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数控机床电气控制
1.4.3 2.3 接触器

2.3 接触器

接触器是电力拖动自动控制系统中使用量大、涉及面广的一种低压控制电器,用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机,能实现远距离控制,并具有欠(零)电压保护。通常分为交流接触器和直流接触器。

1.结构和工作原理

(1)结构 接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成。

①电磁系统。电磁系统包括动铁心(衔铁)、静铁心和电磁线圈三部分,其作用是将电磁能转换成机械能,产生电磁吸力带动触头动作。

②触头系统。触头又称为触点,是接触器的执行元件,用来接通或断开被控制电路。

触头的结构形式很多,按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路,允许通过较大的电流;辅助触头用于接通或断开控制电路,只能通过较小电流。

触头按其原始状态可分为常开触头(动合触点)和常闭触头(动断触点)。原始状态时(即线圈未通电)断开、线圈通电后闭合的触头叫常开触头;原始状态时闭合、线圈通电后断开的触头叫常闭触头。线圈断电后所有触头复位,即回复到原始状态。

③灭弧装置。触头在分断电流瞬间会产生电弧,电弧的高温能将触头烧损,并可能造成其他事故,因此,应采取适当措施迅速熄灭电弧。常采用灭弧罩、栅片灭弧和磁吹灭弧装置。

(2)工作原理 接触器是根据电磁原理工作的,当电磁线圈通电后产生磁场,使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁,并带动触头动作,使常闭触头断开,常开触头闭合,两者是联动的。当线圈断电时电磁力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放,使触头复原,即常开触头断开,常闭触头闭合。

2.主要技术参数和常用型号

(1)主要技术参数

接触器铭牌上的额定电压:是指主触头的额定电压,选用时必须使它与被控制的负载回路的额定电压相同。

额定电流:接触器铭牌上的额定电流是指主触头额定电流。主触头的额定电流就是指接触器装在敞开的控制屏上,在间断—长期工作制下,温升不超过额定温升时流过触头的允许电流量。间断—长期工作制是指接触器连续通电时间不大于8h的工作制。

吸引线圈的额定电压:交流吸引线圈的额定电压一般有36V,110V,127V,220V和380V五种。直流吸引线圈的额定电压一般有24V,48V,110V,220V,440V五种,线圈的温升不超过绝缘材料的容许温升。

线圈消耗功率:交流接触器线圈消耗功率又分为线圈的启动功率和吸持功率(直流接触器的启动功率和吸持功率相等)。由于交流接触器的线圈已通电但衔铁尚未吸合时的气隙很大,线圈感抗小,所以启动时线圈电流很大,视在功率高。衔铁吸合后气隙几乎消失,磁阻变小,感抗增大,因而线圈中电流显著减小,视在功率降低。一般启动功率约为吸持功率的5~8倍。

额定操作频率:接触器的操作频率就是接触器每小时接通的次数。交流吸引线圈在通电瞬间有很大的启动电流,如果通电次数过多,会引起线圈过热,这就限制了交流接触器每小时的通电次数。一般交流接触器额定操作频率最高为600次/h,直流吸引线圈电流为一常数,与磁路的气隙无关,所以额定操作频率较高,最高可达1200次/h。因此,对于频繁操作的场合,如轧钢机的一些辅助机械,就采用了具有直流吸引线圈的接触器。CJ3系列接触器就是具有直流吸引线圈、主触头交直两用的接触器,其额定操作频率可达到1200次/h。

寿命:机械寿命是指接触器在不需修理的条件下所能承受的无负载操作次数。一般接触器的机械寿命可达600~1000万次以上。电寿命是指接触器的主触点在额定负载条件下,所允许的极限操作次数。与触点受电弧侵蚀直接相关,它取决于通断的方式以及相应的电压、电流和时间。电寿命参数在有关产品样本中给出。

(2)常用型号 常用的交流接触器有CJ0,CJ20,CJ12等系列,其主要技术数据见表2-3-1。

型号含义:

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表2-3-1 CJ0,CJ20系列交流接触器的技术数据

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常用的直流接触器有CZ0,CZ1,CZ2,CZ3,CZ5-11等系列产品。CZ5-11为连锁接触器,常用于控制电路中,CZ0系列直流接触器的基本技术参数见表2-3-2。

型号含义:

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表2-3-2 CZ0系列直流接触器基本技术参数

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近年来从国外引进一些交流接触器产品,有德国BBC公司的B系列,西门子公司的3TB,3TD系列、法国TB公司的LC1-D和LC2-D系列等。它们各有自己的特色,在国际市场上有一定声誉。例如,B系列接触器就有通用件多和附件多的特点,除触点系统外,这种接触器的其他零部件大都可以通用,可以临时装配的附件有辅助触点(最多为8对)、气囊式延时器、机械连锁和锁扣继电器等以及对主触点进行串并联改接用的连板等。此外,它还有所谓“倒装”式结构,即电磁系统在前面而主触点系统紧靠安装面,使更换线圈方便,并缩短了主触点接线。目前国产的CJX1和CJX2系列小容量交流接触器也具有以上特点。