1.2认识电磁式低压电器（课件）-《工厂电气控制设备》同步教学（高教版）

2024-05-30

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项目一认识常用低压电器重点：接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理、符号和选择方法。难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏任务1 常用低压电器的分类任务2 认识电磁式低压电器任务3 认识低压开关任务4 认识接触器任务5 认识熔断器任务6 认识继电器任务7 认识低压断路器任务8 认识主令电器任务9 认识其他低压电器电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏一、电磁式低压电器基本结构任务2 认识电磁式低压电器感测部分：接收外界输入的信号，并通过转换、放大、判断，做出有规律的反应。基本组成部分执行部分：根据指令信号，输出相应的指令，执行电路的通、断控制，实现控制目的。对于电磁式电器，感测部分是电磁机构，而执行部分则是触点系统。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏一、电磁式低压电器基本结构（一）电磁机构电磁机构的结构型式电磁机构：将电磁能转化为机械能，并带动触头动作。电磁机构 1-衔铁 2-铁心 3-线圈由吸引线圈、铁心、衔铁组成。原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁心、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁心。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电磁机构的分类（1）按磁路形状和衔铁运动方式分类 U型拍合式 E型拍合式和E型直动式空心螺管式装甲螺管式回转式电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（2）按线圈接入电路方式分类串联电磁机构线圈串接于电路中，衔铁动作取决于线圈中电流，又称为电流线圈。并联电磁机构电流线圈导线截面积较粗，且线圈匝数少，一般用扁铜带或粗铜线绕成。线圈并联于电路中，衔铁动作取决于线圈两端的电压大小，又称为电压线圈。电压线圈导线截面积较细，且线圈匝数多，一般用绝缘性能好的漆包线绕成。？为什么交流电压型电器比直流电压型电器更容易损坏? 电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（3）按线圈通入电源的种类分类直流电磁机构直流电磁机构只有线圈发热而铁心不发热，因此：交流电磁机构线圈做成瘦高型，且不设骨架，线圈和铁心直接接触，以利于散热。交流电磁机构的铁心存在磁滞损耗和涡流损耗，线圈和铁心都发热，因此：线圈做成短粗型，且设有骨架，使线圈和铁心隔离，以利于散热。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电磁机构的吸力特性交流电磁机构的吸力特性（二）电磁机构的工作特性吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与衔铁气隙的关系曲线。（1）交流电磁机构的吸力特性当频率f、匝数N和电压U均为常数时，Φ为常数，因此Fat也为常数。但实际中考虑到漏磁的作用，吸力Fat随气隙的增加略有减小。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（2）直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性因此由此可见：吸力F与气隙δ2成反比，故吸力特性为二次曲线形状，表明衔铁闭合前后吸力变化很大。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏反力特性吸力特性与反力特性的配合 1-直流吸力特性 2-交流吸力特性 3-反力特性忽略运动部件重力的情况下，电磁机构的反力主要由释放弹簧和触点弹簧的反力构成，用Fr表示。 δ1为气隙的最大值，称为触点形程。 δ2为动、静触点刚刚接触时的气隙长度。触点的四个主要参数：开距超行程初压力终压力 Q：改变释放弹簧的松紧，反力特性曲线如何变化？电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏吸力特性与反力特性的配合吸力特性与反力特性适当配合的宗旨，是在保证衔铁产生可靠吸合动作的前提下，尽量减少衔铁和铁心柱端面间的机械磨损和触点的电接触。 Q1：如果吸力特性曲线在反力特性曲线下方，衔铁能否吸合？ Q2：如果反力特性曲线远离吸力特性曲线的下方，行不行？为什么？ Q3：采用什么措施来完成吸力特性和反力特性的适当配合？电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏吸力特性与反力特性的配合 Q1：如果吸力特性曲线在反力特性曲线下方，衔铁能否吸合？在整个吸合过程中，吸力都应大于反作用力，即吸力特性曲线高于反力特性曲线，否则衔铁不能吸合。 Q2：如果反力特性曲线远离吸力特性曲线的下方，行不行？为什么？吸力过大，会产生很大的冲击力，使衔铁与铁心柱端面造成严重的机械磨损。此外，过大的冲击力有可能使触点产生弹跳现象，从而导致触点的熔焊或烧损，也就会引起严重的电磨损，降低触点的使用寿命。 