第一章低壓電器概述

1、第一章低壓電器概述 第一章第一章 常用低壓電器常用低壓電器 （低壓電器的電磁機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)）低壓電器的電磁機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)） 第一章低壓電器概述 第一節(jié)第一節(jié) 低壓電器概述低壓電器概述 凡是對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控凡是對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控 制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護作用的電工器械稱制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護作用的電工器械稱 為電器。為電器。 用于交流用于交流50Hz50Hz額定電壓額定電壓1200V1200V以下以下, ,直流額定直流額定 電壓電壓1500V1500V以下的電路內(nèi)起通斷保護、控制、檢測、以下的電路內(nèi)起通斷保護、控制、檢測、 調(diào)節(jié)和傳遞信息作用的電器稱為低壓

2、電器調(diào)節(jié)和傳遞信息作用的電器稱為低壓電器。 第一章低壓電器概述 一、電器的基本結(jié)構(gòu)一、電器的基本結(jié)構(gòu) 電器的基本結(jié)構(gòu)主要由三個環(huán)節(jié)組成：電器的基本結(jié)構(gòu)主要由三個環(huán)節(jié)組成： 1.1.感應機構(gòu)感應機構(gòu) 主要任務(wù)是接受輸入信號，如電壓、電流、功率、頻率主要任務(wù)是接受輸入信號，如電壓、電流、功率、頻率 等。等。 2.2.中間機構(gòu)中間機構(gòu) 主要任務(wù)是將輸入信號變換、放大及傳遞等給執(zhí)行機構(gòu)。主要任務(wù)是將輸入信號變換、放大及傳遞等給執(zhí)行機構(gòu)。 3.3.執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 主要任務(wù)是接受中間機構(gòu)傳遞來的信號而動作，以實現(xiàn)主要任務(wù)是接受中間機構(gòu)傳遞來的信號而動作，以實現(xiàn) 變換控制、保護、檢測電路等職能。變換控制、

3、保護、檢測電路等職能。 第一章低壓電器概述 圖圖1-1 1-1 電器基本構(gòu)成框圖電器基本構(gòu)成框圖 第一章低壓電器概述 二、低壓電器的分類二、低壓電器的分類 1 1按元件與系統(tǒng)的關(guān)系分按元件與系統(tǒng)的關(guān)系分 （1 1）低壓配電電器）低壓配電電器 包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器和斷路器等，主要包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器和斷路器等，主要 用于低壓配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)電能的輸送和分配，以及系用于低壓配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)電能的輸送和分配，以及系 統(tǒng)保護，要求這類電器動作準確、工作可靠、穩(wěn)定性能統(tǒng)保護，要求這類電器動作準確、工作可靠、穩(wěn)定性能 良好。良好。 （2 2）低壓控制電器）低壓控制電器 包括接觸器、繼電器、

4、起動器、主令電器等，主要包括接觸器、繼電器、起動器、主令電器等，主要 用于電氣控制系統(tǒng)，要求這類電器工作準確可靠、操作用于電氣控制系統(tǒng)，要求這類電器工作準確可靠、操作 頻率高、壽命長、而且體積小、重量輕。頻率高、壽命長、而且體積小、重量輕。 第一章低壓電器概述 2 2按操作方式分：按操作方式分： （1 1）自動電器）自動電器 這類電器依靠電器本身的參數(shù)變化或外來信號這類電器依靠電器本身的參數(shù)變化或外來信號 （如（如 電流、電壓、溫度、壓力、速度、熱量等）而自動接通、電流、電壓、溫度、壓力、速度、熱量等）而自動接通、 分斷電路或使電動機進行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停止等動作，如分斷電路或使電動機進行正轉(zhuǎn)、反

5、轉(zhuǎn)及停止等動作，如 接觸器、斷路器及各種繼電器等。接觸器、斷路器及各種繼電器等。 （2 2）手動電器）手動電器 這類電器依靠外力（人工）直接操作來進行接通、這類電器依靠外力（人工）直接操作來進行接通、 分斷電路等動作，如各種開關(guān)、按鈕、主令電器等。分斷電路等動作，如各種開關(guān)、按鈕、主令電器等。 第一章低壓電器概述 3 3按低壓電器的執(zhí)行機構(gòu)分：按低壓電器的執(zhí)行機構(gòu)分： （1 1）有觸點電器）有觸點電器 這類電器具有機械可分動的觸點系統(tǒng)，利用動、靜這類電器具有機械可分動的觸點系統(tǒng)，利用動、靜 觸點的接觸和分離來實現(xiàn)電路的通斷。觸點的接觸和分離來實現(xiàn)電路的通斷。 （2 2）無觸點電器）無觸點電器

