柵片滅弧方式及相關(guān)低壓電器介紹VIP

1、柵片滅弧方式中，電弧為什么會(huì)在電動(dòng)力的作用下朝滅弧柵運(yùn)動(dòng)呢？滅弧柵是用鋼片作的，它放置在觸頭的上方。當(dāng)觸頭間產(chǎn)生電弧的時(shí)候，由于電弧下方是空氣，上方是滅弧柵，由于鋼的導(dǎo)磁率比空氣大，這樣在同樣的磁場(chǎng)強(qiáng)度H下，電弧上方的磁通密度B應(yīng)該比下方的大阿，因此電弧所受電磁力（F=BIL）的合力方向應(yīng)該向下，這樣電弧因該背離滅弧柵運(yùn)動(dòng)才對(duì)啊。那位前輩高人能指點(diǎn)一下不？答1：鋼片在這里的作用是分割電弧，不是利用其磁導(dǎo)的。電弧向內(nèi)運(yùn)動(dòng)是利用磁吹原理，仔細(xì)觀察一下接觸器的通流部分，結(jié)合左右手定則，相信你 一定能分析出來(lái)答2：可以把滅弧柵想像成一整塊軟鐵，電弧是流過(guò)恒穩(wěn)電流的導(dǎo)線，這樣不影響分析。應(yīng)用右手螺旋定則

2、，導(dǎo)線產(chǎn)生同心圓磁場(chǎng)，磁力線穿過(guò)軟鐵塊，軟鐵塊被磁化，磁化軟鐵塊的NS極記住，由于鐵被磁化，其產(chǎn)生磁場(chǎng)有獨(dú)立性，即使導(dǎo)線移出也不變，在此磁場(chǎng)作用下，導(dǎo)線的受力方向，應(yīng)用左手定則，有難度的只是想像軟鐵NS極之間的磁力線，受力方向指向軟鐵。  實(shí)際的滅弧柵，時(shí)變的電弧不影響分析結(jié)果。答3：交流接觸器的柵片滅弧原理是由于觸點(diǎn)上方的鋼片柵片磁阻很小 ，電弧上部磁通大都進(jìn)入柵片 ，使電弧周?chē)諝庵械拇艌?chǎng)分布形式上疏下密 ，將電弧拉入滅弧柵。電弧被柵片分割多若干短弧。常用自動(dòng)控制電器圖5.6 接觸器控制電路的工作原理當(dāng)按鈕撳下時(shí)，線圈通電，靜鐵心被磁化，并把動(dòng)鐵心（銜鐵）吸上，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸

3、使觸頭閉合，從而接通電路。當(dāng)放開(kāi)按鈕時(shí)，過(guò)程與上述相反，使電路斷開(kāi)。根據(jù)主觸頭所接回路的電流種類(lèi)，接觸器分為交流和直流兩種。（1）交流接觸器.觸頭觸頭是接觸器的執(zhí)行部分。主要任務(wù)：完成接觸器接通或斷開(kāi)電路的任務(wù)。對(duì)觸頭的要求：接通時(shí)導(dǎo)電性能良好、接觸電阻??；閉合時(shí)不跳動(dòng)（不振動(dòng)）；閉合時(shí)噪音??；閉合時(shí)不過(guò)熱；斷開(kāi)時(shí)能可靠地消除規(guī)定容量下的電弧。實(shí)現(xiàn)方法：觸頭接觸時(shí)導(dǎo)電性能好、接觸電阻小觸頭常用銅、銀及其合金制成；工作于大電流回路的接觸器，其觸頭常采用滾動(dòng)接觸的形式，如圖5.7 所示。圖5.7 觸頭滾動(dòng)接觸的位置開(kāi)始接通時(shí)，動(dòng)觸頭在A 點(diǎn)6.7(a)接觸，最后滾動(dòng)到B 點(diǎn)圖5.7(b)，B 點(diǎn)位

4、于觸頭根部，是觸頭長(zhǎng)期工作接觸區(qū)域。斷開(kāi)時(shí)觸頭先從B 點(diǎn)向上滾動(dòng)，最后從A 點(diǎn)處斷開(kāi)。這樣斷開(kāi)和接通點(diǎn)均在A 點(diǎn)，保證B 點(diǎn)工作良好。同時(shí)，觸頭滾動(dòng)的結(jié)果，還可去除表面的氧化膜。觸頭閉合時(shí)不跳動(dòng)適當(dāng)調(diào)整觸頭壓力。觸頭閉合時(shí)噪音小使銜鐵與鐵心的接觸面平滑，在交流接觸器的鐵心中還要加短路環(huán)（見(jiàn)“鐵心”部分）觸頭閉合時(shí)不過(guò)熱必須把工作電流限制在額定值內(nèi)。觸頭的分類(lèi)：輔助觸頭的構(gòu)造與主觸頭不大一樣，如圖5.8 所示。圖5.8 輔助觸頭的結(jié)構(gòu)橫桿上焊有兩個(gè)動(dòng)觸頭，當(dāng)橫桿壓下時(shí)，動(dòng)觸頭與靜觸頭閉合，接通電路。彈簧是為了使動(dòng)、靜觸頭保持良好的接觸。.滅弧裝置當(dāng)觸頭在大電流回路中斷開(kāi)時(shí)，在動(dòng)、靜觸頭間產(chǎn)生強(qiáng)烈

