1、 果蔬质量评价与贮藏特性果蔬质量评价与贮藏特性l【知识目标】1.了解果蔬采后生理的相关概念；2.掌握果蔬贮藏期的生理代谢与果蔬成熟的关系；3.掌握果蔬成熟与衰老的基本原理及控制途径。l【技能目标】1.能正确测定果蔬的呼吸强度并进行调控。2.能调控蒸腾、休眠等生理活动提高果蔬的耐贮性3.能利用植物生长调节剂进行催熟及调控其成成熟和衰老果蔬在采收后，由于离开了母体，水分、矿质及有机物的输入均已停止；果蔬需要进行呼吸作用，以维持正常的生命活动.呼吸作用过强，则会使贮藏的有机物过多地被消耗，含量迅速减少，果蔬品质下降，同时过强的呼吸作用，也会加速果蔬的衰老，缩短贮藏寿命。此外，呼吸作用在分解有机物过程
2、中产生许多中间产物，它们是进一步合成植物体内新的有机物的物质基础。因此，控制采收后果蔬的呼吸作用，已成为果蔬贮藏技术的中心问题。（一）呼吸作用与呼吸强度（一）呼吸作用与呼吸强度 1.1.呼吸作用的概念：呼吸作用的概念：呼吸作用是果蔬采收之后具有生命活动的重要标志，是呼吸作用是果蔬采收之后具有生命活动的重要标志，是果蔬组织中复杂的有机物质在酶的作用下缓慢地分解为简单果蔬组织中复杂的有机物质在酶的作用下缓慢地分解为简单有机物，同时释放能量的过程。这种能量一部分用来维持果有机物，同时释放能量的过程。这种能量一部分用来维持果蔬正常的生理活动，一部分以热量形式散发出来。蔬正常的生理活动，一部分以热量形式
3、散发出来。所以，呼所以，呼吸作用可使各个反应环节及能量转移之间协调平衡，维持果吸作用可使各个反应环节及能量转移之间协调平衡，维持果蔬其它生命活动有序进行，保持耐藏性和抗病性。通过呼吸蔬其它生命活动有序进行，保持耐藏性和抗病性。通过呼吸作用还可防止对组织有害中间产物的积累，将其氧化或水解作用还可防止对组织有害中间产物的积累，将其氧化或水解为最终产物；因此，为最终产物；因此，控制和利用呼吸作用这个生理过程来延控制和利用呼吸作用这个生理过程来延长贮藏期是至关重要的。长贮藏期是至关重要的。有氧呼吸：有氧呼吸：通常是呼吸的主要方式，是在有氧气参与的情况下，将本身复杂的有机物(如糖、淀粉、有机酸等物质)逐
4、步分解为简单物质(如水和二氧化碳)，并释放能量的过程。无氧呼吸：无氧呼吸：指在无氧气参与的情况下将复杂有机物分解的过程。一方面它提供的能量比有氧呼吸少，消耗的呼吸底物更多,使产品更快失去生命力；另一方面，无氧呼吸生成的有害物乙醛和其他有毒物质会在细胞内积累，并且会输导到组织的其它部分，造成细胞死亡或腐烂。因此，在贮藏期应防止产生无氧呼吸。2.呼吸作用的类型及特点）呼吸强度呼吸强度呼吸速率：它是指一定温度下，单位重量的产品进行呼吸时所吸入的氧气或释放二氧化碳的毫克数或毫升数，单位通常用O2或CO2mg(mL)(h.kg)(鲜重)来表示。是表示呼吸作用进行快慢的指标。呼吸强度高，说明呼吸旺盛，消耗
5、的呼吸底物(糖类、蛋白质、脂肪、有机酸)多而快，贮藏寿命不会太长。3.呼吸强度及相关概念2）呼吸商呼吸商呼吸系数RQ：它是指产品呼吸过程中释放CO2和吸入O2的体积比。RQVCO2VO2，RQ的大小与呼吸底物有关。以葡萄糖为底物的有氧呼吸,RQ1；以含氧高的有机酸为底物的有氧呼吸，RQ1；以含碳多的脂肪酸为底物的有氧呼吸，RQ1，RQ值越大，无氧呼吸所占的比例越大。RQ值还与贮藏温度有关。同种水果，不同温度下，RQ值也不同，这表明高温下可能存在有机酸的氧化或有无氧呼吸，也可能二者间而有之。3）呼吸热：呼吸热：是呼吸过程中产生的、除了维持生命活动以外而散发到环境中的那部分热量，通常以B.t.u.
