常用低压电器选型知识讲解

械能。
• 电磁机构输入的电信号：电压、电流
• 1．电磁机构的结构形式 • 电磁机构组成：线圈、铁心(亦称静铁心)和衔
铁(亦称动铁心)
1）E形电磁铁：多用于交流电磁系统。
• 2）螺管式电磁铁：多用作索引电磁机构和自动开
关的操作电磁机构，少数过电流继电器也采用。
• 3）拍合式电 • 1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作 • 2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作
• ◆电磁式电器由感测和执行两部分组成。
• 感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号，
使执行部分动作，实现控制的目的。
• 执行部分：触点系统。
二、电磁机构
• 电磁机构：通过电磁感应原理将电能转化成机
IN ∝ 1
Rm
Rm
(1-2)
则有 :
• 吸力F与气隙 成反比，所以特性为二次曲线形状：
• 结论：a直流电压线圈在衔铁闭合前后吸力变化很大；
•
b直流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后不变化。
▲交流电压线圈的吸力特性 交流电压线圈的阻抗主要决定与线圈的电抗，电阻 可以忽略：
当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常 数时：F为常数
超过80～100mA，在拉开的两个触点之间将出现强 烈的火花，实质是气体放点的现象，通常称之为 “电弧”。
撞击电离 热电子发射 热电离 形成电弧
• 2）电弧的危害 • a烧灼触点，降低电器的寿命和电器工作的可靠性。 • b使触点的分断时间延长，严重的会产生事故。
• 2、灭弧装置 • 灭弧措施：降低电弧温度和电场强度。 • 常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和电弧
也用于交流继电器。
• 2．电磁机构的线圈
• 线圈分类：电流线圈
• 电压线圈
• 1）电流线圈：串接在主电路，
• 特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数少,内阻小。
• 讨论：a 衔铁动作与否取决于线圈中电流的大小。
•
b 衔铁动作不改变线圈电流。
• 2）电压线圈：并联在电路 • 特点：细铜线绕制，匝数多，阻抗大，电流小，
• 例如：低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关
等。
• 2）低压控制电器 • 低压控制电器主要用于电力传动控制系统。能
分断过载电流，但不能分断短路电流。（通断 能力、操作频率、电气和机械寿命等）
• 例如：接触器、继电器、控制器及主令电器等。
• 2．按操作方式 • 1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关 • 2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器
第二节 接 触 器
• 接触器: 频繁地接通或切断电动机或其它负载主
电路的一种电磁式控制电器。
• 特点：频繁操作和远距离控制。
• 接触器按主触点通过的电流种类可分为：交流接
触器、直流接触器。
• 结论：a交流电压线圈在衔铁闭合前后吸力几乎不
变化（如考虑漏磁通，随 的减少略有增加）。
• b交流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后随气隙
的减小而减小。
• 综上：a衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。
• b 直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。
• C交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。
•
• eg: U型： 6～7倍
常用低压电器选型
• 任务：按给定的指令，依照自动控制系统的
规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。
一、低压电器的分类
• 1．按使用的系统 • 1）低压配电电器 • 低压配电电器主要用于低压供电系统。当电路出
现故障（过载、短路、欠压、失压、断相、漏电 等）起保护作用，断开故障电路。（动动稳定性、 热稳定性）
• 4．反力特性与吸力特性的配合 • F吸 略大于F反 • 电磁铁正常工作时衔铁在吸合的过程中，吸力必须大于
反力，但也不能太大否则影响电器的机械寿命
• 5．短路环 • 1）单相交流电磁机构存在的问题 • 磁通是交变：衔铁产生强烈的振动和噪音，易使电器结
构松散、寿命降低，同时使触头接触不良，易于熔焊与 烧毁。
（a）点接触 （b）线接触 (c) 面接触
• 3、电接触（接触电阻） • 电接触：动、静触点完全接触并有工作电流通
过。
• 触点的接触过程：
（a）最终拉开 （b）刚接触位
位置
置
（c）最终闭 合位置
四、电弧的产生和灭弧装置
• 1．电弧的产生及危害 • 1）电弧的产生 • 触点由闭合到断开时，当电压超过10～20V和电流
常用绝缘较好的电线绕制。
• 讨论：衔铁动作与否取决于线圈的电压大小。 • 从结构上看，线圈大抵可分为有骨架和无骨架两
种。
• ▲交流电磁铁的线圈：有骨架式，线圈形状做成
矮胖型（考虑到铁心中有磁滞损耗和涡流损耗， 为便于散热之故）。
• ▲直流电磁机构的线圈：无骨架式，线圈形状做
成瘦高型
• 2.电磁特性 • 电磁吸力的近似计算公式：
• 2）短路环的作用 • 短路环：磁通分相的作用，使合成后的吸力在任一时刻
都大于反力，消除振动和噪声。
• 短路环的示意图：
三、触点系统
1、触点（执行元件）作用：分断和接通电路的 作用。
• 2、触点接触形式：点接触、线接触和面接触。 • 点接触：小电流的触点 • 线接触：中等容量的触点 • 面接触：大容量的触点
分段
• 常用的灭弧装置： • 1）磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中） • 磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电
流愈大，吹弧能力也越强。
• 2）灭弧栅 （常用作交流灭弧装置） • 3）灭弧罩 （用于交流和直流灭弧。） • 采用一个用陶土和石棉水泥做的雨高温的灭弧罩，
用以降温和隔弧。
• 4）多断点灭弧
•
E型： 10～15倍
• 说明：衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流
电压线圈可能烧毁。
• 对于可靠性要求高，或频繁动作的控制系统采用
直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。
• 2）反力特性 • 反力特性：指电磁机构转动部分的静阻力与气隙的
关系曲线
• 电磁机构的反力：作用弹簧、摩擦阻力和衔铁的重
量。
• 电磁机构的反力特性如图所示：
F 1 B2S 1 2
20
20 S
（1-1）
式中： 成正比。
当Ｓ为常数时，Ｆ与Ｂ２
• 1) 吸力特性 • 吸力特性：电磁吸力与气隙的关系曲线。 • 说明：吸力特性与线圈励磁电流种类、线圈连接
方式有关。
• ▲直流电压线圈的吸力特性 • 电流为常数(与磁路的气隙大小无关，取决于线圈
的电阻)，根据磁路定律