直流接觸器是鐵路機車與車輛供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的電器元件，其可靠性及壽命直接影響整個系統(tǒng)的可靠性和安全性。直流接觸器在接通或分?jǐn)啻蠊β守?fù)載時，會出現(xiàn)觸點的抖動、振動、電弧、燒蝕等現(xiàn)象，造成觸點接觸電阻異常、觸點粘接等故障，導(dǎo)致開關(guān)動態(tài)特性差、電壽命短等缺陷。

一、接觸器吸反力特性方面的研究

1、接觸器額定容量大，轉(zhuǎn)換能力強，這要求接觸器觸點具有較大的開距和超程，較快的開斷速度，較小的接觸電阻。同時反力系統(tǒng)具備較大的反力，從而提高了機械負(fù)載阻力特性，這也將使吸力、反力系統(tǒng)的體積增大。

2、建立合理的接觸器仿真模型，研究其動態(tài)吸反力特性，優(yōu)化吸反力特性的配合，在滿足系統(tǒng)指標(biāo)的前提下減小動靜觸頭在吸合過程的碰撞能量，減少吸合時間，提高開斷速度，延長電氣壽命。因此研究接觸器的吸反力特性配合具有重要的意義和實用價值。

3、隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，有限元軟件的廣泛應(yīng)用，為電磁系統(tǒng)的靜動態(tài)特性析提

4、供強大的分析工具。日本富士電氣研究與開發(fā)社團的研究人員提出了一種交流接觸器仿真模型的建立方法，采用Ansys軟件分析了電磁系統(tǒng)的靜態(tài)吸力特性及動態(tài)特性，并通過實驗驗證了仿真分析的準(zhǔn)確性【8.9】。目前國內(nèi)許多科研院校，如西安交通大學(xué)和河北工業(yè)大學(xué)等，也采用Ansys等有限元軟件分析接觸器的動態(tài)吸反力特性，為優(yōu)化接觸器結(jié)構(gòu)和參數(shù)了提供理論依據(jù)。

二、接觸器電弧方面的研究

電弧電接觸是目前國內(nèi)外研究的一個熱點問題，就如何提高接觸器的滅弧能力，國內(nèi)外學(xué)者從不同的角度進行了研究。

1、研究不同材料的特性，尋找更好的觸頭材料，提高觸頭耐磨耐燒蝕能力；

2、研究新型滅弧結(jié)構(gòu)，如采用永磁滅弧罩等，提高滅弧效率；

3、研究交流接觸器通斷時選相合閘的問題，選擇更合適的吸合和斷開相角，降低電弧的影響；

4、研究混合式接觸器，zui大限度的減少電弧的危害；

5、是研究限流方法來減小電弧的影響。

6、德國V.Vehrens等學(xué)者通過試驗的方法綜合比較了常用觸頭材料的特性。通過試驗表明，同等條件下，Ag/ZnO2的電壽命比Ag/CdO的要長，主要是因為Ag/ZnO2耐磨損性好；但Ag/ZnO2的接觸電阻要比Ag/CdO的大，主要是因為Ag/CdO的熱穩(wěn)定性好，易于散熱。觸頭材料的研究為生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的設(shè)計，觸頭材料的選取，提供了理論依據(jù)。

7、傳統(tǒng)限流方法是依靠絕緣柵片分割電弧達(dá)到限流目的，這種方法與觸頭分?jǐn)嗨俣扔泻艽箨P(guān)系，而觸頭分?jǐn)嗨俣鹊奶岣哂幸欢ǖ南薅取，F(xiàn)在受人們重視的方法有兩種，一是研究具有正溫度系數(shù)特性的材料PTC元件限流技術(shù)。這是由聚合物加上填充的導(dǎo)電炭粒組成，利用故障電弧的高溫使導(dǎo)電炭粒形成的橋路依靠聚合物本身的熱膨脹而變短，電阻劇增而達(dá)到限流的效果；二是研究導(dǎo)電顆粒和液體金屬限流技術(shù)，導(dǎo)電顆粒技術(shù)是利用導(dǎo)電顆粒媒質(zhì)間的接觸電阻與外施壓力有關(guān)，并且施加與釋放壓力的過程是可逆的特性，當(dāng)電流流過由導(dǎo)電顆粒組成的媒質(zhì)時，由于顆粒本身電阻很小，而媒質(zhì)的電阻決定與顆粒之間的接觸電阻，而后者決定于媒質(zhì)外施的壓力，達(dá)到限流的效果。

一、結(jié)構(gòu)，國越貿(mào)易能源科技有限公司

1、由于線圈中通的是直流電，正常工作時，鐵芯中不會產(chǎn)生渦流，鐵芯不發(fā)熱，沒有鐵損耗，因此鐵芯可用整塊鑄鐵或鑄鋼制成。直流接觸器線圈匝數(shù)較多，為了使線圈散熱良好，通常將線圈繞制成長而薄的圓筒狀。由于鐵芯中磁通恒定，因此鐵芯極面上也不需要短路環(huán)。為了保證銜鐵可靠地釋放，常需在鐵芯與銜鐵之間墊有非磁性墊片，以減小剩磁的影響。

2、250A以上的直流接觸器往往采用串聯(lián)雙繞組線圈，如圖3-2所示。圖中，線圈l為啟動線圈，線圈2為保持線圈，接觸器的一個常閉觸點與保持線圈并聯(lián)。在電路剛接通瞬間，線圈2被常閉觸點短路，可使線圈l獲得較大的電流和吸力。當(dāng)接觸器動作后，常閉觸點斷開，線圈1和線圈2串聯(lián)通電，由于電壓不變，因此電流較小，但仍可保持銜鐵的被吸合，達(dá)到省電和延長電磁線圈使用壽命的目的。

3、觸點系統(tǒng)直流接觸器有主觸點和輔助觸點。主觸點一般作成單極或雙極，由于觸點接通或斷開的電流較大，所以采用滾動接觸的指形觸點。輔助觸點的通斷電流較小，常采用點接觸的雙斷點橋式觸點。

4、滅弧裝置由于直流電弧不象交流電弧有自然過零點，直流接觸器的主觸點在分?jǐn)噍^大電流（直流電路）時，滅弧更困難，往往會產(chǎn)生強烈的電弧，容易燒傷觸點和延時斷電。為了迅速滅弧，直流接觸器一般采用磁吹式滅弧裝置，并裝有隔板及陶土滅弧罩。對小容量的直流接觸器也有采用*磁鐵產(chǎn)生磁吹力的，對中大容量的接觸器則常用縱縫滅弧加磁吹滅弧法。

二、直流接觸器的工作原理

當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動觸點動作：常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復(fù)原：常開觸點斷開，常閉觸點閉合。

三、直流接觸器作用

直流接觸器主要用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘀绷麟娐芬约邦l繁地啟動、停止、反轉(zhuǎn)和反接制動直流電動機，也用于頻繁地接通和斷開起重電磁鐵、電磁閥、離合器的電磁線圈等。直流接觸器有立體布置和平面布置兩種結(jié)構(gòu)，有的產(chǎn)品是在交流接觸器的基礎(chǔ)上派生的。因此，直流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器的基本相同，主要由電磁機構(gòu)、觸點系統(tǒng)和滅弧裝置三大部分組成。