6、（英国热量单位）表示。由于测定呼吸热的方法极其复杂，果蔬贮藏运输时，常采用测定呼吸速率的方法间接计算它们的呼吸热。4）呼吸温度系数：呼吸温度系数：是在生理温度范围内，温度升高l0时呼吸速率与原来温度下呼吸速率的比值即温度系数，用Q Q1010来表示；它能反映呼吸速率随温度而变化的程度，该值越高，说明产品呼吸受温度影响越大。（二）呼吸跃变现象（二）呼吸跃变现象 有一类果实从发育、成熟到衰老的过程中，其呼吸强度的变化模式是在果实发育定型之前,呼吸强度不断下降，此后在成熟开始时，呼吸强度急剧上升，达到高峰后便转为下降，直到衰老死亡，这个呼吸强度急剧上升的过程称为呼吸跃变呼吸跃变，这类果实（如香蕉、番
7、茄、苹果等）称为跃变型果实。另一类果实（如柑橘、草莓、荔枝等）在成熟过程中没有呼吸跃变现象，呼吸强度只表现为缓慢的下降，这类果实称为非跃变型果实。跃变型果实和非跃变型果实的区别 l 非跃变型果实也表现与完熟相关的大多数变化，只非跃变型果实也表现与完熟相关的大多数变化，只不过是这些变化比跃变型果实要缓慢些而已。柑橘是不过是这些变化比跃变型果实要缓慢些而已。柑橘是典型的非跃变型果实，呼吸强度很低，完熟过程拖得典型的非跃变型果实，呼吸强度很低，完熟过程拖得较长，果皮褪绿而最终呈现特有的果皮颜色。较长，果皮褪绿而最终呈现特有的果皮颜色。l 跃变型果实出现呼吸跃变伴随着的成分和质地变化，跃变型果实出现呼
8、吸跃变伴随着的成分和质地变化，可以辨别出从成熟到完熟的明显变化。而非跃变型果可以辨别出从成熟到完熟的明显变化。而非跃变型果实没有呼吸跃变现象，果实从成熟到完熟发展过程中实没有呼吸跃变现象，果实从成熟到完熟发展过程中变化缓慢，不易划分。变化缓慢，不易划分。非跃变型果实呼吸的主要特征是呼吸强度低，并且在成熟期间呼吸强度不断下降。大多数的蔬菜在采收后不出现呼吸跃变，只有少数的蔬菜在采后的完熟过程中出现呼吸跃变。1.1.内在因素：内在因素：（1 1）种类与品种种类与品种 ：不同种类果蔬的呼吸强度有很大的差别，一般不同种类果蔬的呼吸强度有很大的差别，一般来说，夏季成熟的果实比秋季成熟的果实呼吸强度来说，
9、夏季成熟的果实比秋季成熟的果实呼吸强度要大，南方水果比北方水果呼吸强度大。要大，南方水果比北方水果呼吸强度大。在蔬菜中，叶菜类和花菜类的呼吸强度最大，在蔬菜中，叶菜类和花菜类的呼吸强度最大，果菜类次之，作为贮藏器官的根和块茎蔬菜如马铃果菜类次之，作为贮藏器官的根和块茎蔬菜如马铃薯、胡萝卜等的呼吸强度相对较小，也较耐贮藏。薯、胡萝卜等的呼吸强度相对较小，也较耐贮藏。（三）影响呼吸强度的因素（三）影响呼吸强度的因素 （2 2）发育年龄和成熟度）发育年龄和成熟度 在产品的系统发育成熟过程中，幼果期幼嫩组在产品的系统发育成熟过程中，幼果期幼嫩组织处于细胞分裂和生长阶段代谢旺盛阶段，且保护织处于细胞分裂
10、和生长阶段代谢旺盛阶段，且保护组织尚未发育完善，便于气体交换而使组织内部供组织尚未发育完善，便于气体交换而使组织内部供氧充足，呼吸强度较高、呼吸旺盛，随着生长发育氧充足，呼吸强度较高、呼吸旺盛，随着生长发育、果实长大，呼吸逐渐下降。成熟产品表皮保护组、果实长大，呼吸逐渐下降。成熟产品表皮保护组织如蜡质、角质加厚，使新陈代谢缓慢，呼吸较弱织如蜡质、角质加厚，使新陈代谢缓慢，呼吸较弱。跃变型果实在成熟时呼吸升高，达到呼吸高峰后。跃变型果实在成熟时呼吸升高，达到呼吸高峰后又下降，非跃变型果实成熟衰老时则呼吸作用一直又下降，非跃变型果实成熟衰老时则呼吸作用一直缓慢减弱，直到死亡。缓慢减弱，直到死亡。同
11、一器官的不同部位 果蔬同一器官的不同部位，其呼吸强度的大小也有差异。如蕉柑的果皮和果肉的呼吸强度有较大的差异。2.2.外在因素：外在因素：(1)(1)温度：温度：呼吸作用是一系列酶促生物化学反应过程，在一定温度范围内，随温度的升高而增强。一般在0左右时，酶的活性极低，呼吸很弱，跃变型果实的呼吸高峰得以推迟，甚至不出现呼吸高峰。为了抑制产品采后的呼吸作用，常需要采取低温，但也并非贮藏温度越低越好。应根据产品对低温的忍耐性，在不破坏正常生命活动的条件下，尽可能维持较低的贮藏温度，使呼吸降到最低的限度。另外，贮藏期温度的波动会刺激产品体内水解酶活性，加速呼吸。(2)(2)湿度湿度 湿度对呼吸的影响还
12、缺乏系统研究，在大白菜、菠菜、温州蜜柑中已经发现轻微的失水有利于抑制呼吸。一般来说，在RH高于80的条件下，产品呼吸基本不受影响；过低的湿度则影响很大。如香蕉在RH低于80时，不产生呼吸跃变，不能正常后熟。(3)(3)环境气体成分环境气体成分空气成分也是影响呼吸作用的重要环境因素。贮藏环境中影响果蔬贮藏的气体主要是O2、CO2和乙烯。从呼吸作用总反应式可知，环境O2和CO2的浓度变化，对呼吸作用有直接影响。在不干扰组织正常呼吸代谢的前提下，适当降低贮藏环境的氧气浓度并提高二氧化碳浓度，可抑制果蔬的呼吸作用，从而延迟果蔬的成熟和衰老过程，更好地维持果蔬品质。果蔬在贮藏过程中不断产生乙烯，并使果蔬
