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电器的基础知识

高工
2014-06-12 10:36:53    评分

电器的基础知识
任何一种继电器控制系统均由三部分组成:

输入部分 逻辑部分 输出部分

(1)输入部分:由各类按钮开关、行程开关、接近开关、转换开关等主令电器构成。
主令电器——自动控制系统中用于发送控制指令的电器。
(2)逻辑部分:由各种继电器及其触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路。
继电器——一种根据某种输入信号,接通或断开控制电路,实现自动控制和保护电力拖动装置的自动电器。
(3)输出部分:由各种电磁阀线圈,接通电动机的各种接触器和信号指示灯等执行电器构成。
接触器——是一种用来频繁地接通或断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。是一种依靠电磁力的作用使触头闭合或分离来接通和断开电动机(或其他用电设备)电路的自动电器。

电器的定义、分类及电磁式电器的工作原理
一、电器的定义和分类
电器——自动或手动接通和断开电路,能实现对电路或非电对象切换、保护、检测、变换和调节目的的电气元件
分类:
低压电器——交流1000V或直流1200V以下
(一)按工作电压等级分
高压电器——交流1000V或直流1200V以上
手动电器——需人工直接操作才能完成指令任务
(二)按动作原理分
自动电器——按照电的或非电的信号自动完成指令任务
(三)按用途分 1. 控制电器——用于各种控制电路和控制系统
2. 主令电器——用于自动控制系统中发送控制指令
3. 保护电器——用于保护电路及用电设备
4. 配电电器——用于电能的输送和分配
5.执行电器——用于完成某种动作或传动功能
电磁式电器——依据电磁感应原理工作
(四)按工作原理分
非电量控制电器——靠外力或某种非电物理量的变化而动作
二、电磁式电器——电气控制线路中使用量最大,类型很多,工作原理和构造基本相同
感测部分——电磁机构
主要组成部分
执行部分——触头系统
(一)电磁机构
作用:将电磁能量→机械能量→触头动作→接通或分断电路
组成:吸引线圈、铁心、衔铁等
1. 常用的磁路结构:(见教材P7 Fig1-1)
2. 吸引线圈:将电能转换成磁场能量。按通入吸引线圈的电流种类不同,可分为直流线圈和交流线圈
3.铁心:直流电磁铁的铁心——整块钢材或工程纯铁制成。在直流情况下,线圈发热而铁心不发热,所以吸引线圈做成高而薄的瘦高型,且没有骨架,线圈与铁心直接接触,易于散热。
交流电磁铁的铁心——硅钢片叠铆而成。在交流情况下,铁心中有磁滞和涡流损耗,线圈和铁心都发热,所以,吸引线圈有骨架,与铁心隔离,并做成矮胖型,有利于铁心和线圈散热。
(二)电磁吸引力与特性
在气隙值δ及外加电压值一定时:
直流电磁铁——电磁吸引力为恒定值
交流电磁铁——电磁吸引力随时间变化

电磁吸力平均值
吸力特性——电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线(见教材P8 Fig1-2)
(三)反力特性和返回系数
反力特性——反作用力Fr(由触头弹簧、反作用力弹簧产生)与气隙δ的关系曲线
返回系数——释放电压(或电流)与吸合电压(或电流)的比值,用β表示(反映
电磁式电器灵敏度的参数),β大而灵敏度高。

(四)交流电磁机构中短路环的作用
由交流电磁吸力公式可知:Fat有两个分量:
1. 恒定分量Fo,其值为最大值的一半
2. 交变分量F ,F =Focos2ωt,其幅值是最大吸力值的一半,并以两倍电源频率变化
总的电磁吸力Fat从0~Fatm变化,曲线如教材P9 Fig1-3所示。由图1-3曲线可见:电磁机构在工作中,衔铁始终受到反作用弹簧、触头弹簧等反作用力Fr作用。尽管电磁吸力的平均值Fo大于Fr,但在某些时候,Fat仍将小于Fr(见图中斜线部分)。当FatFr时,衔铁开始释放;当Fat>Fr时,衔铁又被吸合,周而复始,使衔铁发生振动,发出噪声。
引入短路环——消除振动和噪声。
具体办法:见教材P9 Fig1-4。
三、电器触头系统和电弧
(一)触头系统——电器的执行部分,用于通断电路。
材料:铜质、银质
结构:桥式、指型 (见教材P10 Fig1-5)
(二)电弧的产生及灭弧(请同学自学教材P10~P11的内容)
产生:触头间气体在强电场作用下的放电现象
灭弧关键:采取措施使电弧迅速冷却,从而熄灭。
开关电器
一、刀开关——结构最简单,应用最广泛的手控电器。用于低压电路不频繁动作。
文字及符号:教材P13 Fig1-10
二、转换开关(组合开关)——手控电器。在机床电气设备中,主要作为电源引入开关;或直接用于控制非频繁起动和停止的小容量异步电动机。
文字及符号:教材P13 Fig1-12
三、自动开关(自动空气断路器)——低压电路中常用的具有保护环节的断合电器。
当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时,能自动切断故障电路,保护串接其后的电气设备;正常情况下,也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机。




关键词: 电器    

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