数量和种类不能满足要求时，要想法解决。六、接触器的维护接触器在运行过程中要进行定期的维护，做到：1.定期检查接触器的零件，要求可动部分灵活，紧固件无松动。对损坏的零部件应及时修理或更换。2.保持触头表面的清洁，不允许粘有油污。3.接触器不允许在去掉灭弧罩的情况下使用。4.若接触器一旦不能修复，应及时更换。七、接触器的常见故障及处理方法接触器在长期使用过程中，由于自然磨损或使用维护不当，会产生故障而影响其正常