1、电磁机构
1.组成:电磁机构一般由铁芯、衔铁及线圈等几部分组成。按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构;按电磁机构的形状分有E形和U形两种;按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类。
如图1-1所示。图1-1(a)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯,图1-1(b)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯,图1-1(c)为衔铁直线运动的双E形直动式铁芯。
图1-1 常用的电磁机构
交流电磁机构和直流电磁机构的铁芯(衔铁)有所不同,直流电磁机构的铁芯为整体结构,以增加磁导率和增强散热;交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成,目的是减少在铁芯中产生的涡流,使铁芯发热。此外交流电磁机构的铁芯有短路环,以防止电流过零时(滞后90°)电磁吸力不足使衔铁振动。
2.原理:当线圈中有工作电流通过时,通电线圈产生磁场,于是电磁吸力克服弹簧的反作用力使得衔铁与铁芯闭合,由连接机构带动相应的触头动作。
3.作用:将电磁机构中线圈中的电流转换成电磁力,带动触头动作,完成通断电路的控制作用,将电磁能转换成机械能。
2、触头系统:触头是用来接通或断开电路的,其结构形式有很多种。
1.按其接触形式分:按其接触形式分为点接触、线接触和面接触3种。
如图1-2所示。图1-2(a)为点接触的桥式触头,图1-2(b)为面接触的桥式触头,图1-2(c)为线接触的指形触头。点接触允许通过的电流较小,面接触和线接触允许通过的电流较大。
图1-2 常见的触头结构
2.按控制的电路分:按控制的电路分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路,允许通过较大的电流。辅助触头用于接通或断开控制电路,只允许通过较小的电流。
3.按原始状态分:按原始状态分为常开触头和常闭触头。当线圈不带电时,动、静触头是分开的称为常开触头;当线圈不带电时,动、静触头是闭合的称为常闭触头。
3、灭弧系统
1.电弧的产生:电弧产生高温并有强光,可将触头烧损,并使电路的切断时间延长,严重时可引起事故或火灾。
2.电弧的分类:电弧分直流电弧和交流电弧,交流电弧有自然过零点,故其电弧较易熄灭。
3.灭弧的方法:
(1)机械灭弧:通过机械将电弧迅速拉长,用于开关电路。
(2)磁吹灭弧:在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下,电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内,电弧被冷却熄灭。
(3)窄缝灭弧:在电弧形成的磁场、电场力的作用下,将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中,使其分成数段并迅速熄灭,如图1-3所示,该方式主要用于交流接触器中。
(4)栅片灭弧:当触头分开时,产生的电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段,彼此绝缘的金属片相当电极,因而就有许多阴阳极压降,对交流电弧来说,在电弧过零时使电弧无法维持而熄灭,如图1-4所示,交流电器常用栅片灭弧。
图1-3 窄缝灭弧室的断面 图1-4 金属栅片灭弧示意图
1一灭弧栅片 2一触头 3一电弧