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文檔簡介
1、接觸器是一種自動的電磁式開關(guān),適用于遠距離頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對象是電動機,也可用于控制其他負載。它不僅能實現(xiàn)遠距離自動操作和欠電壓釋放保護功能,而且具有控制容量大、工作可靠、操作頻率高、使用壽命長等優(yōu)點。接觸器按主觸點通過的電流種類,分為交流接觸器和直流接觸器兩種。在機床電氣控制線路中,主要采用的是交流接觸器。一、交流接觸器(一)結(jié)構(gòu)交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。CJl020型交流接觸器的結(jié)構(gòu)如圖525所示。1電磁系統(tǒng)交流接觸器的電磁系統(tǒng)主要由線圈、靜鐵芯和銜鐵(動鐵芯)三部分組成。其作用是利用電磁線圈的通電或斷電,使銜鐵和
2、靜鐵芯吸合或釋放,從而帶動動觸點與靜觸點閉合或分斷,實現(xiàn)接通或斷開電路的目的。CJl0系列交流接觸器的銜鐵運動方式有兩種,對于額定電流為40A及以下的接觸器,采用如圖526a所示的銜鐵直線運動的螺管式;對于額定電流為60A及以上的接觸器,采用如圖526b所示的銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動的拍合式。為了減少工作過程中交變磁場在鐵芯中產(chǎn)生的渦流及磁滯損耗,避免鐵芯過熱,交流接觸器的鐵芯和銜鐵一般用E形硅鋼片疊壓鉚成。盡管如此,鐵芯仍是交流接觸器發(fā)熱的主要部件。為增大鐵芯的散熱面積,避免線圈與鐵芯直接接觸而受熱燒損,交流接觸器的線圈一般做成粗而短的圓筒形,并且繞在絕緣骨架上,使鐵芯與線圈之間有一定間隙。另外,E形鐵
3、芯的中柱端面需留有0.1mm0.2mm的氣隙,以減小剩磁影響,避免線圈斷電后銜鐵粘住不能釋放。a)銜鐵直線運動式;b)銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動排合式交流接觸器在運行過程中,線圈中通入的交流電在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通,因此鐵芯與銜鐵間的吸力也是變化的。這會使銜鐵產(chǎn)生振動,發(fā)出噪聲。為消除這一現(xiàn)象,在交流接觸器鐵芯和銜鐵的兩個不同端部各開一個槽,槽內(nèi)嵌裝一個用銅、康銅或鎳鉻合金材料制成的短路環(huán),又稱減振環(huán)或分磁環(huán),如圖527a所示。鐵芯裝短路環(huán)后,當(dāng)線圈通以交流電時,線圈電流產(chǎn)生磁通1,1一部分穿過短路環(huán),在環(huán)中產(chǎn)生感生電流,進而會產(chǎn)生一個磁通2,由電磁感應(yīng)定律知,1和2的相位不同,即1和2不同時為零,則由1和
4、2產(chǎn)生的電磁吸力Fl和F2不同時為零,如圖527b所示。這就保證了鐵芯與銜鐵在任何時刻都有吸力,銜鐵將始終被吸住,振動和噪聲會顯著減小。圖527 加短路環(huán)后的磁通和電磁吸力圖a)磁通示意圖;b) 電磁吸力圖2觸點系統(tǒng)觸點按接觸情況可分為點接觸式、線接觸式和面接觸式三種,分別如圖528a、b和c所示。按觸點的結(jié)構(gòu)形式劃分,有橋式觸點和指形觸點兩種,如圖529所示。 a)點接觸;b)線接觸;c)面接觸圖529 觸點的結(jié)構(gòu)形式a)雙斷點橋式觸點;b)指形觸點 CJ10系列交流接觸器的
