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低压电器的作用与基本结构

未知 2019-07-11 10:53

  制电器按其工作电压的高低,以交流1200V、直流1500V为界,可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。交流1200V及以下、直流1500V及以下的均称为低压电器。低压电器的发展,取决于国民经济的发展和现代工业自动化发展的需要,以及新技术、新工艺、新材料研究与应用。目前正朝着高性能、高可靠性、小型化、数模化、模块化、组合化和零部件通用化的方向发展。

  低压电器的作用与基本结构

  低压电器的作用:

  低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求,自动或手动地改变电路的状态、参数,实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。低压电器的作用有:

  (1)控制作用 如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。

  (2)保护作用 能根据设备的特点,对设备、环境、以及人身实行自动保护,如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。

  (3)测量作用 利用仪表及与之相适应的电器,对设备,电网或其它非电参数进行测量,如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。

  (4)调节作用 低压电器可对一些电量和非电量进行调整,以满足用户的要求,如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。

  (5)指示作用 利用低压电器的控制、保护等功能,检测出设备运行状况与电气电路工作情况,如绝缘监测、保护掉牌指示等。

  (6)转换作用 在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行,以实现功能切换,如励磁装置手动与自动的转换,供电的市电与自备电的切换等.

  当然,低压电器作用远不止这些,随着科学技术的发展,新功能、新设备会不断出现,常用低压电器的主要种类和用途如表1-1所示。

  低压电器的作用与基本结构

  低压电器的作用与基本结构

  对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好,热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器,则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。

  低压电器的基本结构:

  低压电器一般都有两个基本部分:一个是感测部分,它感测外界的信号,作出有规律的反应,在自控电器中,感测部分大多由电磁机构组成,在受控电器中,感测部分通常为操作手柄等;另一个是执行部分,如触点是根据指令进行电路的接通或切断的。

  电磁式低压电器大都有两个主要组成部分,即:感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。

  1 .电磁机构

  电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量,带动触头动作,从而完成接通或分断电路的功能。

  电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。

  常用的电磁机构如图所示,可分为 3 种形式。

  低压电器的作用与基本结构

  2. 直流电磁铁和交流电磁铁

  按吸引线圈所通电流性质的不同,电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁。

  直流电磁铁由于通入的是直流电,其铁心不发热,只有线圈发热,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。铁心和衔铁由软钢和工程纯铁制成。

  交流电磁铁由于通入的是交流电,铁心中存在磁滞损耗和涡流损耗,线圈和铁心都发热,所以交流电磁铁的吸引线圈有骨架,使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖形,以利于铁心和线圈的散热。铁心用硅钢片叠加而成,以减小涡流。

  当线圈中通以直流电时,气隙磁感应强度不变, 直流电磁铁的电磁吸力 为恒值。当线圈中通以交流电时,磁感应强度为交变量,交流电磁铁的电磁吸力 F 在 0 (最小值)~ F m (最大值)之间变化,其吸力曲线如下图所示。在一个周期内,当电磁吸力的瞬时值大于反力时,衔铁吸合;当电磁吸力的瞬时值小于反力时,衔铁释放。所以电源电压每变化一个周期,电磁铁吸合两次、释放两次,使电磁机构产生剧烈的振动和噪声,因而不能正常工作。

  低压电器的作用与基本结构

  为了消除交流电磁铁产生的振动和噪 声 ,在铁心的端面开一小槽,在槽内嵌入铜制短路环,如下图所示。

  低压电器的作用与基本结构

  3 .触头系统

  触头是电器的执行部分,起接通和分断电路的作用。

  触头主要有两种结构形式:桥式触头和指形触头,具体如下图所示。

  低压电器的作用与基本结构

  4. 灭弧装置

  在大气中分断电路时,电场的存在使触头表面的大量电子溢出从而产生电弧。电弧一经产生,就会产生大量热能。电弧的存在既烧蚀触头金属表面,降低电器的使用寿命,又延长了电路的分断时间,所以必须迅速把电弧熄灭。

  常用的灭弧方法:

  电动力灭弧

  磁吹灭弧

  金属栅片灭弧

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