技术培训系列-接触器课件.ppt

1、武汉HLPD技术培训系列-接触器 Helpdesk-WH,QCS China魏东山Schneider Electric2HLPD WH Date 目录施耐德接触器简介接触器原理接触器的结构接触器的附件接触器的应用施耐德接触器简介Schneider Electric4HLPD WH Date 1924年，世界上第一台接触器1935年，世界上第一只单体接触器1960年，全球第一套电动机起动器1973年，全球第一只模块化接触器1993年，GV2实现两元件电动机起动方案2000年，TeSys系列华丽登场，延续D2系列的辉煌之路1990年，传奇的D2系列，垄断全球市场超过10年2003年，TeSys U

2、无所不包无所不能施耐德电气电动机起动器产品发展之路Schneider Electric5HLPD WH Date Model GV:GV2 0,06 15 kWGV3P/L5.5 30 kWTeSys U Starter0.0615 KWCircuit breakerModel D0,06 75 kWModel F15 450 kWModel K0,06 5,5 kW Contactors Thermal relayModel D0,06 18,5 kW 18,5 45 kW 55 75 kWModel F18,5 315 kWModel K0,06 5,5 kWModel B220 900

3、kWTeSys U Controller0.06450 KWEOCR 0.1 37KWVario345 KWLT6 5/25ATesys 接触器接触器Schneider Electric6HLPD WH Date Tesys 接触器接触器6A150A620A115A9A800A1800A16A95A750ATeSys KTeSys DTeSys FTeSys BTeSys EC modelPriceCurrent完完整整产产品品线线接触器原理Schneider Electric8HLPD WH Date 接触器原理Schneider Electric9HLPD WH Date 线圈通电时产生电

4、磁吸引力将衔铁吸下，使常开触点闭合，常闭触点断开。线圈通电时产生电磁吸引力将衔铁吸下，使常开触点闭合，常闭触点断开。线圈断电后电磁吸引力消失，依靠弹簧使触点恢复到原来的状态线圈断电后电磁吸引力消失，依靠弹簧使触点恢复到原来的状态。接触器结构l整体结构概览l主触头l线圈及其保护模块11交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置和辅助交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置和辅助部件等组成。部件等组成。Schneider Electric12HLPD WH Date 触头压力弹簧片触头压力弹簧片反作用弹簧反作用弹簧静铁心静铁心缓冲弹簧缓冲弹簧桥式动触头桥式动触头动铁心动铁心短路环短路环线圈线

5、圈底座底座Schneider Electric13HLPD WH Date 主触头主触头 点接触点接触 线接触线接触 面接触面接触1静触头静触头 2动触头动触头 3触头压力弹簧触头压力弹簧15开距开距是触头处于断开状态时其动静触头间的最短距离，其值是由它能否耐受电路中可能出现的过电压以及能否保证顺利熄灭电弧来决定的。超程超程是触头运动到闭合位置后、将静触头移开时动触头还能移动的距离，其值取决于触头在期限内遭受的电侵蚀。初压力初压力是触头刚闭合时作用于它的正压力。终压力终压力是触头闭合终止位置的压力，其值由许多因素，诸如温升、熔焊等所决定。研程研程触头间研磨的行程 触头的参数触头的参数16 触头

6、的接触电阻触头的接触电阻 一、接触电阻的产生 接触电阻包括收缩电阻和表面膜电阻。二、影响接触电阻的因素 影响接触电阻的因素有接触压力、触头材料、触头温度 触头表面情况、接触形式及化学腐蚀等。三、减小接触电阻的方法 1增加接触点数目。2采用本身电阻系数小，且不易氧化或氧化膜电阻较小的材料作为接 触导体，或作为接触面的覆盖层。触头一般由铜、黄铜和青铜等材 料制成。为防止触头表面被氧化，一般需要采取镀锡、镀银和涂防 腐漆和凡士林油等措施加以防护。3触头在开闭过程中应具有研磨过程，以擦去氧化膜。17一试验表明，导体接触处的整个面积只是个视在面积，真正接触着的是离散性的若于个被称为a斑点的小点(图2-2

7、5)。这种斑点的面积仅为视在接触面的很小一部分。就是a斑点本身也只有一小部分是纯金属接触区，其余部分是受污染的准金属接触区和覆盖着绝缘膜的不导电接触区因此，实际的金属导体接触面非常小。实际接触面缩小到局限于少量的斑点，引起束流现象束流现象图3-118影响接触电阻的主要因素影响接触电阻的主要因素 接触形式接触形式 表面上看似乎面接触的接触电阻最小，但也不尽然。若接触压力不大，面接触时a斑点多，每个斑点上的压力反而很小，以致接触电阻增大很多。因此，继电器和小容量电器的触头普遍采用点-点及点-面接触形式，大中容量电器触头才采用线和面接触形式。表2-4中关于铜触头的实验数据便是实证19表面状况表面状况

