第2章 智能电器的一次设备 .ppt
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电磁机构的反力：作用弹簧、摩擦阻力和衔铁的重 量。
电磁机构的反力特性如图所示：
4．反力特性与吸力特性的配合 F吸 略大于F反 电磁铁正常工作时衔铁在吸合的过程中，吸力必须大于 反力，但也不能太大否则影响电器的机械寿命
5．短路环 1）单相交流电磁机构存在的问题 磁通是交变：衔铁产生强烈的振动和噪音，易使电器结 构松散、寿命降低，同时使触头接触不良，易于熔焊与 烧毁。 2）短路环的作用 短路环：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。
▲直流电压线圈的吸力特性
吸力F与气隙
成反比，所以特性为二次曲线形状：
结论：a直流电压线圈在衔铁闭合前后吸力变化很大； b直流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后不变化。
▲交流电压线圈的吸力特性 当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常 数时：F为常数.
结论：a、交流电压线圈在衔铁闭合前后吸力几乎不变化 （如考虑漏磁通，随 的减少略有增加）。 B、交流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后随气隙 的减 小而减小。
（二）触点系统
1、触点（执行元件）作用：分断和接通 电路的作用。
2、触点接触形式：点接触、线接触和面接 触。 点接触：小电流的触点 线接触：中等容量的触点 面接触：大容量的触点
（a）点接触 （b）线接触 (c) 面接触
3、电接触（接触电阻） 电接触：动、静触点完全接触并有工作电流通
过。 触点的接触过程：
电流线圈 串接在主电路中 电流值由电路负载决定 线圈匝数少、导线粗 电流大
采用绝缘性能好的漆包 采用较粗的紫铜条和铜线 线
3、电磁特性 电磁吸力的近似计算公式：
F 1 B2S 1 2
20
20 S
式中：
当Ｓ（导线的截面积）为常数 时，Ｆ与Ｂ２成正比。
1) 吸力特性 吸力特性：电磁吸力与气隙的关系曲线。 说明：吸力特性与线圈励磁电流种类、线圈连接 方式有关。
接触器: 频繁地接通或切断电动机或其它负载主电路 的一种电磁式控制电器。 特点：频繁操作和远距离控制。 接触器按主触点通过的电流种类可分为：交流接触器、 直流接触器。
接触器
（一）接触器结构
l一电磁机构 3—释放弹簧 5一底座
2—主触点和灭弧装置 4一辅助触点
10 9 8
7
1
2
1— 动 触 桥 ；
（a）最终拉开 （b）刚接触位
位置
置
（c）最终闭 合位置
（三）、电弧的产生和灭弧装置
1.电弧的产生
触点接通后存在接触电阻，有温升，分断电路时
热电子发射
造成电路延时断开
} 气体游离产生电弧 → 烧损触点
强电场作用
缩短电器使用寿命
2.常用灭弧方法 a、电动力灭弧 b、磁吹灭弧 c、窄缝灭弧 d、栅片灭弧
接触器的图形和文字符号
（三）、接触器的主要技术参数
额定电压 接触器铭牌额定电压是指主触点上的额定电压。 通常用的电压等级为：
直流接触器：220V、440V、660V 交流接触器：220V、380V、500V 额定电流 接触器铭牌额定电流指主触点的额定电流。 常用的电流等级为： 直流接触器：25A、40A、60A、100A、
综上：a、衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。 b、直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。 c、交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。
说明：衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电 压线圈可能烧毁。 对于可靠性要求高，或频繁动作的控制系统采用直 流电磁机构，而不采用交流电磁机构。
2）反力特性
反力特性：指电磁机构转动部分的静阻力与气隙的 关系曲线
（动铁心）
1）E形电磁铁：多用于交流电磁系统。
2）螺管式电磁铁：多用作索引电磁机构和自 动开关的操作电磁机构，少数过电流继电 器也采用。
3）拍合式电磁铁：用于直流继电器和直流接 触器，也用于交流继电器。
1、铁心
直流励磁的电磁铁
通过恒定磁通 线圈产生热量 铁心不产生热量
（无磁滞损耗与涡流损耗）
线圈无骨架且成细长形
第二章 智能电器的一次设备