13、贮藏场所的乙烯浓度增高，果蔬在提高了乙烯浓度的环境中贮藏时，空气中的微量乙烯又能促进呼吸强度提高，从而加快果蔬成熟和衰老。所以，对果蔬贮藏库要通风换气或放上乙烯吸收剂，排除乙烯，可以延长果蔬贮藏时间。(4)(4)机械损伤机械损伤 果蔬在采收、采后处理及贮运过程中，很容易受到机械损伤。果蔬受机械损伤后，呼吸强度和乙烯的产生量明显提高。组织因受伤引起呼吸强度不正常的增加称为“伤呼吸伤呼吸”。(5)(5)植物调节物质植物调节物质 植物调节物质有两大类，一类是生长激素，如赤霉素、生长素、细胞分裂素等对呼吸有抑制作用，同时延缓果蔬的衰老；另一类激素，如乙烯、脱落酸，有促进呼吸，加速成熟的作用。在贮藏中应
14、该控制乙烯的生成，及时排除以降低乙烯的含量，是减缓成熟、降低呼吸强度的有效方法。果蔬体内的水分以气体状态散失到大气中的生理活动，称为蒸腾作用蒸腾作用。新鲜果品蔬菜含水量高达85%-95%，采收后由于蒸腾作用，水分很容易损失，导致果蔬的失重和失鲜，严重影响果蔬的商品外观和贮藏寿命。了解影响果蔬蒸腾作用的因素，以采取相应的措施，减少水分的损失，保持果蔬的新鲜长。（一）蒸腾作用对果蔬贮藏（一）蒸腾作用对果蔬贮藏品质品质的影响的影响（1 1）失重和失鲜）失重和失鲜 （2 2）破坏正常的代谢过程）破坏正常的代谢过程 （3 3）降低耐贮性和抗病性降低耐贮性和抗病性 1.1.果品果品蔬菜自身因素蔬菜自身因素
15、 表面积比 果蔬的保护结构细胞的持水力种类、品种和成熟度 机械伤 2.2.环境因素环境因素 湿度温度风速包装气压（1）严格控制果蔬采收的成熟度，使保护层发育完全。（2）直接增大贮藏环境的空气湿度 （3）采用涂被剂，增加商品价值，同时减少水分蒸腾。（4）增加产品外部小环境的湿度。（5）采用低温贮藏l 在果蔬的贮藏中，当空气水蒸气的绝对含量不变，温度降到某一定点时，空气中的水蒸气达到饱和而凝结成水珠，这种现象叫“结露”，俗称“出汗”。l结露会增加腐烂损失，在贮藏过程中，为了延长果蔬的贮藏期，要采取各种措施防止果蔬结露。l温差是引起果蔬结露的根本原因。l抑制结露的措施（1）预冷（2）维持稳定的低温（
16、3）在果蔬包装容器周围设置“发汗层”。（4）适宜通风（5）堆积大小适当（6）出库升温1.1.休眠现象休眠现象：一些块茎、鳞茎、球茎、根茎类蔬菜，在结束生长时，产品器官积累了大量的营养物质，原生质内部发生了剧烈的变化，新陈代谢明显降低，水分蒸腾减少，生命活动进入相对静止状态，这就是所谓的休眠休眠。休眠是植物在长期进化过程中形成的一种适应逆境生存条件的特性，以度过严寒、酷暑、干旱等不良条件而保存其生命力和繁殖力。对果蔬贮藏来说，休眠是一种有利的生理现象。2.2.休眠的类型休眠的类型：l强迫休眠：果蔬在完成营养生长后，遇到不适宜的外界条件如低温、干燥引起的。l生理休眠：由内在原因引起的，收获后即使给
17、它们提供适宜的生长条件，也不能启动其发芽生长，仍能保持一段时间的休眠状态。1.1.温度和湿度的控制温度和湿度的控制2.2.药物处理药物处理3.3.辐射处理辐射处理（休眠期可分为三个阶段休眠期可分为三个阶段:休眠前期休眠前期(准备期准备期)生理休眠期生理休眠期(真休眠真休眠,深休眠深休眠休眠苏醒期休眠苏醒期(强迫休眠期强迫休眠期)ABAABAGAGA生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素1.1.采后生长现象及其与品质的关系采后生长现象及其与品质的关系2.2.延缓采后生长的方法延缓采后生长的方法成熟成熟:是指果实生长的最后阶段，在此阶段，果实是指果实生长的最后阶段，在此阶段，果实充分长大，养分充分积累，
18、已经完成发育并达到充分长大，养分充分积累，已经完成发育并达到生理成熟。对某些果实如苹果、梨、柑橘、荔枝生理成熟。对某些果实如苹果、梨、柑橘、荔枝等来说，已达到可以采收的阶段和可食用阶段；等来说，已达到可以采收的阶段和可食用阶段；但对一些果实如香蕉、菠萝、番茄等来说，尽管但对一些果实如香蕉、菠萝、番茄等来说，尽管已完成发育或达到生理成熟阶段，但不一定是食已完成发育或达到生理成熟阶段，但不一定是食用的最佳时期。用的最佳时期。完熟完熟:是指果实达到成熟以后，即果实成熟的是指果实达到成熟以后，即果实成熟的后期，果实内发生一系列急剧的生理生化变化，后期，果实内发生一系列急剧的生理生化变化，果实表现出特有