8、 接触面越粗糙，越易污染和氧化，Rj也越大。其后果不仅是发热损耗增大，还会妨碍电路正常接通，特别是当电压和电流均甚小时。材料性能材料性能 影响Rj值的材料性能主要是电阻率和屈服点。屈服点越小，即材料越软，越易发生塑性形变，Rj值也越小。20接触压力接触压力 它是确定接触电阻的决定性因素。接触面受压后总有弹性及塑性形变，使接触面积增大。压力还能抑制表面膜层的影响。但从黄铜质球-平面接触触头通过20A电流时的试验结果来看(图2-27)，接触压力越小，Rj越大，且分散性很大，可是过分增大接触压力也并不佳。弱电继电器接触压力甚小，为使接触电阻值稳定，压力不得小于表2-5中的数值。21接触电阻与压力的关

9、系接触电阻与压力的关系 22接触电阻与接触电压降接触电阻与接触电压降 触头接触面温度上升时，由于接触电阻Rj增大，接触电压降Uj也会增大。反之亦然。但实验所得,“Ri-Ui”特性并非全然如此(图2-28)。Rj由图可见，当Uj增大时，Rj开始是增大的，但当Uj增大到Us时,触点温度已高达能令触点金属材料机械性质发生变化-软化的地步，故Us称为软化电压。这时，在接触压力作用下，接触面积增大，使Rj骤减。此后，Rj仍将随Uj而逐渐增大，并于Uj增至Um时再度猛降,因为此时接触面积因温度已达熔点而增大很多。电压降Um称为熔化电压。软化电压和熔化电压均为触点材料的特性参数。23 触头的振动触头的振动

10、一、产生振动的原因 触头在闭合过程中，触头间的碰撞、触头间的电动斥力和衔铁与铁心的碰撞都可能引起触头的机械振动。两个触头在闭合时发生碰撞产生振动是不可避免的，所谓消除触头闭合过程中的振动，是指消除触头的有害振动。24 接通时动触头以一定速度朝静触头运动，它们接触时就发生了机械碰撞。结果，动触头被弹开，然后再朝静触头运动，多次重复发、碰撞。由于每碰撞一次都要损失部分能量，故振动幅度将逐渐减小(图2-31）。除触头本身的碰撞外，电磁机构中衔铁与铁心接触时的撞击以及短路电流通过触头时生的巨大电动斥力，均可能引起触头振动。25 二、减小振动的方法 减小触头振动有如下几种方法：1.使触头具有一定的初压力

11、。2.降低动触头的闭合速度，以减小碰撞动能。3.减小动触头的质量，以减小碰撞动能，从而减小触头 的振幅。4.对于电磁式电器，减小衔铁和静铁心碰撞时引起的磁 系统的振动，以减小触头的二次振动。其方法是吸力特 性与反力特性有良好的配合及铁心具有缓冲装置。26 三、熔焊的概念 触头的熔焊主要发生在触头闭合有载电路的过程中和触头处于闭合状态时。在触头闭合过程中，触头的机械振动使触头间断续产生电弧，在电弧高温的作用下，使触头表面金属熔化，当触头最终闭合时。这些熔化金属可能凝结而引起熔接，使动、静触头熔焊在一起不能打开。27 在触头处于闭合状态时，若通过过大的电流，会使触头接触处温度升高，如果达到了熔化温

12、度，两触头接触处的材料便熔化并结合在一起，使接触电阻迅速下降，其损耗和温度都下降，熔化的金属可能凝结而引起熔接。这种由热效应而引起的触头熔接，称为触头的“熔焊”。还有一种触头熔接现象，产生于常温状态，通常称为“冷焊”。“冷焊”常常发在用贵金属材料制成的小型继电器触点中。其原因为贵金属表面不易形成氧化膜，纯净的金属接触面在触头压力作用下，由于金属原子间化学亲和力的作用，使两个触头表面结合在一起，产生“冷焊”现象。28触头的磨损触头的磨损 一、触头磨损的原因 触头磨损包括机械磨损、化学磨损和电磨损。触头的磨损主要取决于电磨损。电磨损主要发生在触头的闭合和开断过程中，在触头闭合电流时产生的电磨损，主

