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。交流1200V及以下、直流1500V及以下的均稱為低壓電器。低壓電器的發展，取決於國民經濟的發展和現代工業自動化發展的需要，以及新技術、新工藝、新材料研究與應用。目前正朝著高性能、高可靠性、小型化、數模化、模塊化、組合化和零部件通用化的方向發展。

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　　低壓電器能夠依據操作信號或外界現場信號的要求，自動或手動地改變電路的狀態、參數，實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：

　　（1）控制作用 如電梯的上下移動、快慢速自動切換與自動停層等。

　　（2）保護作用 能根據設備的特點，對設備、環境、以及人身實行自動保護，如電機的過熱保護、電網的短路保護、漏電保護等。

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

　　（4）調節作用 低壓電器可對一些電量和非電量進行調整，以滿足用戶的要求，如柴油機油門的調整、房間溫溼度的調節、照度的自動調節等。

　　（5）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。

　　（6）轉換作用 在用電設備之間轉換或對低壓電器、控制電路分時投入運行，以實現功能切換，如勵磁裝置手動與自動的轉換，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，隨著科學技術的發展，新功能、新設備會不斷出現，常用低壓電器的主要種類和用途如表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，則要求其動作可靠、操作頻率高、壽命長並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基本部分：一個是感測部分，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；另一個是執行部分，如觸點是根據指令進行電路的接通或切斷的。

　　電磁式低壓電器大都有兩個主要組成部分，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，帶動觸頭動作，從而完成接通或分斷電路的功能。

　　電磁機構由吸引線圈、鐵心和銜鐵 3 個基本部分組成。

　　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

　　按吸引線圈所通電流性質的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。

　　直流電磁鐵由於通入的是直流電，其鐵心不發熱，只有線圈發熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱，線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵製成。

　　交流電磁鐵由於通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵心都發熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵心與線圈隔離並將線圈製成短而厚的矮胖形，以利於鐵心和線圈的散熱。鐵心用矽鋼片疊加而成，以減小渦流。

　　當線圈中通以直流電時，氣隙磁感應強度不變， 直流電磁鐵的電磁吸力 為恆值。當線圈中通以交流電時，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，其吸力曲線如下圖所示。在一個周期內，當電磁吸力的瞬時值大於反力時，銜鐵吸合；當電磁吸力的瞬時值小於反力時，銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機構產生劇烈的振動和噪聲，因而不能正常工作。

　　

　　為了消除交流電磁鐵產生的振動和噪 聲 ，在鐵心的端面開一小槽，在槽內嵌入銅製短路環，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，電場的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產生電弧。電弧一經產生，就會產生大量熱能。電弧的存在既燒蝕觸頭金屬表面，降低電器的使用壽命，又延長了電路的分斷時間，所以必須迅速把電弧熄滅。

　　常用的滅弧方法：

　　電動力滅弧

　　磁吹滅弧

　　金屬柵片滅弧