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斷大功率負載時，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確性【8.9】。目前國內(nèi)許多科研院校，如西安交通大學和河北工業(yè)大學等，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到限流目的，這種方法與觸頭分斷速度有很大關(guān)系，而觸頭分斷速度的提高有一定的限度?，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電炭粒組成，利用故障電弧的高溫使導電炭粒形成的橋路依靠聚合物本身的熱膨脹而變短，電阻劇增而達到限流的效果；二是研究導電顆粒和液體金屬限流技術(shù)，導電顆粒技術(shù)是利用導電顆粒媒質(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，當電流流過由導電顆粒組成的媒質(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斷較大電流（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距離接通和分斷直流電路以及頻繁地啟動、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。