(完整版)電磁式低壓電器的結構和工作原理.docx

1、第一章常用低壓電器電器：電能的生產、輸送、分配與應用起著控制、調節(jié)、檢測和保護的作用。根據(jù)外界的信號和要求， 自動或手動接通或斷開電路， 斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或非電路對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節(jié)用的電氣設備。定義：一種能控制電能的器件。第一節(jié)電磁式低壓電器的結構和工作原理 低壓電器：用于交流1200V 、直流 1500V以下電路的器件 高壓電器：用于交流1200V 、直流 1500V以上電路的電器。電力傳動系統(tǒng)的組成：1 ）主電路 ：由電動機、（接通、分斷、控制電動機）接觸器主觸點等電器元件所組成。特點：電流大2 ）控制電路： 由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成。

2、特點：電流小任務：按給定的指令， 依照自動控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對主電路進行控制。一、低壓電器的分類1 、按使用的系統(tǒng)1電器控制與PLC 教案1 ）低壓配電電器用于低壓供電系統(tǒng)。電路出現(xiàn)故障（過載、短路、欠壓、失壓、斷相、漏電等）起保護作用，斷開故障電路。 （動動穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性）例如：低壓斷路器、熔斷器、刀開關和轉換開關等。2 ）低壓控制電器用于電力傳動控制系統(tǒng)。能分斷過載電流，但不能分斷短路電流。（通斷能力、操作頻率、電氣和機械壽命等）例如：接觸器、繼電器、控制器及主令電器等。2 、按操作方式1 ）手動電器 ：刀開關、按鈕、轉換開關2 ）自動電器 ：低壓斷路器、接觸器、繼電器3 、

3、按工作原理1 ）電磁式電器： 電磁機構控制電器動作2 ）非電量控制電器 ：非電磁式控制電器動作電磁式電器由感測和執(zhí)行兩部分組成。感測部分（電磁機構）：接受外界輸入的信號，使執(zhí)行部分動作，實現(xiàn)控制的目的。執(zhí)行部分 ：觸點系統(tǒng)。二、電磁機構2電器控制與PLC 教案電磁機構 ：通過電磁感應原理將電能轉化成機械能。電磁機構輸入的電信號：電壓、電流1 、電磁機構的結構形式電磁機構組成： 線圈、鐵心 (亦稱靜鐵心 )和銜鐵 (亦稱動鐵心 )，1 ） E 形電磁鐵 ：多用于交流電磁系統(tǒng)。2 ）螺管式電磁鐵： 多用作索引電磁機構和自動開關的操作電磁機構，少數(shù)過電流繼電器也采用。3 ）拍合式電磁鐵： 用于直流繼

4、電器和直流接觸器，也用于交流繼電器。2 、電磁機構的線圈線圈分類： 電流線圈電壓線圈1 ）電流線圈：串接在主電路，特點：扁銅條帶或粗銅線繞制，匝數(shù)少,內阻小。3電器控制與PLC 教案討論： a 銜鐵動作與否取決于線圈中電流的大小。b 銜鐵動作不改變線圈電流。2 ）電壓線圈：并聯(lián)在電路特點：細銅線繞制，匝數(shù)多，阻抗大，電流小，常用絕緣較好的電線繞制。討論：銜鐵動作與否取決于線圈的電壓大小。從結構上看，線圈大抵可分為有骨架和無骨架兩種。交流電磁鐵的線圈 ：有骨架式，線圈形狀做成矮胖型（考慮到鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，為便于散熱之故） 。直流電磁機構的線圈 ：無骨架式，線圈形狀做成瘦高型3 、電磁