2.1 开关元件（常用低压电器） 一、低压电器的分类
1、按用途分类 控制电器：在电气控制系统中控制电路的接通、分断以及控制电
动机的各种运行状态。如接触器、继电器、按钮等。
（配电电器：用于配电系统中实现电能的输送与保护。如刀开关、
转换开关、熔断器等）
保护电器：用来保护电源和线路或电动机，使他们不至于在短路状
态和过载状态下运行。如熔断器、热继电器等。
2、按执行机理 有触点电器：具有动静触点，利用触点的接触和分离
来实现电路的通断。
无触点电器：没有动、静触点，利用元器件的导通和
截止来实现电路的通断。
3、按动作方式 手动电器：依靠外力直接操纵来进行通断电路。
如刀开关、转换开关、按钮等
自动电器：依靠某种信号或物理量的变化而自动通断电路。
如接触器、各种继电器等
二、低压电器的组成
低压电器的组成：感受部分和执行部分
自动空气开关或热继电器之类还有中间传递部分，将感受 和执行两部分联系起来，使其协同一致，按一定规律动作。
三、 电磁式低压电器的结构和工作原理
（一）电磁机构
将电磁能⇒机械能⇒使触点闭合或断开 机构组成： 吸引线圈、铁心（静铁心）、衔铁
2— 静 触 点 ；
3— 衔 铁 ；
4— 缓 冲 弹 簧 ；
3
5— 电 磁 线 圈 ；
6— 铁 心 ；
4
7— 垫 毡 ；
8— 触 头 弹 簧 ；
5
9— 灭 弧 罩 ；
10— 触 头 压 力 弹 簧 6
（二）、接触器的符号及型号含义
接触器的型号及代表意义
例如，CJl2—250／3为CJl2系列交流接触器，额定电流250A， 三个主触点。 CJl2T—250／3为CJl2系列改型后的交流接触器，额定电流 250A，三个主触点。
为加强灭弧效果往往同时采取几种灭弧措施
电动力灭弧
触头断开时，两个断口处产生电弧 根据左手定则电弧受F作用向外运动
电弧被拉长
{
}迅速熄灭
受冷却作用
1
百度文库
v2
v1 2
1— 静 触 点 ； 2— 动 触 点
机械性拉弧
纵缝中的电弧
1
电弧电流 灭弧磁场
窄缝灭弧装置
栅片
电弧
栅片灭弧示意图
四、 常用低压电器——接触器
（增加其和铁心接触面积）
有助于散热
交流励磁的电磁铁
通过交变磁通 线圈产生热量 铁心产生热量
（有磁滞损耗与涡流损耗）
线圈有骨架且粗短形
（与铁心分开） 以免铁心热量传给线圈
（铁心为硅钢片叠成） 减少铁损耗
2、线圈
电压线圈 跨接在电源上
电流值由电路电压和 线圈阻抗决定 线圈匝数多、导线细 电流小、电压高
电磁机构的反力特性如图所示：
4．反力特性与吸力特性的配合 F吸 略大于F反 电磁铁正常工作时衔铁在吸合的过程中，吸力必须大于 反力，但也不能太大否则影响电器的机械寿命
5．短路环 1）单相交流电磁机构存在的问题 磁通是交变：衔铁产生强烈的振动和噪音，易使电器结 构松散、寿命降低，同时使触头接触不良，易于熔焊与 烧毁。 2）短路环的作用 短路环：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。
▲直流电压线圈的吸力特性
吸力F与气隙
成反比，所以特性为二次曲线形状：
结论：a直流电压线圈在衔铁闭合前后吸力变化很大； b直流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后不变化。
▲交流电压线圈的吸力特性 当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常 数时：F为常数.
结论：a、交流电压线圈在衔铁闭合前后吸力几乎不变化 （如考虑漏磁通，随 的减少略有增加）。 B、交流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后随气隙 的减 小而减小。
（二）触点系统
1、触点（执行元件）作用：分断和接通 电路的作用。
2、触点接触形式：点接触、线接触和面接 触。 点接触：小电流的触点 线接触：中等容量的触点 面接触：大容量的触点
（a）点接触 （b）线接触 (c) 面接触
3、电接触（接触电阻） 电接触：动、静触点完全接触并有工作电流通
过。 触点的接触过程：
电流线圈 串接在主电路中 电流值由电路负载决定 线圈匝数少、导线粗 电流大
采用绝缘性能好的漆包 采用较粗的紫铜条和铜线 线
3、电磁特性 电磁吸力的近似计算公式：
F 1 B2S 1 2
20
20 S
式中：
当Ｓ（导线的截面积）为常数 时，Ｆ与Ｂ２成正比。
1) 吸力特性 吸力特性：电磁吸力与气隙的关系曲线。 说明：吸力特性与线圈励磁电流种类、线圈连接 方式有关。
接触器: 频繁地接通或切断电动机或其它负载主电路 的一种电磁式控制电器。 特点：频繁操作和远距离控制。 接触器按主触点通过的电流种类可分为：交流接触器、 直流接触器。
