接触器，是一种用途广泛的开关电器，利用电磁、气动或液动原理，通过控制电路来实现主电路的通断。接触器具有断电流能力强、动作迅速、操作安全、能频繁操作和远距离控制等优点，但不能切断短路电流，因此接触器通常须与熔断器配合使用。接触器的主要控制对象是电动机，也可以来控制其他电力负载，如电焊机、电炉等。 [6]
接触器的分类方法较多，可以按驱动触点系统动力来源的不同，分为电磁式接触器、气动式接触器和液动式接触器；也可按灭弧介质的性质，分为空气式接触器、油浸式接触器和真空接触器等。 [6]
- 中文名
- 接触器
- 外文名
- contactor
- 所属学科
- 物理
- 所属领域
- 电学
接触器 [4]
接触器 [4]接触器作为一个大功率开关器件，广泛应用于航天、航空、兵器、船舶、电子等系统装备中，其控制的负载电流大于25A,电压为25VDC；115VAC、402Hz；386VAC、50Hz,在装备中主要作为配电开关进行电源控制或者控制大功率电机的启停控制等,是装备中的一个关键器件，起着重要的作用。 [3]在工业电气中，接触器的型号很多，工作电流在5A-1000A的不等，其用处相当广泛。
交流接触器利用主接点来控制电路，用辅助接点来导通控制回路。
交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。
接触器 [5]另一半是活动铁芯，构造和固定铁芯一样，用以带动主接点和辅助接点的闭合断开。
20A以上的接触器加有灭弧罩，利用电路断开时产生的电磁力，快速拉断电弧，保护接点。
接触器可高频率操作，作为电源开启与切断控制时﹐最高操作频率可达每小时1200次。
接触器的使用寿命很高，机械寿命通常为数百万次至一千万次，电寿命一般则为数十万次至数百万次。
技术发展
交流接触器制作为一个整体，外形和性能也在不断提高，但是功能始终不变。无论技术的发展到什么程度，普通的交流接触器还是有其重要的地位。
空气式电磁接触器（英文：Magnetic Contactor）：主要由接点系统、电磁操动系统、支架、辅助接点和外壳（或底架）组成。
半导体接触器：半导体接触器是一种通过改变电路回路的导通状态和断路状态而完成电流操作的接触器。
永磁接触器：永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥、异性相吸的原理，用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。
按主触点连接回路的形式分为：直流接触器、交流接触器。
按操作机构分为：电磁式接触器、永磁式接触器。
永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥、用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。国内成熟的产品型号：CJ20J、NSFC1、NSFC2、NSFC3、NSFC4、NSFC5、NSFC12、NSFC19、CJ40J、NSFMR。
直流接触器
直流接触器国内外的发展状况
接触器总体的发展趋势将朝着长电气寿命、高可靠性、多功能、环保型、多规格、智能化、可通信化的方向发展。
混合式直流接触器
直流电流与交流电流相比较，不存在周期性的电流数值过零点，因此，传统接触器开断电路时，触头之间产生的电弧较为强烈，燃弧时间也比较长，以便充分释放电路中剩余的能量。电弧的燃烧产生高温和强光，对触头表面有严重的烧蚀作用，触头材料在多次开断之后逐渐流失，触头电磨损严重时，导致直流接触器报废，不能开断电路。 [1]
电力电子技术得以迅猛发展，人们将电力电子元件应用到直流接触器中，巧妙的创造出一种混合式直流接触器，使得直流接触器向智能化、可控化迈进了新的一步。这种混合式接触器利用传统直流接触器在闭合导通状态下触头接触电阻小、导通压降小的优点，将由反并联晶闸管和控制模块单元共同组成的无触点开关并联在传统直流接触器触头上。这种无触点的电力电子开关分断电路时不产生电弧，这就避免了传统接触器中电弧对触头材料的电磨损，也就大大增加了触头的使用寿命和可靠性。 [1]
直流接触器永磁机构