5、電弧，會(huì)燒壞觸頭，并使切斷時(shí)間拉長(zhǎng)，為使接觸器可靠工作，必須使電弧迅速熄滅，故要采用滅弧裝置。滅弧的方法有以下幾種：I利用觸頭回路本身電動(dòng)力的簡(jiǎn)單滅弧法。如圖5.9（a）所示，電弧受到電動(dòng)力F 的作用而拉長(zhǎng)，且電弧在移動(dòng)的過(guò)程中迅速冷卻，從而使電弧熄滅。II. 多斷口滅弧法。圖5.9(b)所示就是雙斷口即橋式觸頭的滅弧結(jié)構(gòu)，它將整個(gè)電弧分成兩段，并利用了上述電動(dòng)力吹弧，因而效果較好。圖5.9 利用電動(dòng)力滅弧還有常在觸頭上加個(gè)滅弧罩，此罩是用石棉水泥或陶瓷材料作成的，用來(lái)隔弧，防止電弧在極間飛躍而造成短路。使用時(shí)請(qǐng)注意，不要將滅弧罩取下。III磁吹滅弧。磁吹滅弧裝置如圖5.10 所示。在觸頭回路

6、（主電路）中串接吹弧線圈（較粗的幾匝導(dǎo)線，其間穿以鐵心增加導(dǎo)磁性），通電流后產(chǎn)生較大的磁通。觸頭分開(kāi)的瞬間所產(chǎn)生的電弧就是載流體，它在磁通的作用下產(chǎn)生電磁力F，把電弧拉長(zhǎng)與冷卻而滅弧。電弧電流越大，吹弧的能力也越大。磁吹滅弧法在直流接觸器中得到廣泛應(yīng)用。圖5.10 吹弧線圈IV縱縫滅弧。圖5.11 所示是這類(lèi)滅弧裝置中的一種，滅弧罩內(nèi)只有一個(gè)縱縫，縫的下部寬以便它放觸頭，縫的上部窄以便電弧壓縮并和滅弧室壁有很好的接觸，當(dāng)觸頭斷開(kāi)時(shí)，電弧被外界磁場(chǎng)或電動(dòng)力橫吹而穿入縫內(nèi)，將電弧的熱量傳遞給室壁而迅速冷卻，去游離的效應(yīng)大增，電弧熄滅。圖5.11 縱（窄）縫減弧裝置V柵片滅弧。滅弧柵如圖5.12 所

7、示，在滅弧罩內(nèi)觸頭的上方裝有一些導(dǎo)磁性能良好的滅弧柵片1（鐵片表面鍍銅），當(dāng)觸頭斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生電弧2，電?。娏鳎┐磐D向磁導(dǎo)率高的鐵片偏移而產(chǎn)生作用力F ，電弧穿入柵片被柵片分成許多短弧，每個(gè)柵片就成為短電弧的電極，一方面使每個(gè)柵片間的電弧電壓不足以達(dá)到燃弧電壓，另一方面，柵片將電弧的熱量傳出而使電弧迅速冷卻，促使電弧熄滅。滅弧柵廣泛地應(yīng)用在交流接觸器中。圖5.12 減弧柵熄弧裝置實(shí)際上，這些滅弧裝置往往是綜合應(yīng)用的，如磁吹和縱縫組合，滅弧柵和縱縫組合等。. 鐵心（磁路）為了減少渦流損耗，交流接觸器的鐵心都用硅鋼片疊鉚而成，并在鐵心的端面上裝有分磁環(huán)（短路環(huán)）。在線圈中通有交變電流時(shí)，在鐵心中

