低壓電器的作用與基本結構

　　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(lèi)。交流1200V及以下、直流1500V及以下的均稱(chēng)為低壓電器。低壓電器的發(fā)展，取決于國民經(jīng)濟的發(fā)展和現代工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，以及新技術(shù)、新工藝、新材料研究與應用。目前正朝著(zhù)高性能、高可靠性、小型化、數?；?、模塊化、組合化和零部件通用化的方向發(fā)展。

　　低壓電器的作用：

　　低壓電器能夠依據操作信號或外界現場(chǎng)信號的要求，自動(dòng)或手動(dòng)地改變電路的狀態(tài)、參數，實(shí)現對電路或被控對象的控制、保護、測量、指示、調節。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。

　?。?）保護作用 能根據設備的特點(diǎn)，對設備、環(huán)境、以及人身實(shí)行自動(dòng)保護，如電機的過(guò)熱保護、電網(wǎng)的短路保護、漏電保護等。

　?。?）測量作用 利用儀表及與之相適應的電器，對設備，電網(wǎng)或其它非電參數進(jìn)行測量，如電流、電壓、功率、轉速、溫度、濕度等。

　?。?）調節作用 低壓電器可對一些電量和非電量進(jìn)行調整，以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，如柴油機油門(mén)的調整、房間溫濕度的調節、照度的自動(dòng)調節等。

　?。?）指示作用 利用低壓電器的控制、保護等功能，檢測出設備運行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣監測、保護掉牌指示等。

　?。?）轉換作用 在用電設備之間轉換或對低壓電器、控制電路分時(shí)投入運行，以實(shí)現功能切換，如勵磁裝置手動(dòng)與自動(dòng)的轉換，供電的市電與自備電的切換等．

　　當然，低壓電器作用遠不止這些，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新功能、新設備會(huì )不斷出現，常用低壓電器的主要種類(lèi)和用途如表1-1所示。

　　對低壓配電電器要求是滅弧能力強、分斷能力好，熱穩定性能好、限流準確等。對低壓控制電器，則要求其動(dòng)作可靠、操作頻率高、壽命長(cháng)并具有一定的負載能力。

　　低壓電器的基本結構：

　　低壓電器一般都有兩個(gè)基本部分：一個(gè)是感測部分，它感測外界的信號，作出有規律的反應，在自控電器中，感測部分大多由電磁機構組成，在受控電器中，感測部分通常為操作手柄等；另一個(gè)是執行部分，如觸點(diǎn)是根據指令進(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：感測部分──電磁機構和執行部分──觸頭系統。

　　1 ．電磁機構

　　電磁機構的主要作用是將電磁能量轉換成機械能量，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，從而完成接通或分斷電路的功能。

　　電磁機構由吸引線(xiàn)圈、鐵心和銜鐵 3 個(gè)基本部分組成。

　　常用的電磁機構如圖所示，可分為 3 種形式。

　　2. 直流電磁鐵和交流電磁鐵

　　按吸引線(xiàn)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(xiàn)圈發(fā)熱，因此線(xiàn)圈與鐵心接觸以利散熱，線(xiàn)圈做成無(wú)骨架、高而薄的瘦高型，以改善線(xiàn)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(xiàn)圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線(xiàn)圈有骨架，使鐵心與線(xiàn)圈隔離并將線(xiàn)圈制成短而厚的矮胖形，以利于鐵心和線(xiàn)圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。

　　當線(xiàn)圈中通以直流電時(shí)，氣隙磁感應強度不變， 直流電磁鐵的電磁吸力 為恒值。當線(xiàn)圈中通以交流電時(shí)，磁感應強度為交變量，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(xiàn)如下圖所示。在一個(gè)周期內，當電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，銜鐵吸合；當電磁吸力的瞬時(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，使電磁機構產(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，在槽內嵌入銅制短路環(huán)，如下圖所示。

　　3 ．觸頭系統

　　觸頭是電器的執行部分，起接通和分斷電路的作用。

　　觸頭主要有兩種結構形式：橋式觸頭和指形觸頭，具體如下圖所示。

　　4. 滅弧裝置

　　在大氣中分斷電路時(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(cháng)了電路的分斷時(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