直流接触器作为应用广泛的电气开关之一，其生产和需求数量巨大，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。在上述过程中，线圈本身存在电阻，持续消耗电能，这是直流接触器主要的使用成本之一，浪费了大量的能源和财产，因此，如何降低直流接触器的工作耗能，是研究直流接触器的关键点和重难点。直流接触器永磁操动机构是一种在传统直流接触器电磁操动机构基础上发展而来，将电磁操动机构和永磁铁相结合的混合型操动机构，不单单使用原有的电磁吸力和弹簧反力作为铁心吸合与分离的动力，而是加入了永磁铁对铁心的吸引力，采用储能电容充放电提供合闸、分闸电力，通常称之为“电磁操动，永磁保持，电子控制”。在分、合闸运动过程中，电磁吸力，永磁吸力与弹簧作用力共同作用，在稳定工作过程中，采用永磁吸力代替之前的电磁吸力，保持衔铁与铁芯心的吸合状态。一则，永磁操动机构大量节约了保持线圈的电能消耗，环保节能。二则，永磁体保持吸合与电磁吸合相比，噪音低，无污染。三则，永磁操动机构剔除了电磁机构中一系列复杂繁琐锁扣保护装置，大大提高了接触器操动机构的工作可靠性，降低了生产工序和成本，减小了接触器的体积。 [1]
接触器电性能测试技术现状
对接触器等有触点开关电器动态检测技术研究主要集中在以下几个方面：
1.以计算机作为上位机，A/D 采样板或 DSP 作为下位机的触头参数自动检测系统
采用自行研制的继电器电寿命计算机检测与控制装置在继电器电寿命试验的开始、中间、结尾三个不同的时段对过电压信号进行采集。采用自行研制的A/D采样板或以DSP为核心的高速数据采集卡，对触头接触压降、断开触头间电压、主回路电流等触头电气参数进行采样。控制部分采用数字I/O板通过控制固态继电器来驱动接触器或继电器通断。软件方面采用VB编程，中断处理程序实现数据采样、逻辑控制等功能。文献中的数据处理方面主要针对电网频率、功率因数的计算。通过对采集到的电压信号的分析，利用快速傅里叶变换将时域信号变换为频域信号，将变换的结果分别放在实部与虚部的数组中，出现峰值的位置为电网频率，利用公式计算出电网频率。将采集到的数据进行傅里叶变换，将时域信号变换为频域信号，从而计算出电压和电流的相位，进而求得功率因数。 [2]
2. 基于单片机控制技术的继电器参数检测技术
随着电器检测自动化水平的不断提高，单片机越来越多的应用到各类电器的检测与控制中。通过改进传统交流接触器接通与分断实验装置，采用单片机作为试验装置的控制模块控制交流接触器通断，触头电气参数的检测主要通过电压、电流互感器、数据采集卡及PC机完成。该装置可以实现对接触器接通与分断过程触头电压、电流等动态波形进行实时数据采集，相比于传统的示波器检测，其触头电弧燃弧电压波形记录准确。采用Visual C++6.0 软件开发采集程序与人机界面，数据处理程序可以对数据进行实时自动处理，减小了人工处理波形数据而产生的误差。该试验方案简单可行，能够实现对交流接触器接通与分断动态过程中触头电压、电流波形的分析。文献中张强等人研制的继电器电参数测试装置以增强型 89C51单片机为核心，配置交、直流电压源及触点检测电路可以对多种型号交直流电压继电器的动作时间、动作电压、接触电阻等电气参数进行测试。在动作时间的测试上，将被测继电器的常闭触点接高电平、常开触点接地，在检测线圈的额定电压的同时启动计时器开始计时，搭建触点电平检测电路实时监测触点电平的变化。根据触点电平变化情况判断触点动作状态。当电平由高变为低时立即停止计时，此时可以读出计时器的计时，此时间即为相应的吸合时间。同理可以得到继电器的释放时间。同时试验装置还可以监测触点的接触电阻。该装置性价比高，对于本课题试验装置的研制具有很重要的参考价值。 [2]
3. 虚拟仪器技术在开关电器参数检测中的应用
随着虚拟仪器技术的发展与成熟，虚拟仪器技术越来越多的被应用在继电器、接触器等开关电器的测试中。虚拟仪器技术是一种以软件为中心的新型测量技术，它可以大大降低试验仪器成本。测量功能主要由软件编程来实现，在以工控机为核心组成的硬件平台支持下，通过Lab VIEW软件开发平台编程实现仪器的测试功能。Lab VIEW应用库中加载了很多不同用途的测试与控制模块，用户可以在Lab VIEW应用程序下直接调用相关模块即可实现多种测试功能。与传统的汇编、VB、VC等文本编程语言相比，Lab VIEW软件程序的编写非常简单。在Lab VIEW环境下安装数据采集卡的驱动后，即可调用采集卡的功能函数实现对采集卡的控制、数据的采集、处理、显示等功能。 [2]
4. 继电器时间参数的获取方法
