電器的基礎知識
?? 任何一種繼電器控制系統均由三部分組成:
?? 輸入部分????? 邏輯部分?????? 輸出部分
(1)?輸入部分:由各類按鈕開關、行程開關、接近開關、轉換開關等主令電器構成。
主令電器——自動控制系統中用于發送控制指令的電器。
(2)?邏輯部分:由各種繼電器及其觸點組成的實現一定邏輯功能的控制線路。
繼電器——一種根據某種輸入信號,接通或斷開控制電路,實現自動控制和保護電力拖動裝置的自動電器。
(3)?輸出部分:由各種電磁閥線圈,接通電動機的各種接觸器和信號指示燈等執行電器構成。
接觸器——是一種用來頻繁地接通或斷開交、直流主電路及大容量控制電路的自動切換電器。是一種依靠電磁力的作用使觸頭閉合或分離來接通和斷開電動機(或其他用電設備)電路的自動電器。
電器的定義、分類及電磁式電器的工作原理
一、?電器的定義和分類
電器——自動或手動接通和斷開電路,能實現對電路或非電對象切換、保護、檢測、變換和調節目的的電氣元件
分類:
???????????????????????? 低壓電器——交流1000V或直流1200V以下
(一)?按工作電壓等級分
???????????????????????? 高壓電器——交流1000V或直流1200V以上
??????????????????????? 手動電器——需人工直接操作才能完成指令任務
(二)按動作原理分
???????????????????????? 自動電器——按照電的或非電的信號自動完成指令任務
(三)按用途分?? 1. 控制電器——用于各種控制電路和控制系統
???????????????? 2. 主令電器——用于自動控制系統中發送控制指令
???????????????? 3. 保護電器——用于保護電路及用電設備
???????????????? 4. 配電電器——用于電能的輸送和分配
???????????????? 5.執行電器——用于完成某種動作或傳動功能
?????????????????????? 電磁式電器——依據電磁感應原理工作
(四)按工作原理分
?????????????????????? 非電量控制電器——靠外力或某種非電物理量的變化而動作
二、電磁式電器——電氣控制線路中使用量最大,類型很多,工作原理和構造基本相同
?????????????????? 感測部分——電磁機構
主要組成部分
?????????????????? 執行部分——觸頭系統
(一)電磁機構
作用:將電磁能量→機械能量→觸頭動作→接通或分斷電路
組成:吸引線圈、鐵心、銜鐵等
1. 常用的磁路結構:(見教材P7 Fig1-1)
2. 吸引線圈:將電能轉換成磁場能量。按通入吸引線圈的電流種類不同,可分為直流線圈和交流線圈
3.鐵心:直流電磁鐵的鐵心——整塊鋼材或工程純鐵制成。在直流情況下,線圈發熱而鐵心不發熱,所以吸引線圈做成高而薄的瘦高型,且沒有骨架,線圈與鐵心直接接觸,易于散熱。
交流電磁鐵的鐵心——硅鋼片疊鉚而成。在交流情況下,鐵心中有磁滯和渦流損耗,線圈和鐵心都發熱,所以,吸引線圈有骨架,與鐵心隔離,并做成矮胖型,有利于鐵心和線圈散熱。
(二)電磁吸引力與特性
在氣隙值δ及外加電壓值一定時:
直流電磁鐵——電磁吸引力為恒定值
交流電磁鐵——電磁吸引力隨時間變化
?????????
????????????????????????????????????? 電磁吸力平均值??
吸力特性——電磁吸力Fat隨銜鐵與鐵心間氣隙δ變化的關系曲線(見教材P8 Fig1-2)
(三)反力特性和返回系數
????? 反力特性——反作用力Fr(由觸頭彈簧、反作用力彈簧產生)與氣隙δ的關系曲線
????? 返回系數——釋放電壓(或電流)與吸合電壓(或電流)的比值,用β表示(反映
????????????????? 電磁式電器靈敏度的參數),β大而靈敏度高。
(四)交流電磁機構中短路環的作用
由交流電磁吸力公式可知:Fat有兩個分量:
1. 恒定分量Fo,其值為最大值的一半
2. 交變分量F ,F =Focos2ωt,其幅值是最大吸力值的一半,并以兩倍電源頻率變化
總的電磁吸力Fat從0~Fatm變化,曲線如教材P9 Fig1-3所示。由圖1-3曲線可見:電磁機構在工作中,銜鐵始終受到反作用彈簧、觸頭彈簧等反作用力Fr作用。盡管電磁吸力的平均值Fo大于Fr,但在某些時候,Fat仍將小于Fr(見圖中斜線部分)。當Fat
引入短路環——消除振動和噪聲。
具體辦法:見教材P9 Fig1-4。
三、電器觸頭系統和電弧
(一)觸頭系統——電器的執行部分,用于通斷電路。
????? 材料:銅質、銀質
????? 結構:橋式、指型? (見教材P10 Fig1-5)
(二)電弧的產生及滅弧(請同學自學教材P10~P11的內容)
產生:觸頭間氣體在強電場作用下的放電現象
滅弧關鍵:采取措施使電弧迅速冷卻,從而熄滅。
開關電器
一、刀開關——結構最簡單,應用最廣泛的手控電器。用于低壓電路不頻繁動作。
文字及符號:教材P13 Fig1-10
二、轉換開關(組合開關)——手控電器。在機床電氣設備中,主要作為電源引入開關;或直接用于控制非頻繁起動和停止的小容量異步電動機。
文字及符號:教材P13 Fig1-12
三、自動開關(自動空氣斷路器)——低壓電路中常用的具有保護環節的斷合電器。
當電路發生嚴重過載、短路以及失壓等故障時,能自動切斷故障電路,保護串接其后的電氣設備;正常情況下,也可用于不頻繁地接通和斷開電路及控制電動機。
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