资源简介

(共32张PPT)
常用电气设备控制电路制作与调试
学习情境一
低压电器的检验
子情境三 接触器的检验
任务 检验接触器
一、知识目标
掌握接触器结构、作用、分类、型号、应用场合、主要参数、图形符号、文字符号、工作原理等
二、技能目标
掌握接触器的选择、安装与检验。
接触器是一种用来频繁接通和断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。它具有低压释放保护功能，可进行频繁操作，实现远距离控制，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。因它不具备短路保护作用，常和熔断器、热继电器等保护电器配合使用。
第一部分 目的与要求
第二部分 知识链接
一．接触器的结构
接触器的主要部分是电磁机构、触头系统和灭弧装置，其外形和结构如图1-3-1所示。交、直流接触器结构基本相同。
图1-3-1 接触器的外形及结构图
1、电磁机构
电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。它的作用是将电磁能转换为机械能并带动触点闭合或断开。
图1-3-2电磁铁组成示意图
电磁铁有各种结构形式。是靠电磁力带动触电闭合或断开。电磁铁组成如图1-3-2所示，电磁线圈通点时产生磁场，使得动、静铁心磁化并互相吸引，当动铁心被吸引向静铁心时，与动铁心相连的动触点也被拉向静触点，令其闭合，接通电路。电磁线圈断电后，磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，回到原位，并牵动、静触点，分断电路。
1）电磁铁原理
电磁铁有各种结构形式。铁心有E形、U形。动作方式有直动式、转动式。它们各有不同的机电性能，适用于不同的场合。下图列出了几种常见电磁铁心的结构形式。
图1-3-3 常见电磁铁心的结构
2）电磁铁结构形式
电磁铁按励磁电流不同可分为直流电磁铁和交流电磁铁。
在稳定状态下直流电磁铁中磁通恒定，铁心中不产生损耗，只有线圈产生热量。因此，直流电磁铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成的，电磁线圈没有骨架，且做成细长形（如图a所示），以增加它和铁心直接接触的面积，利于线圈热量从铁心散发出去。
图1-3-4交直流电磁铁结构示意图
3）直流电磁铁和交流电磁铁
图（a）直流电磁铁
图（b）交流电磁铁
交流电磁铁中磁通交变，铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，铁心和线圈都产生热量。因此，交流电磁铁和铁心一般用硅钢片叠成，以减少铁损，并且将线圈制成粗短形（如图b所示），由线圈骨架把它和铁心隔开，以免铁心的热量传给线圈致使其过热而烧坏。
4）短路环
由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时，线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪声，加速动、静铁心接触面积的磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。
为了消除这一弊端在铁心柱面的一部分 ，嵌入一只铜环，名为短路环，如图1-3-5所示。
该短路环相当于变压器副边绕组，在线圈通入交流电时，铁心柱面产生磁通φ1，该磁通穿过短路环，短路环中产生感应电流也将产生磁通φ2 。短路环相当于纯电感电路， φ2滞后于φ1，两个磁通不同时为零，铁心之间始终有磁力吸引，从而克服了衔铁被释放的趋势，使衔铁在通电过程中总是处于吸合状态，明显减小了震动和噪声。所以短路环又叫减振环，它通常由康铜或镍铬合金制成。
5）电压线圈和电流线圈
电流线圈串联在主电路中，当主电路的电流超过其动作值时带动触点吸合，其电流值比较大，且与线圈的阻抗无关，所以线圈导线比较粗，匝数较小，通常用紫铜条或粗的紫铜线绕制。
电压线圈并联在电源两端，获得额定电压时带动触点吸合，其电流值由电源电压和线圈本身的电阻和阻抗决定。由于线圈匝数多、导线细、电流较小而匝间电压高，所以一般用绝缘性能好的漆包线绕制。
2、触头系统
触头系统属于执行部件，按功能不同可分为主触头和辅助触头两类，主触头用于接通和分断主电路；辅助触头用于接通和分断二次电路，还能起互锁和连锁作用。小型触头一般用银合金制成，大型触头用铜材制成。
触头系统按形状不同分为桥式触头和指形触头。按其接触形式有点接触、线接触和面接触三种。
结构有
桥式
点接触式: 用于电流不大的场合
面接触式:用于电流较大的场合
指型:适合于触头分合次数多、电流大的场合（线接触）
按功能分
主触头:用于通断电流较大的主电路。
辅助触头:用于通断电流较小的控制电路。
模块三
接触器的检验
模块三
接触器的检验
如图1-3-6为不同结构形式的触头。其中点接触桥式触头适用于工作电流不大，接触电压较小的场合，如辅助触头。面接触桥式触头的载流容量圈套，多用于小型交流接触器主触头。指形触头接触区为一直线，触头闭合时产生流动接触，适用于动作频繁、负荷电流大的场合。
图1-3-6 触头的结构形式
模块三
接触器的检验
触头按位置不同可分为静触头和动触头。静触头固定不动，动触头能由联杆带着移动，如下图所示。触头通常以其初始位置，即“常态”位置来命名。对电磁式电器来说，是指电磁铁线圈未通电时的位置；对非电量电器来说，是指没有受外力作用的位置。
