电力拖动教案(3)

电力拖动一体化教学教案 2）、E形铁心的中柱端面留有0．1~ 0．2mm的气隙，其作用主要是减少剩磁的 影响，避免线圈断电后衔铁粘住不能释放。 3）、短路环： 也称减振环或分磁环。其主要作用是，保证减少由铁心与衔铁在任何时刻都有吸力，衔铁始终被吸住，以尽可能地减少由衔铁的振动而发出的噪声（其原理是，当线圈通以交流电流时，线圈电流I1产生磁通Φ1 ，磁通Φ1的一部分穿过短路环，在短路环中产生感应电流I2 ，而由I2又会产生一个磁通Φ2 ，由电磁感应定律可知，Φ1和Φ2的相位不同，既Φ1和Φ2不能同时为零，则由Φ1和Φ2产生的电磁吸力F1和F2不同时为零，因此，铁心与衔铁在任何时刻都有吸力，如图1—2—2所示）。 （2）、触头系统： 如图1—2—3所示。交流接触器的触头按接触情况可分为点接触式（a图）、线接触式（b图）和面接触（c图）式三 种。 （b） （a） 如图1—2—4所示。按触头的结构形式可分为桥式触头图1—2—2 加短路环后的磁通和电磁吸力图 （a图）和指形触头（b图）两 （a）磁通示意图 （b）电磁吸力图 种。 CJ10系列交流接触器的触头一般采用双断点桥式触头（动 触头用银基合金制成的触头块 （b） （a） （c） 并镶在触头桥的两端。静触头一般用黄铜板冲压而成，然后，一 图1—2—3 触头的三种接触形式 端镶焊触头块，另一端为接线座）。 另外，在触头上装有压力弹簧以减小接触电阻并消除开始 接触时产生的有害振动。 （a） （b） 按触头的通断能力划分，可图1—2—4触头的结构形式 分为主触头和辅助触头。 主触头用以通断电流较大的主电路，通常由三对接触面较大的常开触头组成。 辅助触头用以通断电流较小的控制电路，一般由两对常开和两对常闭触头组成（两种触头在改变工作状态时，先后有个时间差）。 （3）、灭弧装置： 交流接触器在短开大电流或高电压电路时，在动、静触头之间会产生很强的电 第7页

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授 课 内 容 备 注 电力拖动一体化教学教案 弧（电弧是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象）。电弧的产生一方面 会灼伤触头减少触头使用寿命；另一方面会使电路切断时间延长，甚至会造成弧光短路或引起火灾事故（希望电弧尽快熄灭）。 实验证明：触头开和过程中的电压越高、电流越大、弧区温度越高，电弧就强。 低压电器中常采用的灭弧措施有： ①拉长电弧 、②冷却电弧 、③将电弧分段。 在交流接触器中常采用以下几种方法进行灭弧： 1）、双断口电动力灭弧： 如图1—2—5所示。这种灭弧方法是将整个电弧分割成两段，同时利用触头回路本身的电动力F把电弧向两侧拉长，使电弧热量再拉长的过程中散发、冷却而熄灭。容量较小的交流接触器，多采用这种方法，如CJ10—10型等。 2）、纵缝灭弧： 如图1—2—6所示。由耐弧陶土、石棉水泥等材料制成的灭弧罩内每相有一个或多个纵缝，缝的下部较宽以便放置触头；缝的上部较窄，以便压缩电弧，使电弧与灭弧室壁有很好的接触。 当触头分段时，电弧被外磁场或电动 图1—2—5 双断口电动力灭 力吹入缝内，其热量传递给室壁，电弧被迅速熄灭。CJ10系列交流接触器额定电流在20A及以上的，均采用这种方法。 4）、栅片灭弧： 其结构及工作原理如图1—2—6所示。栅片插在灭弧罩内，各片之间相互绝缘。当动触头与静触头分断时，在触头间产生电弧，电弧电流在其周围产生磁场。由于金属栅片的磁阻远小于空气的磁阻，因此电弧上部的磁通容易通过金属栅片而形成闭合磁路，这就造成了电弧周围空气中的磁场上疏下密。这一磁场对电 图1—2—6 纵缝灭弧 图1—2—6 栅片灭弧装置 弧产生向上的作用力，将电弧拉到栅片间隙中，栅片将电弧分割成若干个串联的短电弧。每个栅片成为短电弧的电极，将总电弧压降分成几段，栅片间的电弧电压都低于燃弧电压，同时栅片将电弧的热量吸收散发，使电弧迅速冷却，促使电弧尽快熄灭。容量较大的交流接触器多采用这种方法灭弧，如CJ10—40型交流接触器。 （4）、辅助部件： 交流接触器的辅助不见有反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及低座、接线柱等。 第8页 授课教案

