《电机与电气控制技术》第2版习题解答第五章常用低压电器

《电机与电气控制技术》第2版习题解答

第五章常用低压电器

5-1直流电磁机构有何特点？

答直流电磁机构具有如下特点：

1）直流电磁机构衔铁吸合前后吸引线圈励磁电流不变，但衔铁吸合前后吸力变化很大，气隙越小，吸力越大。

2）直流电磁机构吸引线圈断电时，由于电磁感应，在吸引线圈中产生很大的感应电动势，其值可达线圈额定电压的十多倍，将使线圈过电压而损坏，应设置放电电阻。

5-2交流电磁机构有何特点？

答：交流电磁机构有如下特点：

1）交流电磁机构电磁吸力瞬时值是脉动的，在工频下，1s内有100次过零点，会引起衔铁的振动，产生噪音与机械损坏应加以克服。

2）交流电磁机构电磁吸力平均值基本不变，即平均吸力与气隙无关。

3）交流电磁机构在衔铁尚未动作时的线圈电流是衔铁吸合后线圈电流（额定电流）的十倍左右。所以交流电磁机构线圈通电后，若衔铁卡住无法吸合将因电流过大而烧坏线圈，或由于交流电磁机构频繁工作，即衔铁频繁吸合、打开再吸合，也将使线圈电流过大，线圈发热而烧坏线圈。

5-3从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构？怎么区分电压线圈与电流线圈？

答：从外部结构特征上，直流电磁机构铁心与衔铁由整块钢或钢片叠制而成，铁心端面无短路环，直流电磁线圈为无骨架、高而薄的瘦高型。交流电磁机构铁心与衔铁用硅钢片叠制而成，铁心端面上必有短路环，交流电磁线圈设有骨架，做成短而厚的矮胖型。

电压线圈匝数多，线径较细，电流线圈导线粗，匝数少。

5-4三相交流电磁铁有无短路环，为什么？

答：三相交流电磁铁无短路环。三相交流电磁铁电磁线圈加的是三相对称电压，流过三相对称电流，磁路中通过的是三相对称磁通，由于其相位互差120°，所产生的电磁吸力零值错开，其合成电磁吸力大于反力，故衔铁被吸牢而不会产生抖动和撞击，故无需再设短路环。

5-5交流电磁线圈误接入对应直流电源，直流电磁线圈误接入对应交流电源，将发生什么问题，为什么？

答：交流电磁线圈误接入对应直流电源，此时线圈不存在感抗，只存在电阻，相当于短路状态，产生大的短路电流，立即将线圈烧毁。

直流电磁线圈误接入对应交流电源，由于阻抗存在，使线圈电流过小，电磁吸力过小；衔铁吸合不上，时间一长，铁心因磁滞、涡流损耗而发热，致使线圈烧毁。

5-6为什么交流电弧比直流电弧易熄灭？

答：交流电弧主要存在电流过零点后防止电弧重燃，而直流电弧电流不存在过零，将使直流电弧较交流电弧难以熄灭。

5-7常用灭弧装置有哪些？各应用于何种情况下？

答：常用灭弧装置有：

（1）桥式结构双断口触头灭弧。常用于小容量交流接触器中。

（2）磁吹灭弧装置。广泛用于直流灭弧中。

（3）栅片灭弧装置。常用于交流电器中。

5-8交流、直流接触器是以什么定义的？交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率？

答：接触器是按主触头控制的电流性质来定义为是交流还是直流接触器。对于交流接触器，其衔铁尚未动作时的电流为吸合后的额定电流的5～6倍，甚至高达10～15倍，如果交流接触器频繁工作，将因线圈电流过大而烧坏线圈，故要规定操作频率，并作为其额定参数之一。

5-9接触器的主要技术参数有哪些？其含义是什么？

答；接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），约定发热电流，额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。

1）接触器的极数和电流种类按接触器主触头接通与断开主电路电流种类，分为直流接触器和交流接触器，按接触器主触头个数又有两极、三极与四极接触器。

2）额定工作电压接触器额定工作电压是指主触头之间的正常工作电压值，也就是指主触头所在电路的电源电压。

3）额定工作电流接触器额定工作电流是指主触头正常工作电流值。

4）约定发热电流指在规定条件下试验时，电流在8h工作制下，各部分温升不超过

极限时接触器所承载的最大电流。

5）额定通断能力指接触器主触头在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值。

6）线圈额定工作电压指接触器电磁吸引线圈正常工作电压值。

7）允许操作频率指接触器在每小时内可实现的最高操作次数。

8）机械寿命和电气寿命机械寿命是指接触器在需要修理或更换机构零件前所能承受的无载操作次数。电气寿命是在规定的正常工作条件下，接触器不需修理或更换的有载操作次数。

9）接触器线圈的起动功率和吸持功率直流接触器起动功率和吸持功率相等。交流接触器起动视在功率一般为吸持视在功率的5～8倍。而线圈的工作功率是指吸持有功功率。

10）使用类别接触器用于不同负载时，其对主触头的接通和分断能力要求不同，按不同使用条件来选用相应使用类别的接触器便能满足其要求。

5-10交流接触器与直流接触器有哪些不同？

答：1）直流接触器额定电压有：110、220、440、660V，交流接触器额定电压有：127、220、380、500、660V。

2）直流接触器额定电流有40、80、100、150、250、400及600A；交流接触器额定电流有10、20、40、60、100、150、250、400及600A。

3）常用接触器线圈额定电压等级为：交流线圈有127、220、380V；直流线圈有110、220、440V。

4）直流接触器起动功率和吸持功率相等。交流接触器起动视在功率一般为吸持视在功率的5～8倍。

5-11如何选用接触器？

答：1）接触器极数和电流种类的确定根据主触头接通或分断电路的性质来选择直流接触器还是交流接触器。三相交流系统中一般选用三极接触器，当需要同时控制中性线时，则选用四极交流接触器。单相交流和直流系统中则常用两极或三极并联。一般场合选用电磁式接触器；易爆易燃场合应选用防爆型及真空接触器。

2）根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。如负载是一般任务则选用AC3使用类别；负载为重任务则应选用AC4类别；如果负载为一般任务与重任务混合时，则可根据实际情况选用AC3或AC4类接触器，如选用AC3类时，应降级使用。

3）根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。当接触器使用类别与所控制负载的工作任务相对应时，一般按控制负载电流值来决定接触器主触头的额定电流值；若不对应时，应降低接触器主触头电流等级使用。

4）根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。

5）接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。