接觸器是一種自動(dòng)的電磁式開關(guān)，適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其他負(fù)載。它不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)操作和欠電壓釋放保護(hù)功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作頻率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
接觸器按主觸點(diǎn)通過的電流種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。在機(jī)床電氣控制線路中，主要采用的是交流接觸器。
一、交流接觸器
（一）結(jié)構(gòu)
交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。CJl0—20型交流接觸器的結(jié)構(gòu)如圖5—25所示。
圖5—25 交流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理
1．電磁系統(tǒng)
交流接觸器的電磁系統(tǒng)主要由線圈、靜鐵芯和銜鐵（動(dòng)鐵芯）三部分組成。其作用是利用電磁線圈的通電或斷電，使銜鐵和靜鐵芯吸合或釋放，從而帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)閉合或分?jǐn)啵瑢?shí)現(xiàn)接通或斷開電路的目的。
CJl0系列交流接觸器的銜鐵運(yùn)動(dòng)方式有兩種，對(duì)于額定電流為40A及以下的接觸器，采用如圖5—26a所示的銜鐵直線運(yùn)動(dòng)的螺管式；對(duì)于額定電流為60A及以上的接觸器，采用如圖5—26b所示的銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式。
為了減少工作過程中交變磁場(chǎng)在鐵芯中產(chǎn)生的渦流及磁滯損耗，避免鐵芯過熱，交流接觸器的鐵芯和銜鐵一般用E形硅鋼片疊壓鉚成。盡管如此，鐵芯仍是交流接觸器發(fā)熱的主要部件。為增大鐵芯的散熱面積，避免線圈與鐵芯直接接觸而受熱燒損，交流接觸器的線圈一般做成粗而短的圓筒形，并且繞在絕緣骨架上，使鐵芯與線圈之間有一定間隙。另外，E形鐵芯的中柱端面需留有0.1mm～0.2mm的氣隙，以減小剩磁影響，避免線圈斷電后銜鐵粘住不能釋放。
圖5—26 交流接觸器電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
a)銜鐵直線運(yùn)動(dòng)式；b）銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)排合式
交流接觸器在運(yùn)行過程中，線圈中通入的交流電在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通，因此鐵芯與銜鐵間的吸力也是變化的。這會(huì)使銜鐵產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出噪聲。為消除這一現(xiàn)象，在交流接觸器鐵芯和銜鐵的兩個(gè)不同端部各開一個(gè)槽，槽內(nèi)嵌裝一個(gè)用銅、康銅或鎳鉻合金材料制成的短路環(huán)，又稱減振環(huán)或分磁環(huán)，如圖5—27a所示。鐵芯裝短路環(huán)后，當(dāng)線圈通以交流電時(shí)，線圈電流產(chǎn)生磁通Φ1，Φ1一部分穿過短路環(huán)，在環(huán)中產(chǎn)生感生電流，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁通Φ2，由電磁感應(yīng)定律知，Φ1和Φ2的相位不同，即Φ1和Φ2不同時(shí)為零，則由Φ1和Φ2產(chǎn)生的電磁吸力Fl和F2不同時(shí)為零，如圖5—27b所示。這就保證了鐵芯與銜鐵在任何時(shí)刻都有吸力，銜鐵將始終被吸住，振動(dòng)和噪聲會(huì)顯著減小。
圖5—27 加短路環(huán)后的磁通和電磁吸力圖
a)磁通示意圖；b) 電磁吸力圖
2．觸點(diǎn)系統(tǒng)
觸點(diǎn)按接觸情況可分為點(diǎn)接觸式、線接觸式和面接觸式三種，分別如圖5—28a、b和c所示。按觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式劃分，有橋式觸點(diǎn)和指形觸點(diǎn)兩種，如圖5—29所示。
圖5—28 觸點(diǎn)的三種接觸形式
a)點(diǎn)接觸；b）線接觸；c)面接觸
圖5—29 觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式
a)雙斷點(diǎn)橋式觸點(diǎn)；b）指形觸點(diǎn)
CJ10系列交流接觸器的觸點(diǎn)一般采用雙斷點(diǎn)橋式觸點(diǎn)。
按通斷能力劃分，交流接觸器的觸點(diǎn)分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)用以通斷電流較大的主電路，一般由三對(duì)接觸面較大的動(dòng)合觸點(diǎn)組成。輔助觸點(diǎn)用以通斷電流較小的控制電路，一般由兩對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)和兩對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)組成。
