低壓電器的作用與基本結(jié)構(gòu)

　　制電器按其工作電壓的高低，以交流1200V、直流1500V為界，可劃分為高壓控制電器和低壓控制電器兩大類。交流1200V及以下、直流1500V及以下的均稱為低壓電器。低壓電器的發(fā)展，取決于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，以及新技術(shù)、新工藝、新材料研究與應(yīng)用。目前正朝著高性能、高可靠性、小型化、數(shù)?；?、模塊化、組合化和零部件通用化的方向發(fā)展。

　　低壓電器能夠依據(jù)操作信號(hào)或外界現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的要求，自動(dòng)或手動(dòng)地改變電路的狀態(tài)、參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或被控對(duì)象的控制、保護(hù)、測(cè)量、指示、調(diào)節(jié)。低壓電器的作用有：

　?。?）控制作用 如電梯的上下移動(dòng)、快慢速自動(dòng)切換與自動(dòng)停層等。

　　（2）保護(hù)作用 能根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備、環(huán)境、以及人身實(shí)行自動(dòng)保護(hù)，如電機(jī)的過(guò)熱保護(hù)、電網(wǎng)的短路保護(hù)、漏電保護(hù)等。

　?。?）測(cè)量作用 利用儀表及與之相適應(yīng)的電器，對(duì)設(shè)備，電網(wǎng)或其它非電參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，如電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度等。

　　（4）調(diào)節(jié)作用 低壓電器可對(duì)一些電量和非電量進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶的要求，如柴油機(jī)油門的調(diào)整、房間溫濕度的調(diào)節(jié)、照度的自動(dòng)調(diào)節(jié)等。

　?。?）指示作用 利用低壓電器的控制、保護(hù)等功能，檢測(cè)出設(shè)備運(yùn)行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣監(jiān)測(cè)、保護(hù)掉牌指示等。

　　（6）轉(zhuǎn)換作用 在用電設(shè)備之間轉(zhuǎn)換或?qū)Φ蛪弘娖?、控制電路分時(shí)投入運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)功能切換，如勵(lì)磁裝置手動(dòng)與自動(dòng)的轉(zhuǎn)換，供電的市電與自備電的切換等．

　　當(dāng)然，低壓電器作用遠(yuǎn)不止這些，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新功能、新設(shè)備會(huì)不斷出現(xiàn)，常用低壓電器的主要種類和用途如表1-1所示。

　　對(duì)低壓配電電器要求是滅弧能力強(qiáng)、分?jǐn)嗄芰?，熱穩(wěn)定性能好、限流準(zhǔn)確等。對(duì)低壓控制電器，則要求其動(dòng)作可靠、操作頻率高、壽命長(zhǎng)并具有一定的負(fù)載能力。

　　低壓電器一般都有兩個(gè)基本部分：一個(gè)是感測(cè)部分，它感測(cè)外界的信號(hào)，作出有規(guī)律的反應(yīng)，在自控電器中，感測(cè)部分大多由電磁機(jī)構(gòu)組成，在受控電器中，感測(cè)部分通常為操作手柄等；另一個(gè)是執(zhí)行部分，如觸點(diǎn)是根據(jù)指令進(jìn)行電路的接通或切斷的。

　　電磁式低壓電器大都有兩個(gè)主要組成部分，即：感測(cè)部分──電磁機(jī)構(gòu)和執(zhí)行部分──觸頭系統(tǒng)。

　　1 ．電磁機(jī)構(gòu)

　　電磁機(jī)構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，從而完成接通或分?jǐn)嚯娐返墓δ堋?/p>

　　電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵 3 個(gè)基本部分組成。

　　常用的電磁機(jī)構(gòu)如圖所示，可分為 3 種形式。

　　2. 直流電磁鐵和交流電磁鐵

　　按吸引線圈所通電流性質(zhì)的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。

　　直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱，線圈做成無(wú)骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成。

　　交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖形，以利于鐵心和線圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。

　　當(dāng)線圈中通以直流電時(shí)，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度不變， 直流電磁鐵的電磁吸力 為恒值。當(dāng)線圈中通以交流電時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為交變量，交流電磁鐵的電磁吸力 F 在 0 （最小值）～ F m （最大值）之間變化，其吸力曲線如下圖所示。在一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，銜鐵吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值小于反力時(shí)，銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個(gè)周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，因而不能正常工作。

　　為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動(dòng)和噪 聲 ，在鐵心的端面開(kāi)一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅制短路環(huán)，如下圖所示。

　　3 ．觸頭系統(tǒng)

　　觸頭是電器的執(zhí)行部分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔谩?/p>

　　觸頭主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：橋式觸頭和指形觸頭，具體如下圖所示。

　　4. 滅弧裝置

　　在大氣中分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，電場(chǎng)的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產(chǎn)生電弧。電弧一經(jīng)產(chǎn)生，就會(huì)產(chǎn)生大量熱能。電弧的存在既燒蝕觸頭金屬表面，降低電器的使用壽命，又延長(zhǎng)了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間，所以必須迅速把電弧熄滅。

　　常用的滅弧方法：

　　電動(dòng)力滅弧

　　磁吹滅弧

　　金屬柵片滅弧