5、觸點一般采用雙斷點橋式觸點。按通斷能力劃分,交流接觸器的觸點分為主觸點和輔助觸點。主觸點用以通斷電流較大的主電路,一般由三對接觸面較大的動合觸點組成。輔助觸點用以通斷電流較小的控制電路,一般由兩對動合觸點和兩對動斷觸點組成。3滅弧裝置交流接觸器在斷開大電流或高電壓電路時,在動、靜觸點之間會產(chǎn)生很強的電弧。電弧的產(chǎn)生,一方面會灼傷觸點,減少觸點的使用壽命;另一方面會使電路切斷時間延長,甚至造成弧光短路或引起火災(zāi)事故。容量在10A以上的接觸器中都裝有滅弧裝置。在交流接觸器中常用的滅弧方法有以下幾種:(1)雙斷口電動力滅弧 雙斷口結(jié)構(gòu)的電動力滅弧裝置如圖532a所示。這種滅弧方法是將整個
6、電弧分割成兩段,同時利用觸點回路本身的電動力F把電弧向兩側(cè)拉長,使電弧熱量在拉長的過程中散發(fā)、冷卻而熄滅。(2)縱縫滅弧 縱縫滅弧裝置如圖530b所示。由耐弧陶土、石棉水泥等材料制成的滅弧罩內(nèi)每相有一個或多個縱縫,縫的下部較寬以便放置觸點;縫的上部較窄,以便壓縮電弧,使電弧與滅弧室壁有很好的接觸。當(dāng)觸點分斷時,電弧被外磁場或電動力吹入縫內(nèi),其熱量傳遞給滅弧室壁,電弧被迅速冷卻熄滅。(3)柵片滅弧 柵片滅弧裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖531所示。金屬柵片由鍍銅或鍍鋅鐵片制成,形狀一般為人字形,柵片插在滅弧罩內(nèi),各片之間相互絕緣。當(dāng)動觸點與靜觸點分斷時,在觸點間產(chǎn)生電弧,電弧電
7、流在其周圍產(chǎn)生磁場。由于金屬柵片的磁阻遠小于空氣的磁阻,因此電弧上部的磁通容易通過金屬柵片而形成閉合磁路,這就造成了電弧周圍空氣中的磁場上疏下密。這一磁場對電弧產(chǎn)生向上的作用力,將電弧拉到柵片間隙中,柵片將電弧分割成若干個串聯(lián)的短電弧。每個柵片成為短電弧的電極,將總電弧壓降分成幾段,柵片間的電弧電壓都低于燃弧電壓,同時柵片將電弧的熱量吸收散發(fā),使電弧迅速冷卻,促使電弧盡快熄滅。圖531 柵片滅弧裝置4輔助部件交流接觸器的輔助部件有反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動機構(gòu)及底座、接線柱等。反作用彈簧的作用是線圈斷電后,推動銜鐵釋放,使各觸點恢復(fù)原狀態(tài)。緩沖彈簧的作用是
8、緩沖銜鐵在吸合時對靜鐵芯和外殼的沖擊力。觸點壓力彈簧作用是增加動、靜觸點間的壓力,從而增大接觸面積,以減小接觸電阻。傳動機構(gòu)的作用是在銜鐵或反作用彈簧的作用下,帶動動觸點實現(xiàn)與靜觸點的接通或分斷。(二)型號(三)工作原理交流接觸器的工作原理如圖525b所示。當(dāng)接觸器的線圈通電后,線圈中流過的電流產(chǎn)生磁場,使鐵芯產(chǎn)生足夠大的吸力,克服反作用彈簧的反作用力,將銜鐵吸合,通過傳動機構(gòu)帶動三對主觸點和動合輔助觸點閉合,動斷輔助觸點斷開。當(dāng)接觸器線圈斷電或電壓顯著下降時,由于電磁吸力消失或過小,銜鐵在反作用彈簧力的作用下復(fù)位,帶動各觸點恢復(fù)到原始狀態(tài)。常用的CJ0、CJ10等系列的交流接觸器在0.851
