接觸器自鎖與互鎖電氣控制原理與結構詳解

前面與大家分享了電磁式交流接觸器的組成及工作原理 ，今天我們就重點來看看接觸器的自鎖與互鎖電氣控制原理與結構，自鎖與互鎖作為電動機最基礎的二次線保護方式，是每個電氣人都應該了解的。

在看自鎖與互鎖的原理之前，我們先簡單看下接觸器的作用和工作原理是什麼？在電工學上，接觸器因為可快速切斷交流與直流主迴路和可頻繁地接通與大電流控制（達800A）電路的裝置，所以經常運用於電動機做為控制對象，也可用作控制工廠設備、電熱器、工作母機和各樣電力機組等電力負載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，適用於頻繁操作和遠距離控制,是自動控制系統中的重要元件之一。

接觸器的工作原理是：當接觸器線圈通電後，線圈電流會產生磁場，產生的磁場使靜鐵芯產生電磁吸力吸引動鐵芯，並帶動交流接觸器點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯動的。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。直流接觸器的工作原理跟溫度開關的原理有點相似。

一、自鎖

接觸器自鎖,又叫自保。電動機起動後，鬆開啟動按鈕，接觸器通過自身常開輔助觸頭而使線圈保持得電的作用稱為自鎖。自保是通過停止按鈕上取的一根電源線接到接觸器上的開點一端,開點另一端到接觸器線圈,這樣啟動後接觸器開點變閉點,線圈就可以從停止按鈕拿取到電源了,這樣就形成了一個自保迴路。

鎖的主要功能就是通過控制常開輔助觸頭的自鎖，保證啟動線圈持續得電，從而以保證接觸器主觸頭保持吸合狀態，而使負載持續運轉。舉個簡單的例子，想讓電動機長時間轉，不用一直按著啟動按鈕，在不按停止按鈕和電動機不過載的情況下，只需要點擊一下啟動按鈕，電動機就會一直轉。這就是自鎖控制電路使電動機連續運轉的功能，除此之外自鎖控制電路還具有欠壓和失壓(或零壓)保護功能。

如下圖所示，當按下啟動按鈕SB2時，接觸器KM1得電吸合，使電動機運轉，同時接觸器常開觸點也閉合，即使是鬆開了SB2，電動機也會繼續運轉，按下停止按鈕SB1時，電動機停止。

二、互鎖

互鎖兩個接觸器通過自身的常閉輔助觸頭，相互使對方不能同時得電的作用稱為互鎖。

1、電氣互鎖

互鎖一般用在電動機的正反轉線路中，是為了保證電氣設備的安全運行設置的，舉個簡單的例子，當電動機在正轉的時候，如果誤操作會使控制正轉和反轉的接觸器同時吸合，這樣就會造成短路，如果加入了互鎖電路，當電動機正轉的時候，就算是按下了控制反轉的按鈕，如果正轉接觸器沒有釋放到位，也不會讓電動機反轉。

下圖是一個電動機正反轉的控制電路，KM1控制正轉，KM2控制反轉，當按下SB2時，線圈KM1得電吸合，同時KM1的常閉觸點動作，此時，按下按鈕SB3控制電動機反轉的接觸器KM2是不會吸合的。當KM2得電吸合時同理。

當按下停止按鈕SB1或者是熱繼電器FR過載時，電動機停止轉動。（在互鎖電路中我們也看到了自鎖）

2、機械互鎖

電氣互鎖是當一個接觸器打開的同時斷開了另一個接觸器的線圈電源達到互鎖的目的。一般電氣互鎖是使用接觸器輔助觸點達到互鎖目的，當一個接觸器接通的同時，切斷另一個接觸器的線圈供電迴路。機械互鎖就是通過機械部件實現互鎖，比如兩個接觸器不能同時合上，可以通過機械槓桿，使得一個接觸器合上時，另一個接觸器被機械卡住無法合上。電氣互鎖比較容易實現、靈活簡單，互鎖的兩個裝置可在不同位置安裝。機械互鎖可靠性更高，不用擔心誤操作，但比較複雜，有時甚至無法實現。通常互鎖的兩個裝置要在近鄰位置安裝。

下面就以德力西電氣FR6機械互鎖裝置為例詳細說下機械互鎖的功能原理。

通常由兩台接觸器合併組成的可逆接觸器組，其具有間隔切換工作的特點，為了保證其正常安全的運行，就需要兩台接觸器間具有機械互鎖功能，當遇到意外或錯誤操作等情況時，可以確保兩台接觸器不會同時閉合，而只能是其中一台接觸器斷開後，另一台接觸器才能閉合，這樣可以有效的防止配電線路出現短路事故。

現有的可逆接觸器組的機械互鎖結構一般做成模塊化使用，其零件較多，體積較大，佔用較多的安裝空間，並且結構複雜，組裝不方便，例如有的安裝時必須先裝互鎖元件再安裝頂蓋，當配用一體式頂蓋時，客戶是無法單獨使用其中任何一台接觸器的，即便配用的是獨立頂蓋，客戶在需要單獨使用接觸器時，仍然需要使用工具，撬開頂蓋並取下互鎖元件再蓋上頂蓋，才能使用，過程極其繁雜，而且容易降低按觸器的可靠性及使用壽命。另外，其工作時會影響接觸器本體的吸反力特性，繼而影響可逆接觸器組的可靠性。

FR6機械互鎖裝置簡化了結構，可逆接觸器裝置包括第一接觸器和第二接觸器，第一接觸器和第二接觸器並列設置，它的特點在於2個接觸器的殼體上分別設置有通孔，兩通孔相互貫通形成一通道，該通道內設置有可沿通道軸向方向移動的鎖桿，其中第一接觸器單元內的動觸頭支持靠近通道一側的側壁上設置有第一鎖孔，第二接觸器單元內的動觸頭支持靠近通道一側的側壁上也設置有第二鎖孔，聯鎖桿的兩端可分別依次與兩鎖孔構成鎖定配合。這樣機械互鎖元件可在殼體的通道內自由滑動，使得機械互鎖元件通過動觸頭支持側壁、鎖孔及鎖桿的配合，當其中一台接觸器單元的動觸頭支持帶動觸頭接通時，另一台接觸器單元的動觸頭支持即被鎖定，無法帶動其上的觸頭接通繼而保持斷開狀態。這樣，通過機械互鎖元件就實現了可逆接觸器的互鎖。當客戶需要將兩台接觸器單元單獨使用時，只需要將其分開，取下互鎖元件暨鎖桿即可，不需要使用任 何工具及拆卸零部件，結構極其簡單，使用非常方便。

前面介紹了機械互鎖的運行原理，通過下面小視頻我們可以看一下機械互鎖的操作方式可能更有助於大家的對機械互鎖的理解。