交流接觸器正確使用及常見故障維修方法的分析與研究

皮磊

（貴州航空工業技師學院，貴陽 550009）

1 交流接觸器關鍵部分分析

交流接觸器是一種自動化電磁開關，用于長時間、高頻率通斷交流主電路和控制電路，具有自動運行、失壓和欠壓保護、大容量運行、穩定性強、維修需求低等優點。在機床電氣控制線路中，交流接觸器主要用于控制電動機和其他負載[1]。交流接觸器的關鍵部分包括電磁系統、觸頭系統和滅弧裝置等，主要由主觸頭、動鐵心、線圈、靜鐵心和輔助觸頭等結構組成，如圖1 所示。

圖1 交流接觸器結構組成

圖2 交流接觸器的電磁系統

1.1 電磁系統

交流接觸器的電磁系統主要為線圈、動鐵心、靜鐵心和短路環等。當控制線圈處于通電或斷電時，分別會完成吸合或釋放動作，即可分別讓動觸頭與靜觸頭保持開閉狀態，以達到開關回路的目的。

為了減小渦流和磁滯損耗，交流接觸器的鐵心和銜鐵在制作時主要為E 形硅鋼片疊壓而成。為了擴大散熱面積，避免燒壞，將線圈做成又厚又小的圓柱體纏繞在絕緣框架上，使其與鐵心之間有一段距離，避免出現重疊。E 形鐵心在中間圓柱端面預留0.1～0.2 mm 的空氣間隙，以減少殘余磁場的作用，防止電樞卡死[2]。

當交流接觸器工作時，線圈中的交流電在鐵心內形成交流磁場，引起電樞的振蕩，產生噪聲。在鐵心和銜鐵的每一端都設有一條凹槽，在凹槽內嵌入銅或鎳鉻合金的短路環，以解決上述問題。在安裝一個短路環后，當交流電流流過一個繞組時，就會形成不同相位的磁通量Φ1和Φ2，從而保證鐵心與銜鐵之間總是存在吸引作用，大大降低振動和噪聲。

1.2 觸頭系統

交流接觸器有3 種類型，即點接觸式、線接觸式和面接觸式，如圖3 所示。按照結構形式可以分為橋式觸頭和指形觸頭。橋式觸頭包括點接觸橋式和面接觸橋式，適用于不同電流場合。指形觸頭多為線接觸方式，其接觸區域為一條直線，適用于頻繁、大電流場合。根據通斷能力，可以分為主觸點和輔助觸點。主觸點適用于大電流主電路，一般為3 對動合觸點。輔助觸點適用于小電流控制電路，一般為2 對動合和2 對動斷觸點。

圖3 觸點的三種接觸形式

1.3 滅弧裝置

對于大電流或高電壓電路，交流接觸器在斷開時不可避免會出現電弧，造成觸點灼傷，對裝置造成損壞，影響其使用時長，甚至會干擾電路的切斷時間，嚴重時還會導致火災。安全起見，一旦接觸器容量超過10 A，均需配備滅弧裝置。交流接觸器中使用頻率較高的滅弧方法有雙斷口電動力滅弧、縱縫滅弧和柵片滅弧。

雙斷口電動力滅弧裝置將電弧分為兩部分，通過觸點回路本身的電動力對電弧進行拉伸，從而實現電弧的散熱和冷卻，達到熄滅的目的。縱縫滅弧裝置采用耐弧黏土和石棉水泥等材質，在其內側具有一條或多條縱縫，能夠擴大電弧與滅弧室壁的接觸面積，以壓縮電弧的方式達到熄滅的效果。當觸頭處于分離狀態時，通過外磁場或電動力將電弧送入縫隙，并將熱能轉移到滅弧室壁上，從而快速熄滅電弧。在此基礎上，提出一種新型的柵片熄弧器結構。該金屬柵片采用人字形的鍍銅或鍍鋅鐵片，并插入滅弧罩。觸頭開斷弧形成的電弧產生一種強磁場，磁電阻的存在使得該區域內的電場強度不均勻，從而將電弧拉入柵片間隙，形成短弧。各柵片充當一個電極，將整個弧壓降區分為若干個區段，并且各區段之間的弧壓均小于燃弧。同時，柵片散熱快速消除電弧，達到熄滅的效果[3-5]。

1.4 輔助部件

交流接觸器的輔助部件有反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動機構和底座等。反作用彈簧在斷電后推動銜鐵釋放能量，使觸點恢復至原狀態。緩沖彈簧能夠緩和沖擊力。觸點壓力彈簧能夠大幅增加觸點壓力，降低觸頭的電阻。通過銜鐵或反作用彈簧驅動操作觸點，控制其達到接通或分斷的狀態。

