电磁式低压电器课件.ppt

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时间:2020-07-26

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1、第一节概述电器:对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护作用,在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用广泛可编程序控制器(PLC)是计算机技术与继电器、接触器控制技术相结合的产物,其输入、输出与低压电器密切相关。电器元件本身朝着新的领域扩展电器元件性能提高新型电器元件产生机、电、仪一体化电器元件实现电器元件应用范围扩展有些电器元件有其特殊性以继电器、接触器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术必需的基础电器元件的分类:按工作电压等级分类:▪高压电器:AC1000V、DC1200V

2、及以上电路中的电器。▪低压电器:AC1000V、DC1200V以下电路中的电器。按动作原理分类:▪手动电器:通过人的操作发出动作指令的电器。▪自动电器:产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。按用途分类:▪控制电器:用于各种控制电路和控制系统的电器。▪配电电器:用于电能的输送和分配的电器。▪主令电器:用于自动控制系统中发送动作指令的电器。▪保护电器:用于保护电路及用电设备的电器。▪执行电器:用于完成某种动作或传送功能的电器。电磁机构工作原理a)为沿棱角转动的拍合式铁心,主要应用于直流电磁机构。b)为沿轴转动的拍合式铁心,多用于触点容量较大的交流电磁机

3、构。c)为双E形直动式铁心,多用于交流接触器、继电器中。常见的磁路结构交流电磁机构的铁心由硅钢片叠铆而成,有磁滞和涡流损耗,由于铁心和线圈都发热,所以在铁心和线圈之间设有骨架,铁心、线圈整体作成矮胖型,利于各自散热。直流电磁机构的铁心由整块钢材或工程纯铁制成,无磁滞和涡流损耗,线圈发热铁心不发热,所以线圈直接接触铁心并通过铁心散热,铁心、线圈整体作成瘦高型。电磁机构的吸力特性电磁线圈通电后,铁心吸引衔铁的力,称为电磁吸力。电磁吸力的计算公式为式中为空气隙中的磁通,可近似看作与铁心的磁通相等,单位是韦伯(Wb);为空气隙的有效面积,单位是米2(m2)

4、;为电磁吸力,单位是牛顿(N)。直流电磁机构的励磁电流是恒定不变的直流,其磁动势也是恒定不变的。但随着衔铁的吸合,空气隙变小,吸合后空气隙将消失,磁路的磁阻显著减小,因而磁通要增大。由F表达式可知,吸合后的电磁力要比吸合前大得多。交流电磁机构的励磁电流是交变的,它所产生的磁场也是交变的,因此电磁力的大小也是交变的。设空气隙处的磁通为将其代入F表达式中,可得交流电磁机构的电磁吸力为式中为电磁吸力的最大值。交流电磁机构的电磁吸力是脉动的,电磁吸力的瞬时值曲线如左图,其平均值为右图为吸力与空气隙的关系曲线。在交流铁心线圈、变压器及交流电动机中,有一个共同

5、的外加电压公式:由该式可知因此,外加电压一定的条件下,交流磁路中主磁通的最大值基本不变。因此,交流电磁铁在吸合衔铁的过程中,电磁吸力的平均值随空气隙的变化较小。又由于主磁通等于磁动势与磁阻之比,而吸合过程中磁路的磁阻显著减小,可知随着空气隙的减小,磁动势必然减小,所以交流电磁机构吸合后的励磁电流要比吸合前显著减小。也就是说,交流电磁铁吸合前的励磁电流要比吸合后的励磁电流大得多。因此,交流电磁铁在工作时衔铁和铁心之间一定要吸合好,否则,线圈中会因长期通过较大的电流而过热烧毁。其中曲线3为弹簧的反力特性曲线。无论交流或直流电磁机构,当吸力>反力时,电磁

6、机构吸合,否则释放。衡量电磁机构灵敏度的参数是返回系数β,被定义为释放电压(电流)与吸合电压(电流)的比值。返回系数越大,灵敏度越高。*在使用单相交流电源的电磁机构中,由于电磁吸力的瞬时值是脉动的,且有过零点,吸合后会出现震颤和噪声,影响受控电路稳定通电。因此对单相交流电磁机构,可在铁心端面上,取一部分截面嵌入一个闭合的短路环。利用该短路环的感生电流建立的磁场(比原磁场滞后)与原磁场共同作用,克服磁场过零点,才能保持足够的电磁吸力,使电磁机构工作稳定。触头系统与灭弧方法(1)触头系统触头系统由主触头和辅助触头组成。主触头接在控制对象的主回路中(常常

7、串在低压断路器之后)控制其通断,辅助触头一般容量较小,用来切换控制电路。每对触头均由静触头和动触头共同组成,动触头与电磁机构的衔铁相连,当接触器的电磁线圈得电时,衔铁带动动触头动作,使接触器的常开触头闭合,常闭触头断开。触头有点接触、面接触、线接触三种,接触面越大则通电电流越大。触头材料有铜和银,银质触头更好。电接触及灭弧原理为了消除触头在接触时的振动,减小接触电阻,在触头上装有接触弹簧,该弹簧在触头刚闭合时产生较小的压力,闭合后压力增大。(2)电弧的产生与灭弧当一个较大电流的电路突然断电时,如触头间的电压超过一定数值,触头间空气在强电场的作用下会

8、产生电离放电现象,在触头间隙产生大量带电粒子,形成炽热的电子流,被称为电弧。电弧伴随高温、高热和强光,可能造成电路不能正常

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