6、這類電器沒有可分機械觸點，主要利用功率晶體管這類電器沒有可分機械觸點，主要利用功率晶體管 的開關(guān)效應，即導通或截止來控制電路的阻抗，以實現(xiàn)的開關(guān)效應，即導通或截止來控制電路的阻抗，以實現(xiàn) 電路的通斷與保護。電路的通斷與保護。 第一章低壓電器概述 圖圖1-2 電動機的起電動機的起動控制系統(tǒng)動控制系統(tǒng) 第一章低壓電器概述 三、三、 低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)低壓電器的主要技術(shù)參數(shù) 1額定電壓額定電壓 在規(guī)定條件下，保證電器正常工作的工作電壓值。在規(guī)定條件下，保證電器正常工作的工作電壓值。 2額定電流額定電流 在規(guī)定條件下，保證開關(guān)電器正常工作的電流值。在規(guī)定條件下，保證開關(guān)電器正常工作的電流值。 3操

7、作頻率與通電持續(xù)率操作頻率與通電持續(xù)率 開關(guān)電器每小時內(nèi)可能實現(xiàn)的最高操作循環(huán)次數(shù)稱開關(guān)電器每小時內(nèi)可能實現(xiàn)的最高操作循環(huán)次數(shù)稱 為操作頻率。為操作頻率。 通電持續(xù)率通電持續(xù)率TD%是電器工作于斷續(xù)周期工作制時有是電器工作于斷續(xù)周期工作制時有 載時間載時間t1與工作周期與工作周期t之比，通常以百分數(shù)表示，之比，通常以百分數(shù)表示， TD%=t1/t 。 第一章低壓電器概述 4 4機械壽命和電壽命機械壽命和電壽命 機械開關(guān)電器在需要修理或更換機械零件前所能承機械開關(guān)電器在需要修理或更換機械零件前所能承 受的無載操作次數(shù)，稱為機械壽命。受的無載操作次數(shù)，稱為機械壽命。 在正常工作條件下，機械開關(guān)電器

8、無需修理或更換在正常工作條件下，機械開關(guān)電器無需修理或更換 零件的負載操作次數(shù)稱為電壽命。零件的負載操作次數(shù)稱為電壽命。 第一章低壓電器概述 四、四、 低壓電器的型號表示法低壓電器的型號表示法 國產(chǎn)常用低壓電器的全型號組成形式如下：國產(chǎn)常用低壓電器的全型號組成形式如下： 第一章低壓電器概述 五、低壓電器的選用原則五、低壓電器的選用原則 1 1安全原則安全原則 安全可靠是對任何電器的基本要求，保證電路和用安全可靠是對任何電器的基本要求，保證電路和用 電設(shè)備的可靠運行是正常生活與生產(chǎn)的前提。例如用手電設(shè)備的可靠運行是正常生活與生產(chǎn)的前提。例如用手 操作的低壓電器要確保人身安全；金屬外殼要有明顯接操

9、作的低壓電器要確保人身安全；金屬外殼要有明顯接 地標志等等。地標志等等。 2 2經(jīng)濟原則經(jīng)濟原則 經(jīng)濟性包括電器本身的經(jīng)濟價值和使用該種電器產(chǎn)經(jīng)濟性包括電器本身的經(jīng)濟價值和使用該種電器產(chǎn) 生的價值。前者要求合理適用，后者必須保證運行可靠，生的價值。前者要求合理適用，后者必須保證運行可靠， 不能因故障而引起各類經(jīng)濟損失。不能因故障而引起各類經(jīng)濟損失。 第一章低壓電器概述 3 3選用低壓電器的注意事項選用低壓電器的注意事項 （1 1）明確控制對象的分類和使用環(huán)境。）明確控制對象的分類和使用環(huán)境。 （2 2）明確有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，如控制對象的額定電壓、）明確有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，如控制對象的額定電壓、 額定

10、功率、操作特性、起動電流倍數(shù)和工作制等。額定功率、操作特性、起動電流倍數(shù)和工作制等。 （3 3）了解電器的正常工作條件，如周圍溫度、濕度、）了解電器的正常工作條件，如周圍溫度、濕度、 海拔高度、震動和防御有害氣體等。海拔高度、震動和防御有害氣體等。 （4 4）了解電器的主要技術(shù)性能，如用途、種類、控制）了解電器的主要技術(shù)性能，如用途、種類、控制 能力、通斷能力和使用壽命等。能力、通斷能力和使用壽命等。 第一章低壓電器概述 五、五、 對低壓電器提出的主要要求對低壓電器提出的主要要求 對低壓電器提出的主要要求可以概括為：對低壓電器提出的主要要求可以概括為： 一對矛盾：開與關(guān)一對矛盾：開與關(guān)工作可靠

