第1章 常用电磁式低压电器.ppt

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1、电气控制及PLC第1章常用电磁式低压电器概　　述1.1电磁式低压电气的结构和工作原理1.2电磁式接触器1.3电磁式继电器1.41.1概　　述低压电器就是根据外界施加的信号和要求，能以自动或手动方式对额定交直流电压1200V及以下的电路，继续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、变换和调节的电工器械，采用电磁现象完成上述作用的低压电器称为电磁式低压电器。1.1.1低压电器的分类1．按用途分低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为低压配电电器、低压控制电器、低压主令电器、低压保护电器、低压执行电器。2．按动作方式分低压电器按它的动作方式可分为自动切

2、换电器和非自动切换电器。3．按执行机理分低压电器按它有无触点可分为有触点电器和无触点电器两大类。4．按使用场合分工业用电器、特殊工矿用电器、安全电器、农用电器及牵引电器等。1.1.2低压电器的主要技术数据1．额定电流2．额定电压3．操作频率及通电持续率4．机械寿命和电气寿命1.1.3选择低压电器的注意事项在选择时首先考虑安全原则，其次是经济性，另外，在选择低压电器时还应注意以下几点。（1）了解电器的正常工作条件（2）了解电器的主要技术性能（3）明确控制对象及使用环境（4）明确相关的技术数据1.1.4低压电器的型号表示法国产常用低压电器的全型号组成形式如下：1.2电磁式低压

3、电器的结构和工作原理1.2.1电磁机构1．组成电磁机构一般由铁芯、衔铁及线圈等几部分组成。按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构；按电磁机构的形状分有E形和U形两种；按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类。图1-1常用的电磁机构（a）为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯（b）为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯（c）为衔铁直线运动的双E形直动式铁芯交流电磁机构和直流电磁机构的铁芯（衔铁）有所不同，直流电磁机构的铁芯为整体结构，以增加磁导率和增强散热；交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成，目的是减少在铁芯中产生的涡流，使铁芯发热。此外交流电磁机构的铁芯有短路环，以防止电流过零

4、时（滞后90°）电磁吸力不足使衔铁振动。2．原理当线圈中有工作电流通过时，通电线圈产生磁场，于是电磁吸力克服弹簧的反作用力使得衔铁与铁芯闭合，由连接机构带动相应的触头动作。电磁吸力：由电磁机构产生作用在衔铁上的两个力反力：由复位弹簧和触头产生当线圈中通过直流电时，F为恒值；当线圈中通过交流电时，磁感应强度为交变量。电磁吸力按正弦的平方规律变化。一个周期内电磁铁吸合两次、释放两次，电磁机构会产生剧烈的振动和噪声，因此不能正常工作。通过交流电时，一个周期内电磁铁吸合两次、释放两次，从而产生剧烈的振动和噪声，加速动静铁心接触面积的磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消

5、除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入一只铜环，名为短路环。3．作用将电磁机构中线圈中的电流转换成电磁力，带动触头动作，完成通断电路的控制作用，将电磁能转换成机械能。1.2.2触头系统触头是用来接通或断开电路的，其结构形式有很多种。1．按其接触形式分按其接触形式分为点接触、线接触和面接触3种。图1-2触头的接触形式图1-3常见的触头结构（a）为点接触的桥式触头（b）为面接触的桥式触头（c）为线接触的指形触头点接触允许通过的电流较小，面接触和线接触允许通过的电流较大。2．按控制的电路分按控制的电路分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流。辅助触头用

6、于接通或断开控制电路，只允许通过较小的电流。3．按原始状态分按原始状态分为常开触头和常闭触头。当线圈不带电时，动、静触头是分开的称为常开触头；当线圈不带电时，动、静触头是闭合的称为常闭触头。由于动、静触头闭合时在过度区域所形成的电阻，称为接触电阻。由于接触电阻的存在，不仅会造成一定的电压损失，还会使铜耗增加，造成触头温升超过允许值。这样，触头在较高温度下很容易产生熔焊现象使触头工作不可靠。采取的措施：增加接触压力、降低接触材料电阻率、改善触头表面状况（滑动接触）（a）最终拉开位置（b）刚接触位置（c）最终闭合位置图1-4触头的接触过程1.2.3灭弧系统1．电弧的产生电弧产

7、生高温并有强光，可将触头烧损，并使电路的切断时间延长，严重时可引起事故或火灾。2．电弧的分类电弧分直流电弧和交流电弧，交流电弧有自然过零点，故其电弧较易熄灭。3．灭弧的方法（1）机械灭弧：通过机械将电弧迅速拉长，用于开关电路。（2）磁吹灭弧：在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，电弧被冷却熄灭。图1-5磁吹灭弧示意图（3）窄缝灭弧：在电弧形成的磁场、电场力的作用下，将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中，使其分成数段并迅速熄灭，如图1-6所示，该方式主要用于交流接触器中。图1-6窄缝灭弧