低压电器基本知识讲解学习

低压电器基本知识

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）～ F m （最大值）之间变化，其吸力曲线如下图所示。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。

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，如下图所示。

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，具体如下图所示。

4．灭弧装置

在大气中分断电路时，电场的存在使触头表面的大量电子溢出从而产生电弧。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，所以必须迅速把电弧熄灭。

常用的灭弧方法：

电动力灭弧、磁吹灭弧、金属栅片灭弧

1-2 主令电器

主令电器是一种专门发布命令、直接或通过电磁式电器间接作用于控制电路的电器。常用来控制电力拖动系统中电动机的起动、停车、调速及制动等。

一、控制按钮

控制按钮由按钮帽 1 、复位弹簧 2 、桥式触头 3 、4 、5 和外壳等组成，通

常做成复合式，即具有动合触点和动断触点，其结构示意图见下图所示。

控制铵钮的种类很多，指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；旋钮式按钮用于扭动旋钮来进行操作。常见按钮的外形如下图所示：

二、行程开关

行程开关又称位置开关或限位开关。它的作用与按钮相同，只是其触点的动作不是靠手动操作，而是利用生产机械某些运动部件上的挡铁碰撞其滚轮使触头动作来实现接通或分断电路的。

行程开关的结构分为 3 个部分：操作机构、触头系统和外壳，行程开关的外形及结构如下图所示

行程开关的结构示意图

行程开关的型号含义和电气符号如下图所示。

(a) 型号含义(b) 电气符号

行程开关的型号含义和电气符号

三、接近开关

前述行程开关和微动开关均属接触式行程开关，工作时均有挡块与推杆的机械碰撞和触点的机械分合，在动作频繁时，容易发生故障，工作可靠性较低。近年来，随着电子器件的发展和控制装置的需要，一些非接触式的行程开关应运而生，这类产品的特点是，当挡块运动时，无须与开关的部件接触即可发出电信号，故以其使用寿命长、操作频率高、动作迅速可靠而得到了广泛的应用。这类开关有接近开关、光电开关等。

接近开关是一种非接触式的位置开关，它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。当运动部件与接近开关的感应头接近时，就使其输出一个电信号。

接近开关有高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等多种，其中以高频振荡型最为常用。高频振荡型接近开关的电路由振荡器、晶体管放大器和输出电路三部分组成，其控制由装在运动部件上的一个金属片移近或离开振荡线圈来实现。接近开关的型号有LJ1、LJ2及LXJ0等。其图形、文字符号如下图

常用的电感式接近开关型号有 LJ1 、 LJ2 等系列，电容式接近开关型号

有 LXJ15 、 TC 等系列产品。接近开关的外形所示：

三、万能转换开关

万能转换开关是一种具有多个操作位置，能够换接多个电路的一种手动电器

万能转换开关由凸轮机构、触头系统和定位装置等部分组成。依靠操作手柄带动转轴和凸

轮转动，使触头动作或复位，从而按所需要的规律接通或断开电路，同时由定位装置确保其动作的准确可靠。

常用的万能转换开关有LW5、LW6、LW8等系列。其中LW6系列还可装配成双列形式，列与列之间用齿轮啮合，并由公共手柄进行操作，因此装入的触头最多可达60对。

万能转换开关常用于需要控制多回路的场合。在操作不太频繁的情况下，也可用于小容量电动机的启动、换速或换向。转换开关的外形图如下图所示。

转换开关外形图

1-3接触器

接触器是一种根据外来输入信号利用电磁铁操作，频繁地接通或断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。主要用于控制电动机、电焊机、电热设备、电容器组等。其工作原理为：当电磁铁线圈得电，电磁铁吸合时，带动接触器触头闭合，使电路接通。线圈失电时，电磁铁在弹簧力作用下释放，接触器触头断开，使电路切断。

接触器不仅能实现远距离集中控制，而且操作频率高、控制容量大，具有低压释放保护、工作可靠、使用寿命长和体积小等优点，是继电器——接触器控制系统中最重要和最常用的元件之一。

接触器的基本参数包括：主触头的额定电压、主触头允许切断电流、触头数、线圈电压、操作频率、机械寿命和电寿命等。现代生产的接触器，其额定电流最大可达2500A，允许接通次数为150～1500次/h，总寿命可达到1500万～2000万次

一、接触器的结构及工作原理

如下图所示，交流接触器主要由电磁机构（包括电磁线圈 1 、铁心 2 和衔

铁 3 ）、触头系统（主触头 4 和辅助触头 5 ）、灭弧装置（图中未画出）及其他部