接觸器、按鈕開關、熱繼電器的工作原理
(一)接觸器
當電動機的功率較大、起動頻繁以及要求遠距離操作和自動控制時,需要用接觸器來代替手動的開關。接觸器是電力拖動中最主要的控制電器之一。它分為直流和交流兩類,它們均由電磁鐵和觸頭兩個主要部分組成。
接觸器的動觸頭固定在銜鐵上,靜觸頭則固定在殼體上。當吸引線圓未通電時(即在平常的情況下),處於互相分開狀態的觸頭,稱為常開觸頭(又稱動合觸頭);而互相閉合的觸頭,稱為常閉觸頭(又稱動斷觸頭)。接觸器共有三對常開的主觸頭和兩對常開、兩對常閉的輔助觸頭。主觸頭的額定電流較大,用來接通和分斷大電流的電路(如電動機等)。輔助觸頭的額定電流較小,一般為5安培,用來控制小電流的電路。
當吸引線圈通電後,銜鐵被吸合,使各個常開觸頭都閉合,常閉觸頭都分斷,當吸引線圈斷電後,在彈簧的作用下,銜鐵和所有的觸頭都恢復到原來的狀態。接觸器的電路,可分為兩部分,其一是主觸頭,和負載相串聯,屬於主電路;其二是吸引線圈,和開關或輔助觸頭相串聯,屬於控制電路。可見,隨著控制電路的接通和分斷,主電路也相應地動作,從而可頻繁地控制電動機的起動和停止。交流接觸器吸引線圈的額定電壓有36、10、220及380伏四種,其額定電流有5、10、20、40、60、100、150安七級。
20安以上的交流接觸器,通常都裝有滅弧罩,用來迅速熄滅主觸頭分斷時所產生的電弧,以免觸頭燒壞,並使分斷時間縮短。在接觸器帶有負載時,不允許把滅弧罩取下。因為裝上滅弧罩後,三對主觸頭被耐火材料互相隔開,這樣便可避因觸頭分斷時電弧互相連接而造成的短路故障。交流接觸器主要是用來起動異步電動機的,在設計它的觸頭時已考慮到接通起動電流的問題。因此,接觸器的選擇只需根據電動機的額定電流來確定。
(二)按鈕開關
按鈕開關簡稱按鈕,它是電力拖動系統中一種最簡單的發送主令的電器。將按鈕與接觸器的吸引線圈相配合,便可在遠距離來控制電動機。按鈕的型式很多。機上常用的按鈕有LA2、LA18、LA19等型式。LA18型為積木式按鈕,它的基座可以根據需要進行拼接,最多可以組成6對常開和6對常閉觸頭。這種形式的按鈕適用於組合工具機和自動線。
(三)熱繼電器
繼電器是一種傳遞信號的電器,用來接通和分斷控制電路。繼電器的輸入信號可以是電壓、電流等電氣量,也可以是熱、速度、油壓等非電氣量,而輸出則都是觸頭動作。繼電器的電磁系統和觸頭都較小,因此它的動作迅速,反應靈敏。熱繼電器是一種保護電器。它利用電流的熱效應而動作,用來保護電動機,以免電動機因過載而損壞。
發熱元件,它是一段電阻不大的電阻絲或電阻片。雙金屬片,它是由兩種具有不同熱膨脹係數的金屬輾壓而成。發熱元件繞在雙金屬片的外面,二者之間隔有一絕緣層。把兩個熱元件分別串接在電動機的任意兩根端線上,則發熱元件中所通過的電流即為電動機所取用的線電流。當電動機過載時,發熱元件中通過的電流超過了它的額定值,因而發熱量增大,使雙金屬片的溫度升高,由於雙金屬片中右面一片的熱膨脹係數比左面的小,因此雙金屬片向右彎曲,推動絕緣導板,帶動補償片(為了補償環境溫度對動作特性的影響)和推桿,從而頂向常閉動觸頭上的銅片,在銅片的彈性作用下,使常閉動、靜觸頭。因為熱繼電器的常閉觸頭和接觸器的吸引線圈相串聯,所以當熱繼電器動作後,接觸器的主觸頭也隨之分斷,電動機停轉,達到了過載保護的目的。
如欲使熱繼電器重新工作,需待雙金屬片逐漸冷卻而恢復到原狀後,按下復位按鈕,方能使常閉觸頭重新閉合。如需採用自動復位方式,可把復位按鈕壓下,並將螺釘向裡旋進,這樣便能實現自動復位。