电气控制技术--复习.ppt

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1、2.1.1电器的分类①按工作电压等级分低压电器：工作电压在交流1200V或直流1500V以下的各种电器。高压电器：工作电压高于交流1200V或直流1500V的各种电器。1③按用途分控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器。保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。配电电器：用于电能的输送和分配的电器。执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器。2⑤按电器的执行机构特点分有触点电器：电器通断电路的功能由触点来实现。无触点电器：电器通断电路的功能不是通过机械接触，而是根据输出信号的高低实现的（即半导体器件的开关效应，如可控硅的导

2、通和阻断、三极管的饱和截止来实现电路的通断）。32.2电器的基本理论控制角度输入部分输出部分结构上感测部分判断部分执行机构42.2.1电磁式电器的工作原理Δ电磁式电器的组成：感测和判断部分——电磁机构执行机构——触头51.感测和判断部分(电磁机构)铁心吸引线圈衔铁弹簧动触头静触头将电磁能量转换为机械能量，带动触头工作，完成接通和分断电路。6（1）电磁机构的工作特性电磁吸力/反力VS气隙7Δ电磁吸力Δ当端面面积S为常数时，电磁吸力与B2或Φ2成正比。8Δ电磁机构的工作特性:吸力特性和反力特性。吸力特性：电磁机构的吸引线圈通电后，铁心吸引衔铁的电磁吸力与气隙的关系曲线。反力特

3、性：电磁机构使衔铁释放的力与气隙的关系曲线。9直流电磁机构的吸力特性未吸合时，气隙δ较大，电磁吸力Fat较小；吸合后，气隙减小，吸力增大。Δ直流电磁机构适用可靠性高或频繁动作的控制系统。电流认为变化不大，与气隙无关。Δ在IN一定时，电磁吸力Fat与气隙大小δ的平方成反比。10交流电磁吸力Δ交流电磁铁电磁吸力的大小是随时间周期性的变化。11交流电磁机构的吸力特性F0=f(δ)i=f(δ)Δ交流电磁铁吸合前后Φm的值可认为不变，故电磁力F0也不变；考虑到漏磁的影响，其吸力随气隙的减小略有增加。Δ交流励磁电流I将随气隙长度δ成正比增大。12结论交流电磁机构的励磁电流在线圈已通电

4、但衔铁尚未动作时，电流比额定工作电流大得多。若发生衔铁卡住不能吸合或衔铁频繁动作，交流线圈将可能因过电流而烧毁。Δ在可靠性要求高或频繁操作的场合，一般不采用交流电磁机构。13电磁机构可能存在的问题Δ问题①衔铁粘住直流电磁机构衔铁闭合后，磁路磁阻较小，线圈断电后由于导磁体剩磁所产生的吸力有可能足以克服释放弹簧的反力，会使衔铁打不开。交流电磁机构？14避免“衔铁粘住”Δ为了避免“衔铁粘住”现象，通常在吸力较小的直流电磁机构(如直流继电器)的衔铁上装一非磁性垫片(厚度为0.1mm的磷铜片)，在吸力较大的直流电磁机构(如直流接触器)的铁心柱端面上加装极靴，以增加衔铁闭合后的气隙（

5、磁阻）。交流并联电磁机构的吸力特性曲线比较平坦，且导磁体不存在有剩磁，所以在线圈断电时不会产生“衔铁粘住”现象。15Δ问题②振动和噪声产生原因吸力最大吸力为0电磁吸力为零将小于弹簧的反作用力，衔铁将从与铁心闭合处被拉开；当电磁吸力大于弹簧反作用力时，衔铁又被吸合。瞬时吸力曲线反力16短路环短路环铁心吸引线圈衔铁Δ解决交流电磁铁产生振动和噪音的措施17短路环的作用只要合成吸力始终大于弹簧反作用力Ff，就能消除衔铁的振动，从而消除噪音。短路环通常包围的铁心截面，一般用铜、康铜或铬合金等材料制成。183）反力特性电磁机构中与电磁吸力方向相反的力，如释放弹簧的弹力、触点弹簧的弹力

6、、运动部件的重力和摩擦力统称为电磁机构的反力。电磁机构使衔铁释放的力主要是利用弹簧反力。弹簧的反力特性：194）直流电磁机构剩磁的吸力特性当电磁机构的吸引线圈断电后，由于铁磁材料有剩磁使其仍有一定的剩磁吸力存在，剩磁吸力随气隙δ的增大而减小。剩磁吸力特性20Δ吸力和反力的配合电磁机构在衔铁的吸合过程中，吸力须大于反力，但不宜过大，否则会影响电器的机械寿命。在释放衔铁时，其反力须大于剩磁吸力才能保证衔铁可靠释放。Δ要求电磁机构的反力特性必须介于电磁吸力特性和剩磁吸力特性之间。21释放时最大吸力特性Fδδmδk吸合时最小吸力特性Δ吸力特性与反力特性的配合(图)吸力特性与反力特

7、性曲线之间这块面积代表了衔铁在运动过程中积聚的能量。面积越大，能量越大，动作速度越大，衔铁和铁心接触、动触点和静触点接触时的冲击力也越大，严重时会导致衔铁和铁心间的严重机械磨损及触点的熔焊与烧损。Δ吸力特性与反力特性应尽可能靠近，以利于改善电器的性能。225）电磁机构的输入－输出特性输入量x——线圈电压或电流输出量y——衔铁的位置衔铁吸合时的动作值x0当输入信号下降到复归值xr时，衔铁释放23Δ返回系数复归值xr与动作值x0之比称为返回系数或恢复系数Kf：电磁机构的返回系数一般小于1。24Δ（2）电磁机构分类1①——铁心2——