13、要是由于触头碰撞引起的振动所产生的，在触头开断电流时所产生的电磨损，是由高温电弧所造成的。29 二、触头电磨损的形式 触头在分断与闭合电路过程中，在触头间隙中产生金属液桥、电弧和火花放电等各种现象，引起触头材料的金属转移、喷溅和汽化，使触头材料损耗和变形，这种现象称为触头的电磨损。触头的电磨损形式主要有两种，即液桥的金属转移和电弧的烧损。30触头材料触头材料对触头材料通常有下列要求:低电阻率低电阻率低电阻温度系数低电阻温度系数;高最小燃弧电压高最小燃弧电压/电流电流抗化学腐蚀能力抗化学腐蚀能力适当的硬度适当的硬度良好的工艺性能。良好的工艺性能。触头材料一般有纯金属、合金和粉末合金三类31纯金属

14、材料1)银 在金属材料中它具有最高的电导率和热导率。其氧化膜电阻率较低，且易去除;其硫化膜电阻率虽较高，仍易破除。因此，银触头接触电阻小，而且稳定。银的工艺性一般也优于其他材料。由于熔点和硬度均较低，故银的耐弧、耐侵蚀和抗熔焊性能均较差，所以银触头多用于中小容量开关电器。(2)铜 铜的电导率和热导率均很高，仅次于银。其比热容大、工艺性好、价格低廉，铜易氧化，其氧化膜的电阻率非常大，又不易去除，故铜触头接触电阻大而且不稳定。目前仅动静触头的接触面之间有相对运动(摩擦)的电器才使用纯铜质触头。(3)铝 其电导率和热导率在纯金属材料中居第三位，故亦属最常用的导电材料。铝材极易氧化，其氧化膜的电阻率极

15、大、并且非常稳定，极难去除。然而，铝材经济电导为铜材的二倍，价格又低廉，所以被广泛地用作母线材料及其他线材。(4)钨它具有高的熔点、沸点和硬度，故耐弧、耐电侵蚀和耐熔焊。但其电阻率大易氧化，且氧化膜几乎不导电，以致接触电阻特别大。工程上不采用纯钨触头。(5)石墨 它是非金属材料，不易氧化和产生氧化膜。其电阻率高，机械强度低，但耐弧和耐熔焊。它一般只用作开关电器的灭弧触头材料。此外，继电器和弱电电器还常用金、铂等贵金属及其合金作为触头材料32合金材料(1)铜钨合金 其含铜量在20%80%。由于钨的熔点高，故此合金有非常高的耐弧、耐侵蚀及抗熔焊能力。但因电阻率高，需要高接触压力，故主要用于高压及大

16、电流断路器。(2)铜石墨合金 其石墨含量为4%5%，性能与铜钨合金相近。由于它在很大的冲击电流作用下也不致发生熔焊，故也常用于大中容量开关电器。总之，铜基合金虽然电阻率高，但工艺性强、价格低廉，至今仍被广泛应用。(3)银钨合金 其含钨量为30%80%。它耐弧、基本上不熔焊，而在工艺性及电阻率方面均优于铜钨合金。因此，它尤适用于大容量开关电器。(4)银镍合金 其含镍量为5%40%。镍熔点较高，加入后可提高抗硫化及抗熔焊性能。它的接触电阻稳定，耐侵蚀，易作辗压加工，但抗熔焊能力仍很低，且价格较高。此合金一般用于中小容量开关电器。(5)银石墨合金 其含碳量与铜石墨合金相仿，具有高抗熔焊能力，但质地软

17、，不耐摩擦，一般用于非频繁操作的大中容量电器。(6)银碳化钨合金 碳化钨的化学稳定性优于钨，耐腐蚀性也较高，故接触电阻较稳定，能耐受大电流，适用于低电压大电流电器。含量达一半后极易氧化，使接触电阻不稳定。因此，它不宜用于接触压力小的电器。此外，继电器和弱电电器还常采用金与镍、铂、锆的合金以及铂和铱或钌的合金。33材料属性典型应用AgNi+覆Au-覆金层在空气中耐腐蚀性较好；-与其它材料相比，在小负载下，有更小的接触电阻和更好的一致性；-导电率、导热率好；小负载：覆金层几乎没有腐蚀，从10mW（5V，2mA）到1.5W（24V，62.5mA）(阻性负载)-中负载：几次动作后金镀层被侵蚀掉基体Ag

18、Ni起主要作用，从2.4W（24V，100mA）到60W（30V，2A）(阻性负载)注意：开断低负载时，典型值1mW（0.1V-1mA）(例如在测试仪器中)，推荐使用两对并联触点。AgPd-在常温下耐腐蚀性较好，耐硫化性较好；-接触电阻较小，且一致性较好；-价格昂贵。同上AgNi-大多数继电器触点的标准材料-导电率、导热率好；-高耐烧蚀性-中等的抗焊接性-在硫化物环境容易生成硫化膜-阻性负载和较小感性负载-一般额定电流小于12A-一般浪涌电流小于25AAgCdO-高AC负载-导电率、导热率较好；-高耐烧蚀性-好的抗粘接性-在硫化物环境容易生成硫化膜-阻性负载、电机负载和感性负载-一般额定电流小

