【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 觸頭為雙斷點(diǎn)，ndv =2，遠(yuǎn)大于要求，所以能可靠熄弧。 （9）檢查恢復(fù)電壓振蕩過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)榉侵芷谶^(guò)程的條件，其判斷公式如下: f0≥ (37) 65600≥=滿足上述條件，因而恢復(fù)電壓為非周期過(guò)程。 輔助觸頭系統(tǒng)滅弧方法 由于輔助觸頭開(kāi)斷電流小，不需加特殊的滅弧裝置，直接利用雙斷點(diǎn)觸頭滅弧。 第4章 電磁系統(tǒng)設(shè)計(jì) 概述 電磁系統(tǒng)是由磁系統(tǒng)和線圈組成，用以進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換的電器組件或部件。電器的電磁系統(tǒng)主要是借線圈激磁使磁系統(tǒng)磁化，產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，使之運(yùn)動(dòng)作機(jī)械功，從而達(dá)到某些預(yù)定目的。通過(guò)線圈從電源吸取能量，并借銜鐵的運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)械功，是電磁系統(tǒng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的一個(gè)方面，通過(guò)線圈輸入電磁信號(hào)，并借銜鐵的機(jī)械運(yùn)動(dòng)輸出指令，是電磁系統(tǒng)實(shí)行控制作用的又一個(gè)方面。電磁系統(tǒng)的用途非常廣泛:它既可以單獨(dú)成為一類電器，諸如用作牽引電磁鐵、制動(dòng)電磁鐵、起重電磁鐵和電磁離合器及電磁吸盤(pán)等；它亦可作為電器的組件或部件，例如用作電磁接觸器、電磁式繼電器、電磁式脫扣器等的感測(cè)部件，以及電磁操作機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件。此外，從廣義的角度來(lái)看，電磁傳感器、電磁穩(wěn)壓器乃至磁放大器等，也可視為電磁系統(tǒng)。由此，設(shè)計(jì)之前需要了解電磁系統(tǒng)的種類、典型結(jié)構(gòu)和基本特性： 電磁系統(tǒng)的種類和典型結(jié)構(gòu)形式 電磁系統(tǒng)種類很多。按線圈激磁電流的種類區(qū)分有直流電磁系統(tǒng)、單相交流電磁系統(tǒng)、三相交流電磁系統(tǒng)、極化電磁系統(tǒng)以及交直流同時(shí)磁化的電磁系統(tǒng)。按線圈的連接方式區(qū)分有并激電磁系統(tǒng)和串激電磁系統(tǒng)。按銜鐵與線圈的相對(duì)位置區(qū)分有銜鐵穿入線圈內(nèi)腔的內(nèi)銜鐵式電磁系統(tǒng)和銜鐵在線圈外運(yùn)動(dòng)的外銜鐵式電磁系統(tǒng)。按外觀形狀區(qū)分有E形電磁系統(tǒng)、螺管式電磁系統(tǒng)和拍合式電磁系統(tǒng)等。電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從銜鐵運(yùn)動(dòng)方式區(qū)分有直動(dòng)式和轉(zhuǎn)動(dòng)式結(jié)構(gòu)。總之，電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式很多，且不同形式的具有不同的特性。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)具體電器的反力特性及對(duì)吸力特性與反力特性配合的要求，確定電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 電磁系統(tǒng)的基本特性 電磁系統(tǒng)的基本特性包括吸力特性、反力特性、輸入輸出特征及時(shí)間特性，下面就談?wù)勎μ匦院头戳μ匦?。