11、性；工作可靠性； 兩項要求：機械壽命和電壽命；兩項要求：機械壽命和電壽命； 三個環(huán)節(jié)：感應機構(gòu)、中間機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)；三個環(huán)節(jié)：感應機構(gòu)、中間機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)； 四種狀態(tài)：閉合狀態(tài)、開斷過程、斷開狀態(tài)、關(guān)合過程。四種狀態(tài)：閉合狀態(tài)、開斷過程、斷開狀態(tài)、關(guān)合過程。 第一章低壓電器概述 第二節(jié)第二節(jié) 低壓電器的電磁機構(gòu)低壓電器的電磁機構(gòu) 及執(zhí)行機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu) 一、執(zhí)行機構(gòu)一、執(zhí)行機構(gòu) （一）接觸系統(tǒng)（一）接觸系統(tǒng) 有觸點電器的接觸系統(tǒng)是可分合接觸聯(lián)結(jié)，其可動部有觸點電器的接觸系統(tǒng)是可分合接觸聯(lián)結(jié)，其可動部 分叫做動觸頭，而另一部分叫做靜觸頭。分叫做動觸頭，而另一部分叫做靜觸頭。 按觸頭的接觸形式可劃分

12、為點接觸、線接觸和面接觸按觸頭的接觸形式可劃分為點接觸、線接觸和面接觸 三種。三種。 點接觸允許通過的電流較小，常用于繼電器電路或輔點接觸允許通過的電流較小，常用于繼電器電路或輔 助觸點。線接觸和面接觸允許通過的電流較大，常用于大助觸點。線接觸和面接觸允許通過的電流較大，常用于大 電流場合，如刀開關(guān)、接觸器的主觸點等。電流場合，如刀開關(guān)、接觸器的主觸點等。 第一章低壓電器概述 圖圖13 觸頭的三種接觸形式觸頭的三種接觸形式 a) 點接觸點接觸 b）線接觸）線接觸 c）面接觸）面接觸 第一章低壓電器概述 圖圖1-4 不同接觸形式的觸頭結(jié)構(gòu)不同接觸形式的觸頭結(jié)構(gòu) a)采用點接觸的橋式觸頭采用點接觸

13、的橋式觸頭 b)采用面接觸的橋式觸頭采用面接觸的橋式觸頭 c)采用線接觸的指形觸頭采用線接觸的指形觸頭 第一章低壓電器概述 v刀開關(guān)又稱閘刀開關(guān)或隔離開關(guān)，它是手控 電器中最簡單而使用又較廣泛的一種低壓電 器，如圖是最簡單的刀開關(guān)（手柄操作式單 級開關(guān)）示意圖。 v刀開關(guān)是帶有動觸頭閘刀，并通過它與 底座上的靜觸頭刀夾座相楔合（或分 離），以接通（或分斷）電路的一種開關(guān)。 第一章低壓電器概述 （二）接觸系統(tǒng)的靜態(tài)機械特性與參數(shù)（二）接觸系統(tǒng)的靜態(tài)機械特性與參數(shù) 觸頭每工作一次（接通與斷開），經(jīng)歷四個工作狀態(tài)：觸頭每工作一次（接通與斷開），經(jīng)歷四個工作狀態(tài)： 1. 斷開狀態(tài)斷開狀態(tài) 如圖如圖1-

14、5a 所示，要求動、靜觸頭間的距離所示，要求動、靜觸頭間的距離S1足夠大，足夠大， 保證在線路規(guī)定的容許電壓與電流作用下，不致發(fā)生擊穿或保證在線路規(guī)定的容許電壓與電流作用下，不致發(fā)生擊穿或 電弧重燃現(xiàn)象。電弧重燃現(xiàn)象。 2. 關(guān)合過程關(guān)合過程 如圖如圖1-5b、c、d 所示，從斷開狀態(tài)到閉合狀態(tài)的轉(zhuǎn)換所示，從斷開狀態(tài)到閉合狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 過程，要求動觸頭具有一定的關(guān)合速度過程，要求動觸頭具有一定的關(guān)合速度V1，藉以保證觸頭，藉以保證觸頭 迅速可靠地接通，而不致引起嚴重的碰撞彈跳現(xiàn)象。迅速可靠地接通，而不致引起嚴重的碰撞彈跳現(xiàn)象。 第一章低壓電器概述 3.閉合狀態(tài)閉合狀態(tài) 如圖如圖1-5d 所示，要

