电磁式低压电器的基本结构

电磁式低压电器在电气控制线路中使用量*大，其类型很多，但工作原理和构造基本相同。在*常用的低压电器中，接触器、中间继电器、断路器等就属于电磁式低压电器。就其结构而言，大都由三个主要部分组成，即电磁机构、触头、灭弧装置。

（1）电磁机构

电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，使之闭合或断开，实现电路的接通或分断。

电磁机构由磁路和激磁线圈两部分组成。磁路主要包括铁芯、衔铁和空气隙。激磁线圈通以电流后激励磁场，通过气隙把电能转换为机械能，带动衔铁运动，完成触点的闭合或断开。

如图1-2所示，常用的磁路结构分为三种形式。图1-2（a）所示为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯，这种形式广泛应用于直流电器中。图1-2（b）所示为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯，其铁芯形状有“E”形和“U”形两种，这种结构多用于触点容量较大的交流电器中。图1-2（c）所示为衔铁直线运动的双“E”形直动式铁芯，它多用于交流接触器、继电器中。

激磁线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入激磁线圈电流种类的不同，分为直流线圈和交流线圈，与之对应的有直流电磁机构和交流电磁机构。

对于直流电磁机构，因其铁芯不发热，只有线圈发热，所以直流电磁机构的铁芯通常用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。

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对于交流电磁机构，由于其铁芯存在磁滞和涡流损耗，铁芯和线圈都发热。所以，通常交流电磁机构的铁芯用硅钢片叠铆而成，激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离，并且将线圈制成短而厚的矮胖型，有利于铁芯和线圈散热。

（2）单相交流电磁机构短路环的作用

对于单相交流电磁机构，电磁吸力是一个两倍于电源频率的周期性变量。电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸引力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力反力时，衔铁又被吸合。这样，在交流电的每个周期内，衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。因此，必须采取有效措施予以克服。

具体办法是在铁芯端部开一个槽，槽内嵌入称做短路环（或称分磁环）的铜环，如图1-3所示。短路环把铁芯中的磁通分为两部分，即不穿过短路环的Φ1和穿过短路环的Φ2。Φ2为原磁通与短路环中感生电流产生的磁通的叠加，且在相位上Φ2滞后Φ1，电磁机构的吸力F为它们产生的吸力F1、F2的合力，如图1-4所示。此合力始终大于反力，所以衔铁的振动和噪声就消除了。

短路环通常包围2/3的铁芯截面，它一般用黄铜、康铜或镍铬合金等材料制成。它是一相无断点的铜环，且没有焊缝。

（3）触头

触头是一切有触点电器的执行部件。这些电器通过触头的动作来接通或断开被控制电路。触头通常由动、静触点组合而成。

①触点的接触形式　触点的接触形式有点接触、线接触和面接触三种，如图1-5所示。

在三种接触形式中，点接触形式的触点只能用于小电流的电器中，如接触器的辅助触点和继电器的触点；面接触形式的触点允许通过较大的电流，一般在接触表面上镶有合金，以减小触点电阻和提高耐磨性，多用于较大容量接触器的主触点；线接触形式的触点接触区域是一条直线，其触点在通断过程中有滚动动作，如图1-5（d）所示。开始接触时，动、静触点在A点接触，靠弹簧的压力经B点滚到C点；断开时做相反运动，以清除触点表面的氧化膜。

接触器的用途及分类

接触器*主要的用途是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等，因此它是电力拖动控制系统中*重要也是*常用的控制电器之一。它具有低电压释放保护功能，具有比工作电流大数倍乃至十几倍的接通和分断能力，但不能分断短路电流。它是一种执行电器，即使在现在的可编程控制器控制系统和现场总线控制系统中，也不能被取代。

接触器种类很多，按驱动力大小不同分为电磁式、气动式和液压式，以电磁式应用*广泛；按接触器主触点控制电路中的电流种类分为交流接触器和直流接触器两种；按其主触点的极数（即主触点的对数）来分，有单极、双极、三极、四极和五极等多种。本节介绍电磁式接触器。

1.2.2　接触器的结构及工作原理

（1）接触器的结构

目前广泛使用的接触器是电磁式电器的一种，其结构与电磁式电器相同，一般也由电磁机构、触点系统、灭弧系统、复位弹簧机构或缓冲装置、支架与底座等几部分组成。交流接触器的结构剖面示意图。电磁机构是接触器的感测元件，由线圈、铁芯、衔铁和复位弹簧几部分组成。

（2）接触器的工作原理

接触器的工作原理是：当吸引线圈通电后，线圈电流在铁芯中产生磁通。该磁通对衔铁产生克服复位弹簧反力的电磁吸力，使衔铁带动触点动作。触点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。当线圈中的电压降低到某一数值时（无论是正常控制还是欠电压、失电压故障，一般降至85%线圈额定电压），铁芯中的磁通下降，电磁吸力减小。当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复位，使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭合。这也是接触器的失压保护功能。

接触器的触点有主触点和辅助触点之分。主触点用于通断主电路，通常为三对（三极）常开的触点。辅助触点常用于控制电路，起电气联锁作用，一般有常开、常闭各两对。主、辅触点一般采用双断点桥式结构，电路的通断由主、辅触点共同完成。