浅谈航空接触器的应用

杨财用

摘 要：接触器是一种应用于远距离控制交直流主电路或大容量电路的通断的自动控制开关，具备以低电压控制高电压，低电流控制高电流的功能。应用于航空条件下称为航空接触器，它可以安装在远离驾驶员的地方，而驾驶员通过操控操纵安装在驾驶舱的电门来控制它的线圈机构，实现控制电气线路的目的。不管是交流接触器还是直流接触器，它的控制线圈基本都是使用直流电励磁，交流电磁铁的寿命相对来说会比较短，容易产生振动，不利于触点的可靠性。

关键词：航空接触器；电磁线圈；民航客机

早期的航空接触器多数采用吸入式电磁铁和具有双断点桥式触点，直到20世纪90年代，俄、法等国的民航飞机仍采用吸入非密封式接触器，不过在线圈电路采用了双绕组及在触点系统材料上做了改进，是尺寸与重量都比以前的小和轻，但是吸入式电磁铁的可动铁芯难做成平衡式，导致抗振动能力弱，使用受到限制；另外，采用双绕组虽然可以缩小一定尺寸，缩段吸合时间，但同时也会导致启动电流增大，而且还增加了一对辅助触点。20世纪60年代开始，美国研制了一些打破传统吸入式的新型密封式接触器，即平衡衔铁和平衡力式电磁系统，并且解决了大电流接线柱和密封外壳的绝缘密封问题，而且也采用了新型的触点材料，从而使得新型接触器能在更恶劣的气象和力学环境中工作，寿命大大提高，线圈消耗功率减小。

常用的飞机接触器有单绕组接触器、双绕组接触器、机械自锁型接触器、磁保持接触器、平衡力式接触器等，每种接触器也在对应的历史时期起到了相应的历史担当。

首先论述单绕组接触器，电磁线圈是一个绕组构成的接触器称为单绕组接触器。在现代飞机上常用于只需短时工作，所控制的负载较大的电路中。例如波音737飞机用于控制APU发动机的起动机，操纵飞机舵面或调整片的电动机的工作，这些电路都有一个共通点就是工作时间短、冲击电流大。

这种接触器的工作原理最为简单，线圈没有通电时，复位弹簧把活动铁芯推向上方，使触点处在断开位置；线圈通电后，当电磁力大于复位弹簧的反力时，活动铁芯就带动活动触点向下移动，使触点接通；线圈断电后，复位弹簧使触点断开。

事实上，在整个接触器吸合过程中，电磁吸力与复位弹簧反力是有一个跳跃式的变化。首先，活动铁芯在开始运动后的大部分时间内，这时候由于吸力稍大于反力，导致速度不能很快的增大，使得吸合时间拉长；而在剩下较短的行程内，吸力才更大于反力，虽然这时候可以使衔铁较快的运动，但是距终点已经很近的，并不能使得吸合时间缩短得太多，反而还会使铁芯在闭合时产生较大的撞击力，从而引起一些部件尤其是触点的冲击、振动，增加了触点的磨损。为了克服这些问题，可以对线圈进行优化，采用双绕组接触器可以解决。

双绕组接触器原理与单绕组接触的原理类似，只是在磁线圈部分进行了优化。电磁线圈由两个绕组构成，分别叫启动绕组和保持绕组。启动绕组的导线直径较大，匝数少，一般只占整个线圈面积的三分之一，因此其电阻小；保持绕组的导线直径较小，匝数多，因此其电阻大。在线圈刚接通电源时，常闭触点将保持绕组短路，电压几乎全加到启动绕组上，由于绕组电阻很小，电流就相对大，因此产生的磁势很大，使活動铁芯加速吸合。

对于单绕组接触器与双绕组接触器，要使触点吸合，必须要一直通电，线圈一直耗能，无形间增加电源的损耗，引入机械自锁接触器可以解决这个问题。

机械自锁型接触器当吸合线圈通电后，接触器吸合并被机械锁栓锁定在闭合位置，吸合线圈则依靠串联的辅助触点自行断电，不再消耗电功率。接触器需要释放时，只要接通脱扣线圈，解除机械闭锁，在返回装置的作用下回复到释放位置。在结构上具有两个特点：一是具有两组线圈，其中一组是吸合线圈，另一组是脱扣线圈；二是具有机械锁定机构，当吸合线圈通电，接触器接通后即被锁定在接通状态。此时，即使吸合线圈断电接触器也不会释放，只有脱扣线圈通电，将锁打开，才能使接触器断开。

这个接触器广泛应用于早期的民航客机，例如英制型号为LDG15FORM Y6 、LDK 15FORMY7C、LDA15FORMY2等相当多的机械自锁接触器广泛应用与三叉戟飞机。但这种接触器锁定触点是靠机械锁，机械锁的可靠性比较低，现在的波音空客系列飞机放弃了这类接触器，为了解决机械锁可靠性低的问题，可采用了磁保持接触器。

磁保持接触器是利用永久磁铁产生的吸力，把接触器保持在吸合状态，而释放状态仍是靠复位弹簧来保持。现在以美制AVB79型接触器为案例，阐述其工作原理，这类接触器常见于麦道波音系列飞机的主电源馈线电路上，其重要技术参数如下：主触点承受电压为交流120/208V、主触点最大电流为2000A、主触点额定电流175A、线圈工作电压12～30V。

在线圈的吸合“+”和吸合“-”之间加上相应极性的电压，这时线圈产生的磁通方向与永久磁铁的磁通方向相同，线圈磁通产生足够大的吸力克服弹簧的反力，吸引活动铁芯向静铁芯移动，使触点闭合；在线圈的跳开“+”和跳开“-”加上相应极性性的输入信号电压，线圈产生磁通大于永久磁铁的磁通，方向相反，抵消了永久磁铁的吸力，使触点跳开，接通闭合信号电路，为下一次接通做好电路准备。对于电磁线圈内部的齐纳二极管只要是为了减少在线圈电路开关上的自感电势，起到灭电火花的作用。

除了这些接触器以外，平衡力式接触器广泛应用于现在的波音空客系列民用客机，例如部件号为HD-A3F-011、D-25BD、BP-493-1等等。在接触器中利用永久磁铁保持接通状态以外，还可以用来保持触点断开状态和闭合状态，这个接触器称为平衡力式接触器。

结语。

随着民用客机向大型化、远程化、高智能化的方向发展，机上的用电量也对应的急剧增加，因此对电源馈线等接触器的要求也越来越高。在民航科学技术进步的同时，也必定在接触器的质量上得到对应的提高，以适应民用客机发展的需求。

参考文献：

[1]翟建平.航空电器.北京：国防工业出版社，1981.

[2]盛乐山.航空电气.北京：中国民航出版社，1994.

[3]BP-493-1.Component Maintenance Manual，1995.

[4]D-25BD.Component Maintenance Manual，1995.