19、的颜色、风味、质地，达到最果实表现出特有的颜色、风味、质地，达到最适于食用阶段。香蕉、菠萝、番茄等果实通常适于食用阶段。香蕉、菠萝、番茄等果实通常不能在完熟时才采收，因为这些果实在完熟阶不能在完熟时才采收，因为这些果实在完熟阶段的耐藏性明显下降。成熟阶段是在树上或植段的耐藏性明显下降。成熟阶段是在树上或植株上进行的，而完熟过程可以在树上进行，也株上进行的，而完熟过程可以在树上进行，也可以在采后发生。可以在采后发生。衰老衰老:果实在充分完熟之后，进一步发生一系列果实在充分完熟之后，进一步发生一系列的劣变，最后才衰亡，所以，完熟可以视为衰老的劣变，最后才衰亡，所以，完熟可以视为衰老的开始阶段。衰老
20、为代谢从合成转向分解，导致的开始阶段。衰老为代谢从合成转向分解，导致老化并且组织最后衰亡的过程。果实的完熟是从老化并且组织最后衰亡的过程。果实的完熟是从成熟的最后阶段开始到衰老的初期。成熟的最后阶段开始到衰老的初期。发生 发育 死亡 生长 成熟 生理成熟 后熟 老化 园艺采收成熟度 嫩芽 茎与叶 芦笋 芹菜 莴苣 甘蓝 花序 朝鲜蓟 青花菜 花椰菜 未熟果 黄瓜 四季豆 甜玉米 完熟果 荔枝 柑桔 苹果 番茄 根与块茎 种子 胡萝卜 洋葱 马铃薯 莲藕 豌豆仁 绿豆图 果蔬发育过程的各个阶段（三三）成熟与衰老的调控）成熟与衰老的调控1.创造适宜的贮藏环境（1）温度：采用适宜的低温贮藏、保持稳定
21、的贮藏温度（2）相对湿度（3）气体成分2.化学药剂的应用（1）延缓成熟与衰老的化合物 （2）促进成熟与衰老的化合物 3.物理技术的应用乙烯是影响呼吸作用的重要因素。通过抑制或促乙烯是影响呼吸作用的重要因素。通过抑制或促进乙烯的产生，可调节果蔬的成熟进程，影响贮藏寿进乙烯的产生，可调节果蔬的成熟进程，影响贮藏寿命。因此，了解乙烯对果品蔬菜成熟衰老的影响、乙命。因此，了解乙烯对果品蔬菜成熟衰老的影响、乙烯的生物合成过程及其调节机理，对于做好果蔬的贮烯的生物合成过程及其调节机理，对于做好果蔬的贮运工作有重要的意义。运工作有重要的意义。五、乙烯五、乙烯（一）乙烯的发现和研究历史（一）乙烯的发现和研究历
22、史l据我国古书记载：促进青而涩的果实成据我国古书记载：促进青而涩的果实成熟，最好放在密封的米缸里；烟熏和焚熟，最好放在密封的米缸里；烟熏和焚香，能促进果实成熟；灶房薪烟气体可香，能促进果实成熟；灶房薪烟气体可使果实成熟和显色。使果实成熟和显色。l 1934 1934年，年，GaneGane首先发现果实和其他植物首先发现果实和其他植物组织也能产生少量的乙烯。组织也能产生少量的乙烯。l自自1989年以来，有关乙烯研究取得了很年以来，有关乙烯研究取得了很大进展，并在生产中得到了应用。大进展，并在生产中得到了应用。促进成熟促进成熟 ：乙烯是成熟激素，可诱导和促进跃变型：乙烯是成熟激素，可诱导和促进跃变
23、型果实成熟，主要的根据如下：果实成熟，主要的根据如下：乙烯生成量增加与呼吸强度上升时间进程一致，通常乙烯生成量增加与呼吸强度上升时间进程一致，通常出现在果实的完熟期间；出现在果实的完熟期间；外源乙烯处理可诱导和加速果实成熟；外源乙烯处理可诱导和加速果实成熟；使用乙烯作用的拮抗物（如使用乙烯作用的拮抗物（如Ag+Ag+，CO2CO2，1-MCP1-MCP）可以）可以抑制果蔬的成熟。抑制果蔬的成熟。有趣的是，虽然非跃变型果实成熟时没有呼吸跃变现有趣的是，虽然非跃变型果实成熟时没有呼吸跃变现象，但是用外源乙烯处理能提高呼吸强度，同时也能象，但是用外源乙烯处理能提高呼吸强度，同时也能促进叶绿素破坏、多
24、糖水解等。所以，乙烯对非跃变促进叶绿素破坏、多糖水解等。所以，乙烯对非跃变型果实同样具有促进成熟、衰老的作用。型果实同样具有促进成熟、衰老的作用。提高细胞膜的透性提高细胞膜的透性 促进促进RNARNA和蛋白质的合成和蛋白质的合成 乙烯受体与乙烯代谢乙烯受体与乙烯代谢 任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l(2)直流电磁机构直流电磁机构l 与交流电磁机构相比，直流线圈匝数多，因而电感量与交流电磁机构相比，直流线圈匝数多，因而电感量大。在断电瞬间，由于磁通的急剧变化，会感应出很高的大。在断电瞬间，由于磁通的急剧变化，会感应出很高的反电动势，容易使线圈击穿损坏，所以常在线圈的两
25、端反反电动势，容易使线圈击穿损坏，所以常在线圈的两端反向并联一个由电阻和回路二极管组成的放电回路。图向并联一个由电阻和回路二极管组成的放电回路。图1-3 直流线圈的放电回路。直流线圈的放电回路。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l3.电磁机构的工作原理及特性电磁机构的工作原理及特性l3.1电磁机构的工作原理电磁机构的工作原理l在电磁机构中，衔铁受到两个方向相反力的作用：一个是在电磁机构中，衔铁受到两个方向相反力的作用：一个是线圈通电形成磁场产生的电磁吸力，它将衔铁吸向铁心；线圈通电形成磁场产生的电磁吸力，它将衔铁吸向铁心；另一个是弹簧的反作用力，它使衔铁释放。线圈通电，