15、求觸頭所示，要求觸頭穩(wěn)定可靠地接通負載線路，穩(wěn)定可靠地接通負載線路， 并且要求觸頭在通過容許電流值時，不致發(fā)生熔焊、燒并且要求觸頭在通過容許電流值時，不致發(fā)生熔焊、燒 損，甚至不導通現(xiàn)象。損，甚至不導通現(xiàn)象。 4.開斷過程開斷過程 如圖如圖1-5c、b、a 所示，從閉合狀態(tài)到斷開狀態(tài)的轉(zhuǎn)換所示，從閉合狀態(tài)到斷開狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 過程，要求動觸頭具有一定的開斷速度，以保證觸頭迅速過程，要求動觸頭具有一定的開斷速度，以保證觸頭迅速 可靠地分開及切斷負載線路?？煽康胤珠_及切斷負載線路。 在工作過程中，觸頭具有下列四個主要參數(shù)：在工作過程中，觸頭具有下列四個主要參數(shù)： （1）觸頭間隙）觸頭間隙 指動、靜觸頭

16、間的最短距離，如圖指動、靜觸頭間的最短距離，如圖1-5a 中中S1所示，它主要取決于所示，它主要取決于工作線路中電壓與電流值，還受工作線路中電壓與電流值，還受 工作環(huán)境的影響，如周圍氣體的性質(zhì)、密度、溫度等。工作環(huán)境的影響，如周圍氣體的性質(zhì)、密度、溫度等。 第一章低壓電器概述 （2）觸頭超行程）觸頭超行程 從動、靜觸頭剛接觸開始到銜鐵完全從動、靜觸頭剛接觸開始到銜鐵完全 吸合為止，觸頭彈簧又被壓縮的一段長度，如圖吸合為止，觸頭彈簧又被壓縮的一段長度，如圖1-5a、d 中中所示，它保證觸頭經(jīng)過一定程度的磨損及遭受振動所示，它保證觸頭經(jīng)過一定程度的磨損及遭受振動 時，仍能時，仍能可靠地接通線路?？?/p>

17、靠地接通線路。 （3）觸頭的初壓力）觸頭的初壓力Fc1 指動、靜觸頭剛剛接觸時，兩觸指動、靜觸頭剛剛接觸時，兩觸 頭之間的互壓力。頭之間的互壓力。 （4）觸頭的終壓力）觸頭的終壓力Fc2 指在完全閉合位置時，動、靜觸指在完全閉合位置時，動、靜觸 頭之間的互壓力。頭之間的互壓力。 如果考慮到觸頭彈簧、恢復彈簧與運動部分質(zhì)量時，如果考慮到觸頭彈簧、恢復彈簧與運動部分質(zhì)量時， 則可得出接觸系統(tǒng)的靜態(tài)機械特性，如圖則可得出接觸系統(tǒng)的靜態(tài)機械特性，如圖1-6所示，將觸頭所示，將觸頭 彈簧特性和恢復彈簧與運動部分質(zhì)量特性相疊加即得機械彈簧特性和恢復彈簧與運動部分質(zhì)量特性相疊加即得機械 特性。特性。 第一章

18、低壓電器概述 圖圖1-5 觸頭系統(tǒng)工作的四個工作狀態(tài)觸頭系統(tǒng)工作的四個工作狀態(tài) a) 斷開狀態(tài)斷開狀態(tài) b)、c) 工作過程工作過程 d) 閉合狀態(tài)閉合狀態(tài) 第一章低壓電器概述 圖圖1-6 接觸系統(tǒng)的機械特性接觸系統(tǒng)的機械特性 第一章低壓電器概述 （三）載流觸頭的（三）載流觸頭的開斷過程開斷過程 當載流觸頭間剛出現(xiàn)斷口時，兩觸頭間距離極小，電場當載流觸頭間剛出現(xiàn)斷口時，兩觸頭間距離極小，電場 強度極大，在高熱和強電場作用下，金屬內(nèi)部的自由電子從強度極大，在高熱和強電場作用下，金屬內(nèi)部的自由電子從 陰極表面逸出，奔向陽極。這些自由電子在電場中運動時撞陰極表面逸出，奔向陽極。這些自由電子在電場中運

19、動時撞 擊中性氣體分子，使之激勵和游離，產(chǎn)生正離子和電子，這擊中性氣體分子，使之激勵和游離，產(chǎn)生正離子和電子，這 些電子在強電場作用下繼續(xù)向陽極移動時還要撞擊其他中性些電子在強電場作用下繼續(xù)向陽極移動時還要撞擊其他中性 分子。分子。 因此，在觸頭間隙中產(chǎn)生了大量的帶電粒子，使氣體導因此，在觸頭間隙中產(chǎn)生了大量的帶電粒子，使氣體導 電形成了熾熱的電子流即電弧。電弧產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光，電形成了熾熱的電子流即電弧。電弧產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光， 它常常造成它常常造成觸頭的燒損觸頭的燒損、熔焊熔焊等故障，延長了電路的切斷時等故障，延長了電路的切斷時 間。應采取措施熄滅或減少有害電弧。間。應采取措施熄滅或減少