電磁系統(tǒng)既然是一種依靠電磁吸力使銜鐵產(chǎn)生機(jī)械位移而輸出機(jī)械功的電工裝置，驅(qū)動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng)的電磁吸力Fx和銜鐵的機(jī)械行程δ自然就是它的基本參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)在一定條件下呈現(xiàn)的關(guān)系Ff=f（δ）也就成了電磁系統(tǒng)的基本特征。這個(gè)特征表征了電磁系統(tǒng)帶動(dòng)負(fù)載的吸引能力，所以習(xí)慣上被稱為吸力特性。上面是對(duì)直動(dòng)式電磁系統(tǒng)而言，如果是轉(zhuǎn)動(dòng)式電磁系統(tǒng)，吸力特性就以M=f(a)表示，它是銜鐵受到的電磁轉(zhuǎn)矩與銜鐵角位移之間的關(guān)系。電磁系統(tǒng)的銜鐵在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要克服機(jī)械負(fù)載的作用力做功?？梢哉f(shuō)，電磁系統(tǒng)的主要任務(wù)就是克服這種反作用力。因此，機(jī)械負(fù)載性質(zhì)的反作用力Ff與銜鐵行程δ之間的關(guān)系Ff=δ—反力特性，與吸力特性實(shí)質(zhì)上是矛盾的統(tǒng)一。更何況對(duì)一般的電磁系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，銜鐵的吸合主要靠電磁吸力，其釋放和復(fù)合則主要靠反作用力。因此，將反力特性作為電磁系統(tǒng)的基本特性來(lái)處理，既有必要，也很恰當(dāng)。為了保證電磁系統(tǒng)能可靠地工作，在銜鐵的吸合過(guò)程中，在動(dòng)作電流或電壓下的吸力特性通常應(yīng)高于反力特性；反之，在銜鐵的釋放過(guò)程中，反力特性應(yīng)高于在釋放電流或電壓下的吸力特性,或零電流及零電壓下剩磁產(chǎn)生的吸力特性。 電磁系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)算電磁系統(tǒng)反力： (1)按主觸頭參數(shù)確定銜鐵釋放位置的工作氣隙值（銜鐵行程）。 主觸頭系統(tǒng) 開(kāi)距為：β1=7mm。 超程為：γ1=3mm 則主觸頭行程為：β1+γ1=7+3=10mm 即銜鐵行程為： δ=10mm (2)確定銜鐵釋放位置的初始反力及釋放彈簧力。 確定初始反力（按銜鐵釋放終了時(shí)，銜鐵與停擋相碰撞的彈回距離，應(yīng)小于接觸器常閉輔助觸頭的超程（磨損后），來(lái)確定初始反力。 主觸頭彈簧初壓力定為16N,終壓力為20N,超程為δch =3mm，三對(duì)主觸頭 初壓力產(chǎn)生的反力： Ffcc=316N=48N, 終壓力產(chǎn)生的反力： Ffzc=320N=60N 確定輔助觸頭的超程為：2mm,初壓力為：2=, 終壓力為： F=2= 故Ffcb=2= Ffcb=2 = ，取允許彈回距離 δy=,取彈性恢復(fù)系數(shù)e=,初始反力計(jì)算公式如下： Ffcb= (41)= = 釋放彈簧力： (a)釋放位置彈簧力=初始反力+常閉觸頭終壓力Ffcs=FCS + Ffzb=+= （42） (b)吸合位置的彈簧力：參考現(xiàn)有產(chǎn)品，取釋放彈簧鋼度C=FfxFfcs+cδ=+10= （43） (3)按主觸頭參數(shù)及銜鐵釋放位置的工作氣隙值和初始反力等數(shù)據(jù)做反力 特性 曲線[Fff（Ff=f（Ff=f（δ））]如下。 吸合位置電磁鐵反力:Fb=Ffx+ Ffzb=+60= 釋放位置電磁鐵反力:Ff=Ffzs= 圖41 反力特性曲線 Ff為反力特性。 Ff1為釋放彈簧反力特性。 Ff2為主觸頭彈簧反力特性。 Ff3為銜鐵等運(yùn)動(dòng)部分的重力 電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式很多，可按不同方式來(lái)分類。