交流接触器正确使用及常见故障维修方法的分析与研究

皮磊

（贵州航空工业技师学院，贵阳 550009）

1 交流接触器关键部分分析

交流接触器是一种自动化电磁开关，用于长时间、高频率通断交流主电路和控制电路，具有自动运行、失压和欠压保护、大容量运行、稳定性强、维修需求低等优点。在机床电气控制线路中，交流接触器主要用于控制电动机和其他负载[1]。交流接触器的关键部分包括电磁系统、触头系统和灭弧装置等，主要由主触头、动铁心、线圈、静铁心和辅助触头等结构组成，如图1 所示。

图1 交流接触器结构组成

图2 交流接触器的电磁系统

1.1 电磁系统

交流接触器的电磁系统主要为线圈、动铁心、静铁心和短路环等。当控制线圈处于通电或断电时，分别会完成吸合或释放动作，即可分别让动触头与静触头保持开闭状态，以达到开关回路的目的。

为了减小涡流和磁滞损耗，交流接触器的铁心和衔铁在制作时主要为E 形硅钢片叠压而成。为了扩大散热面积，避免烧坏，将线圈做成又厚又小的圆柱体缠绕在绝缘框架上，使其与铁心之间有一段距离，避免出现重叠。E 形铁心在中间圆柱端面预留0.1～0.2 mm 的空气间隙，以减少残余磁场的作用，防止电枢卡死[2]。

当交流接触器工作时，线圈中的交流电在铁心内形成交流磁场，引起电枢的振荡，产生噪声。在铁心和衔铁的每一端都设有一条凹槽，在凹槽内嵌入铜或镍铬合金的短路环，以解决上述问题。在安装一个短路环后，当交流电流流过一个绕组时，就会形成不同相位的磁通量Φ1和Φ2，从而保证铁心与衔铁之间总是存在吸引作用，大大降低振动和噪声。

1.2 触头系统

交流接触器有3 种类型，即点接触式、线接触式和面接触式，如图3 所示。按照结构形式可以分为桥式触头和指形触头。桥式触头包括点接触桥式和面接触桥式，适用于不同电流场合。指形触头多为线接触方式，其接触区域为一条直线，适用于频繁、大电流场合。根据通断能力，可以分为主触点和辅助触点。主触点适用于大电流主电路，一般为3 对动合触点。辅助触点适用于小电流控制电路，一般为2 对动合和2 对动断触点。

图3 触点的三种接触形式

1.3 灭弧装置

对于大电流或高电压电路，交流接触器在断开时不可避免会出现电弧，造成触点灼伤，对装置造成损坏，影响其使用时长，甚至会干扰电路的切断时间，严重时还会导致火灾。安全起见，一旦接触器容量超过10 A，均需配备灭弧装置。交流接触器中使用频率较高的灭弧方法有双断口电动力灭弧、纵缝灭弧和栅片灭弧。

双断口电动力灭弧装置将电弧分为两部分，通过触点回路本身的电动力对电弧进行拉伸，从而实现电弧的散热和冷却，达到熄灭的目的。纵缝灭弧装置采用耐弧黏土和石棉水泥等材质，在其内侧具有一条或多条纵缝，能够扩大电弧与灭弧室壁的接触面积，以压缩电弧的方式达到熄灭的效果。当触头处于分离状态时，通过外磁场或电动力将电弧送入缝隙，并将热能转移到灭弧室壁上，从而快速熄灭电弧。在此基础上，提出一种新型的栅片熄弧器结构。该金属栅片采用人字形的镀铜或镀锌铁片，并插入灭弧罩。触头开断弧形成的电弧产生一种强磁场，磁电阻的存在使得该区域内的电场强度不均匀，从而将电弧拉入栅片间隙，形成短弧。各栅片充当一个电极，将整个弧压降区分为若干个区段，并且各区段之间的弧压均小于燃弧。同时，栅片散热快速消除电弧，达到熄灭的效果[3-5]。

1.4 辅助部件

交流接触器的辅助部件有反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构和底座等。反作用弹簧在断电后推动衔铁释放能量，使触点恢复至原状态。缓冲弹簧能够缓和冲击力。触点压力弹簧能够大幅增加触点压力，降低触头的电阻。通过衔铁或反作用弹簧驱动操作触点，控制其达到接通或分断的状态。