20、有害電弧。 第一章低壓電器概述 （四）常用滅弧措施（四）常用滅弧措施 1.電動力滅弧電動力滅弧 一般用于交流接觸器等交流電器。一般用于交流接觸器等交流電器。 橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭系統(tǒng)就是在一個回路中有兩個產(chǎn)橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭系統(tǒng)就是在一個回路中有兩個產(chǎn) 生和斷開電弧的間隙。當觸點打開時，在斷口中產(chǎn)生電弧。生和斷開電弧的間隙。當觸點打開時，在斷口中產(chǎn)生電弧。 觸頭觸頭1和和2在弧區(qū)內(nèi)產(chǎn)生圖中所示的磁場，根據(jù)左手定則，在弧區(qū)內(nèi)產(chǎn)生圖中所示的磁場，根據(jù)左手定則， 電弧電流受到一個向外的力電弧電流受到一個向外的力F的作用，迅速離開觸點而熄滅。的作用，迅速離開觸點而熄滅。 電弧的這種運動：（電弧的這種運動

21、：（1）使電弧本身被拉長；）使電弧本身被拉長； （2）電弧穿越冷卻介質(zhì)時，受到較強的冷卻作用；）電弧穿越冷卻介質(zhì)時，受到較強的冷卻作用； 這都有助于熄滅電弧。最主要的還是兩斷口處的每一電極這都有助于熄滅電弧。最主要的還是兩斷口處的每一電極 近旁，在交流過零時都能出現(xiàn)近旁，在交流過零時都能出現(xiàn)150250V的介質(zhì)絕緣強度。的介質(zhì)絕緣強度。 第一章低壓電器概述 圖圖1-7 雙斷口結(jié)構(gòu)的電動力雙斷口結(jié)構(gòu)的電動力 吹弧效應吹弧效應 1靜觸頭靜觸頭 2動觸頭動觸頭 3電弧電弧 圖圖1-8 磁吹滅弧原理磁吹滅弧原理 1磁吹線圈磁吹線圈 2鐵芯鐵芯 3導磁夾板導磁夾板 4引弧角引弧角 5滅弧罩滅弧罩 6動觸

22、頭動觸頭 7磁場方向磁場方向 8靜觸頭靜觸頭 第一章低壓電器概述 2. 磁吹滅弧裝置磁吹滅弧裝置 滅弧裝置設(shè)有與觸點串聯(lián)的滅弧裝置設(shè)有與觸點串聯(lián)的磁吹線圈磁吹線圈，電弧在吹弧線，電弧在吹弧線 圈的作用下受力拉長，從觸點間吹離，加速了冷卻而熄滅。圈的作用下受力拉長，從觸點間吹離，加速了冷卻而熄滅。 為了加強滅弧效果，在線圈中央穿有鐵芯，其兩端平為了加強滅弧效果，在線圈中央穿有鐵芯，其兩端平 行地設(shè)置夾著滅弧室的導磁鋼板。行地設(shè)置夾著滅弧室的導磁鋼板。 串聯(lián)磁吹線圈的吹弧效果僅在觸頭分斷大電流時很明串聯(lián)磁吹線圈的吹弧效果僅在觸頭分斷大電流時很明 顯，分斷小電流時則效果較差，往往要同時采取幾種滅弧顯

23、，分斷小電流時則效果較差，往往要同時采取幾種滅弧 措施。措施。 第一章低壓電器概述 3. 弧罩與縱縫滅弧裝置弧罩與縱縫滅弧裝置 滅弧罩通常用耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。滅弧罩通常用耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。 作用作用：（：（1) )引導電弧縱向吹出，防止發(fā)生相間短路；引導電弧縱向吹出，防止發(fā)生相間短路； (2)使電弧與滅弧室的絕緣壁接觸（窄縫），從而迅使電弧與滅弧室的絕緣壁接觸（窄縫），從而迅 速冷卻，增強去游離作用，迫使電弧熄滅。速冷卻，增強去游離作用，迫使電弧熄滅。 4.柵片滅弧裝置柵片滅弧裝置 分為絕緣柵片與金屬柵片兩種。分為絕緣柵片與金屬柵片兩種。 （1）絕緣柵片：借助它