接触器
（一）接触器结构
l一电磁机构 3—释放弹簧 5一底座
2—主触点和灭弧装置 4一辅助触点
10 9 8
7
1
2
1— 动 触 桥 ；
（a）最终拉开 （b）刚接触位
位置
置
（c）最终闭 合位置
（三）、电弧的产生和灭弧装置
1.电弧的产生
触点接通后存在接触电阻，有温升，分断电路时
热电子发射
造成电路延时断开
} 气体游离产生电弧 → 烧损触点
强电场作用
缩短电器使用寿命
2.常用灭弧方法 a、电动力灭弧 b、磁吹灭弧 c、窄缝灭弧 d、栅片灭弧
接触器的图形和文字符号
（三）、接触器的主要技术参数
额定电压 接触器铭牌额定电压是指主触点上的额定电压。 通常用的电压等级为：
直流接触器：220V、440V、660V 交流接触器：220V、380V、500V 额定电流 接触器铭牌额定电流指主触点的额定电流。 常用的电流等级为： 直流接触器：25A、40A、60A、100A、
综上：a、衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。 b、直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。 c、交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。
说明：衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电 压线圈可能烧毁。 对于可靠性要求高，或频繁动作的控制系统采用直 流电磁机构，而不采用交流电磁机构。
2）反力特性
反力特性：指电磁机构转动部分的静阻力与气隙的 关系曲线
（动铁心）
1）E形电磁铁：多用于交流电磁系统。
2）螺管式电磁铁：多用作索引电磁机构和自 动开关的操作电磁机构，少数过电流继电 器也采用。
3）拍合式电磁铁：用于直流继电器和直流接 触器，也用于交流继电器。
1、铁心
直流励磁的电磁铁
通过恒定磁通 线圈产生热量 铁心不产生热量
（无磁滞损耗与涡流损耗）
线圈无骨架且成细长形
第二章 智能电器的一次设备
2.1 开关元件（常用低压电器） 一、低压电器的分类
1、按用途分类 控制电器：在电气控制系统中控制电路的接通、分断以及控制电
动机的各种运行状态。如接触器、继电器、按钮等。
（配电电器：用于配电系统中实现电能的输送与保护。如刀开关、
转换开关、熔断器等）
保护电器：用来保护电源和线路或电动机，使他们不至于在短路状
态和过载状态下运行。如熔断器、热继电器等。
2、按执行机理 有触点电器：具有动静触点，利用触点的接触和分离
来实现电路的通断。
无触点电器：没有动、静触点，利用元器件的导通和
截止来实现电路的通断。
3、按动作方式 手动电器：依靠外力直接操纵来进行通断电路。
如刀开关、转换开关、按钮等
自动电器：依靠某种信号或物理量的变化而自动通断电路。
如接触器、各种继电器等
二、低压电器的组成
低压电器的组成：感受部分和执行部分
自动空气开关或热继电器之类还有中间传递部分，将感受 和执行两部分联系起来，使其协同一致，按一定规律动作。
三、 电磁式低压电器的结构和工作原理
（一）电磁机构
将电磁能⇒机械能⇒使触点闭合或断开 机构组成： 吸引线圈、铁心（静铁心）、衔铁
2— 静 触 点 ；
3— 衔 铁 ；
4— 缓 冲 弹 簧 ；
3
5— 电 磁 线 圈 ；
6— 铁 心 ；
4
7— 垫 毡 ；
8— 触 头 弹 簧 ；
5
9— 灭 弧 罩 ；
10— 触 头 压 力 弹 簧 6
（二）、接触器的符号及型号含义
接触器的型号及代表意义
例如，CJl2—250／3为CJl2系列交流接触器，额定电流250A， 三个主触点。 CJl2T—250／3为CJl2系列改型后的交流接触器，额定电流 250A，三个主触点。
为加强灭弧效果往往同时采取几种灭弧措施
电动力灭弧
触头断开时，两个断口处产生电弧 根据左手定则电弧受F作用向外运动
电弧被拉长
{
}迅速熄灭
受冷却作用
1
百度文库
v2
v1 2
1— 静 触 点 ； 2— 动 触 点
机械性拉弧
纵缝中的电弧
1
电弧电流 灭弧磁场
窄缝灭弧装置
栅片
电弧
栅片灭弧示意图
四、 常用低压电器——接触器
（增加其和铁心接触面积）
有助于散热
交流励磁的电磁铁
通过交变磁通 线圈产生热量 铁心产生热量
（有磁滞损耗与涡流损耗）
线圈有骨架且粗短形
（与铁心分开） 以免铁心热量传给线圈
（铁心为硅钢片叠成） 减少铁损耗
2、线圈
电压线圈 跨接在电源上
电流值由电路电压和 线圈阻抗决定 线圈匝数多、导线细 电流小、电压高