电气控制与PLC技术（第2版）.PPT

1.1 低压电器的电磁机构及执行机构 1.电磁机构 电磁机构是电磁式低压电器的检测部分，它的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而实现电路的接通或分断。电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁组成。其结构形式按衔铁的运动方式可分为直动式和拍合式。图1-1和图1-2是直动式和拍合式电磁机构的常用结构形式。 吸引线圈的作用是将电能转换为磁能，即产生磁通，衔铁在电磁力的作用下产生机械位移使铁心吸合。通入交流电的线圈称交流线圈。 对于直流线圈，铁心不发热，直流线圈发热，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。铁心和衔铁由软钢或工程纯铁制成。 对于交流线圈，除线圈发热外，由于铁心中有涡流和磁滞损耗，铁心也会发热。为了改善线圈和铁心的散热情况，在铁心与线圈之间留有散热间隙，而且把线圈做成有骨架的矮胖型。铁心用硅钢片叠成，以减少涡流。 还应指出，对电磁式电器而言，电磁机构的作用是使触头实现自动化操作，因电磁机构实质上是电磁铁的一种，电磁铁还有很多其他用途，例如牵引电磁铁，有拉动式和推动式两种，可以用于远距离控制和操作各种机构；阀用电磁铁，可以远距离控制各种气动阀、液压阀以实现机械自动控制；制动电磁铁则用来控制自动抱闸装置，实现快速停车等等。 2 触头系统 触头是电器的执行机构，在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。由于铜具有良好的导电、导热性能，触头通常用铜制成。铜质表面容易产生氧化膜，使触头的接触电阻增大，从而使触头的损耗也增大。有些小容量电器的触头采用银质材料，与铜质触头相比，银质触头除具有更好地导电、导热性能外，触头的氧化膜电阻率与纯银相比相差无几，而且氧化膜的生成温度很高，所以，银质触头的接触电阻较小，而且较稳定。 触头的结构有桥式和指式两类。桥式触头又分为点接触式（图1-3（a））和面接触式（图1-3（b））,点接触式适用于电流不大的场合，面接触式适用于电流较大的场合。图1-3（c）为指形触头，指形触头在接通与分断时产生滚动摩擦，可以去掉氧化膜，故其触头可以用紫铜制造，特别适合于触头分合次数多、电流大的场合。 熄灭电弧的主要措施 迅速增加电弧长度(拉长电弧)，使得单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而使电弧熄灭。 使电弧与流体介质或固体介质相接触，加强冷却和去游离作用，使电弧加快熄灭。电弧有直流电弧和交流电弧两类，交流电流有自然过零点，故其电弧较易熄灭。 低压控制电器常用的具体灭弧方法 (1)机械灭弧 通过机械装置将电弧迅速拉长。 (2)磁吹灭弧 在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下，电弧受电磁力的作用而拉长，被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，与固体介质相接触，电弧被冷却而熄灭。 (3)窄缝(纵缝)灭弧法 在电弧所形成的磁场电动力的作用下，可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄(纵)缝中，几条纵缝可将电弧分割成数段且与固体介质相接触， 电弧便迅速熄灭。 (4)栅片灭弧法 当触头分开时，产生的电弧在电动力的作用下被推入一组金属栅片中而被分割成数段，彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于一个电极，因而就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说，近阴极处，在电弧过零时就会出现一个150~250V的介质强度，使电弧无法继续维持而熄灭。由于栅片灭弧效应在交流时要比直流时强得多，所以交流电器常常采用栅片灭弧。 1.2 刀开关与自动开关 1.2.1 刀开关 刀开关又称闸刀开关，是结构最简单、应用最广泛的一种手控电器。刀开关在低压电路中用于不频繁地接通和分断电路，或用于隔离电路与电源，故又称“隔离开关”。 1.刀开关的结构和工作原理 刀开关由绝缘底板、静插座、手柄、触刀和铰链支座等组成。如图1-5所示为其结构简图。 低压刀开关的图形符号和文字符号如图1-6所示。 2.刀开关的种类及主要参数 （1）胶盖闸刀开关 胶盖闸刀开关又称开启式负荷开关，由瓷底板、熔丝、胶盖及触头、触刀等组成。主要用于50Hz，电压至380V、电流60A的电力线路中，作为一般照明、电热等回路的控制开关；也可作分支线路的配电开关。三极胶盖刀开关适当降低容量时可直接用于不频繁地控制小型电动机。 常用型号有HKl、HK2系列。 （２）封闭式负荷开关 封闭式负荷开关又称铁壳开关，交流50Hz、380V、60A以下的开关，可作为异步电动机的非频繁全电压启动的控制开关。 常用型号有ＨＨ３和ＨＨ４等系列。 （３）熔断器式刀开关 熔断器式刀开关用于50Hz，电压至660V的有高短路电流的配