24、拉長電弧，并在與絕緣柵片緊）絕緣柵片：借助它拉長電弧，并在與絕緣柵片緊 密接觸的過程中迅速冷卻；密接觸的過程中迅速冷卻； （2）金屬柵片：片間是互相絕緣的，電弧進入柵片）金屬柵片：片間是互相絕緣的，電弧進入柵片 后，被截割成多段短弧，使每段短弧上的電壓達不到燃弧電后，被截割成多段短弧，使每段短弧上的電壓達不到燃弧電 壓。金屬柵片為鋼質(zhì)，具有冷卻作用，使電弧迅速熄滅。壓。金屬柵片為鋼質(zhì)，具有冷卻作用，使電弧迅速熄滅。 如圖如圖1-10所示。多用于低壓交流開關(guān)電器。所示。多用于低壓交流開關(guān)電器。 第一章低壓電器概述 圖圖1-9 窄縫滅弧室的斷面圖窄縫滅弧室的斷面圖圖圖1-10 柵片滅弧裝置柵片滅弧

25、裝置 1動觸頭動觸頭 2靜觸頭靜觸頭 3柵片柵片 4柵片剖面柵片剖面 第一章低壓電器概述 5.噴流熄弧法噴流熄弧法 壓力流弧技術(shù)是滅弧的一種新觀念。滅弧罩采用新材壓力流弧技術(shù)是滅弧的一種新觀念。滅弧罩采用新材 料料(如如BMC材料材料)，在電弧高溫環(huán)境作用下產(chǎn)生氣體和壓力，在電弧高溫環(huán)境作用下產(chǎn)生氣體和壓力 噴流。采用帶有出氣口的半封閉滅弧小室，使產(chǎn)生的氣體噴流。采用帶有出氣口的半封閉滅弧小室，使產(chǎn)生的氣體 返回出氣口，在室內(nèi)形成壓差驅(qū)動電弧，噴流熄弧。返回出氣口，在室內(nèi)形成壓差驅(qū)動電弧，噴流熄弧。 該方法常與柵片滅弧裝置組合使用，如日本富士該方法常與柵片滅弧裝置組合使用，如日本富士SC系系

26、列新型接觸器、三菱電機的斷路器等列新型接觸器、三菱電機的斷路器等。 其它：其它：6.真空滅?。赫婵諗嗦菲鳎徽婵諟缁。赫婵諗嗦菲鳎?7.石英砂滅?。河刑盍鲜饺蹟嗥鳎皇⑸皽缁。河刑盍鲜饺蹟嗥?； 8.變壓器油滅?。荷儆蛿嗦菲鳌Ｗ儔浩饔蜏缁。荷儆蛿嗦菲?。 第一章低壓電器概述 二、電磁機構(gòu)二、電磁機構(gòu) 電磁機構(gòu)由線圈、鐵心和銜鐵組成，如圖電磁機構(gòu)由線圈、鐵心和銜鐵組成，如圖1-11所示。所示。 原理：當線圈通入電流之后，鐵心和銜鐵的端面上出現(xiàn)了原理：當線圈通入電流之后，鐵心和銜鐵的端面上出現(xiàn)了 不同極性的磁極，彼此相吸，使銜鐵向鐵心運動，由連動不同極性的磁極，彼此相吸，使銜鐵向鐵心運動，由連動 機構(gòu)帶

27、動觸頭動作。機構(gòu)帶動觸頭動作。 （一）鐵心和銜鐵的結(jié)構(gòu)形式（一）鐵心和銜鐵的結(jié)構(gòu)形式 常用的結(jié)構(gòu)形式有常用的結(jié)構(gòu)形式有E形、螺管式和拍合式等。形、螺管式和拍合式等。 1.E形（含形（含U形）電磁機構(gòu)形）電磁機構(gòu) 有單有單E形和雙形和雙E形之分。形之分。 多用于交流繼電器、交流接觸器等交流電磁機構(gòu)中。多用于交流繼電器、交流接觸器等交流電磁機構(gòu)中。 大容量的多采用大容量的多采用U形，也有單形，也有單U形和雙形和雙U形之分。形之分。 第一章低壓電器概述 圖圖1-11 電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 a)螺管式螺管式 b)單單E形形 c) 拍合式拍合式 d)裝甲螺管式裝甲螺管式 e)單單U形形

28、f) 單單U形轉(zhuǎn)動式形轉(zhuǎn)動式 g) 雙雙E形轉(zhuǎn)動式形轉(zhuǎn)動式 第一章低壓電器概述 2.螺管式電磁機構(gòu)螺管式電磁機構(gòu) 多用作牽引電磁鐵和自動開關(guān)的操作電磁鐵，但也有多用作牽引電磁鐵和自動開關(guān)的操作電磁鐵，但也有 少數(shù)過電流繼電器采用這種形式的電磁鐵。少數(shù)過電流繼電器采用這種形式的電磁鐵。 3.拍合式電磁機構(gòu)拍合式電磁機構(gòu) 廣泛用于直流繼電器和直流接觸器。有時也用于交流廣泛用于直流繼電器和直流接觸器。有時也用于交流 繼電器。繼電器。 第一章低壓電器概述 （二）線圈（二）線圈 按通入線圈電源的種類不同，分為直流線圈按通入線圈電源的種類不同，分為直流線圈和交流線圈。和交流線圈。 按勵磁形式，可分串聯(lián)和并