19、于30A-一般浪涌电流小于50AAgSnO2-优秀的抗粘接性-DC负载时材料转移较以上材料少-在硫化物环境容易生成硫化膜-灯负载、感性负载和容性负载-非常大浪涌电流（可达120A）负载AgSnO2含其它氧化物同上-灯负载、感性负载和容性负载-非常大浪涌电流（可达120A）负载-含有的氧化物不同，适用负载会不同34负载类型负载类型In2.5 In6 In6 In分断分断分断分断分断分断分断分断AC-1AC-2AC-3AC-4负载的种类冲击电流阻性负载稳态电流的1倍电动机负载稳态电流的510倍电容负载稳态电流的2040倍变压器负载稳态电流的515倍螺线管负载稳态电流的1020倍白炽灯负载稳态电流的

20、1015倍水银灯负载稳态电流的约3倍钠灯负载稳态电流的13倍确定继电器所能承受的负载是否满足使用要求时，除了需要确定负载的大小，还要确定实际负载的种类，因为不同的负载有不同的稳态值和冲击值，见表35有代表性的负载与冲击电流和时间的关系36 交流负载的电流包含感应电流和阻性电流两个部分，可以根据功率因数cos，通过在阻性负载电流上乘以相应的负载递减系数K估算出来，图4显示了负载递减系数K和功率因数cos的关系图。37载流电路的开断过程载流电路的开断过程1.动静触头的接触原本是许多个点在接触，而接触压力一般是由弹簧产生的。由于超程的存在，触头开始分断时，电路并没开断，仅仅是动触头朝着与静触头分离的

21、方向运动。这时，超程和接触压力都逐渐减小，接超程和接触压力都逐渐减小，接触点也减少。及至极限状态、即仅剩一个点接触时，接触面积减至最小，触点也减少。及至极限状态、即仅剩一个点接触时，接触面积减至最小，电流密度非常巨大，故电阻和温升剧增。以致触头虽仍闭合，但接触处电流密度非常巨大，故电阻和温升剧增。以致触头虽仍闭合，但接触处的金属已处于熔融状态。的金属已处于熔融状态。2.此后，动触头继续运动，终于脱离，但动静触头间并未形成间隙，而由熔融的液态金属桥所维系着。液态金属的电阻率远大于固体金属的，故金属桥内热量高度集中，使其温度达到材料的沸点，并随即发生爆炸形式的金属桥断裂过程，触头间隙也形成了。3.

22、金属桥刚断裂时，间隙内充满着空气或其他介质及金属蒸气，它们均具有绝缘性质。于是，电流被瞬时截断，并产生过电压，将介质和金属蒸气击穿，使电流以火花放电乃至电弧的形式重新在间隙中流通。4.随着动触头不断离开静触头以及各种熄弧因素作用，电弧终将转化为非自持放电并最终熄灭，使整个触头间隙成为绝缘体，触头分断过程亦告终结至此，触头已处于断开状态。电弧有关内容参见附录22023-5-839 电磁铁是一种将电磁能转换成机械能的常用电器，它利用通用线圈在铁心中产生磁场，吸引衔铁，带动机械部件完成预期的动作。电磁铁按照励磁电流性质的不同可分为直流电磁铁和交流电磁铁两种。衔铁铁心铁心线圈线圈衔铁40 电磁铁的结构

23、形式电磁铁的结构形式FF铁芯线圈衔铁FF(a)(b)(c)(a)马蹄式；(b)拍合式；(c)螺管式 41 电磁铁线圈通电后，铁心吸引衔铁的力称为电磁吸力。电磁吸力是电磁铁的主要参数，根据能量转换原理可以推导出电磁吸力的计算公式=B02S08107 式中S0是空气隙的截面积，单位是平方米，B0是气隙中的磁感应强度，单位是特斯拉（T），电磁吸力F 的单位是牛顿（N）。直流电磁铁的励磁电流是恒定不变的，所以在一定的气隙下，磁路中的磁通也是恒定不变的，因此不存在铁心损耗。02002BSF 42直流电磁铁的电磁吸力 F=（107/8）B2S交流电磁铁的最大电磁吸力 Fm=107m/8S m交流磁通幅值

