電磁機構中,交變磁通穿過短路環所包圍的截麵S2,在環中產生渦流。由電磁感應定律知道,此渦流產生磁通Φ2,它在相位上落後於截麵S1中的磁通Φ1。由Φ1與Φ2分別產生吸力f1和f2,共同作用在銜鐵上的合力f1+f2隻要始終超過反力,則可防止銜鐵的振動產生,保證觸點可靠吸合,接通控製電路,從而提高電器的機械壽命。
二、交、直流接觸器的特點
接觸器按其主觸頭所控製主電路電流的種類,可分為交流接觸器和直流接觸器。
(一)交流接觸器
交流接觸器線圈通以交流電,主觸頭接通、分斷交流主電路。
當交變磁通穿過鐵芯時,將產生渦流和磁滯損耗,使鐵芯發熱。為減少鐵損,鐵芯用矽鋼片衝壓而成。為便於散熱,線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上。為防止交變磁通使銜鐵產生強烈振動和噪聲,交流接觸器鐵芯端麵上都安裝一個銅製的短路環。
交流接觸器的滅弧裝置通常采用滅弧罩和滅弧柵。
(二)直流接觸器
直流接觸器線圈通以直流電流,主觸頭接通、切斷直流主電路。
直流接觸器鐵芯中不產生渦流和磁滯損耗,所以不發熱。鐵芯可用整塊鋼製成。為散熱良好,通常將線圈繞製成長而薄的圓筒狀。
250A以上的直流接觸器采用串聯雙繞組線圈。
直流接觸器滅弧較難,一般采用滅弧能力較強的磁吹滅弧裝置。
三、接觸器的主要技術參數及其選擇
(一)接觸器的型號表示法及其代表意義
例如:CJ12-250/3為CJ12 係列交流接觸器,額定電流250A,三個主觸點;CZ0-100/20為CZ0 係列直流接觸器,額定電流100A,兩個常開主觸點。
CJ10、CJ12新係列產品所有受衝擊的部件均采用了緩衝裝置;合理地減小觸點開距和行程;運動係統布置合理,結構緊湊,結構聯結不用螺釘,維修方便。CJ20可供遠距離接通及分斷電路用,並適宜於頻繁地啟動及控製交流電機。
直流接觸器常用的有CZ1、CZ3等係列和新產品CZ0係列。
(二)接觸器的主要技術參數
1.額定電壓
接觸器銘牌上的額定電壓是指主觸點上的額定電壓。其電壓等級有:
直流接觸器:110V、220V、440V、600V。
交流接觸器:220V、380V、500V等。
負載若是380V的三相交流電動機,則應選用380V的交流接觸器。
2.額定電流
接觸器銘牌上的額定電流是指主觸點的額定電流。其電流等級有:
直流接觸器:25A、40A、60A、100A、150A、200A、250A、400A、600A等。
交流接觸器:10A、15A、25A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A等。
所謂主觸點的額定電流是指接觸器安裝在敞開式的控製屏上,在間斷-長期工作製下,觸點不超過額定溫升時流過的允許電流值。這裏的“間斷-長期工作製”,是指接觸器連續通電時間不超過8h。若超過8h,則必須空載開閉觸點三次以上,以便消除觸點表麵上的氧化層。如果上述條件改變,就要相應地修正其電流值,具體如下:
① 當接觸器安裝在箱櫃內,由於冷卻通風條件變差,要降低電流10%~20%使用。
② 當接觸器工作在長期工作製,安裝是敞開式的,電流降低20%~25%使用;安裝在箱櫃內,則電流降低25%~35%使用。
③ 當接觸器工作在重複短期工作製,而且通電持續率不超過40%,在敞開式安裝時,電流允許提高10%~15%使用;在箱櫃內安裝時,則允許電流提高5%~10%使用。
由於具體情況不同,可以適當的酌情處理。
3.線圈額定電壓
接觸器電磁機構的吸引線圈的額定電壓等級有:
直流線圈:24V、48V、220V、440V。
交流線圈:36V、127V、220V、380V等。
一般交流負載選用交流接觸器,直流負載選用直流接觸器。但交流負載頻繁動作時可選用直流吸引線圈的接觸器。
4.操作頻率
接觸器的操作頻率就是每小時接通次數。交流吸引線圈在通電瞬間產生很大電流,如接通次數太多將引起線圈過熱。一般來說,交流接觸器操作頻率最高為600次/h,直流接觸器操作頻率最高為1200次/h。
(三)接觸器的選擇步驟
(1)根據負載性質確定工作任務類別並確定接觸器產品係列。控製交流負載應選用交流接觸器,控製直流負載則選用直流接觸器,接觸器的使用類別應與負載性質相一致。
(2)根據負載額定功率及工作方式確定接觸器的容量等級和規格。
(3)根據負載電流確定接觸器的額定電流並根據安裝及其它外界條件加以修正。
(4)根據負載額定電壓確定接觸器的額定電壓。
(5)選定吸引線圈的額定電壓。吸引線圈的額定電壓應與控製回路電壓相一致,接觸器在線圈額定電壓85%及以上時應能可靠地吸合。
(6)根據負載情況複核操作頻率應在額定範圍之內。
第三節繼電器
一、概述
(一)繼電器的作用
繼電器是一種根據外界特定形式的輸入信號而動作的自動控製電器。繼電器主要用於控製與保護電路中作信號轉換用。它具有輸入電路(又稱感應元件)和輸出電路(又稱執行元件),當感應元件中的輸入量(如電流、電壓、溫度、壓力等)變化到某一定值時繼電器動作,執行元件便接通或斷開控製回路。
控製繼電器種類繁多,常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、計數、頻率繼電器等。
電壓、電流繼電器和中間繼電器屬於電磁式繼電器,其結構、工作原理與接觸器相似,由電磁係統、觸頭係統和釋放彈簧等組成。繼電器與接觸器不同,由於繼電器用於控製電路,流過觸頭的電流小,故不需要滅弧裝置。繼電器主要用於反應控製信號,其觸點通常接在控製電路中,實現特定控製、檢測和保護作用。
(二)繼電器的分類
繼電器的種類很多,分類的方法也很多,常用的分類方法有:
(1)按輸入量的物理性質分為:電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、時間繼電器、溫度繼電器等。
(2)按動作原理分為:電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器、電子式繼電器等。
(3)按動作時間分為:快速繼電器、延時繼電器、一般繼電器。
(4)按執行環節作用原理分為:有觸點繼電器、無觸點繼電器。
(5)按用途分為:電氣控製係統繼電器、電力配電係統繼電器、自動化通信係統繼電器。
(三)繼電器的輸入-輸出特性
繼電器的主要特性為其輸入-輸出特性。這一矩形曲線統稱為繼電特性曲線。
1.繼電器的吸合過程
當繼電器的輸入量x1由零增大時,在增至x2以前,繼電器不吸合;即其常開觸點不閉合,繼電器的輸出量y為零。當輸入量增加到x2時,繼電器立即吸合,其常開觸點閉合;通過閉合的常開觸點,輸出量為y1,若x再增加,則y值保持不變。
我們把x2稱作繼電器的吸合值。欲使繼電器吸合,輸入量必須大於此值。
2.繼電器的釋放過程
在繼電器處於吸合狀態下,當輸入量x減小到x1(x1