常闭触头
常开触头
模块三
接触器的检验
常闭触头（又称动断触头）——常态时动、静触头是相互闭合的。
常开触头（又称动合触头）——常态时动、静触头是分开的。
3、灭弧装置
各种有触点电器都是通过触点的开、闭来通、断电路的，其触头在闭合和断开的瞬间，都会在触头间隙中由电子流产生弧状的火花，这种由电气原因产生的火花，称为电弧。触头间的电压越高，电弧就越大；负载的电感越大，断开时的火花也越大。
1）电弧的产生和危害
电弧是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，即当触头间刚出现分断时，电场强度极高，在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极，这些自由电子在电场中运动时撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子和电子。因此，在触头间隙中产生大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热电子流即电弧。
电弧的危害 ：
①延长了切断故障的时间；②高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；
③形成飞弧造成电源短路事故。
模块三
接触器的检验
2）灭弧措施
常见的灭弧措施有：
（1）多断点灭弧
图1-3-8是一种桥式结构双断口触头系统，双断口就是在一个回路中有两个产生和断开电弧的间隙。当触点打开时，在断口中产生电弧。触头1和2在弧区内产生图中所示的磁场，根据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的力F的作用而向外运动，迅速离开触点而熄灭。电弧的这种运动，一是会使电弧本身被拉长，二是电弧穿越冷却介质时要受到较强的冷却作用，这都有助于熄灭电弧。
模块三
接触器的检验
（2）磁吹灭弧
灭弧装置设有与触点串联的磁吹线圈，电弧在吹弧线圈的作用下受力拉长，从触点间吹离，加速了冷却而熄灭。如图1-3-9所示。
模块三
接触器的检验
（3）窄缝灭弧
窄缝灭弧装置一般都带灭弧罩，灭弧罩通常用耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。如图1-3-10所示。其作用有二：一是引导电弧纵向吹出，借此防止发生相间短路；二是使电弧与灭弧室的绝缘壁接触，从而迅速冷却，增强去游离作用，迫使电弧熄灭。窄缝可将电弧弧柱直径压缩，使电弧同缝壁紧密接触，加强冷却和降低游离作用，同时，也加大了电弧运动的阻力，使其运动速度下降，缝壁温度上升，并在壁面产生表面放电。目前，有采用数个窄缝的多纵缝灭弧室，它将电弧引入纵缝，分劈成若干股直径较小的电弧，以增强灭弧作用。
图1-3-10 窄缝灭弧
模块三
接触器的检验
（4) 栅片灭弧
触头分断时产生的电弧在磁吹力和电动力作用下被拉长后，推向一组静止的金属片，这组金属片称为栅片，它们彼此间是互相绝缘的。
如图1-3-11所示。电弧进入栅片后，被分割成一段段串联的电弧，而每一栅片又相当于一个电极，使每段短弧上的电压达不到燃弧电压，同时栅片还具有冷却作用，致使电弧迅速熄灭。
有时候为了加强灭弧效果，往往要同时采取几种灭弧措施。
模块三
接触器的检验
二．分类
接触器按电流种类不同可分为交流接触器和直流接触器两类；按驱动触头系统的动力不同，分为电磁接触器、气动接触器、液压接触器等。新型的真空接触器与晶闸管接触器正在逐步使用。目前最常见的是电磁交流接触器。
常用的交流接触器产品，国内有NC3（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列；引进国外技术生产的有B系列、3TB、3TD、LC—D等系列。
CJ20系列接触器为交流、直动式，结构紧凑，CJ40系列是CJ20的革新产品，主要技术数据达到和超过国际标准，价格与CJ20相似。CJ20交流接触器的主触点均做成三极，辅助触点则为两动合两动断形式。此系列交流接触器常用于控制笼型电动机的起动和运转。
模块三
接触器的检验
交流接触器的型号含义如图所示。
常用的直流接触器有：CZ0、CZ18等系列。直流接触器的型号含义如图所示。
模块三
接触器的检验
接触器有两种工作状态，即：得电状态（动作状态）和失电状态（释放状态）。工作原理图如图1-3-14所示。接触器主触头的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆上，其静触头则固定在壳体上。当线圈得电后，线圈产生磁场，使静铁心产生电磁吸力，将衔铁吸合。衔铁带动动触头动作，使常闭触头断开，常开触头闭合，分断或接通相关电路；当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消失或变小，衔铁在复位弹簧的作用下释放，各触头随之复位。
图1-3-14 接触器工作原理图
模块三
接触器的检验
三．接触器的工作原理
1-主触点
2-常闭辅助触点
3-常开辅助触点
4-动铁心
5-线圈
6-静铁心
7-灭弧罩
8-弹簧
电磁接触器结构示意图
电磁机构：将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作.