24、若加在交流线圈上电压U稳定时，交流电磁铁中的磁通幅值m U/4.44fN不变，交流电磁铁的平均电磁吸力为最大电磁吸力的一半。即 Fev=Fm/2=107m/16S43 直流电磁铁线圈通电、在衔铁被吸合的前、后，电磁吸力是不相同的。在直流电磁铁衔铁被吸合的过程中，电磁吸力逐渐增大，衔铁完全被吸合后，电磁吸力最大。F对于直流而言 U=IR U不变时，I不变磁通势 Fm=IN=Um=Rm 也不变Rm=Rm0+Rm1Rm=Rm1吸合后前故在吸合后B002002 BSF44 交流电磁铁励磁线圈中通入的是交流电流，在铁心中所产生的磁通也是交变的，所以交流电磁铁具有如下特点。（1）交流磁通在铁心中产生涡流损

25、耗和磁滞损耗，为了减小铁心损耗，其铁心通常用硅钢片制成。（2）交流磁通所产生的电磁吸力是随时间变化的，电磁吸力瞬时值 f 随时间变化的规律如下图所示，表明电磁吸力随时间在零值和最大值Fm之间脉动变化，这可能引起衔铁的频繁振动。t、ffFmO45 为了消除衔铁的振动，可以在铁心的某一端面部分套上一个短路铜环。21 当交变磁通穿过具有短路铜环的铁心时，会分成两个分量1和2。穿过短路铜环的磁通分量1必然会在短路铜环内产生感应电流，这个感应电流要阻碍磁通的变化，从而使1与2之间产生了相位差。46短路环短路环474849Fe2cosPRIUIP 50 电磁机构的吸力特性和反力持性电磁机构的吸力特性和反力

26、持性 1.吸力特性 电磁系统的电磁吸力与气隙的关系曲线称为吸力持性。即F与气隙的关系。电磁吸力可近似地按下式求得：F=4F=410105 5B B2 2S S 式中：F为电磁吸力，B为气隙磁场感应强度，S为铁心截面积。51励磁电流的种类对吸力特性影响很大 (交、直流电磁机构)(1)交流电磁机构的吸力特性 设线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗，电阻忽略不计，则 U E=4.44fN =U/4.44fN 式中：U为线圈外加电压；E为线圈感应电动势；f为电压频率，N为电磁线圈的匝数。交流电磁机构的吸力特性如图所示。由于交流电磁机构的气隙磁通不变，又：磁势/磁阻IN/Rm Rm

27、为气隙磁阻,安匝数IN随气隙磁阻（也即随气隙）的变化成正比变化，所以交流电磁线圈的电流I与气隙成正比变化。52（2）直流电磁机构的吸力特性 因线圈外加电压U和线圈电阻不变，流过线圈的电流I也为常数，即不受气隙变化的影响，根据磁路定律：IN/Rm ;Rm为气隙磁阻 因此电磁吸力F与气隙的平方成反比。直流电磁机构的吸力特性如下图531直流接触器吸力特性2交流接触器吸力特性3反力特性2.反力特性 反作用力:弹簧力 衔铁自身重力 摩擦阻力3.反力特性与吸力特性的配合:吸力特性高于反力特性 不能过大也不能过小图15 反力特性与吸力特性54交、直流电磁铁电磁关系交、直流电磁铁电磁关系1直流电磁铁：励磁电流

28、、磁通、磁感应强度等都是恒定不变的。交流电磁铁中却是随时间不断交替变化的。因此交流电磁铁产生的吸力也是交变的，这也就是交流电磁铁工作时有噪声的原因。2交流电磁铁中由于电流交变，因而在交变磁通作用下，铁心中产牛磁滞损耗但直流电磁铁中因电流恒定而没有上述损耗。55 3直流电磁铁线圈中的励磁电流的大小仅决定于线圈端电压和线圈电阻。而与铁心与衔铁之间的气隙无关。但对于交流电磁铁却不同，如果衔铁在吸合过程中被卡住，此时气隙较大，总磁阻较大，从而使励磁电流增大，导致线圈过热而损坏。使用时若发现衔铁被卡住，则应立即切断电源，排除故障，以免损坏线圈。4 交流电磁线圈误接入对应直流电源，将会烧毁线圈，因为交流电

29、磁线圈接入对应交流电源时，线圈中的电流I1=U/L；而接入对应直流电源时，I2=U/R,因LR，即：I2I1,所以，线圈很快就会因发热而烧毁。直流电磁线圈误接入对应交流电源，铁心将会发出强烈的震动，电磁机构也不会正常工作，因为直流电磁机构没有短路环，而交流电源会在其上产生交变磁场，即电磁力会不断变化。56内内 容容 直流电磁铁直流电磁铁 交流电磁铁交流电磁铁 铁芯结构由整块软钢制成,无短路环 由硅钢片制成,有短路环 吸合过程 电流不变,吸力逐渐加大 吸力基本不变,电流减小 吸合后 无振动 有轻微振动 吸合不好时 线圈不会过热 线圈会过热,可能烧坏 直流电磁铁与交流电磁铁比较直流电磁铁与交流电磁