29、聯(lián)兩種。按勵磁形式，可分串聯(lián)和并聯(lián)兩種。 電流線圈串接在主電路中，匝數(shù)較少，電流較大，常用電流線圈串接在主電路中，匝數(shù)較少，電流較大，常用 扁銅條或粗銅線繞制；扁銅條或粗銅線繞制； 電壓線圈并接在電源上，匝數(shù)多，阻抗大，電流較小，電壓線圈并接在電源上，匝數(shù)多，阻抗大，電流較小， 常用絕緣較好的電磁線繞制。常用絕緣較好的電磁線繞制。 從結(jié)構(gòu)上來看，線圈可分為有骨架的和無骨架的兩種。從結(jié)構(gòu)上來看，線圈可分為有骨架的和無骨架的兩種。 第一章低壓電器概述 *交流電磁機構(gòu)與直流電磁機構(gòu)的區(qū)別：交流電磁機構(gòu)與直流電磁機構(gòu)的區(qū)別： （1）從結(jié)構(gòu)上來看，交流電磁鐵的線圈有骨架式；）從結(jié)構(gòu)上來看，交流電磁鐵的線

30、圈有骨架式； 因為鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，為防止熱量傳給線圈。因為鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，為防止熱量傳給線圈。 直流電磁鐵的線圈多是無骨架的。直流電磁鐵的線圈多是無骨架的。 （2）交流電磁鐵的結(jié)構(gòu)：粗短型（減少鐵心與線圈的）交流電磁鐵的結(jié)構(gòu)：粗短型（減少鐵心與線圈的 接觸面，以滿足散熱的需要）；接觸面，以滿足散熱的需要）； 直流：細長型。直流：細長型。 （3）交流電磁鐵的鐵心由硅鋼片疊加，以減少渦流、）交流電磁鐵的鐵心由硅鋼片疊加，以減少渦流、 磁滯損耗；磁滯損耗； 直流電磁鐵的鐵心一般由整塊鋼制成。直流電磁鐵的鐵心一般由整塊鋼制成。 第一章低壓電器概述 （三）電磁吸力與吸力特性（三）

31、電磁吸力與吸力特性 電磁機構(gòu)線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的力稱為電磁機構(gòu)線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的力稱為電磁吸力電磁吸力。 根據(jù)能量平衡得電磁吸力計算公式為：根據(jù)能量平衡得電磁吸力計算公式為： （1-1a） 式中式中 F 電磁吸力（電磁吸力（N）；）； U 氣隙磁壓降（氣隙磁壓降（AT）；）； 氣隙總磁導（氣隙總磁導（H）；）； 氣隙（氣隙（m）。）。 d d UF 2 2 1 第一章低壓電器概述 在恒安匝下，假定氣隙磁場接近于均勻，則在恒安匝下，假定氣隙磁場接近于均勻，則U =IN ， （1-1b） 式中式中 IN 氣隙中的勵磁安匝（氣隙中的勵磁安匝（T）；）； S0 磁極截面積（磁極截面積（m

32、2）；）； 0 空氣磁導率，空氣磁導率，0 = 1.2510-6（H/m）。）。 0 0 S 2 0 0 S d d 2 0 2 2 1 S INF 第一章低壓電器概述 麥克斯韋電磁吸力計算公式：麥克斯韋電磁吸力計算公式： 電磁吸力大小與氣隙中磁通的平方成正比，與氣隙磁極電磁吸力大小與氣隙中磁通的平方成正比，與氣隙磁極 的截面積成反比，即的截面積成反比，即 （1-2） 式中式中 氣隙中的磁通（氣隙中的磁通（Wb） B 氣隙中的磁感應強度（氣隙中的磁感應強度（T）；）； 公式（公式（1-2）只適用于）只適用于氣隙較小處，氣隙磁場接近于均氣隙較小處，氣隙磁場接近于均 勻的場合；勻的場合； 而而公式

