首页 理论教育 低压电器的基本结构简介

低压电器的基本结构简介

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:电磁式低压电器大都有两个主要组成部分,即感测部分和执行部分。电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁3 个基本部分组成。当线圈中通以直流电时,气隙磁感应强度不变,直流电磁铁的电磁吸力为恒值。图4-1-3交流电磁铁的短路环1—衔铁;2—铁心;3—线圈;4—短路环。

低压电器的基本结构简介

电磁式低压电器大都有两个主要组成部分,即感测部分(电磁机构)和执行部分(触头系统)。

1.电磁机构

电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量,带动触头动作,从而完成接通或分断电路的功能。

电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁3 个基本部分组成。

常用的电磁机构如图4-1-1 所示,可分为3 种形式。

图4-1-1 常用的电磁机构

1—衔铁;2—铁心;3—吸引线圈。

1)铁心

交流电磁机构和直流电磁机构的铁心(衔铁)有所不同,直流电磁铁由于通入的是直流电,其铁心不发热,只有线圈发热,因此线圈和铁心接触以利于散热,线圈形状做成无骨架、瘦高型,以改善自身的散热。

交流电磁铁由于通入的是交流电,铁心中存在磁滞损耗和涡流损耗,线圈和铁心都发热,所以交流电磁铁的线圈有骨架,使铁心和线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型,以利于铁心和线圈的散热。铁心用硅钢片叠加而成,以减少涡流损耗。

2)线圈

线圈是电磁机构的心脏,按接入线圈电源种类的不同,可分为直流线圈和交流线圈。根据励磁的需要,线圈可分串联和并联两种,前者称为电流线圈,后者称为电压线圈。

2.直流电磁铁和交流电磁铁

按吸引线圈所通电流性质的不同,电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁。

直流电磁铁由于通入的是直流电,其铁心不发热,只有线圈发热,因此线圈与铁心接触以利散热,线圈做成无骨架、高而薄的瘦高型,以改善线圈自身散热。铁心和衔铁由软钢和工程纯铁制成。

交流电磁铁由于通入的是交流电,铁心中存在磁滞损耗和涡流损耗,线圈和铁心都发热,所以交流电磁铁的吸引线圈有骨架,使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖形,以利于铁心和线圈的散热。铁心用硅钢片叠加而成,以减小涡流。

当线圈中通以直流电时,气隙磁感应强度不变,直流电磁铁的电磁吸力为恒值。当线圈中通以交流电时,磁感应强度为交变量,交流电磁铁的电磁吸力F 在0(最小值)~Fm(最大值)之间变化,其吸力曲线如图4-1-2 所示。在一个周期内,当电磁吸力的瞬时值大于反力时,衔铁吸合;当电磁吸力的瞬时值小于反力时,衔铁释放。所以电源电压每变化一个周期,电磁铁吸合两次、释放两次,使电磁机构产生剧烈的振动和噪声,因而不能正常工作。

图4-1-2 交流电磁铁吸力变化情况

为了消除交流电磁铁产生的振动和噪声,在铁心的端面开一小槽,在槽内嵌入铜制短路环,如图4-1-3 所示。

图4-1-3 交流电磁铁的短路环

1—衔铁;2—铁心;3—线圈;4—短路环。(www.xing528.com)

短路环的作用:短路环是利用磁通分相的作用,使合成后的吸力在任一时刻都大于反力,消除振动和噪声。当线圈中通以直流电时,气隙磁场感应强度不变,直流电磁铁的电磁吸力为恒值。当线圈中通以交流电时,气隙磁场感应强度为交变量,交流电磁铁的电磁吸力在0 和最大值之间变化,会产生剧烈的振动和噪声,因此交流电磁机构一般都有短路环,其作用是将磁通分相,使合成后的吸力在任一时刻都大于反力,消除振动和噪声。

3.触头系统

触头是电器的执行部分,起接通和分断电路的作用。

触头主要有两种结构形式:桥式触头和指形触头,具体如图 4-1-4所示。

图4-1-4 触头的结构形式

4.灭弧装置

电弧的产生:当动、静触头分开瞬间,两触头间距极小,电场强度极大,在高热及强电场的作用下,金属内部的自由电子从阴极表面逸出,奔向阳极。

自由电子在电场中运动时撞击中性气体分子,使之激励和游离,产生正离子和电子,这些电子在强电场作用下继续向阳极移动。同时撞击其他中性分子,因此,在触头间隙产生了大量的带电粒子,使气体导电形成了炽热的电子流即电弧。电弧产生高温并有强光,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。电弧一经产生,就会产生大量热能。电弧的存在既烧蚀触头金属表面,降低电器的使用寿命,又延长了电路的分断时间,所以必须迅速将电弧熄灭。

常用的灭弧方法:

(1)机械灭弧:通过机械将电弧迅速拉长,用于开关电路,如图4-1-5所示。

图4-1-5 机械灭弧

1—动触点;2—电弧;3—静触点。

(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,电弧被冷却熄灭如图4-1-6 所示。

图4-1-6 磁吹灭弧

1—铁心;2—绝缘管;3—吹弧线圈;4—导磁夹片;5—灭弧罩;6—熄弧角。

(3)金属栅片灭弧:当触头分开时,产生的电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段,彼此绝缘的金属片相当电极,因而就有许多阴阳极压降,对交流电弧来说,在电弧过零时使电弧无法维持而熄灭,如图4-1-7 所示,交流电器常用栅片灭弧。

图4-1-7 金属栅片灭弧

(4)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4-1-8 所示,该方式主要用于交流接触器中。

图4-1-8 窄缝灭弧

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