8、產(chǎn)生的磁通是與電流同頻率變化的，當(dāng)電流頻率為50Hz 時(shí)，磁通每秒有100 次經(jīng)過(guò)零點(diǎn)。當(dāng)磁通經(jīng)零時(shí)，它所產(chǎn)生的吸力也為零，動(dòng)鐵心（銜鐵）有離開(kāi)趨勢(shì)，但未及離開(kāi)，磁通又很快上升，動(dòng)鐵心又被吸回，結(jié)果造成振動(dòng)，產(chǎn)生噪音。短路環(huán)能讓鐵心間通過(guò)兩個(gè)在時(shí)間上不同相的磁通，使總磁通不會(huì)經(jīng)過(guò)零點(diǎn)，減小噪音。短路環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖5.13 所示。圖5.13 短路環(huán)的結(jié)構(gòu)圖6.14 鐵心吸力的變化短路環(huán)將鐵心端部分為兩部分，鐵心A 面不被短路環(huán)所包，通過(guò)這部分的磁通產(chǎn)生吸力，短路環(huán)所包的鐵心B 面在短路環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，這電流所產(chǎn)生的磁通將企圖阻止B 面中磁通的變化，致使穿過(guò)B 面的實(shí)際磁通滯后于一個(gè)角度，它

9、所產(chǎn)生的吸力也將滯后于，使總的合力F 不經(jīng)過(guò)零點(diǎn)，從而消除了振動(dòng)和噪音。. 線圈交流接觸器的吸引線圈（工作線圈）一般做成有架式。形狀較扁，以避免與鐵心直接接觸，改善線圈的散熱情況。交流線圈的匝數(shù)較少，純電阻大，因此，在接通電路的瞬間，由于鐵心氣隙大，電抗小，電流可達(dá)到15 倍的工作電流，所以，交流接觸器不適宜于極頻率啟動(dòng)、停止的工作制。而且要特別注意，千萬(wàn)不要把交流接觸器的線圈接在直流電源上，否則將因電阻小而流過(guò)很大的電流使線圈燒壞。目前常用的交流接觸器型號(hào)有CJ10、CJ12、CJ12B、CJ20、CJX1 等系列。例如，CJ10-40A，其主觸頭的額定工作電流為40A，可以控制額定電壓為3

10、80V、額定功率為20KW 的三相異步電動(dòng)機(jī)，它的結(jié)構(gòu)圖如圖5.14 所示。這種交流接觸器為開(kāi)啟式，動(dòng)作機(jī)構(gòu)皆為直動(dòng)式，有動(dòng)合主觸頭三個(gè)，動(dòng)合、動(dòng)斷輔助觸頭各兩個(gè)，觸頭為雙斷點(diǎn)式，接觸部分為純銀塊，外殼采用塑料壓制成。有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)械壽命長(zhǎng)、成本低、使用和維修方便、允許操作頻率高（1200 次/h 或600 次/h）、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。適用于長(zhǎng)期及間斷長(zhǎng)期工作制，也適用于短時(shí)和重復(fù)短時(shí)工作制，用于后者時(shí)額定電流可以適當(dāng)選小一些。圖5.14 交流接觸器結(jié)構(gòu)圖(2) 直流接觸器直流接觸器主要用以控制直接電路（主電路、控制電路和勵(lì)磁電路等）。它的組成部分和工作原理同交流接觸器一樣。目前常用的C

11、ZO 系列的直流接觸器原理結(jié)構(gòu)圖如圖5.15 所示。直流接觸器常用磁吹和縱縫滅弧裝置來(lái)滅弧。直流接觸器的鐵心與交流接觸器不同，它沒(méi)有渦流的存在，因此一般用軟鋼或工程純鐵制成圓形。由于直流接觸器的吸引線圈通以直流，所以，沒(méi)有沖擊的啟動(dòng)電流。也不會(huì)產(chǎn)生鐵心猛烈撞擊現(xiàn)象，因而它的壽命長(zhǎng)，適用于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的場(chǎng)合。交、直流接觸器的選用可根據(jù)線路的工作電壓和電流查電器產(chǎn)品目錄。圖5.15 直流接觸器的原理結(jié)構(gòu)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)圖中，接觸器用圖5.16 所示的圖形符號(hào)表示。其中，包括吸引線圈1，動(dòng)合主觸頭2，動(dòng)斷主觸頭3，動(dòng)合輔助觸頭4，動(dòng)斷輔助觸頭5。接觸器的文字符號(hào)用KM 表示。圖5.16 接觸器的圖形

12、符號(hào)接觸器雖已將電動(dòng)機(jī)的控制由手動(dòng)變?yōu)樽詣?dòng)，但還不能滿(mǎn)足復(fù)雜生產(chǎn)工藝過(guò)程自動(dòng)化的要求，如對(duì)大型龍門(mén)刨床的工作，不僅要求工作臺(tái)能自動(dòng)地前講和后退，而且要求前進(jìn)和后退的速度不同，能自動(dòng)地減速和加速，這些要求，必須要有整套自動(dòng)控制設(shè)備才能滿(mǎn)足，而繼電器就是這種控制設(shè)備中的主要元件。2. 繼電器繼電器實(shí)質(zhì)上是一種傳遞信號(hào)的電器，它可根據(jù)輸入的信號(hào)達(dá)到不同的控制目的。繼電器的種類(lèi)很多。由于電磁式繼電器具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、壽命長(zhǎng)等一系列的優(yōu)點(diǎn)，故在機(jī)床電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用得最為廣泛，約有90%以上的繼電器是電磁式的。繼電器一般用來(lái)接通和斷開(kāi)控制電路，故電流容量、觸頭、體積都很小，只有當(dāng)電動(dòng)機(jī)的

