傳動裝置課件

傳動裝置

傳動裝置是有觸點電器的主要組成部件，其作用是驅(qū)動電器觸頭的分合。在電力機車電器中，主要采用電磁傳動裝置、電空傳動裝置和電動機傳動裝置，此外，也采用一些手動和機械傳動裝置。

電磁傳動裝置是通過電磁鐵把電磁能轉(zhuǎn)變成機械能來驅(qū)動電器動作的裝置。它的用途很廣，可作為接觸器的傳動機構(gòu)，繼電器的測量機構(gòu)，自動開關(guān)和高壓斷路器的測量元件和操作機構(gòu)等。

電空傳動裝置是一種以電空閥控制的壓縮空氣為動力，推動活塞（或傳動薄膜）運動，從而驅(qū)動電器運動部件動作的裝置。它廣泛用于觸頭開閉高電壓、大電流的場合，例如電力機車主電路中的接觸器都采用電空傳動的接觸器。電動機傳動機構(gòu)是以電動機輸出的機械轉(zhuǎn)矩作為動力來驅(qū)動電器動作的裝置，所用的電動機又稱為伺服電動機。廣泛用于操縱頻繁、觸頭開閉級數(shù)較多的場合，例如韶山型電力機車中的調(diào)壓開關(guān)就采用了電動機傳動機構(gòu)。

第一節(jié)電磁傳動裝置

一、電磁鐵的基本組成和工作原理

電磁鐵是一種通電后對鐵磁物質(zhì)產(chǎn)生吸力，將電磁能轉(zhuǎn)變成機械能的電器（如牽引電磁鐵、制動電磁鐵）或電器部件（如接觸器的電磁傳動機構(gòu)）。

電磁鐵主要由線圈和導(dǎo)磁體（或稱磁系統(tǒng)）兩部分組成。導(dǎo)磁體一般由鐵心、磁軛和銜鐵三部分組成。銜鐵又稱動鐵心，鐵心和磁軛又稱靜鐵心。也可以沒有銜鐵，而以工作物作為可動被吸體，相當(dāng)于銜鐵的作用。

由于異性磁極相吸，于是在鐵心和銜鐵間產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)電磁吸力大于反力彈簧的反作用力（指把反力彈簧的彈力歸算到工作氣隙中心線處的力）時，銜鐵被吸向鐵心，直到與極靴接觸為止。這個過程稱為銜鐵的吸合過程，銜鐵與極靴接觸的位置稱為衡鐵閉合位置。此時，銜鐵與極靴之間仍有一個很小的氣隙。當(dāng)線圈中的電流減小或中斷時，鐵心中的磁通就變小，吸力也隨之減小，當(dāng)吸力小于反力彈簧的反力時，銜鐵就在反力彈簧的作用下返回至打開位置，這個過程稱為銜鐵釋放過程。

二、電磁鐵的分類

1．按線圈電流種類可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。2．按線圈與電路連接方式可分為并聯(lián)電磁鐵和串聯(lián)電磁鐵3．按銜鐵運動方式可分為直動式和轉(zhuǎn)動式兩大類4．按導(dǎo)磁體的形狀可分為U型、E型和螺管型

第二節(jié)

電磁鐵的吸力與特性

一、電磁鐵的吸力計算基本公式

1.直流電磁鐵的吸力計算基本公式

麥克斯韋公式是在假定磁極端面下的磁通分布均勻的條件下得出來的，故只適用于計算氣隙較小時的吸力，例如電磁鐵處在閉合位置或接近閉合位置的時候。若用于磁場分布不均勻的情況下，會引起較大的誤差，但是由于這個公式非常簡練，在分析問題時仍然用得很多。

2.交流電磁鐵的吸力計算及分析

麥克斯韋公式同樣適用于交流電磁鐵，但是，要用磁通（或磁感應(yīng)強度）的瞬時值代入公式。

（1）交流電磁鐵的吸力是脈動的，方向不變；

（2）交流電磁鐵的吸力由兩部分組成，即吸力的恒定分量和交流分量，恒定分量為吸力最大值的一半。吸力交變分量的頻率是磁通頻率的兩倍。吸力的平均值等于吸力的恒定分量。

二、電磁鐵的特性

1．電磁鐵的吸力特性：吸力特性是指銜鐵緩慢移動時，電磁吸力與工作氣隙的關(guān)系曲線。其特性曲線的形狀隨電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式、幾何尺寸、線圈類型的不同而不同。交流電磁鐵的吸力特性是指吸力平均值與工作氣隙的關(guān)系曲線。

2．電磁鐵的反力特性：反力由反力彈簧的彈簧力、觸頭彈簧的彈簧力和運動部分的重力等組成。這些力的作用點各不相同，為了便于和電磁鐵的吸力特性進行比較，對轉(zhuǎn)動式電磁鐵，按力矩不變的原則，把這些力歸算到鐵心中心線（即電磁吸力的作用點）上。

3．電磁鐵的吸力與反力特性的配合

兩曲線之間的面積就是使銜鐵運動所具有的動能。這個面積過大，不僅浪費銅和鐵，浪費電能，同時，由于運動部件具有過大的動能，使動觸頭和靜觸頭接觸時，產(chǎn)生較大的沖擊，縮短電器的工作壽命。嚴(yán)重時，還會使兩觸頭接觸后又彈開，產(chǎn)生電弧，使觸頭電磨損增加，甚至造成熔焊，使電器不能可靠分?jǐn)?，即要求吸力特性和反力特性有較好的配合。

第三節(jié)

電空傳動裝置

電空傳動裝置在較大行程下仍能保持足夠大的傳動力，且在電力機車上有現(xiàn)成的壓縮空氣氣源，所以，電力機車主電路電器通常都采用電空傳動裝置。此外，采用電空傳動裝置還能節(jié)省銅和硅鋼片，節(jié)約電能。電空傳動裝置由壓縮空氣驅(qū)動裝置和電空閥組成。一、電空閥：電空閥是借電磁吸力來控制空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷，從而達(dá)到遠(yuǎn)距離控制氣動器械的目的。電空閥按工作原理分為開式和閉式兩種，從結(jié)構(gòu)上來說由電磁機構(gòu)和氣閥兩部分組成。1．閉式電空閥2．開式電空閥二、壓縮空氣驅(qū)動裝置：壓縮空氣驅(qū)動裝置按其結(jié)構(gòu)形式分為氣缸式傳動裝置和薄膜式傳動裝置。

電磁鐵的磁路

一、磁路的基本定律

1．磁路歐姆定律磁路兩端的磁壓降，等于通過磁路的磁通與其磁阻的乘積。2．磁路的基爾霍夫第一定律