26、只另一个是弹簧的反作用力，它使衔铁释放。线圈通电，只有当电磁吸力大于弹簧的反力时，衔铁才可靠地被铁心吸有当电磁吸力大于弹簧的反力时，衔铁才可靠地被铁心吸住。而当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹簧的住。而当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹簧的反力作用下与铁心脱离，即衔铁释放。反力作用下与铁心脱离，即衔铁释放。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l3.2电磁机构的吸力特性电磁机构的吸力特性l所谓吸力特性，是指电磁机构的电磁吸力随衔铁与铁心间气隙宽度所谓吸力特性，是指电磁机构的电磁吸力随衔铁与铁心间气隙宽度变化的关系曲线，它随励磁电流种类变化的关系曲线，它随励磁电流
27、种类(交流或直流交流或直流)、线圈的连接方式、线圈的连接方式(串联或并联串联或并联)的不同而有所差异。当线圈中通过电流时，磁路中产生的不同而有所差异。当线圈中通过电流时，磁路中产生磁通，该磁通产生使衔铁吸合的吸力。在电磁机构的气隙宽度磁通，该磁通产生使衔铁吸合的吸力。在电磁机构的气隙宽度较小较小，磁通分布比较均匀的条件下，电磁机构的吸力，磁通分布比较均匀的条件下，电磁机构的吸力Fat可近似地按下式可近似地按下式求得求得任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l(1)直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性l直流电磁线圈通入的是恒定的直流电源，直流磁路对直流直流电磁线圈通入
28、的是恒定的直流电源，直流磁路对直流电路无影响，所以励磁电流不受磁路气隙宽度电路无影响，所以励磁电流不受磁路气隙宽度的影响，的影响，磁通势磁通势(IN)也不受磁路气隙的影响，根据磁路欧姆定律，也不受磁路气隙的影响，根据磁路欧姆定律，该直流磁通势在磁路中产生的磁通为该直流磁通势在磁路中产生的磁通为:l式中式中:磁通，单位为磁通，单位为Wb；lIN磁通势，单位为安匝；磁通势，单位为安匝；lRm=0lS气隙磁阻；气隙磁阻；l气隙宽度。气隙宽度。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l直流电磁机构的衔铁吸合前后吸力变化很大，气隙越小，吸力越大。而衔铁直流电磁机构的衔铁吸合前后吸力变化
29、很大，气隙越小，吸力越大。而衔铁吸合前后吸引线圈励磁电流不变，故直流电磁机构适用于动作频繁的场合，吸合前后吸引线圈励磁电流不变，故直流电磁机构适用于动作频繁的场合，且衔铁吸合后电磁吸力大，工作可靠。当直流电磁机构吸引线圈断电时，由且衔铁吸合后电磁吸力大，工作可靠。当直流电磁机构吸引线圈断电时，由于电磁感应，将会在吸引线圈中产生很大的感应电动势，其值可达线圈额定于电磁感应，将会在吸引线圈中产生很大的感应电动势，其值可达线圈额定电压的十多倍，使电器因过电压而损坏。电压的十多倍，使电器因过电压而损坏。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（2）交流电磁机构的吸力特性）交流电磁机
30、构的吸力特性l对于具有电压线圈的交流电磁机构，其吸力特性与直流电对于具有电压线圈的交流电磁机构，其吸力特性与直流电磁机构有所不同。交流电磁机构吸引线圈的电阻远比其感磁机构有所不同。交流电磁机构吸引线圈的电阻远比其感抗值小，在忽略线圈电阻和漏磁情况下，线圈电压与磁通抗值小，在忽略线圈电阻和漏磁情况下，线圈电压与磁通的关系为的关系为:l UE=4.44fNl即即 =U/4.44fN (1-4)l式中式中:U线圈电压有效值，线圈电压有效值，单位为单位为V；lE线圈感应电势，单位为线圈感应电势，单位为V；lf线圈电压的频率，单位为线圈电压的频率，单位为Hz；lN线圈匝数；线圈匝数；l气隙磁通平均值，单
31、位为气隙磁通平均值，单位为Wb。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l由以上分析可以得出如下结论：直流电磁机构具有恒磁通势特性，吸由以上分析可以得出如下结论：直流电磁机构具有恒磁通势特性，吸力与气隙的平方成反比，电流与气隙大小无关；交流电磁机构具有恒力与气隙的平方成反比，电流与气隙大小无关；交流电磁机构具有恒磁链特性，吸力与气隙的大小无关，电流与气隙大小成正比。因此，磁链特性，吸力与气隙的大小无关，电流与气隙大小成正比。因此，直流电磁机构的吸力特性曲线比交流电磁机构的吸力特性曲线要陡。直流电磁机构的吸力特性曲线比交流电磁机构的吸力特性曲线要陡。任务一任务一 电磁式电器的认