13、功率很小時(shí)，才可用某些中間繼電器來(lái)直接接通和斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的主電路。電磁式繼電器有直流和交流之分，它們的主要結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器基本相同，它們各自又可分為電流、電壓、中間、時(shí)間繼電器等，而且同一型號(hào)（如直流繼電器JT3）中可有這幾種繼電器。(1) 電流繼電器電流繼電器是根據(jù)電流信號(hào)而動(dòng)作的，有兩種形式。電流繼電器的特點(diǎn)是匝數(shù)少、線徑較粗、能通過(guò)較大電流。電流繼電器的表示符號(hào)如圖5.17 所示。（a） 欠電流繼電器 （b）過(guò)電流繼電器圖5.17 電流繼電器符號(hào)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，用得較多的電流繼電器有JL14，JL15，JT3，JT9，JT10 等型號(hào)。選擇電流繼電器時(shí)主要根據(jù)電路的電流種類(lèi)和額定電

14、流大小來(lái)選擇。(2) 電壓繼電器電壓繼電器是根據(jù)電壓信號(hào)動(dòng)作的，也有兩種形式。欠電壓繼電器當(dāng)被測(cè)電壓小于繼電器設(shè)定電壓時(shí)，觸頭不動(dòng)作過(guò)電壓繼電器當(dāng)被測(cè)電壓大于繼電器設(shè)定電壓時(shí)，觸頭不動(dòng)作電流繼電器的特點(diǎn)是匝數(shù)少、線徑較粗、能通過(guò)較大電流。電壓繼電器的表示符號(hào)如圖5.18 所示。(a) 欠電壓繼電器 (b) 過(guò)電壓繼電器圖5.18 電壓繼電器在機(jī)床電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中常用的電壓繼電器有JT3，JT4 型。選擇電壓繼電器時(shí)根據(jù)線路電壓的種類(lèi)和大小來(lái)選擇。(3) 中間繼電器中間繼電器本質(zhì)上是電壓繼電器，但還具有觸頭多（多至六對(duì)或更多）、觸頭能承受的電流較大（額定電流5A10A）、動(dòng)作靈敏（動(dòng)作時(shí)間小于0.

15、05s）等特點(diǎn)。它的用途有兩個(gè)：第一，用作中間傳遞信號(hào)，當(dāng)接觸器線圈的額定電流超過(guò)電壓或電流繼電器觸頭所允許通過(guò)的電流時(shí)，可用中間繼電器作為中間放大器再來(lái)控制接觸器；第二，用作同時(shí)控制多條線路。在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中常用的中間繼電器除了JT3，JT4 型外，目前用得最多的要算是JZ7 型和JZ8 型中間繼電器。在可編程序控制器和儀器儀表中還用到各種小型繼電器。中間繼電器表示符號(hào)和實(shí)物如圖5.19 所示。圖5.19 中間繼電器選用中間繼電器時(shí)，主要根據(jù)是控制線路所需觸頭的多少和電源電壓等級(jí)。(4) 熱繼電器熱繼電器是根據(jù)控制對(duì)象的溫度變化來(lái)控制電流流通的繼電器，即是利用電流的熱效應(yīng)而動(dòng)作的電器。它

16、主要用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，是不允許超過(guò)額定溫升的，否則會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的壽命。熔斷器和過(guò)電流繼電器只能保護(hù)電動(dòng)機(jī)不超過(guò)允許最大電流，不能反映電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱狀況。電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載是允許的，但長(zhǎng)期過(guò)載時(shí)電動(dòng)機(jī)就要發(fā)熱，因此，必須采用熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。圖5.20 所示是熱繼電器的原理結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，通過(guò)發(fā)熱元件1 的電流使雙金屬片2 向左膨脹，2 推動(dòng)3，3 帶動(dòng)4向左使4 脫開(kāi)5，5 在11 的拉動(dòng)下繞支點(diǎn)A 向順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，從而使動(dòng)斷觸頭6 與7 斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)得到保護(hù)。圖5.20 JR14-20/2 型熱繼電器原理結(jié)構(gòu)示意圖熱繼電器表示符號(hào)和實(shí)物如圖5.21 所示。圖5.21 熱繼電器目前常用的熱繼電器有JR14、JR15、JR16 等系列。使用熱電器時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。a為了正確地反映電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，在選擇熱繼電器時(shí)應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臒嵩?，熱元件的額定電流