9、.05倍的額定電壓下,能保證可靠吸合。交流接觸器在電路圖中的符號如圖532所示。圖532 接觸器的符號a)線圈;b)主觸點;c)動合輔助觸點;d)動斷輔助觸點二、直流接觸器其結(jié)構(gòu)及工作原理與交流接觸器基本相同,但也有一些區(qū)別。(一)結(jié)構(gòu)直流接觸器也是由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)和滅弧裝置三部分組成,其結(jié)構(gòu)如圖533所示。1電磁系統(tǒng)直流接觸器的電磁系統(tǒng)由線圈、鐵芯和銜鐵組成。其電磁系統(tǒng)采用銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動的拍合式。由于線圈通過的是直流電,鐵芯中不會因產(chǎn)生渦流和磁滯損耗而發(fā)熱,因此鐵芯可用整塊鑄鋼或鑄鐵制成,鐵芯端面也不需嵌裝短路環(huán)。為保證線圈斷電后銜鐵能可靠釋放,在磁路
10、中常墊有非磁性墊片,以減少剩磁影響。直流接觸器線圈的匝數(shù)比交流接觸器多,電阻值大,銅損大,是接觸器中發(fā)熱的主要部件。為使線圈散熱良好,通常把線圈做成長而薄的圓筒形;且不設(shè)骨架,使線圈與鐵芯間距很小,以借助鐵芯來散發(fā)部分熱量。 &
11、#160; a)外形結(jié)構(gòu);b)觸點接觸過程示意圖圖535 直流接觸器雙繞組線圈接線圖2觸點系統(tǒng)由于主觸點接通和斷開的電流較大,多采用滾動接觸的指形觸點,以延長觸點的使用壽命。其結(jié)構(gòu)如圖534所示,在觸點閉合過程中,動觸點與靜觸點先在A點接觸,然后經(jīng)B點滑動過渡到C點。斷開時作相反方向的運動,這樣就自動清除觸點表面的氧化膜,保證了可靠的接觸。輔助觸點的通斷電流小,多采用雙斷
12、點橋式觸點,可有若干對。 為了減小運行時的線圈功耗及延長吸引線圈的使用壽命,容量較大的直流接觸器線圈往往采用串聯(lián)雙繞組,其接線如圖535所示。接觸器的一個動斷觸點與保持線圈并聯(lián)。在電路剛接通瞬間,保持線圈被動斷觸點短路,可使起動線圈獲得較大的電流和吸力。當(dāng)接觸器動作后,起動線圈和保持線圈串聯(lián)通電,由于電壓不變,所以電流較小,但仍可保持銜鐵被吸合,從而達到省電的目的。3滅弧裝置直流接觸器一般采用磁吹滅弧裝置結(jié)合其他滅弧方法滅弧。磁吹滅弧裝置主要由磁吹線圈、鐵芯、兩塊導(dǎo)磁夾板、滅弧罩和引弧角等部分組成,其結(jié)構(gòu)如圖536所示。磁吹滅弧裝置的工作原理:當(dāng)接觸器的動、靜
13、觸點分斷時,在觸點間產(chǎn)生電弧,短時間內(nèi)電弧通過自身仍維持負載電流繼續(xù)存在,此時該電流便在電弧未熄滅之前形成兩個磁場。一個是該電流在電弧周圍形成的磁場,其方向可用安培定則確定,如圖536所示。另外,在電弧周圍同時還存在一個由該電流流過磁吹線圈在兩導(dǎo)磁夾板間形成的磁場,該磁場經(jīng)過鐵芯,從一塊導(dǎo)磁夾板穿過夾板間的空氣隙進人另一塊導(dǎo)磁夾板,形成閉合磁路。顯然外面一塊導(dǎo)磁夾板上的磁場方向是進入紙面的??梢?,在電弧的上方,導(dǎo)磁夾板間的磁場與電弧周圍的磁場方向相反,磁場強度削弱;在電弧下方兩個磁場方向相同,磁場強度增強。因此,電弧將從磁場強的一邊被拉向弱的一邊;于是電弧向上運動。電弧在向上運動的過程中被迅速拉長并和空氣發(fā)生相對運動,使電弧溫度降低。同時電弧被吹進滅弧罩上部時,電弧的熱量又被傳遞給滅弧罩,進一步降低
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