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    低壓電器的電磁機構和執行機構

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

      電磁式低壓電器在電氣控制線路中使用量大,類型多,但其工作原理和結構基本相同,大都由觸頭、滅弧裝置和電磁機構三個主要部分組成。本節主要介紹這幾部分的結構和工作原理。

      一、電磁機構的組成及工作原理

      電磁機構的作用:是將電磁能轉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(即通過產生的電磁吸力帶動觸頭動作)。

      電磁機構的組成:吸引線圈、鐵心(靜鐵心)和銜鐵(動鐵心)。

      電磁機構的結構形式:按銜鐵的運動方式可分為直動式和拍合式。

      電磁機構的工作原理:線圈通入電流,產生磁場,經鐵心、銜鐵和氣隙形成回路,產生電磁力,將銜鐵吸向鐵心。

      1、交流電磁鐵的分磁環

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

      短路環工作原理:電磁機構的磁通是交變的,而電磁吸力與磁通的平方成正比,當磁通為零時,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,當吸力大于反力時,銜鐵又吸合,銜鐵會產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,單相交流電磁機構必須加裝分磁環。

      2、吸引線圈

      吸引線圈的作用是將電能轉換成磁場能量。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,因其鐵心不發熱,只有線圈發熱,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熱,所以交流電磁鐵的電磁線圈設有骨架,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。

      二、觸頭系統

      觸頭的作用:接通或分斷電路。要求觸頭具有良好的接觸性能和導電性能,電流容量較小的電器,其觸點通常采用銀質材料。

      觸頭的分類:

      按結構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

      電弧的概念:電弧實際上是觸頭間氣體在強電場作用下產生的放電現象,產生高溫并發出強光,將觸頭燒損,并使電路的切斷時間延長,嚴重時會引起火災或其他事故,因此,在電器中應采取適當措施熄滅電弧。

      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值(根據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值(根據觸頭材料的不同其值在12-20V間)時,則觸頭間隙中就會產生電弧。

      電弧的產生:開關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;觸點分斷電路時,由于熱電子發射和強電場的作用使氣體游離,從而在分斷瞬間產生電弧。

      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。


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