30、铁比较 57线圈保护模块线圈保护模块1 1、采用、采用RCRC回路回路 在线圈两端并接RC串联回路，将线圈中的磁能转换为电容C的电能，并通过电阻及、电容C和线圈本身的阻抗消耗掉。电阻R的阻值可取50200、12W，线圈功率越大，取阻值越小，瓦数越大；电容C的容量可取0.0472F，耐压大于线圈额定电压，线圈功率越大，取电容量越大。电阻R和电容C元件的参数值通常可由试验来确定。2 2、采用二极管、采用二极管 在线圈两端并联一只二极管VD，二极管的方向应当是接触器接通时电流不通过它。这样，当触头断开时，由于放电电流方向而将磁消耗在二极管内阻和线圈的阻抗中。二极管VD可选择耐压大于线圈的额定电压Z、

31、正向电流大于ER(R为线圈的直流电阻)的任何二极管，如1N4004(1A/400V)或1N4004(1A/700V)3 3、采用压敏电阻、采用压敏电阻 在线圈两端并接压敏电阻RV。氧化锌压敏电阻的阻值对外加电压很敏感，外加电压增大时，其阻值减小，外加电压越大，阻值下降越显著。当线圈工作时，加在RV两端的电压为线圈的工作电压，RV阻值极大。当线圈断开时，RV两端的电压剧增，其阻值剧减，于是就抑制了浪涌电压的产生，避免了触头火花。接触器附件高可靠性高可靠性：采用采用斜齿磨擦专利技术斜齿磨擦专利技术，保证触头可靠接通，保证触头可靠接通，自清洁触头表面。自清洁触头表面。导通性好导通性好：Umin=17

32、V，Imin=5mA。静触点动触点打开打开接触接触2023-5-8 通电延时空气式时间继电器利用空气的阻尼作用达到动作延时的目通电延时空气式时间继电器利用空气的阻尼作用达到动作延时的目的。线圈通电后将衔铁吸下，使衔铁与活塞杆之间有一段距离。在释的。线圈通电后将衔铁吸下，使衔铁与活塞杆之间有一段距离。在释放弹簧作用下，活塞杆向下移动。在伞形活塞的表面固定有一层橡皮放弹簧作用下，活塞杆向下移动。在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜，活塞向下移动时，膜上面会造成空气稀薄的空间，活塞受到下面膜，活塞向下移动时，膜上面会造成空气稀薄的空间，活塞受到下面空气的压力，不能迅速下移。当空气由进气孔进入时，活塞才逐

33、渐下空气的压力，不能迅速下移。当空气由进气孔进入时，活塞才逐渐下移。移动到最后位置时，杠杆使微动开关动作。延时时间即为从电磁移。移动到最后位置时，杠杆使微动开关动作。延时时间即为从电磁铁吸引线圈通电时刻起到微动开关动作时为止的这段时间。通过调节铁吸引线圈通电时刻起到微动开关动作时为止的这段时间。通过调节螺钉调节进气孔的大小就可调节延时时间。吸引线圈断电后，依靠复螺钉调节进气孔的大小就可调节延时时间。吸引线圈断电后，依靠复位弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。位弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。断电延时模块动作相反，通电时迅速动作，断电时通过活塞挤压气断电延时模块动作相反，通电时迅

34、速动作，断电时通过活塞挤压气体从排气孔排出，延时动作。体从排气孔排出，延时动作。Schneider Electric61HLPD WH Date 2023-5-8通电延时模块通电延时模块Schneider Electric62HLPD WH Date 2023-5-8断电延时模块断电延时模块接触器应用Schneider Electric64HLPD WH Date 2023-5-8(a)接线示意图 (b)电气原理图M3SBSFUKMM3SFUKMKMSBSchneider Electric65HLPD WH Date 2023-5-8Schneider Electric66HLPD WH Da

35、te 2023-5-8M3SFUKMKMSB2SB1KMFRFR（1）起动过程。按下起动按钮）起动过程。按下起动按钮SBl，接触器接触器KM线圈通电，与线圈通电，与SB1并联并联的的KM的辅助常开触点闭合，以保的辅助常开触点闭合，以保证松开按钮证松开按钮SBl后后KM线圈持续通电线圈持续通电，串联在电动机回路中的，串联在电动机回路中的KM的主的主触点持续闭合，电动机连续运转，触点持续闭合，电动机连续运转，从而实现连续运转控制。从而实现连续运转控制。（2）停止过程。按下停止按钮）停止过程。按下停止按钮SB2，接触器接触器KM线圈断电，与线圈断电，与SBl并联并联的的KM的辅助常开触点断开，以保的