3．滅弧裝置
交流接觸器在斷開大電流或高電壓電路時(shí)，在動(dòng)、靜觸點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電弧。電弧的產(chǎn)生，一方面會(huì)灼傷觸點(diǎn)，減少觸點(diǎn)的使用壽命；另一方面會(huì)使電路切斷時(shí)間延長(zhǎng)，甚至造成弧光短路或引起火災(zāi)事故。容量在10A以上的接觸器中都裝有滅弧裝置。在交流接觸器中常用的滅弧方法有以下幾種：
（1）雙斷口電動(dòng)力滅弧 雙斷口結(jié)構(gòu)的電動(dòng)力滅弧裝置如圖5—32a所示。這種滅弧方法是將整個(gè)電弧分割成兩段，同時(shí)利用觸點(diǎn)回路本身的電動(dòng)力F把電弧向兩側(cè)拉長(zhǎng)，使電弧熱量在拉長(zhǎng)的過程中散發(fā)、冷卻而熄滅。
（2）縱縫滅弧 縱縫滅弧裝置如圖5—30b所示。由耐弧陶土、石棉水泥等材料制成的滅弧罩內(nèi)每相有一個(gè)或多個(gè)縱縫，縫的下部較寬以便放置觸點(diǎn)；縫的上部較窄，以便壓縮電弧，使電弧與滅弧室壁有很好的接觸。當(dāng)觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)，電弧被外磁場(chǎng)或電動(dòng)力吹入縫內(nèi)，其熱量傳遞給滅弧室壁，電弧被迅速冷卻熄滅。
圖5—30 滅弧裝置
a)雙斷口電動(dòng)力滅弧；b）縱縫滅弧
（3）柵片滅弧 柵片滅弧裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖5—31所示。金屬柵片由鍍銅或鍍鋅鐵片制成，形狀一般為人字形，柵片插在滅弧罩內(nèi)，各片之間相互絕緣。當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)，在觸點(diǎn)間產(chǎn)生電弧，電弧電流在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。由于金屬柵片的磁阻遠(yuǎn)小于空氣的磁阻，因此電弧上部的磁通容易通過金屬柵片而形成閉合磁路，這就造成了電弧周圍空氣中的磁場(chǎng)上疏下密。這一磁場(chǎng)對(duì)電弧產(chǎn)生向上的作用力，將電弧拉到柵片間隙中，柵片將電弧分割成若干個(gè)串聯(lián)的短電弧。每個(gè)柵片成為短電弧的電極，將總電弧壓降分成幾段，柵片間的電弧電壓都低于燃弧電壓，同時(shí)柵片將電弧的熱量吸收散發(fā)，使電弧迅速冷卻，促使電弧盡快熄滅。
圖5—31 柵片滅弧裝置
4．輔助部件
交流接觸器的輔助部件有反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點(diǎn)壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及底座、接線柱等。反作用彈簧的作用是線圈斷電后，推動(dòng)銜鐵釋放，使各觸點(diǎn)恢復(fù)原狀態(tài)。緩沖彈簧的作用是緩沖銜鐵在吸合時(shí)對(duì)靜鐵芯和外殼的沖擊力。觸點(diǎn)壓力彈簧作用是增加動(dòng)、靜觸點(diǎn)間的壓力，從而增大接觸面積，以減小接觸電阻。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是在銜鐵或反作用彈簧的作用下，帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與靜觸點(diǎn)的接通或分?jǐn)唷?/p>
（二）型號(hào)
（三）工作原理
交流接觸器的工作原理如圖5—25b所示。當(dāng)接觸器的線圈通電后，線圈中流過的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使鐵芯產(chǎn)生足夠大的吸力，克服反作用彈簧的反作用力，將銜鐵吸合，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)三對(duì)主觸點(diǎn)和動(dòng)合輔助觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)斷開。當(dāng)接觸器線圈斷電或電壓顯著下降時(shí)，由于電磁吸力消失或過小，銜鐵在反作用彈簧力的作用下復(fù)位，帶動(dòng)各觸點(diǎn)恢復(fù)到原始狀態(tài)。
常用的CJ0、CJ10等系列的交流接觸器在0.85～1.05倍的額定電壓下，能保證可靠吸合。
交流接觸器在電路圖中的符號(hào)如圖5—32所示。
圖5—32 接觸器的符號(hào)
a)線圈；b）主觸點(diǎn)；c）動(dòng)合輔助觸點(diǎn)；d）動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)
二、直流接觸器
其結(jié)構(gòu)及工作原理與交流接觸器基本相同，但也有一些區(qū)別。
（一）結(jié)構(gòu)
