電器的基礎(chǔ)知識

電器的定義、分類及電磁式電器的工作原理
一、?電器的定義和分類
電器——自動或手動接通和斷開電路，能實(shí)現(xiàn)對電路或非電對象切換、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)目的的電氣元件
分類：
???????????????????????? 低壓電器——交流1000V或直流1200V以下
（一）?按工作電壓等級分
???????????????????????? 高壓電器——交流1000V或直流1200V以上
??????????????????????? 手動電器——需人工直接操作才能完成指令任務(wù)
（二）按動作原理分
???????????????????????? 自動電器——按照電的或非電的信號自動完成指令任務(wù)
（三）按用途分?? 1. 控制電器——用于各種控制電路和控制系統(tǒng)
???????????????? 2. 主令電器——用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令
???????????????? 3. 保護(hù)電器——用于保護(hù)電路及用電設(shè)備
???????????????? 4. 配電電器——用于電能的輸送和分配
???????????????? 5.執(zhí)行電器——用于完成某種動作或傳動功能
?????????????????????? 電磁式電器——依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作
（四）按工作原理分
?????????????????????? 非電量控制電器——靠外力或某種非電物理量的變化而動作
二、電磁式電器——電氣控制線路中使用量最大，類型很多，工作原理和構(gòu)造基本相同
?????????????????? 感測部分——電磁機(jī)構(gòu)
主要組成部分
?????????????????? 執(zhí)行部分——觸頭系統(tǒng)
（一）電磁機(jī)構(gòu)
作用：將電磁能量→機(jī)械能量→觸頭動作→接通或分?jǐn)嚯娐?br>組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵等
1. 常用的磁路結(jié)構(gòu)：（見教材P7 Fig1-1）
2. 吸引線圈：將電能轉(zhuǎn)換成磁場能量。按通入吸引線圈的電流種類不同，可分為直流線圈和交流線圈
3.鐵心：直流電磁鐵的鐵心——整塊鋼材或工程純鐵制成。在直流情況下，線圈發(fā)熱而鐵心不發(fā)熱，所以吸引線圈做成高而薄的瘦高型，且沒有骨架，線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。
交流電磁鐵的鐵心——硅鋼片疊鉚而成。在交流情況下，鐵心中有磁滯和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以，吸引線圈有骨架，與鐵心隔離，并做成矮胖型，有利于鐵心和線圈散熱。
（二）電磁吸引力與特性
在氣隙值δ及外加電壓值一定時(shí)：
直流電磁鐵——電磁吸引力為恒定值
交流電磁鐵——電磁吸引力隨時(shí)間變化
?????????
????????????????????????????????????? 電磁吸力平均值??
吸力特性——電磁吸力Fat隨銜鐵與鐵心間氣隙δ變化的關(guān)系曲線（見教材P8 Fig1-2）
（三）反力特性和返回系數(shù)
????? 反力特性——反作用力Fr（由觸頭彈簧、反作用力彈簧產(chǎn)生）與氣隙δ的關(guān)系曲線
????? 返回系數(shù)——釋放電壓（或電流）與吸合電壓（或電流）的比值，用β表示（反映
????????????????? 電磁式電器靈敏度的參數(shù)），β大而靈敏度高。

（四）交流電磁機(jī)構(gòu)中短路環(huán)的作用
由交流電磁吸力公式可知：Fat有兩個(gè)分量：
1. 恒定分量Fo，其值為最大值的一半
2. 交變分量F ，F(xiàn) =Focos2ωt，其幅值是最大吸力值的一半，并以兩倍電源頻率變化
總的電磁吸力Fat從0～Fatm變化，曲線如教材P9 Fig1-3所示。由圖1-3曲線可見：電磁機(jī)構(gòu)在工作中，銜鐵始終受到反作用彈簧、觸頭彈簧等反作用力Fr作用。盡管電磁吸力的平均值Fo大于Fr，但在某些時(shí)候，F(xiàn)at仍將小于Fr（見圖中斜線部分）。當(dāng)FatFr時(shí)，銜鐵又被吸合，周而復(fù)始，使銜鐵發(fā)生振動，發(fā)出噪聲。
引入短路環(huán)——消除振動和噪聲。
具體辦法：見教材P9 Fig1-4。
三、電器觸頭系統(tǒng)和電弧
（一）觸頭系統(tǒng)——電器的執(zhí)行部分，用于通斷電路。
????? 材料：銅質(zhì)、銀質(zhì)
????? 結(jié)構(gòu)：橋式、指型? （見教材P10 Fig1-5）
（二）電弧的產(chǎn)生及滅?。ㄕ埻瑢W(xué)自學(xué)教材P10～P11的內(nèi)容）
產(chǎn)生：觸頭間氣體在強(qiáng)電場作用下的放電現(xiàn)象
滅弧關(guān)鍵：采取措施使電弧迅速冷卻，從而熄滅。
開關(guān)電器
一、刀開關(guān)——結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的手控電器。用于低壓電路不頻繁動作。
文字及符號：教材P13 Fig1-10
二、轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)）——手控電器。在機(jī)床電氣設(shè)備中，主要作為電源引入開關(guān)；或直接用于控制非頻繁起動和停止的小容量異步電動機(jī)。
文字及符號：教材P13 Fig1-12
三、自動開關(guān)（自動空氣斷路器）——低壓電路中常用的具有保護(hù)環(huán)節(jié)的斷合電器。
當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載、短路以及失壓等故障時(shí)，能自動切斷故障電路，保護(hù)串接其后的電氣設(shè)備；正常情況下，也可用于不頻繁地接通和斷開電路及控制電動機(jī)。