继电器时间参数的检测主要利用电秒表和光线示波器等模拟试验的方法得到，传统检测方法测量速度慢、误差大、测量不准确等。随着计算机技术的发展，越来越多的继电器检测装置应用微处理器，这些检测装置其原理大体相同。文献中提到了一种时间参数检测电路，该电路主要组成部分为单片机，其检测原理为：当继电器触点闭合时，单片机对应输入通道电压为 5V，端口为“1”，当继电器断开时，其对应电压为 0V，I/O端口为“0”。当给继电器加励磁电压时，单片机以足够小的采样周期读取单片机对应的数字I/O端口，经过数据处理，即可计算出相应的时间参数。但是采用此种方法在继电器接直流负载时基本符合，当接交流负载时，由于交流电压是交变的，继电器断开时时单片机端口电压的瞬时值也有可能很小或接近于零。因此，在触点所接回路为交流回路时，利用触点间电压瞬时值的大小来判断触点的闭合与断开状态，误差就会很大，从而得不到准确的数值。文献中提到了一种继电器时间参数的计算机检测方法，它采用自行研制的采集板卡，其主要由单片机及其外围电路组成。该方法可以检测到继电器动作时间、动作回跳时间、释放时间、释放回跳时间等时间参数。单片机接于线圈驱动电路中控制励磁线圈通电与断电，采集继电器闭合与分断时触点的状态，并计算其时间参数。其检测原理为：当继电器线圈通电时触点经过定的动作时间才能够闭合，因此单片机先采集到数据 0，触点闭合稳定后采集到 1。在此过程中触点会产生弹跳，最后才能达到稳定状态，在此期间单片机采集到的数据或为 0 或为 1。设定单片机的采样周期为 0.01ms，由单片机采集到的数据的地址值乘以采样周期，即为所求动作时间。 [2]
5. 接触器动态性能检测技术与综合评判方法
对电器技术性能的考核主要还是采用型式试验，该方法侧重于考察电器的机械与电气寿命，并不能对电器的动态特性及其机械电气寿命的影响进行综合评估。因此研究基于动态特性检测的电器性能综合评估对于电器产品的研制与出厂检测具有实际指导意义。文献通过对交流接触器动态过程进行测试，从触头测试波形中提取能够表征接触器机械及电气特性的参数，通过建立接触器性能综合评判模型，从而形成接触器动态性能综合评判系统。交流接触器动态测试装置以DSP为核心，搭建各种信号传感器，通过RS232 与上位机进行数据通信。该测试装置可以完成对接触器励磁电流、电压，吸合过程线圈功耗的电气参数的测量。对本课题试验装置的搭建具有实际的指导作用，同时其提出的接触器性能评判系统对本课题将要研究的接触器性能退化及可靠性估计具有重要的参考价值。 [2]
- 1.
- 2.小型化、轻量化方向发展：小型化、轻量化一直是接触器的基本要求，随着装备的发展，对小型化、轻量化的要求愈来愈显得重要，特别是航空及无人装备方面把接触器的体积小、重量轻作为使用选型的首要指标。
- 3.智能型方向发展：传统结构型式的接触器仅具备电气开断功能，负载电流、电压检测及过流、过压保护、短路保护等功能由用户在整机上完成。随着装备小型化发展要求，这些功能必须进行集成,减少装备体积，因此，这些保护功能最好和接触器集成在一起，由接触器来完成，从而有效减少整机体积，达到装备小型化目的。接触器今后必定向智能型方向发展，即除具备基本的负载开断功能外，还应具备负载电流、电压检测及过流、过压保护、负载短路保护、、2t反时限保护，总线控制等功能。
- 4.开断的负载电压向直流高压方向发展：传统结构型式的接触器的开断的电压、电流一般为25VDC,1200A；115VAC、400Hz、422A；386VAC、54Hz、100A,属于低电压、大电流范围。随着装备系统电压向高压直流方向的应用，对配电系统的接触器提出了新的要求，要求能开断274VDC系列（包含400VDC、500VDC、600VDC）直流电压，我们称为“高压接触器”。随着新能源及无人装备的发展,高压直流系统电压将会大量应用，作为配电控制用的接触器要满足装备要求，因此，接触器开断较高直流电压负载是未来的发展方向。
- 5.长寿命方向发展：（1）低压下的寿命要求：接触器开断的负载电压为28VDC；n5VAC、402Hz；382VAC、50Hz,我们称为低压负载，产品寿命一般不超过50202次,有些甚至不到2022次，这在以前的武器装备中可以满足寿命要求，但现在随着装备要求的提高，在一些应用领域已不能满足寿命要求，特别是兵器工业方面要求装备要终生服役，因此，现在接触器的寿命需大幅提高。（2）高压下的寿命要求：真空室内的材料会通过原子或者分子排气使真空室室内压力升高，为确保接触器适当的耐电强度和电流开断能力，真空度及其内部剩余气体的总压力水平不能超过12-3hPa。要确保长达39年以上的终生密封特性，则要将其压力水平控制在12-7hPa以下。因此，真空室的真空度保持时间要满足武器装备的服役时间要求。
- 6.防水、防沙尘方面发展：随着无人装备的发展，要求作为配电及控制的接触器要满足恶劣的环境适应要求,如水下工作、恶劣的沙尘环境下长期工作等。传统结构型式的接触器一般是封闭式结构，不能防水,也不能长期在恶劣的沙尘环境下长期工作，因此，要求接触器要达到防水的密封要求，相应也满足了防沙尘要求。但密封结构对于接触器自身散热是不利因素，对其负载能力、寿命都有影响,需全面考虑。