触点：接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。
灭弧装置：熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧。
其它：包括释放弹簧机构、支架与底座等。
动铁心（衔铁）
静铁心
电磁线圈
按所控制电路
主触点
辅助触点
按原始状态
常开触点
常闭触点
灭弧罩
灭弧栅
磁吹灭弧装置
模块三
接触器的检验
电磁机构由励磁线圈、铁心和衔铁组成。
为了减小磁滞损耗和涡流损耗，铁心和衔铁由硅钢片叠铆而成。
励磁线圈由漆包线绕制而成，并联在电源上，称为电压线圈，线圈的导线细、匝数多、阻抗大，其能量损耗很小。
触头分主触头和辅助触头两类。主触头用于通断主电路，一般有三对常开触头；辅助触头用于控制电路，起电气连锁或控制作用，通常有两对常开触头和两对常闭触头，分布在主触头两侧。
模块三
接触器的检验
~
~
~
线圈
铁芯
衔铁
主触头
弹簧
辅助
触头
M
3~
电机
接触器是利用电磁吸力使触头闭合或断开，从而自动接通或断开电机的一种自动电器开关。
M
3~
动作过程
线圈通电
衔铁被吸合
触头闭合
电机接通电源
M
3~
~
~
~
动作过程
线圈通电
衔铁被吸合
触头闭合
接通电源
电机运转
电动机运转
①额定电压 接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。交流有127V，220V， 380V，500V；直流有110V，220V，440V。
②额定电流 接触器铭牌额定电流是指主触头的额定电流。5A，10A，20A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600 A.
③吸引线圈的额定电压 交流有36 V，110V，127V，220V，380V；直流有24V，48V，220V，440V。
④电气寿命和机械寿命(以万次表示)
⑤额定操作频率(一次／h表示)
⑥主触点和辅助触点数目
四．接触器的主要技术参数
模块三
接触器的检验
1）控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选用直流接触器。
2）接触器的使用类别应与负载性质相一致。
3）主触点额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。
4）主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。
5）吸引线圈电流种类和额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。
6）接触器的主触点和辅助触点的数量应满足控制系统的要求。
模块三
接触器的检验
五．接触器的选择
接触器的图形符号及文字符号如图1-3-15所示。
图1-3-15 接触器的图形符号及文字符号
附录：接触器视频动画
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接触器的检验
六．接触器的图形符号及文字符号
模块三
接触器的检验
二、实训内容及操作步骤
1．用搜索引擎搜索“标准技术网”查找相关标准；
2．根据技术标准拟制接触器的检验工艺文件；
3．按拟制的工艺卡片的检验项目对型号为CJ20-16的接触器进行检验。
第三部分 技能训练
一、任务描述
根据表1-3-1送检单，依据相关标准拟制检验工艺文件，对实物进行检验并判定实物是否合格。
技能训练 检验型号为CJ20-16的自动开关
模块三
接触器的检验
一、认真总结学习过程，提交接触器的检验工艺文件
二、根据本任务所掌握的知识和技能回答下列问题
第四部分 总结提高
1．在低压电器中常用的灭弧方式有哪些？
2．交流接触器和直流接触器能否互换使用？为什么？
3．使用接触器应注意什么？
4．电压线圈和电流线圈在结构上有哪些区别？能否互相替代？为什么？
5．简述电弧产生的原因及其造成的危害。
6．选一交流接触器进行拆卸，认识内部主要零部件，测量并填写下表。
型号 主要零部件
名称 作用
触点数
主触点 辅助触点 常开触点 常闭触点

触点电阻
常开触点 常闭触点
动作前 动作后 动作前 动作后

电磁线圈
工作电压 直流电阻

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