36、辅助常开触点断开，以保证松开按钮证松开按钮SB2后后KM线圈持续失电线圈持续失电，串联在电动机回路中的，串联在电动机回路中的KM的主的主触点持续断开，电动机停转。触点持续断开，电动机停转。Schneider Electric67HLPD WH Date 2023-5-8Schneider Electric68HLPD WH Date 2023-5-8直接起动控制原理图直接起动控制原理图Schneider Electric69HLPD WH Date 2023-5-8M3SFUKM1SB3SB1KM2SB2KM1KM1KM2KM2FRFRSchneider Electric70HLPD WH D

37、ate 2023-5-8Schneider Electric71HLPD WH Date 2023-5-8带电气联锁的正反转控制电路带电气联锁的正反转控制电路SB3SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM2KM1FRSchneider Electric72HLPD WH Date 2023-5-8Schneider Electric73HLPD WH Date 2023-5-8：电路在具体操电路在具体操作时，若电动机处于正转作时，若电动机处于正转状态要反转时必须先按停状态要反转时必须先按停止按钮止按钮SBSB3 3，使联锁触点使联锁触点KMKMl l闭合后按下反转起动按闭合后按下反转起动按钮钮

38、SBSB2 2才能使电动机反转；才能使电动机反转；若电动机处于反转状态要若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮正转时必须先按停止按钮SBSB3 3，使联锁触点使联锁触点KMKM2 2闭合闭合后按下正转起动按钮后按下正转起动按钮SBSBl l才才能使电动机正转能使电动机正转。SB3SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM2KM1FRSchneider Electric74HLPD WH Date 2023-5-8同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路SB3SB1SB2KM1KM2KM2KM2KM1KM1FRSchneider Electric7

39、5HLPD WH Date 2023-5-8Schneider Electric76HLPD WH Date 2023-5-8M3SFUKMKMSB2SB1KMSQFRFR当生产机械的运动部件到达预定的位置时压下行程开关的触杆，将常闭触点断开，接触器线圈断电，使电动机断电而停止运行。Schneider Electric77HLPD WH Date 2023-5-8SB3SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM1(b)自 动 往 返 控 制 电 路SQ1SQ2KM2SQ2SQ1SQ2SQ1(a)往 返 运 动 图FRSchneider Electric78HLPD WH Date 2023-5-

40、8Schneider Electric79HLPD WH Date 2023-5-8Schneider Electric80HLPD WH Date 2023-5-8M3SFUKM1KM2KM3U1V2V1W2W1U2SB3KM1SB1KM1KM2KM3KM3KM1KM2KTKM2KTFRFRSchneider Electric81HLPD WH Date 2023-5-8Schneider Electric82HLPD WH Date 2023-5-8直流注入制动直流注入制动Make the most of your energy附录1交流接触器使用注意事项Schneider Electri

41、c85-Division-Name Date Schneider Electric86-Division-Name Date Schneider Electric87-Division-Name Date 附录2电弧的产生和熄灭Schneider Electric89-Division-Name Date 1.电弧的形成与熄灭电弧的形成与熄灭2.直流电流的特性及熄灭直流电流的特性及熄灭3.交流电弧的特征及熄灭交流电弧的特征及熄灭4.熄灭交流电弧的基本方法熄灭交流电弧的基本方法Schneider Electric90-Division-Name Date 第一节第一节 电弧的形成与熄灭电弧的形成

42、与熄灭一、电弧放电的特征和危害一、电弧放电的特征和危害 弧柱中自由电子的主要来源弧柱中自由电子的主要来源 电弧形成的过程电弧形成的过程 电弧的去游离形式电弧的去游离形式 影响去游离的因素影响去游离的因素Schneider Electric91-Division-Name Date 电弧放电的特征和危害电弧放电的特征和危害 1.电弧的概念电弧的概念 当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光，称为电弧。2.电弧的本质电弧的本质 电弧的实质是一种气体放电现象。3.电弧放电的特征电弧放电的特征 （1）电弧由三部分组成。包括阴极区、阳极区和弧柱区。（2）电

43、弧温度很高。（3）电弧是一种自持放电现象。（4）电弧是一束游离的的气体。Schneider Electric92-Division-Name Date 电弧放电的特征和危害电弧放电的特征和危害 4.电弧的危害电弧的危害 （1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。（2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。Schneider Electric93-Division-Name Date 电弧的形成电弧的形成弧柱中自由电

44、子的主要来源弧柱中自由电子的主要来源 （1）热电子发射 当断路器的动、静触头分离时，触头间的接触压力及接触面积逐渐缩小，接触电阻增大，使接触部位剧烈发热，导致阴极表面温度急剧升高而发射电子，形成热电子发射。（2）强电场发射 开关电器分闸的瞬间，由于动、静触头的距离很小，触头间的电场强度就非常大，使触头内部的电子在强电场作用下被拉出来，就形成强电场发射。Schneider Electric94-Division-Name Date 电弧的形成电弧的形成 弧柱中自由电子的主要来源弧柱中自由电子的主要来源 （3）碰撞游离 从阴极表面发射出的电子在电场力的作用下高速向阳极运动，在运动过程中不断地与中性

