交流接觸器開關瞬間會產生電流浪涌嗎？

01-04

交流接觸器的控制線圈在接通和斷開的瞬間，是否會在控制線圈的迴路產生電流浪涌？假設用24V直流電源控制交流接觸器的控制線圈，如果有電流浪涌，是否會對直流電源產生較大影響？是否可以用二極體並聯的方法泄流？

題主其實提出了兩個問題：

第一個問題：如何計算接觸器線圈的最大吸合瞬時電流；

第二個問題：可否利用二極體來限流。

以下開始解釋：

題主的這個問題屬於輔助迴路的通斷條件問題。

注意：

開關電器的線路分為主迴路和輔助迴路。所謂主迴路，指的是傳遞電能的迴路；所謂輔助迴路，這是信號的傳遞、控制、放大和電參量採集的迴路。

解決問題的依據是國家標準：GB 14048.5-2008 ，標準名稱《低壓開關設備和控制設備第5-1部分：控制電路電器和開關元件，機電式控制電路電器》。

我們先來認識一下標準中給出的輔助迴路的負載類型：

從表中可以看出，接觸器屬於AC-14、AC-15、DC-13和DC-14。

我們再看下圖：

表中：

I ——元器件接通或者分斷的電流

U ——元器件接通前的空載電壓

Ie、Ue ——元器件的額定工作電流和額定工作電壓

P=Ue X Ie ——穩態功率消耗（W）

T0.95 ——達到95%穩態電流的時間

輔助迴路開關電器在非正常情況下的通斷條件見下表，此表摘自GB 14048.5-2008《低壓開關設備和控制設備
第5-1部分：控制電路電器和開關元件，機電式控制電路電器》的表5。

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有了這些知識儲備，我們就可以來討論題主的問題了。

第一：如何計算交流接觸器的線圈電流的使用類別

題主的所討論的交流接觸器既然能用24V直流供電，那麼此接觸器線圈的功率必然小於72VA，所以屬於AC-14的使用類別和DC-13的使用類別。

使用類別的概念很重要。通過使用類別的規定，我們能知道該電器在通電瞬間會對電源產生多大的衝擊。

第二：AC-14和DC-13的電器線圈的通斷條件

對於AC-14，我們從中間的表格中得知，它的功率因數是0.3；

對於DC-13，我們從中間的表格中得知：它的接通條件是6P。

我們知道，接觸器的線圈既有電感效應，也有電阻效應。因此當接觸器的線圈得電後，必然會存在過渡過程。

既然存在過渡過程，那麼就有兩個問題需要解決：第一個問題是如何計算電流的最大值，第二個問題是過渡過程的時間有多長。

事實上，如果不去查閱接觸器手冊，我們根本就無法知道線圈吸合瞬間的最大電流。為此，國家標準GB14048.5-2008給出了一個計算規範，通過額定電壓和額定電流來計算線圈的最大瞬間吸合電流。

設某接觸器線圈的額定電壓是Un，額定電流是In，則GB14048.5中規定，線圈的穩態吸合功率為：

$P=U_{n} I_{n}$

同時又規定了過渡過程時間 $T_{0.95}$ 的計算經驗公式：

$T_{0.95} <6P$

注意：

「T0.95&<6P」中P的意義是：若輔助迴路的供電電源為直流，則開關電器通電後達到穩定狀態的功率消耗。T0.95是指輔助迴路中的開關電器在通電後達到95%穩定電流時的時間長度，單位是毫秒。

在直流迴路中，元器件線圈的時間常數τ=L/R，其中L是元器件的線圈電感，而R是元器件的線圈電阻。由於τ=L/R不易求得，故GB 14048.5-2008給出了T0.95&<6P這一經驗公式。

當某元器件線圈功率為50W時，根據經驗公式可知其時間常數τ=300毫秒。因為一般元器件的線圈功率均不大於50W，故可以認為在直流供電的輔助迴路中元器件從通電至穩定最長時間為300毫秒。

相信，有了這些說明，題主的第一個問題應當已經明確了。

我們再來看第二個問題：

我們看到，二極體在這裡起到續流的作用，也即當開關觸頭打開時，接觸器或者繼電器的線圈會產生反向電動勢，於是反向電動勢可以通過二極體續流，由此消除過電壓。

二極體對於接觸器或者繼電器的吸合最大瞬間電流起不到任何作用。

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題主還提出了一個問題：接觸器的線圈是否會對控制電源產生衝擊作用？

答案是肯定的：當然會產生衝擊作用。

事實上，這個問題要反過來理解。在設計輔助迴路的電源時，實現就要將開關電器的最大吸合電流

因素考慮進去，這樣就可以避免使用時出問題了。

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最後，給大家一個建議：在遇見問題時，最好先去看看標準中是怎麼說的。許多應用方面的技術問題，事實上標準中已經給出答案了。

由於線圈是個電感，在接通和斷開的瞬間，是會在控制線圈的迴路產生電流浪涌，接通時問題不大，在斷開時會產生較大的反峰電壓，對電源的影響不大，但對於驅動電路影響較大，如果用半導體管來驅動，會擊穿管子，可以用並二極體來消除，但會稍稍影響分斷時間。

直流用二極體

交流用電容。並聯在線圈上