33、（公式（1-1）一般宜用于氣隙不是很小處。）一般宜用于氣隙不是很小處。 0 0 2 00 2 22 SB S F 第一章低壓電器概述 1.直流電磁機構(gòu)的靜態(tài)吸力特性直流電磁機構(gòu)的靜態(tài)吸力特性 特點：電磁吸力與氣隙大小的平方成反比，氣隙越特點：電磁吸力與氣隙大小的平方成反比，氣隙越 大，電磁吸力越??；反之，氣隙越小，電磁吸力越大。大，電磁吸力越小；反之，氣隙越小，電磁吸力越大。 顯然，當氣隙相同時，安匝數(shù)大的電磁鐵，其電磁吸顯然，當氣隙相同時，安匝數(shù)大的電磁鐵，其電磁吸 力也大。力也大。 直流電磁機構(gòu)的勵磁安匝直流電磁機構(gòu)的勵磁安匝IN大者，其靜態(tài)吸力特性大者，其靜態(tài)吸力特性 (圖圖1-12中的

34、曲線中的曲線1)位于勵磁安匝位于勵磁安匝IN小者的上方小者的上方(圖圖1-12中的中的 曲線曲線2) 。 第一章低壓電器概述 圖圖1-12 直流電磁機構(gòu)的靜態(tài)吸力特性直流電磁機構(gòu)的靜態(tài)吸力特性 第一章低壓電器概述 2.交流電磁鐵的吸力特性交流電磁鐵的吸力特性 (1-4) 交流電磁鐵的電磁吸力與磁感應強度最大值的平方成正交流電磁鐵的電磁吸力與磁感應強度最大值的平方成正 比，與氣隙截面積成正比。比，與氣隙截面積成正比。 交流電磁鐵電磁吸力的大小是隨時間而變化的。交流電磁鐵電磁吸力的大小是隨時間而變化的。 當磁通為零時，電磁吸力為零；當磁通當磁通為零時，電磁吸力為零；當磁通為最大值時，為最大值時，

35、電磁吸力達最大值。電磁吸力達最大值。 當電磁吸力小于作用在銜鐵上彈簧的反作用力時，銜鐵當電磁吸力小于作用在銜鐵上彈簧的反作用力時，銜鐵 分斷；當電磁吸力大于彈簧反作用力時，銜鐵吸合。分斷；當電磁吸力大于彈簧反作用力時，銜鐵吸合。 00 2 0 4 1 S dtF T F m T 第一章低壓電器概述 隨著電磁吸力的脈動，使銜鐵產(chǎn)生了振動和噪音，降隨著電磁吸力的脈動，使銜鐵產(chǎn)生了振動和噪音，降 低了電磁鐵的使用壽命。為了消除銜鐵的振動，電磁機構(gòu)低了電磁鐵的使用壽命。為了消除銜鐵的振動，電磁機構(gòu) 常采用裂極結(jié)構(gòu)，在靜鐵心端面上裝置短路銅環(huán)（即分磁常采用裂極結(jié)構(gòu)，在靜鐵心端面上裝置短路銅環(huán)（即分磁 環(huán)

36、）。如圖環(huán)）。如圖1-13所示。所示。 *分磁環(huán)的原理：分磁環(huán)的原理： 短路環(huán)將鐵心中的磁通分成兩個部分，即不穿過短路短路環(huán)將鐵心中的磁通分成兩個部分，即不穿過短路 環(huán)的環(huán)的1和穿過短路環(huán)的和穿過短路環(huán)的2。在。在1和和2作用下，分別產(chǎn)作用下，分別產(chǎn) 生電磁力生電磁力F1和和F2，總吸力，總吸力F，其最小吸力，其最小吸力Fmin不再過零。不再過零。 使總吸力使總吸力F比較平坦，比較平坦，F(xiàn)min大于銜鐵的反力（靜態(tài)時的要大于銜鐵的反力（靜態(tài)時的要 求，但動態(tài)時有所不同），就消除了機械振動和噪聲。求，但動態(tài)時有所不同），就消除了機械振動和噪聲。 第一章低壓電器概述 圖圖1-13 分磁環(huán)分磁環(huán)圖圖1-14 有分磁環(huán)的交流電磁機構(gòu)有分磁環(huán)的交流電磁機構(gòu) 吸力變化曲線吸力變化曲線 第一章低壓電器概述 3. 靜態(tài)吸力特性和反力特性的配合靜態(tài)吸力特性和反力特性的配合 電磁機構(gòu)的電磁機構(gòu)的靜態(tài)吸力特性靜態(tài)吸力特性是電磁機構(gòu)產(chǎn)生的靜態(tài)電磁是電磁機構(gòu)產(chǎn)生的靜態(tài)電磁 力與其氣隙之間的關(guān)系力與其氣隙之間的關(guān)系 (圖圖1-16中的曲線中的曲線1)，反力特性反力特性則是則是 作用于銜鐵的反力與氣隙之間的關(guān)系作用于銜鐵的反力與氣隙之間的關(guān)系(圖圖1-16中的曲線中的曲線2)。 通常，電磁機構(gòu)的靜態(tài)吸力特性須位于反力特性的上通常，電磁機構(gòu)的靜態(tài)吸力特性