45、质点（原子或分子）发生碰撞。当高速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从中性质点中打出一个或多个电子，使中性质点游离，这一过程称为碰撞游离。（4）热游离 弧柱中气体分子在高温作用下产生剧烈热运动，动能很大的中性质点互相碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，这种现象称为热游离。弧柱导电就是靠热游离来维持的。Schneider Electric95-Division-Name Date 电弧的形成电弧的形成 电弧形成的过程电弧形成的过程 断路器断开过程中电弧是这样形成的。触头刚分离时突然解除接触压力，阴极表面立即出现高温炽热点，产生热电子发射；同时，由于触头的间隙很小，使得电压强度很高，产生强电场发射

46、。从阴极表面逸出的电子在强电场作用下，加速向阳极运动，发生碰撞游离，导致触头间隙中带电质点急剧增加，温度骤然升高，产生热游离并且成为游离的的主要因素，此时，在外加电压作用下，间隙被击穿，形成电弧。Schneider Electric96-Division-Name Date 电弧的熄灭电弧的熄灭 电弧的去游离形式电弧的去游离形式 电弧的去游离过程包括复合和扩散两种形式。1.复合复合 复合是正、负带电质点相互结合变成不带电质点的现象。由于弧柱中电子的运动速度很快，约为正离子的1000倍，所以电子直接与正离子复合的几率很小。一般情况下，先是电子碰撞中性质点时，被中性质点捕获变成负离子，然后再与质量

47、和运动速度相当的正离子互相吸引而接近，交换电荷后成为中性质点。还有一种情况就是电子先被固体介质表面吸附后，再被正离子捕获成为中性质点。Schneider Electric97-Division-Name Date 电弧的熄灭电弧的熄灭 电弧的去游离形式电弧的去游离形式2.扩散扩散 扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围介质的现象。扩散有三种形式：（1）温度扩散，由于电弧和周围介质间存在很大温差，使得电弧中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散，减少了电弧中的带电质点；（2）浓度扩散，这是因为电弧和周围介质存在浓度差，带电质点就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，使电弧中的带电质点减少；（3

48、）利用吹弧扩散，在断路器中采用高速气体吹弧，带走电弧中的大量带电质点，以加强扩散作用。Schneider Electric98-Division-Name Date 电弧的熄灭电弧的熄灭 影响去游离的因素影响去游离的因素 1.电弧温度电弧温度 电弧是由热游离维持的，降低电弧温度就可以减弱热游离，减少新的带电质点的的产生。同时，也减小了带电质点的运动速度，加强了复合作用。通过快速拉长电弧，用气体或油吹动电弧，或使电弧与固体介质表面接触等，都可以降低电弧的温度。2.介质的特性介质的特性 电弧燃烧时所在介质的特性在很大程度上决定了电弧中去游离的强度，这些特性包括：导热系数、热容量、热游离温度、介电强

49、度等。若这些参数值大，则去游离过程就越强，电弧就越容易熄灭。Schneider Electric99-Division-Name Date 电弧的熄灭电弧的熄灭 影响去游离的因素影响去游离的因素 3.气体介质的压力气体介质的压力 气体介质的压力对电弧去游离的影响很大。因为，气体的压力越大，电弧中质点的浓度就越大，质点间的距离就越小，复合作用越强，电弧就越容易熄灭。在高度的真空中，由于发生碰撞的几率减小，抑制了碰撞游离，而扩散作用却很强。因此，真空是很好的灭弧介质。4.触头材料触头材料 触头材料也影响去游离的过程。当触头采用熔点高、导热能力强和热容量大的耐高温金属时，减少了热电子发射和电弧中的金

50、属蒸汽，有利于电弧熄灭。除了上述因素以外，去游离还受电场电压等因素的影响。Schneider Electric100-Division-Name Date 一、直流电弧的特性一、直流电弧的特性二二直流电弧的熄灭条件直流电弧的熄灭条件 第二节第二节 直流电弧的特性及熄灭直流电弧的特性及熄灭Schneider Electric101-Division-Name Date 电弧电压沿弧长的分布 阴极压降区 10-4cm，正空间梯度1020V与电弧电流无关而与阴极及介质有关。弧柱区 与电流、弧长和介质及其状态有关。阳极压降区 为阴极区的几倍，负空间梯度与电弧电流有关，电流越大压降越小。沿弧长电压降 h