2 交流接触器的正确使用

2.1 交流接触器的选用原则

主触头的额定电压不能小于控制线路的额定电压，主触头的额定电流应满足负载需求，电阻性负载应等于额定电流，电动机负载应稍大于额定电流。吸引线圈的电压根据控制线路的复杂程度选择，简单线路可选用380 V 或220 V，复杂线路可选用36 V 或110 V。触头数量和类型必须达到控制线路的基本标准。

2.2 交流接触器的安装与维护

安装前的检查需要确认接触器技术数据是否符合标准，如额定电压、电流、操作频率等，还要检查外观是否损坏、动作是否灵活，并测量线圈的直流电阻值和绝缘电阻值。安装位置应垂直，倾斜度不超过5°，散热孔一面朝垂直方向。安装接线时，避免螺钉、垫圈、接线头等零件掉落，导致交流接触器卡住或短路。安装完成后，必须检查接线是否正确，应在主触点不带电的情况下，通电分合数次以检查主触点动作、铁心吸合后有无噪声，无误后方可投入使用。不允许将交流接触器接到直流电源上，否则会烧毁线圈。

3 交流接触器的常见故障及维修方法

3.1 主触头故障

3.1.1 动、静主触头接通和断开瞬间打火严重

负载正常工作时，触头接通和断开瞬间产生打火现象。触头表面因弧光高温形成不规则小坑，导致接触面积减小，电流增大，打火严重。修复受损触头需要观察触头表面的受损程度，触头厚度需达到原厚度的2/3 以上才能进行修复。修复触头时，先将细砂布放在水平面上，再将受损的触头在砂布上平磨，观察修复情况，直至受损点全部被磨掉，最后进行毛刺处理。

3.1.2 动、静主触头熔烧粘连

动、静主触头出现熔烧粘连故障的原因主要包括负载发生短路、主回路发生短路或负载阻抗变小等，同时交流接触器的选用也是关键因素。由于工作需要，交流接触器的使用频率从低到高，触头在频繁接通和断开的过程中，表面温度升高，在电弧的作用下，动、静主触头最终会发生熔烧粘连的现象。一般有2 种处理方式：一是更换一只电压和电流等级更高的交流接触器；二是修复交流接触器，更换相同规格的触头，清洁动、静触头周围的积炭等，并在3 对主触头上分别并联电阻-电容（Resistor-Capacitance，RC）灭弧装置。

3.2 辅助触头故障

3.2.1 动、静辅助触头接触电阻过大

动、静辅助触头接触电阻过大会导致控制线路回路阻抗增加，电压减小。造成这一现象的主要原因有2 个，一是触头上沉积了大量的油污和灰尘，二是触头表面产生了氧化层。基于交流接触器的欠压保护机制，当交流接触器线圈两端的电压低于额定电压的85%时，控制电路会停止工作。解决方法是取出触头，用洁净的纱布擦干，再用细砂布轻轻处理触点表面。

3.2.2 动、静辅助触头接通和断开瞬间打火严重

出现此类故障的主要原因可能是所控制的电路发生过短路现象，或控制电路中的耗能元件的阻抗值减小等。

3.3 线圈故障

3.3.1 线圈断路

交流接触器线圈断路会造成控制电路无法工作。这一现象比较少见，一般是接触器存在质量问题或在装配过程中安装不当造成的。

3.3.2 线圈短路

交流接触器线圈短路会导致控制电路中短路保护熔断器的熔丝熔断。线圈短路的一种常见现象是加在线圈两端的交流电压不为额定电压的0.85～1.05 倍，线圈两端电压长期在低压或高压下工作都可能造成短路现象。交流接触器线圈损坏必须进行更换，更换线圈时要注意线圈尺寸和额定电压以及交流接触器的规格。

3.4 动、静铁心接触面故障

3.4.1 动、静铁心接触面黏合

出现此故障现象的主要原因是动、静铁心接触面积存在油污。按下启动按钮后电动机正常运转，但是在按下停止按钮的过程中交流接触器线圈失电，触头不恢复原状，电动机继续运转。手离开停止按钮后线圈保持有电，电机继续运转。处理方法是将动、静铁心接触面清理干净。

3.4.2 铁心噪声大

造成铁心噪声大的主要原因是短路环断裂，或动、静铁心接触面有较多锈迹。对于较多锈迹的情况，可以采用细砂布处理接触面。若短路环损坏，一般更换铁心即可修复。

4 结语

交流接触器的正确使用、故障诊断和维修技巧对于电气控制系统的稳定运行至关重要。为了提高交流接触器的使用效率，延长其使用寿命，应及时维修常见故障，降低生产过程中的故障率。