32、识和选用电磁式电器的认识和选用l3.3电磁机构的反力特性电磁机构的反力特性l所谓反力特性，是指作用在电磁机构转动部分上的反作用力随气隙宽度所谓反力特性，是指作用在电磁机构转动部分上的反作用力随气隙宽度变化变化的关系曲线。电磁机构的反力是指阻碍衔铁吸合，使之释放的力。的关系曲线。电磁机构的反力是指阻碍衔铁吸合，使之释放的力。l（1）反力）反力Fr的构成和反力特性的形式的构成和反力特性的形式l在忽略电磁机构运动部件重力和摩擦阻力的情况下，电磁机构的反力主要由释在忽略电磁机构运动部件重力和摩擦阻力的情况下，电磁机构的反力主要由释放弹簧和触点弹簧的弹力构成，用放弹簧和触点弹簧的弹力构成，用Fr表示。根
33、据胡克定理，弹簧的弹力与其形表示。根据胡克定理，弹簧的弹力与其形变的位移变的位移X 成正比，即反力特性可表示为成正比，即反力特性可表示为:lFr=kX (1-5)l因此，反力特性曲线都是直线段，如图因此，反力特性曲线都是直线段，如图1-6中的曲线中的曲线3所示。所示。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（2）反力形成的机理）反力形成的机理l气隙减小的过程就是触点闭合的过程。在图气隙减小的过程就是触点闭合的过程。在图1-6中中1为气隙的最大值，为气隙的最大值，此时电磁机构处于未通电的状态，衔铁处于释放状态，对应的动、静此时电磁机构处于未通电的状态，衔铁处于释放状态，对应的
34、动、静触点之间的距离称为触点开距，也叫触点行程。当线圈通电后，在吸触点之间的距离称为触点开距，也叫触点行程。当线圈通电后，在吸力的作用下衔铁开始吸合，在衔铁吸合过程中，气隙由力的作用下衔铁开始吸合，在衔铁吸合过程中，气隙由1开始减小时开始减小时，释放弹簧被拉伸，释放弹簧被拉伸(或压缩或压缩)，反力逐渐线性地增大，如曲线，反力逐渐线性地增大，如曲线3中的中的ab段段所示，这一段为释放弹簧的反力变化曲线。由于触点弹簧预先被压缩所示，这一段为释放弹簧的反力变化曲线。由于触点弹簧预先被压缩了一段，已有一定的压力了一段，已有一定的压力(称为初压力称为初压力)，所以当气隙宽度到达，所以当气隙宽度到达2置位
35、，置位，即动、静触点刚刚接触时，即动、静触点刚刚接触时，初压力就加到了衔铁上，使反力突增，曲初压力就加到了衔铁上，使反力突增，曲线突变，如曲线线突变，如曲线3中的中的bc段所示，段所示，bc段的高度为触点弹簧的初压力。此段的高度为触点弹簧的初压力。此后在吸力的作用下衔铁进一步吸合，气隙由后在吸力的作用下衔铁进一步吸合，气隙由2再减小时，释放弹簧与再减小时，释放弹簧与触点弹簧同时作用，使反力变化量明显增大，如曲线触点弹簧同时作用，使反力变化量明显增大，如曲线3的的cd段所示，线段所示，线段段cd比线段比线段ab陡峭陡峭。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l气隙气隙越小，触
36、点压得越紧，反力越大，直到吸力等于反力时，吸越小，触点压得越紧，反力越大，直到吸力等于反力时，吸合过程结束，此时触点弹簧压缩的距离称为触点的超行程。触点合过程结束，此时触点弹簧压缩的距离称为触点的超行程。触点完全闭合后，动触点已不再向前运动时的触点压力称为终压力。完全闭合后，动触点已不再向前运动时的触点压力称为终压力。开距、超行程、初压力、终压力是触点系统的四个主要参数。开开距、超行程、初压力、终压力是触点系统的四个主要参数。开距是保证断开电弧和在规定的试验电压下不被击穿的安全距离；距是保证断开电弧和在规定的试验电压下不被击穿的安全距离；超行程保证了触点可靠地接触；初压力主要是限制并防止触点在
37、超行程保证了触点可靠地接触；初压力主要是限制并防止触点在刚接触时发生的机械振动；终压力保证了触点在闭合状态下具有刚接触时发生的机械振动；终压力保证了触点在闭合状态下具有较小的接触电阻。改变释放弹簧的松紧，可以改变反力特性曲线较小的接触电阻。改变释放弹簧的松紧，可以改变反力特性曲线的位置，若将释放弹簧扭紧，则反力特性曲线上移；若将释放弹的位置，若将释放弹簧扭紧，则反力特性曲线上移；若将释放弹簧放松，则反力特性曲线平行下移。簧放松，则反力特性曲线平行下移。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l3.4吸力特性与反力特性的配合吸力特性与反力特性的配合l 为使电磁机构能正常工作，在
38、衔铁吸合的过程中，电磁吸力为使电磁机构能正常工作，在衔铁吸合的过程中，电磁吸力都必须大于反力，即电磁吸力特性始终在反力特性的上方。但电都必须大于反力，即电磁吸力特性始终在反力特性的上方。但电磁吸力又不能过大，否则会使衔铁吸合时的运动速度过快，产生磁吸力又不能过大，否则会使衔铁吸合时的运动速度过快，产生过大的冲击力，使衔铁与铁心柱端面形成严重的机械磨损，且过过大的冲击力，使衔铁与铁心柱端面形成严重的机械磨损，且过大的冲击力会使触点产生弹跳现象，导致触点的熔焊或烧损，引大的冲击力会使触点产生弹跳现象，导致触点的熔焊或烧损，引起严重的电磨损，降低触点的使用寿命。因此，电磁吸力特性与起严重的电磨损，降