Q3：采用什么措施来完成吸力特性和反力特性的适当配合？在实际应用中，可通过调整释放弹簧或触点初压力来改变反力特性，使之与吸力特性有良好的配合。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏单相交流电磁机构短路环作用单相交流电磁机构中短路环的作用电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏触头的接触形式 a-点接触 b-线接触 c-面接触二、触头系统（一）触头的接触形式作用:通过触头的开合控制电路通、断,是电磁式电器的执行元件。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏触头的结构形式 a-点接触桥式触头 b-面接触桥式触头 c-线接触指形触头（二）触头的结构形式电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（三）接触电阻影响电接触工作情况的主要因素是触点的接触电阻。接触电阻大，易使触点发热而温度升高，从而使触点易发生熔焊现象，即影响工作的可靠性又降低了触点的使用寿命。触点的四种工作状态：闭合状态：理想情况是接触电阻为零。断开过程：理想情况是接触电阻瞬时由零变为无穷大。断开状态：理想情况是接触电阻无穷大。闭合过程：理想情况是接触电阻瞬时由无穷大变为零。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（四）影响接触电阻的因素及减小方法接触电阻的影响因素：触点的接触形式接触压力：接触压力越大，接触面积增加，接触电阻减小。触点材料：材料的电阻系数越小，接触电阻越小。一般使用银或铜。触点的表面状况：金属表面的氧化会使接触电阻增大，严重的会使触点间形成绝缘而导致电路不通。此外，触点上的尘垢会影响其导电性。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏按触头控制电路分：主触头，辅助触头。按触头原始状态分：常开触头，常闭触头。触头接触电阻小。（三）触头分类及要求触头分类触头要求触头导电性能好。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏三、电弧的产生和常用的灭弧方法（一）电弧的产生电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。电弧的产生：是在触点由闭合状态过渡到断开状态中产生的。触点刚分离时，触点间的距离很小，触点间的电压即使很低，但由于电场强度E＝U/d很大，因此在触点表面发生强电场发射，产生自由电子并加速运动，在间隙中不断与介质的中性质点产生游离碰撞，使自由电子数量不断增加，介质被击穿，引起弧光放电。弧隙温度剧增，产生热电子发射，大量自由电子产生，电弧持续燃烧。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（二）常用的灭弧方法灭弧的基本方法（1）拉长电弧，从而降低电场强度；（2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度；（3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧；（4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临极电压降。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏常用的灭弧装置（1）双断口电动力吹弧双断口电动力吹弧 1-静触头 2-动触头 3-电弧电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（2）磁吹灭弧磁吹灭弧原理 1-磁吹线圈 2-铁心 3-导磁夹板 4-引弧角 5-灭弧罩 6-磁吹线圈磁场 7-电弧电流磁场 8-动触头电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（3）栅片灭弧栅片灭弧示意图 1-灭弧栅片 2-触头 3-电弧电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏（4）灭弧罩窄缝灭弧灭弧罩窄缝灭弧 1-纵缝 2-介质 3-磁性夹板 4-电弧电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏四、主要技术参数（一）额定电压是指在规定的条件下，能保证电器正常工作的电压值，通常指触点的额定电压值。对于电磁式电器，还规定了电磁线圈的额定工作电压。（二）额定电流是指在额定电压、额定频率和额定工作制下所允许通过的电流。（三）使用类别有关操作条件的规定组合，通常用额定电压和额定电流的倍数及其相应的功率因数或时间常数等来表征电器额定通、断能力的类别。（四）通断能力通常包括接通能力和断开能力，以非正常负载时接通和断开的电流值来衡量。（五）寿命通常包括电寿命和机械寿命。电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏电机与电气控制技术第五章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏 $$

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