电工常见的压电器、接触器、继电器等知识解析
按有无触点分(是否有机械触点)
·有触点电器:按照是否存在机械触点来划分,如前面介绍的继电器、接触器这些常用的低压电器都存在机械触点。
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无触点电器:如常见的固态继电器,原理类似于在模拟电子线路中学习到的三极管一样,是通过控制基级和发射级PN节的电流来控制三极管在截至区、放大区、饱和区。只是这里的固态继电器的特点是只有两种确定的状态,要么导通,要么截止,类似开关的机械触点开通或是关闭。
电磁式电器
1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。
组成: 铁芯 衔铁 线圈
原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁芯、衔铁和气 隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。
电磁铁心按励磁电流不同可分为直流电磁铁心和交流电磁铁心直流电磁铁心:在稳定状态下直流电磁铁中磁通恒定,铁心中不产生损耗,只有线圈产生热量。因此,直流电磁铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成的,电磁线圈没有骨架,且做成细长形,以增加它和铁心直接接触的面积,利于线圈热量从铁心散发出去。
交流电磁铁心:交流电磁铁中磁通交变,铁心中有磁滞损耗和涡流损耗,铁心和线圈都产生热量。因此,交流电磁铁和铁心一般用硅钢片叠城,以减少铁损,并且将线圈制成粗短形,由线圈骨架把它和铁心隔开,以免铁心的热量传给线圈致使其过热而烧坏。
线圈 : 压线圈;电流线圈 ;交流电线圈;直流线圈
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。
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,常用绝缘较好的电线绕制。
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
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。为了消除这一弊端在铁心柱面的一部分 ,嵌入一只铜环,名为短路环,如图所示。
单相交流电磁机构电磁吸力特性
单相交流电磁机构中短路环的作用
该短路环相当于变压器副边绕组,在线圈通入交流电时,铁心柱面产生磁通φ1,该磁通穿过
短路环,短路环中产生感应电流也将产生磁通φ2 。短路环相当于纯电感电路,φ2滞后于φ1,两个磁通不同时为零,铁心之间始终有磁力吸引,从而克服了衔铁被释放的趋势,使衔铁在通电过程中总是处于吸合状态,明显减小了震动和噪声。所以短路环又叫减振环,它通常由康铜或镍铬合金制成。
电磁机构的输入输出特性
吸合值:衔铁刚产生吸合动作时加给线圈的最小值(电流,电压)
释放值:衔铁刚产生释放动作时加给线圈的最大值(电流,电压)
吸合值小于释放值(迟滞特性)
为使继电器快速动作,磁路系统采用剩磁很小的软磁材料,也可加非磁性垫片保留气隙,削弱剩磁。
触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。
材料:一般采用铜材料制成;对于小容量电器常用银质材料制成
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
灭弧系统
电弧:开关电器切断电流电路时,触头间电压大于10V,电流超过80mA时 ,
触头间会产生蓝的光柱, 即电弧。
电弧的危害:
延长了切断故障的时间;
高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏;
形成飞弧造成电源短路事故。
电工最常见电路
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
二、接触器
接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。
用途:控制电动机起动、反转、制动和调速等,交流接触器广泛用作电力和负载的开断。