39、低触点的使用寿命。因此，电磁吸力特性与反力特性配合适当的尺度是，在保证衔铁可靠吸合的前提下，尽反力特性配合适当的尺度是，在保证衔铁可靠吸合的前提下，尽量减少衔铁和铁心柱端面间的机械磨损和触点的电磨损。为此，量减少衔铁和铁心柱端面间的机械磨损和触点的电磨损。为此，反力特性曲线应在电磁吸力特性曲线的下方且彼此靠近。反力特性曲线应在电磁吸力特性曲线的下方且彼此靠近。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l4.触头系统触头系统l触头也叫触点，是电器元件的执行部分，用于控制电路的触头也叫触点，是电器元件的执行部分，用于控制电路的接通与断开。触点工作性能的好坏将直接影响整个电路的接通与
40、断开。触点工作性能的好坏将直接影响整个电路的工作性能。触点通常用导电性能好的铜、银、镍及其合金工作性能。触点通常用导电性能好的铜、银、镍及其合金材料制成。材料制成。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用4.1触点的接触形式触点的接触形式l触点的接触形式有点接触、面接触和线接触三种。三种接触形式中，触点的接触形式有点接触、面接触和线接触三种。三种接触形式中，点接触形式的触点接触面小，只用于小电流的电器中；面接触形式的点接触形式的触点接触面小，只用于小电流的电器中；面接触形式的触点接触面大，允许通过较大的电流，一般在接触表面镶有银合金，触点接触面大，允许通过较大的电流，一般在接
41、触表面镶有银合金，以减小触点接触电阻和提高耐磨性，多用于较大容量电器；线接触形以减小触点接触电阻和提高耐磨性，多用于较大容量电器；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，这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，这种滚动接触多用于中等容量的触点种滚动接触多用于中等容量的触点l4.2触头的结构形式触头的结构形式l触头的结构形式主要有单断点指形触头和双断点桥式触头两种。触头的结构形式主要有单断点指形触头和双断点桥式触头两种。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l5.灭弧系统灭弧系统l5.1电弧的产生及危害电弧的产生及危害l当触头分断
42、电流时，由于电场的存在，触头间会产生电弧当触头分断电流时，由于电场的存在，触头间会产生电弧。电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现。电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。电弧的存在既烧蚀触头的金属表面，缩短电器使用寿象。电弧的存在既烧蚀触头的金属表面，缩短电器使用寿命，又延长了切断电路的时间，还容易形成飞弧造成电源命，又延长了切断电路的时间，还容易形成飞弧造成电源短路事故，所以必须迅速将电弧熄灭。短路事故，所以必须迅速将电弧熄灭。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l5.2常用的灭弧方法常用的灭弧方法l（1）电动力灭弧）电动力灭弧(双断口灭弧双断口
43、灭弧)。如图。如图1-8(a)所示，这是桥式双断所示，这是桥式双断口触头系统，在触点分断时，将电弧分成两段以提高电弧的起弧口触头系统，在触点分断时，将电弧分成两段以提高电弧的起弧电压；同时利用两段电弧相互间产生的电动力将电弧向外侧拉长电压；同时利用两段电弧相互间产生的电动力将电弧向外侧拉长，以增大电弧与冷空气的接触面，从而迅速散热而灭弧。，以增大电弧与冷空气的接触面，从而迅速散热而灭弧。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（2）灭弧柵片灭弧。灭弧栅片是一组镀铜的薄铜片，它们彼此间相互）灭弧柵片灭弧。灭弧栅片是一组镀铜的薄铜片，它们彼此间相互绝缘，如图绝缘，如图1-8(b
44、)所示。电弧在电动力的作用下被推入栅片中分割成数所示。电弧在电动力的作用下被推入栅片中分割成数段，而栅片就是这些电弧的电极。每两片栅片间都有段，而栅片就是这些电弧的电极。每两片栅片间都有150250V的绝缘的绝缘强度，使整个灭弧栅片的绝缘强度大大提高，以致外加电压无法维持强度，使整个灭弧栅片的绝缘强度大大提高，以致外加电压无法维持，电弧迅速熄灭。此外，栅片还能吸收电弧热量，使电弧冷却。，电弧迅速熄灭。此外，栅片还能吸收电弧热量，使电弧冷却。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（3）磁吹灭弧。如图）磁吹灭弧。如图1-8(c)所示，在触头电路中串入一个磁吹线圈，所示，在触头
