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电磁式电器在电器自动化控制中使用最多,类型也很多,其工作原理和构造基本相同,大都由电磁机构和触头系统两个主要部分组成

一、电磁机构

电磁是电磁式电器的信号检测部分。它的主要作用是将电磁能量转换成机械能量并带动触头运动,从而完成电路的接通或分断。

电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁几部分组成。

1、常用磁路结构

常用有衔铁沿棱角转动的拍合式铁心(广泛应用于直流电器中)、衔铁沿轴转动的拍合式铁心(多用于触头容量较大的交流电器中)、衔铁直角运动的双E形直动式铁心(多用于交流接触器、继电器中)。

电磁式电器分为直流和交流两大类,都是利用电磁铁的原理制成。通常直流电磁铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成,而交流电磁铁的铁心则用硅钢片叠铆而成。

2、吸引电圈

吸引电圈的作用将电能转换成磁场能量。分为直流线圈和交流线圈。直流电磁铁因为只有线圈发热,一般是薄而瘦长不设骨架,使线圈与铁心直接接触,易于散热。交流电磁铁由于铁心存在磁滞和涡流损耗,线圈和铁心都发热,所以有骨架,使铁心和线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型,有利于散热。

二、电磁吸力与吸力特征

电磁式电器采用交直流电磁铁的基本原理,电磁吸力是影响其可靠工作的一个重要参数。根据计算公式,交直流电磁铁的电磁吸力是随时间变化而变化。另一方面,交直流电磁铁的吸动和释放过程中,由于气隙值是变化的,因此电磁力又随气隙值而变化。通常交流电磁铁的吸力指平均吸力。吸力特性即吸动过程中电磁吸力随衔铁与铁心间气隙变化的关系曲线。不同的电磁机构有不同的吸力特征。

直流电磁铁,其励磁电流的大小与气隙无关,吸力特性曲线比较陡峭;交流电磁铁励磁电流与气隙成正比,吸力体征曲线比较平坦。

三、反力特征与返回系数

反力特征是指吸动过程中反作用力与气隙的关系曲线。吸力特征与反力特征配合得当以使电磁机构正常工作。在衔铁吸合过程中,其吸力特征必须始终处于反力特征上方,即吸力要大于反力;反之衔铁释放时,吸力特征必须于反力特征下方,即反力要大于吸力。返回系数即释放电压(或电流)与吸合电压(电流)的比值。返回系数反应电磁式电器动作灵敏度的一个参数,对电器工作的控制要求,保护特性和可靠性有一定影响。

四、交流电磁机构上短路环的作用

交流电磁机构的电磁吸力是一个两倍电源频率的周期性变量。电磁机构在工作中,衔铁始终受到反作用力弹簧、触头弹簧等反作用力的作用。尽管电磁吸力的平均值大于反作用力,但某些时候总电磁力小于反作用力时衔铁衔铁开始释放,大于时又被吸合。如此周而复始从而使衔铁产生振动发出噪音。为此必须采取有效措施,消除振动和噪声。

具体办法是在铁心端部开一个槽,槽内嵌入称为短路环的铜环,使合成吸力始终大于反作用力,从而消除了振动和噪声。短路环通常包围三分之二的铁心截面,一般用铜、锰白铜或镍铬合金等材料制成。


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2020年07月09日

电器的定义及分类
常用低压电器之一——开关电器

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