授 课 内 容 备 注 电力拖动一体化教学教案 1）、反作用弹簧： 安装在动铁心于线圈之间，其作用是线圈断电后，推动线圈释放，使各触 头恢复原状。 2）、缓冲弹簧：安装在静铁心于线圈之间，其作用是缓冲衔铁在吸合时对 静铁心和外壳的冲击力，以保护外壳。 3）、触头压力弹簧： 安装在动触头上面，其作用是增加动、静触头之间的压力，从而增大接触 面积，以减小接触电阻，防止触头过热灼热。 4）、传动机构： 重、难点： 其作用是在衔铁或反作用弹簧的作用下，带动动触头实现与静触头的接触见教案内容或分断。 3、交流接触器的工作原理： ★★ 中 ★ 。 当接触器的线圈通电后，线圈中流过的电流产生磁场，使铁心产生足够大的吸力，克服反作用弹簧的反作用力，将衔铁吸合，通过传动机构带动三对主触头和辅助常开触头闭合，辅助常闭触头断开。当接触器线圈断电或电压显著下降时，由于电磁吸力消失或过小，衔铁在反作用弹簧力的作用力复位，带动各触头恢复到原始状态。 常用的CJ0、CJ10等系列的交流接触器在0．85 ~ 1．05倍的额定电压下，能够保证可靠的吸合。如果电压过高，则线圈电流会显著的增大。但是，如果电压过低，则电磁吸力不足，衔铁吸合不上，则造成线圈电流会达到额定电流的十几倍，因此，电压过高或过低都会造成线圈因过热而烧毁。 交流接触器在电路图中的符号如图1—2—6所示。 （a） （b） （c） （d） （e） 图1—2—7 接触器的符号 （a）线圈 （b）主触头（c）辅助常开触头 （d）辅助常闭触头（e）复合辅助触头 4、交流接触器的选用： (1)选择接触器主触头的额定电压： 应大于或等于控制线路的额定电压。 (2)选择接触器主触头的额定电流： 1）、接触器控制电阻性负载时，主触头的额定电流应等于负载的额定电流。 2）、控制电动机时，主触头的额定电流应大于或略大于电动机的额定电流。或按下列经验公式计算（仅用于CJ0、CJ0系列）： PN?103IC = KUN式中 IC—接触器主触头电流（A）； K—经验系数，通常取1 ~ 1．4； 第9页