直流接觸器也是由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和滅弧裝置三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖5—33所示。
1．電磁系統(tǒng)
直流接觸器的電磁系統(tǒng)由線圈、鐵芯和銜鐵組成。其電磁系統(tǒng)采用銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式。由于線圈通過的是直流電，鐵芯中不會(huì)因產(chǎn)生渦流和磁滯損耗而發(fā)熱，因此鐵芯可用整塊鑄鋼或鑄鐵制成，鐵芯端面也不需嵌裝短路環(huán)。為保證線圈斷電后銜鐵能可靠釋放，在磁路中常墊有非磁性墊片，以減少剩磁影響。直流接觸器線圈的匝數(shù)比交流接觸器多，電阻值大，銅損大，是接觸器中發(fā)熱的主要部件。為使線圈散熱良好，通常把線圈做成長(zhǎng)而薄的圓筒形；且不設(shè)骨架，使線圈與鐵芯間距很小，以借助鐵芯來(lái)散發(fā)部分熱量。
圖5—33 直流接觸器的結(jié)構(gòu)圖 圖5—34 滾動(dòng)接觸的指形觸點(diǎn)
a)外形結(jié)構(gòu)；b）觸點(diǎn)接觸過程示意圖
圖5—35 直流接觸器雙繞組線圈接線圖
2．觸點(diǎn)系統(tǒng)
由于主觸點(diǎn)接通和斷開的電流較大，多采用滾動(dòng)接觸的指形觸點(diǎn)，以延長(zhǎng)觸點(diǎn)的使用壽命。其結(jié)構(gòu)如圖5—34所示，在觸點(diǎn)閉合過程中，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)先在A點(diǎn)接觸，然后經(jīng)B點(diǎn)滑動(dòng)過渡到C點(diǎn)。斷開時(shí)作相反方向的運(yùn)動(dòng)，這樣就自動(dòng)清除觸點(diǎn)表面的氧化膜，保證了可靠的接觸。
輔助觸點(diǎn)的通斷電流小，多采用雙斷點(diǎn)橋式觸點(diǎn)，可有若干對(duì)。
為了減小運(yùn)行時(shí)的線圈功耗及延長(zhǎng)吸引線圈的使用壽命，容量較大的直流接觸器線圈往往采用串聯(lián)雙繞組，其接線如圖5—35所示。接觸器的一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)與保持線圈并聯(lián)。在電路剛接通瞬間，保持線圈被動(dòng)斷觸點(diǎn)短路，可使起動(dòng)線圈獲得較大的電流和吸力。當(dāng)接觸器動(dòng)作后，起動(dòng)線圈和保持線圈串聯(lián)通電，由于電壓不變，所以電流較小，但仍可保持銜鐵被吸合，從而達(dá)到省電的目的。
3．滅弧裝置
直流接觸器一般采用磁吹滅弧裝置結(jié)合其他滅弧方法滅弧。磁吹滅弧裝置主要由磁吹線圈、鐵芯、兩塊導(dǎo)磁夾板、滅弧罩和引弧角等部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖5—36所示。
磁吹滅弧裝置的工作原理：當(dāng)接觸器的動(dòng)、靜觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)，在觸點(diǎn)間產(chǎn)生電弧，短時(shí)間內(nèi)電弧通過自身仍維持負(fù)載電流繼續(xù)存在，此時(shí)該電流便在電弧未熄滅之前形成兩個(gè)磁場(chǎng)。一個(gè)是該電流在電弧周圍形成的磁場(chǎng)，其方向可用安培定則確定，如圖5—36所示。另外，在電弧周圍同時(shí)還存在一個(gè)由該電流流過磁吹線圈在兩導(dǎo)磁夾板間形成的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)經(jīng)過鐵芯，從一塊導(dǎo)磁夾板穿過夾板間的空氣隙進(jìn)人另一塊導(dǎo)磁夾板，形成閉合磁路。顯然外面一塊導(dǎo)磁夾板上的磁場(chǎng)方向是進(jìn)入紙面的?？梢?，在電弧的上方，導(dǎo)磁夾板間的磁場(chǎng)與電弧周圍的磁場(chǎng)方向相反，磁場(chǎng)強(qiáng)度削弱；在電弧下方兩個(gè)磁場(chǎng)方向相同，磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)。因此，電弧將從磁場(chǎng)強(qiáng)的一邊被拉向弱的一邊；于是電弧向上運(yùn)動(dòng)。電弧在向上運(yùn)動(dòng)的過程中被迅速拉長(zhǎng)并和空氣發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使電弧溫度降低。同時(shí)電弧被吹進(jìn)滅弧罩上部時(shí)，電弧的熱量又被傳遞給滅弧罩，進(jìn)一步降低了電弧溫度，促使電弧迅速熄滅。另外，電弧在向上運(yùn)動(dòng)的過程中，在靜觸點(diǎn)上的弧根將逐漸轉(zhuǎn)移到引弧角上，從而減輕了觸點(diǎn)的灼傷。引弧角引導(dǎo)弧根向上移動(dòng)又使電弧被繼續(xù)拉長(zhǎng)，當(dāng)電源電壓不足以維持電弧燃燒時(shí)，電弧就熄滅。由此可見，磁吹式滅弧裝置的滅弧是靠磁吹力的作用使電弧拉長(zhǎng)，并在空氣和滅弧罩中快速冷卻，從而使電弧迅速熄滅的。
圖5—36 磁吹滅弧裝置
直流接觸器在電路圖中的符號(hào)與交流接觸器相同。
（二）型號(hào)