2 交流接觸器的正確使用

2.1 交流接觸器的選用原則

主觸頭的額定電壓不能小于控制線路的額定電壓，主觸頭的額定電流應滿足負載需求，電阻性負載應等于額定電流，電動機負載應稍大于額定電流。吸引線圈的電壓根據控制線路的復雜程度選擇，簡單線路可選用380 V 或220 V，復雜線路可選用36 V 或110 V。觸頭數量和類型必須達到控制線路的基本標準。

2.2 交流接觸器的安裝與維護

安裝前的檢查需要確認接觸器技術數據是否符合標準，如額定電壓、電流、操作頻率等，還要檢查外觀是否損壞、動作是否靈活，并測量線圈的直流電阻值和絕緣電阻值。安裝位置應垂直，傾斜度不超過5°，散熱孔一面朝垂直方向。安裝接線時，避免螺釘、墊圈、接線頭等零件掉落，導致交流接觸器卡住或短路。安裝完成后，必須檢查接線是否正確，應在主觸點不帶電的情況下，通電分合數次以檢查主觸點動作、鐵心吸合后有無噪聲，無誤后方可投入使用。不允許將交流接觸器接到直流電源上，否則會燒毀線圈。

3 交流接觸器的常見故障及維修方法

3.1 主觸頭故障

3.1.1 動、靜主觸頭接通和斷開瞬間打火嚴重

負載正常工作時，觸頭接通和斷開瞬間產生打火現象。觸頭表面因弧光高溫形成不規則小坑，導致接觸面積減小，電流增大，打火嚴重。修復受損觸頭需要觀察觸頭表面的受損程度，觸頭厚度需達到原厚度的2/3 以上才能進行修復。修復觸頭時，先將細砂布放在水平面上，再將受損的觸頭在砂布上平磨，觀察修復情況，直至受損點全部被磨掉，最后進行毛刺處理。

3.1.2 動、靜主觸頭熔燒粘連

動、靜主觸頭出現熔燒粘連故障的原因主要包括負載發生短路、主回路發生短路或負載阻抗變小等，同時交流接觸器的選用也是關鍵因素。由于工作需要，交流接觸器的使用頻率從低到高，觸頭在頻繁接通和斷開的過程中，表面溫度升高，在電弧的作用下，動、靜主觸頭最終會發生熔燒粘連的現象。一般有2 種處理方式：一是更換一只電壓和電流等級更高的交流接觸器；二是修復交流接觸器，更換相同規格的觸頭，清潔動、靜觸頭周圍的積炭等，并在3 對主觸頭上分別并聯電阻-電容（Resistor-Capacitance，RC）滅弧裝置。

3.2 輔助觸頭故障

3.2.1 動、靜輔助觸頭接觸電阻過大

動、靜輔助觸頭接觸電阻過大會導致控制線路回路阻抗增加，電壓減小。造成這一現象的主要原因有2 個，一是觸頭上沉積了大量的油污和灰塵，二是觸頭表面產生了氧化層。基于交流接觸器的欠壓保護機制，當交流接觸器線圈兩端的電壓低于額定電壓的85%時，控制電路會停止工作。解決方法是取出觸頭，用潔凈的紗布擦干，再用細砂布輕輕處理觸點表面。

3.2.2 動、靜輔助觸頭接通和斷開瞬間打火嚴重

出現此類故障的主要原因可能是所控制的電路發生過短路現象，或控制電路中的耗能元件的阻抗值減小等。

3.3 線圈故障

3.3.1 線圈斷路

交流接觸器線圈斷路會造成控制電路無法工作。這一現象比較少見，一般是接觸器存在質量問題或在裝配過程中安裝不當造成的。

3.3.2 線圈短路

交流接觸器線圈短路會導致控制電路中短路保護熔斷器的熔絲熔斷。線圈短路的一種常見現象是加在線圈兩端的交流電壓不為額定電壓的0.85～1.05 倍，線圈兩端電壓長期在低壓或高壓下工作都可能造成短路現象。交流接觸器線圈損壞必須進行更換，更換線圈時要注意線圈尺寸和額定電壓以及交流接觸器的規格。

3.4 動、靜鐵心接觸面故障

3.4.1 動、靜鐵心接觸面黏合

出現此故障現象的主要原因是動、靜鐵心接觸面積存在油污。按下啟動按鈕后電動機正常運轉，但是在按下停止按鈕的過程中交流接觸器線圈失電，觸頭不恢復原狀，電動機繼續運轉。手離開停止按鈕后線圈保持有電，電機繼續運轉。處理方法是將動、靜鐵心接觸面清理干凈。

3.4.2 鐵心噪聲大

造成鐵心噪聲大的主要原因是短路環斷裂，或動、靜鐵心接觸面有較多銹跡。對于較多銹跡的情況，可以采用細砂布處理接觸面。若短路環損壞，一般更換鐵心即可修復。

4 結語

交流接觸器的正確使用、故障診斷和維修技巧對于電氣控制系統的穩定運行至關重要。為了提高交流接觸器的使用效率，延長其使用壽命，應及時維修常見故障，降低生產過程中的故障率。