45、电路中串入一个磁吹线圈，该线圈产生的磁场由导磁板引向触头周围，其方向由右手定则确定。该线圈产生的磁场由导磁板引向触头周围，其方向由右手定则确定。触头间的电弧所产生的磁场，其方向为触头间的电弧所产生的磁场，其方向为 +所示。这两个磁场在电弧下所示。这两个磁场在电弧下方方向相同方方向相同(叠加叠加)，在电弧上方方向相反，在电弧上方方向相反(相减相减)，所以电弧下方的磁场，所以电弧下方的磁场强于上方的磁场。在下方磁场作用下，电弧受力的方向为强于上方的磁场。在下方磁场作用下，电弧受力的方向为F所指的方向所指的方向。在。在F的作用下，电弧被吹离触头，经熄弧角引进灭弧罩，使电弧熄灭的作用下，电弧被吹离触头
46、，经熄弧角引进灭弧罩，使电弧熄灭。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（4）灭弧罩灭弧。在电弧所形成的磁场电动力的作用下，）灭弧罩灭弧。在电弧所形成的磁场电动力的作用下，可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄(纵纵)缝中。几条纵缝可将电缝中。几条纵缝可将电弧分割成数段，并且与固体介质相接触时，还能吸收电弧弧分割成数段，并且与固体介质相接触时，还能吸收电弧热量使电弧冷却，从而使电弧迅速熄灭。热量使电弧冷却，从而使电弧迅速熄灭。三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性任
47、务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l习题与思考题习题与思考题l1、什么是低压电器、什么是低压电器?低压电器的分类有哪些？低压电器的分类有哪些？l2、简述电磁机构的吸力特性和反力特性。两者之间应满足、简述电磁机构的吸力特性和反力特性。两者之间应满足怎样的配合关系怎样的配合关系?l3、常用的灭弧方法有哪些、常用的灭弧方法有哪些?三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性项目一项目一 常用低压电器的认识和选用常用低压电器的认识和选用l学习目标学习目标l1、了解接触器的概念及分类；、了解接触器的
48、概念及分类；l2、掌握接触器的工作原理、符号及技术参数；、掌握接触器的工作原理、符号及技术参数；l3、能够根据工程实际需要选择合适的接触器。、能够根据工程实际需要选择合适的接触器。任务二任务二 接触器的的认识和选用接触器的的认识和选用l一、任务导入一、任务导入l接触器主要用于电力拖动控制系统，用来控制电路的通断。对这接触器主要用于电力拖动控制系统，用来控制电路的通断。对这类电器的技术要求是：有一定通断能力，操作频率要高，电器和类电器的技术要求是：有一定通断能力，操作频率要高，电器和机械寿命长。它不同于低压断路器，虽有一定的过载能力，但却机械寿命长。它不同于低压断路器，虽有一定的过载能力，但却不
49、能切断短路电流，也不具备过载保护的功能。由于接触器结构不能切断短路电流，也不具备过载保护的功能。由于接触器结构紧凑、价格低廉、工作可靠、维护方便，因而用途十分广泛。在紧凑、价格低廉、工作可靠、维护方便，因而用途十分广泛。在PLC控制系统中，接触器常作为输出执行元件，用于控制电动机控制系统中，接触器常作为输出执行元件，用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器等负载。、电热设备、电焊机、电容器等负载。任务二任务二 接触器的的认识和选用接触器的的认识和选用l二、相关知识二、相关知识l1、接触器的概念及分类、接触器的概念及分类l接触器是一种用于频繁地接通或分断带有负载的交、直流电路或接触器是一种用于频
50、繁地接通或分断带有负载的交、直流电路或大容量控制电路的自动控制电器。在功能上，接触器除能实现自大容量控制电路的自动控制电器。在功能上，接触器除能实现自动切换外，还具有手动开关所不能实现的远距离操作功能和失电动切换外，还具有手动开关所不能实现的远距离操作功能和失电压保护功能。接触器的图形符号如图压保护功能。接触器的图形符号如图1-10所示，文字符号为所示，文字符号为KM。l 任务二任务二 接触器的的认识和选用接触器的的认识和选用l接触器按灭弧介质分，有空气式接触器、油浸接触器按灭弧介质分，有空气式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流种类可
