电磁式低压电器的结构与工作原理介绍

电气控制电路中使用最多的各种电磁式电器的工作原理和基本结构是类似的，主要由电磁机构、触头系统和灭弧装置等部分组成。

1.电磁机构

电磁机构是电磁式电器的信号检测部分，其主要作用是将电磁能量转换为机械能量并带动触头动作，从而完成电路的接通或分断。

电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁等几部分组成。常用的磁路结构可分为图1-1所示的三种形式：

1）衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图1-1a所示，这种形式广泛应用于直流电器中。

2）衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图1-1b所示，其铁心形状有E形和U形两种，此种结构多用于触头容量较大的交流电器中。

3）衔铁直线运动的双E形直动式铁心，如图1-1c所示，多用于交流接触器、继电器中。

图1-1 磁路结构示意图

1—衔铁 2—铁心 3—吸引线圈

电磁式电器分为直流与交流两大类，都是基于电磁铁的原理设计的。通常交流电磁机构的铁心由硅钢片叠铆而成，有磁滞和涡流损耗，由于铁心和线圈都发热，所以在铁心和线圈之间设有骨架，铁心、线圈整体做成矮胖型，利于各自散热；而直流电磁机构的铁心由整块钢材或工程纯铁制成，无磁滞和涡流损耗，线圈发热铁心不发热，所以线圈直接接触铁心并通过铁心散热，铁心、线圈整体做成瘦高型。(https://www.xing528.com)

2.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。因此，要求触头的导电、导热性能良好，通常用铜制成，也有些如继电器和小容量的电器等，触头采用银质材料，其导电和导热性能均优于铜质触头，且具有较小和稳定的接触电阻。

触头有点接触、面接触、线接触三种结构形式，如图1-2所示，接触面越大则通电电流越大。图1-2a是两个点接触的桥式触头，点接触形式适用于电流不大且触头压力小的场合；图1-2b是两个面接触的桥式触头，面接触形式适用于大电流的场合；图1-2c为指形触头，其接触面为一直线，触头接通或分断时产生滚动摩擦，以利于去掉氧化膜，此种形式适用于通电次数多、电流大的场合。

图1-2 触头的结构形式

a）点接触 b）面接触 c）线接触

为了消除触头在接触时的振动，使触头接触得更加紧密，减小接触电阻，在触头上装有接触弹簧，该弹簧在触头刚闭合时产生较小的压力，随着触头闭合增大触头压力。

3.灭弧

在空气中断开电路时，若被断开电路的电流超过某一数值，断开后加在触头间隙两端的电压超过某一数值（12～20V之间）时，触头间隙中就会产生电弧。电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的电离放电现象，即当触头间刚出现分断时，两触头间距离极小，电场强度极大，在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极，这些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。因此，在触头间隙中产生大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热的电子流，即电弧。

电弧产生后，引起高温并发出强光，将触头烧损，且使电路的切断时间延长，严重时还会引起火灾或其他事故。因此，在电器中应采取适当措施熄灭电弧。常用的灭弧方法有以下几种：电动力灭弧、磁吹灭弧、窄缝灭弧和栅片灭弧。