接触器是一种广泛应用的自动化控制电器,主要用于频繁接通或分断交、直流电路。其具备控制容量大、可远距离操作、能配合继电器实现定时操作、联锁控制、各种定量控制和失压及欠压保护等优点,因此被广泛应用于自动控制电路,主要控制对象是电动机,同时也可用于控制其他电力负载,如电热器、照明、电焊机、电容器组等。
接触器的结构复杂且精密,主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置、绝缘外壳及附件等部分组成。电磁系统包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯,当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合。触点系统包括主触点和辅助触点,主触点用于接通或断开电流较大的主电路,而辅助触点则用于接通或断开小电流的控制电路。触头系统通常与动铁芯联动,因此当动铁芯被吸合时,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失,动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。
灭弧装置是接触器的重要组成部分,特别是在分断大电流电路时,会在动、静触点之间产生很强的电弧。电弧会烧伤触点,延长电路的切断时间,甚至引起其他事故。因此,接触器通常配备有灭弧装置,如双断口结构的电动力灭弧和半封闭式绝缘栅片陶土灭火罩等,以便迅速切断电弧,保护触点。
此外,接触器的绝缘外壳及附件,如各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等,也对接触器的正常运行起着关键作用。它们不仅保持接触器的安全可靠运行状态,还确保各部件之间的连接和传动顺畅。
接触器的工作原理基于电磁感应原理。当接触器的线圈通电时,线圈电流会产生磁场,使静铁芯产生电磁吸力,吸引动铁芯并带动触点动作。常闭触点断开,常开触点闭合,两者是联动的。当线圈断电时,电磁吸力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放,使触点复原,常开触点断开,常闭触点闭合。这一过程实现了电路的接通和断开。
值得注意的是,直流接触器的工作原理与交流接触器略有不同。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭,直流接触器常采用磁吹式灭弧装置灭弧。同时,直流接触器在正常使用过程中,电磁铁线圈一直通电工作,产生电磁吸力,保证铁芯和衔铁吸合,带动动、静触头闭合,接通电路。这一过程会消耗一定的电能,因此如何降低直流接触器的工作耗能是研究的关键点和重难点。
综上所述,接触器作为一种重要的自动化控制电器,其结构和工作原理的复杂性确保了其在各种电力负载控制中的可靠性和高效性。随着科技的进步和工程应用的不断发展,接触器的材料和结构也在不断更新和优化,以满足更加复杂和苛刻的使用要求。