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授 课 内 容 备 注 电力拖动一体化教学教案 PN—被控制电动机的额定的额定功率（kW）； UN—被控制电动机的额定的额定电压（V）。 注意：接触器如果使用在频繁启动、制动及正反转的情况下，则应将接 触器主触头的额定电流降低一个等级使用。 （3）、选择接触器吸引线圈电压： 1）、若控制电路简单，使用电器较少时，可选用380V或220V的电压（其 目的是节省变压器）。 2）、若控制电路复杂，使用电器超过5个及以上时，吸引线圈电压可选用 110V或36V电压的线圈（其目的是保障人身和设备的安全）。 （4）、选择接触器的触头数量及类型。 接触器的触头数量、类型应满足控制线路的要求 5、交流接触器的安装与使用。 （1）安装前的检查 <1>.检查电压，电流，操作频率是否符合实际使用要求。 <2>.检查接触器的外观，应无机械的损伤；用手推动接触器的可动部分 时应动作灵活，无卡阻现象；灭弧罩应完整无损，固定牢固。 <3>.将铁心极面上的防锈油脂或粘在极面上的铁垢用煤油檫净。以免多 次使用后衔铁被粘住，造成断电后不能释放。 <4>.测量接触器的线圈电阻和绝缘电阻。 （2）、交流接触器的安装 <1>.交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5°，若有散 热孔，应将孔的一面放在垂直方向上，并按规定留有适当的飞弧空间。 <2>.安装和接线时，注意不要将零件失落或掉入接触器内部。固定螺钉， 应装有平垫圈和弹簧垫圈。 <3>、安装完毕，在检查接线正确无误后，在主触头不带电的情况下操 作几次，然后测量产品的动作值，所测数值应符合产品的规定要求。 （3）、日常维护： 〈1〉、对接触器应定期检查，如螺钉是否松动、可动部分是否灵活等。 〈2〉、触头要定期清扫，保持清洁，但绝不允许涂油。 重、难点： 〈3〉、拆装时，不得损坏灭弧罩。 见教案内容〈4〉、带有灭弧罩的交流接触器绝不允许不带灭弧罩或带破损的灭弧罩运中 ★ 。 行，以免发生电弧短路故障。 ★ 6、交流接触器的常见故障及处理方法 （1）、触头的故障及维修： <1>.触头过热： 由于动、静触头间存在着接触电阻，有电流通过时便会发热，正常情况下触头的温升不会超过允许值。但当动、静触头间的接触电阻过大或通过的电流过大时，触头发热严重，使触头温度超过允许值，造成触头特性变坏，甚至产生触头熔焊。 导致触头过热的主要原因有： 1）、通过动、静触头间的电流过大； 2）、动、静触头间的接触电阻过大，其主要原因是： 第10页

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电力拖动一体化教学教案 授 课 内 容 1、触头的压力不足； ○ 其主要原因是触头压力弹簧受到机械损伤或电弧高温的影响而使弹性减低（或失去弹性）。 修理方法：调整压力弹簧的压力，若经过调整后压力仍达不到标准要求，则应更换新触头。 2、触头表面接触不良： ○其主要原因是： a 、油污及灰尘在触头表面形成一层电阻层。 b、 铜质表面氧化。 c、触头表面被电弧灼伤、烧毛，使触头表面的接触面积减少。 修理方法： a 、触头表面的油污，可用煤油或四氯化碳清洗。 b、铜质触头表面的氧化层，可用小刀轻轻刮去（对银或银基合金触头则可不作处理，因为不影响触头的接触电阻）。 c、对电弧灼伤的触头应用刮刀或细锉修整。 注意： 1、对于大、中电流的表面不要求修整的过分光滑（因过分光滑会使接触面积减小，接触面积反而减小）。 2、不得刮削或锉削太严重，更不允许用纱布或砂轮修磨。 <2>、触头磨损 触头在使用过程中，其厚度会越用越薄，这就是触头磨损。通常有两种： 1）、电磨损： 其原因主要由于触头间的电弧或电火花的高温使触头金属气化所造成。 2）、机械磨损等 其原因主要由于触头闭合时的撞击及触头接触面的相对滑动磨擦等所致。一般当触头磨损至超过原有厚度的1／2时，则应更换新触头。 <3>、触头熔焊： 动静触头接触面熔化后焊在一起不能分断的现象，称为触头熔焊。当触头闭合时，由于撞击和产生振动，在动、静触头间的小间隙中产生短电弧（其温度可达3000~6000oC）所导致。 其原因主要由于： 1）、接触器的容量选择不当（负载电流超过触头容量）； 2）、触头压力弹簧损坏，使触头压力过小； 3）、线路过载，使触头闭合时流过的电流过大。 实验证明：当触头流过的电流大于其额定电流10倍以上时，将使触头熔焊。 修理方法： 1、如因触头容量不够，则应选用容量较大的接触器。 ○2、触头熔焊后需更换新的接触器。 ○ （2）、触头的调整： <1>、接触器触头初压力、终压力的测定及调整： 1）、触头初压力： 备 注 第11页

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