5、特性電磁吸力的近似計算公式：1B 2 S12FS（ 1-1）202 04電器控制與PLC 教案式中：。當為常數(shù)時，與成正比。1) 吸力特性： 電磁吸力與氣隙的關系曲線。說明：吸力特性與線圈勵磁電流種類、線圈連接方式有關。直流電壓線圈的吸力特性電流為常數(shù) (與磁路的氣隙大小無關，取決于線圈的電阻)，根據(jù)磁路定律IN1（ 1-2）RmRm則有吸力 F 與氣隙成反比，所以特性為二次曲線形狀：5電器控制與PLC 教案結論： a 直流電壓線圈在銜鐵閉合前后吸力變化很大；b 直流電壓線圈中的電流在銜鐵閉合前后不變化。交流電壓線圈的吸力特性交流電壓線圈的阻抗主要決定與線圈的電抗，電阻可以忽略：當頻率、匝數(shù)和

6、電壓都為常數(shù)時，磁通為常數(shù)時：為常數(shù)，結論：a 交流電壓線圈在銜鐵閉合前后吸力幾乎不變化（如考慮漏磁通， 隨的減少略有增加）。b 交流電壓線圈中的電流在銜鐵閉合前后隨氣隙的減小而減小。綜上： a 銜鐵動作與否取決于線圈兩端的電壓。b 直流電磁機構的銜鐵動作不改變線圈電流。C 交流電磁機構的銜鐵動作改變線圈電流。eg:U型：67倍6電器控制與PLC 教案E型：1015 倍說明：銜鐵卡住不能吸合，或者頻繁動作，交流電壓線圈可能燒毀?？煽啃砸蟾?，或頻繁動作的控制系統(tǒng)采用直流電磁機構，而不采用交流電磁機構。2 ）反力特性反力特性 ：指電磁機構轉動部分的靜阻力與氣隙的關系曲線電磁機構的反力： 作用彈簧

7、、摩擦阻力 和銜鐵的重量 。電磁機構的反力特性如圖所示：4 、反力特性與吸力特性的配合F吸 略大于 F反電磁鐵正常工作時銜鐵在吸合的過程中，吸力必須大于反力， 但也不能太大否則影響電器的機械壽命5 、短路環(huán)1 ）單相交流電磁機構存在的問題7電器控制與PLC 教案磁通是交變： 銜鐵產生強烈的振動和噪音，易使電器結構松散、壽命降低，同時使觸頭接觸不良，易于熔焊與燒毀。2 ）短路環(huán)的作用短路環(huán)： 磁通分相的作用，使合成后的吸力在任一時刻都大于反力，消除振動和噪聲。短路環(huán)的示意圖：12三、觸點系統(tǒng)1 、觸點（執(zhí)行元件）作用：分斷和接通電路的作用。2 、觸點接觸形式： 點接觸、線接觸和面接觸。點接觸：小

8、電流的觸點線接觸：中等容量的觸點面接觸：大容量的觸點8電器控制與PLC 教案（a ）點接觸（ b ）線接觸(c) 面接觸3 、電接觸（接觸電阻）電接觸：動、靜觸點完全接觸并有工作電流通過。觸點的接觸過程：（ c） 最終閉合位置（ a）最終拉開位置（ b ） 剛接觸位置四、電弧的產生和滅弧裝置1 、電弧的產生及危害1 ）電弧的產生觸點由閉合到斷開時， 當電壓超過 10 20V 和電流超過 80 100mA ，在拉開的兩9電器控制與PLC 教案個觸點之間將出現(xiàn)強烈的火花，實質是氣體放點的現(xiàn)象，通常稱之為“電弧”。撞擊電離熱電子發(fā)射熱電離形成電弧2 ）電弧的危害a 燒灼觸點，降低電器的壽命和電器工作的可靠性。b 使觸點的分斷時間延長，嚴重的會產生事故。2 、滅弧裝置滅弧措施 ：降低電弧溫度和電場強度。常用的滅弧方法有： 拉長電弧、冷卻電弧和電弧分段常用的滅弧裝置：1 ）磁吹式滅弧裝置（ 廣泛應用于直流接觸器中）