低壓電器的電磁機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)

低壓電器的電磁機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)

低壓電器是電力拖動控制系統(tǒng)、低壓供配電系統(tǒng)的基本組成元件，其性能的優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)的可靠性、先進性和經(jīng)濟性，是電氣控制技術(shù)的基礎(chǔ)。本章主要通過介紹電氣控制領(lǐng)域中常用低壓電器的工作原理、用途、型號、規(guī)格及符號等知識，使大家學(xué)會正確選擇和合理使用常用電器的基本方法，為后繼章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

電磁式低壓電器在電氣控制線路中使用量大，類型多，但其工作原理和結(jié)構(gòu)基本相同，大都由觸頭、滅弧裝置和電磁機構(gòu)三個主要部分組成。本節(jié)主要介紹這幾部分的結(jié)構(gòu)和工作原理。

一、電磁機構(gòu)的組成及工作原理

電磁機構(gòu)的作用：是將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能并帶動觸點的閉合或斷開，完成通斷電路的控制作用(即通過產(chǎn)生的電磁吸力帶動觸頭動作)。

電磁機構(gòu)的組成：吸引線圈、鐵心(靜鐵心)和銜鐵(動鐵心)。

電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式：按銜鐵的運動方式可分為直動式和拍合式。

電磁機構(gòu)的工作原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場，經(jīng)鐵心、銜鐵和氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵心。

1、吸引線圈

吸引線圈的作用是將電能轉(zhuǎn)換成磁場能量。按通入電流種類的不同，分為直流線圈和交流線圈兩種。

對于直流電磁鐵，因其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，所以直流電磁鐵的電磁線圈做成高而薄的瘦長型而不設(shè)線圈骨架，使線圈與鐵心直接接觸易于散熱。

對于交流電磁鐵，因其鐵心存在磁滯和渦流損耗，這樣線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的電磁線圈設(shè)有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型，這樣做有利于鐵心和線圈的散熱。

2、交流電磁鐵的分磁環(huán)

分磁環(huán)(也稱短路環(huán))：對單相交流電磁機構(gòu)，一般在鐵心端面上安置一個銅制的分磁環(huán)，以便改善工作狀況.

短路環(huán)工作原理：電磁機構(gòu)的磁通是交變的，而電磁吸力與磁通的平方成正比，當(dāng)磁通為零時，吸力也為零，這時銜鐵在彈簧反力作用下被拉開，磁通大于零后，吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時，銜鐵又吸合，銜鐵會產(chǎn)生強烈的振動和噪聲。振動會使電器壽命縮短。所以為了消除振動，單相交流電磁機構(gòu)必須加裝分磁環(huán)。

二、觸頭系統(tǒng)

觸頭的作用：接通或分?jǐn)嚯娐?。要求觸頭具有良好的接觸性能和導(dǎo)電性能，電流容量較小的電器，其觸點通常采用銀質(zhì)材料。

觸頭的分類：

按結(jié)構(gòu)形式可分為橋型觸頭和指型觸頭。

按接觸形式可分為點接觸、線接觸和面接觸三種。

三、滅弧系統(tǒng)

電弧的概念：電弧實際上是觸頭間氣體在強電場作用下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光，將觸頭燒損，并使電路的切斷時間延長，嚴(yán)重時會引起火災(zāi)或其他事故，因此，在電器中應(yīng)采取適當(dāng)措施熄滅電弧。

備注：在大氣中開斷電路時，如果被開斷電路的電流超過某一數(shù)值(根據(jù)觸頭材科的不同其值在0.25-1A間)，開斷后加在觸頭間隙(或稱弧隙)兩端電壓超過某一數(shù)值(根據(jù)觸頭材料的不同其值在12-20V間)時，則觸頭間隙中就會產(chǎn)生電弧。

電弧的產(chǎn)生：開關(guān)電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于10V，電流超過80mA時，觸頭間會產(chǎn)生藍色的光柱，即電弧。

電弧的危害：

1.延長了切斷故障的時間;

2.高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞;

3.形成飛弧造成電源短路事故。

電弧的產(chǎn)生：各種有觸點電器都是通過觸點的開、閉來通、斷電路的。觸點接通電路時，存在接觸電阻，引起觸點升溫;觸點分?jǐn)嚯娐窌r，由于熱電子發(fā)射和強電場的作用使氣體游離，從而在分?jǐn)嗨查g產(chǎn)生電弧。

滅弧的措施：吹弧、拉弧、長弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料。

常用滅弧方法：電動力滅弧、磁吹滅弧、窄縫滅弧和柵片滅弧。