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電磁式電器在電器自動化控制中使用最多,類型也很多,其工作原理和構造基本相同,大都由電磁機構和觸頭系統兩個主要部分組成

一、電磁機構

電磁是電磁式電器的信號檢測部分。它的主要作用是將電磁能量轉換成機械能量并帶動觸頭運動,從而完成電路的接通或分斷。

電磁機構由吸引線圈、鐵心、銜鐵幾部分組成。

1、常用磁路結構

常用有銜鐵沿棱角轉動的拍合式鐵心(廣泛應用于直流電器中)、銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心(多用于觸頭容量較大的交流電器中)、銜鐵直角運動的雙E形直動式鐵心(多用于交流接觸器、繼電器中)。

電磁式電器分為直流和交流兩大類,都是利用電磁鐵的原理制成。通常直流電磁鐵的鐵心是用整塊鋼材或工程純鐵制成,而交流電磁鐵的鐵心則用硅鋼片疊鉚而成。

2、吸引電圈

吸引電圈的作用將電能轉換成磁場能量。分為直流線圈和交流線圈。直流電磁鐵因為只有線圈發熱,一般是薄而瘦長不設骨架,使線圈與鐵心直接接觸,易于散熱。交流電磁鐵由于鐵心存在磁滯和渦流損耗,線圈和鐵心都發熱,所以有骨架,使鐵心和線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型,有利于散熱。

二、電磁吸力與吸力特征

電磁式電器采用交直流電磁鐵的基本原理,電磁吸力是影響其可靠工作的一個重要參數。根據計算公式,交直流電磁鐵的電磁吸力是隨時間變化而變化。另一方面,交直流電磁鐵的吸動和釋放過程中,由于氣隙值是變化的,因此電磁力又隨氣隙值而變化。通常交流電磁鐵的吸力指平均吸力。吸力特性即吸動過程中電磁吸力隨銜鐵與鐵心間氣隙變化的關系曲線。不同的電磁機構有不同的吸力特征。

直流電磁鐵,其勵磁電流的大小與氣隙無關,吸力特性曲線比較陡峭;交流電磁鐵勵磁電流與氣隙成正比,吸力體征曲線比較平坦。

三、反力特征與返回系數

反力特征是指吸動過程中反作用力與氣隙的關系曲線。吸力特征與反力特征配合得當以使電磁機構正常工作。在銜鐵吸合過程中,其吸力特征必須始終處于反力特征上方,即吸力要大于反力;反之銜鐵釋放時,吸力特征必須于反力特征下方,即反力要大于吸力。返回系數即釋放電壓(或電流)與吸合電壓(電流)的比值。返回系數反應電磁式電器動作靈敏度的一個參數,對電器工作的控制要求,保護特性和可靠性有一定影響。

四、交流電磁機構上短路環的作用

交流電磁機構的電磁吸力是一個兩倍電源頻率的周期性變量。電磁機構在工作中,銜鐵始終受到反作用力彈簧、觸頭彈簧等反作用力的作用。盡管電磁吸力的平均值大于反作用力,但某些時候總電磁力小于反作用力時銜鐵銜鐵開始釋放,大于時又被吸合。如此周而復始從而使銜鐵產生振動發出噪音。為此必須采取有效措施,消除振動和噪聲。

具體辦法是在鐵心端部開一個槽,槽內嵌入稱為短路環的銅環,使合成吸力始終大于反作用力,從而消除了振動和噪聲。短路環通常包圍三分之二的鐵心截面,一般用銅、錳白銅或鎳鉻合金等材料制成。


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2020年07月09日

電器的定義及分類
常用低壓電器之一——開關電器

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