按磁系統(tǒng)型式可分為U型、E型、盤(pán)式和螺管式等。按銜鐵運(yùn)動(dòng)方式分為旋轉(zhuǎn)式和直動(dòng)式。等等。交流電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式，對(duì)于小容量多采用直動(dòng)式，直動(dòng)式電磁系統(tǒng) 常用的可分為六類，分別為：?jiǎn)蜺型、雙U型、單E型、雙E型、T型、螺管式。從理論上講，單U型比雙E型的吸力特性陡峭，與反力特性的配合單U型好些，本次接觸器設(shè)計(jì)要求容量不大，考慮結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)性好等因素，選擇單U型直動(dòng)式電磁鐵。 選擇交流電磁鐵結(jié)構(gòu)形式，要按吸力特性與反力特性的配合關(guān)系來(lái)選擇結(jié)構(gòu)形式，此外，直動(dòng)式電磁鐵具有工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)式電磁鐵具有杠桿比（電磁吸力力臂與反力力臂之比）可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，裝甲螺管式適用于卡行程，U形和E形直動(dòng)式則適用于較短行程，當(dāng)反力特性較平坦且銜鐵打開(kāi)位置的反力較大時(shí)，則應(yīng)選用雙U形或雙E形或裝甲螺管形。 (1)U型電磁鐵： 優(yōu)點(diǎn)：去磁氣隙設(shè)在靜鐵心底部，不受極面磨損影響，使用壽命較長(zhǎng)，體積小材料利用率高。 缺點(diǎn)：線圈固定不方便，去磁可靠性較差。 (2)E型電磁鐵： 優(yōu)點(diǎn)：線圈安裝在中柱上，有利于固定和保護(hù)線圈，去磁氣隙在中柱上，去磁可靠。 缺點(diǎn)：去磁氣隙受極面影響，使用壽命不易提高，碰撞應(yīng)力較大，不利于機(jī)械壽命提高。 (3)“雙”（U或E）型電磁鐵： 由于有附加螺管力，所以磁鐵初始吸力較大，且吸力特性較平坦。 (4)“單”（U或E）型電磁鐵： 無(wú)附加螺管，故吸力特性比較陡峭。分析：由前所設(shè)計(jì)中繪制反力特性曲線較陡峭，故在本設(shè)計(jì)中采用單（U或E）型電磁鐵，再由以上比較，U型更利于壽命提高，而E型會(huì)因極面磨損去磁氣隙不斷減小而影響，電磁鐵的壽命。但U型固定不方便，故采用兩個(gè)淺串聯(lián)并固定成一整體式。E型可采用在中柱底部增加一個(gè)非磁性墊片，產(chǎn)生固定去磁氣隙，從而使壽命不受極面磨損影響，單U或單E型都適于吸力特性較陡峭的情況，在本設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，比較單U及單E型電磁鐵，考慮到本次接觸器設(shè)計(jì)要求容量不大，結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)性好等因素，選擇單U型直動(dòng)式電磁鐵。 電磁鐵的設(shè)計(jì)和計(jì)算 主要技術(shù)參數(shù): 主觸頭參數(shù): (1)開(kāi)距 β1=7mm (2)超程 γ1=3mm (3)初壓力 F01=8N (4)終壓力 Fz1=10N (5)觸頭數(shù) n1=6 輔助觸頭參數(shù): (1)開(kāi)距 β2=4mm (2)超程 γ2=2mm (3)初壓力 F02= (4)終壓力 Fz2= (5)觸頭數(shù) 常閉觸頭n2=4 。常開(kāi)觸頭n3=4 釋放彈簧參數(shù): (1)初始彈簧力 Fs0= Ffcs= (2)彈簧鋼度 線圈電壓及允許電壓波動(dòng)范圍: (1)線圈額定電壓 UN=220v (2)電壓允許波動(dòng)范圍 *UN=187v 線圈耐熱等級(jí)和允許溫升: (1)耐熱等級(jí) B級(jí) (2)允許溫升 70oC 工作制形式：長(zhǎng)期工作制 交流電磁鐵反力特性計(jì)算 電磁鐵工作氣隙值計(jì)算； (1)銜鐵釋放位置 δa=β1+γ1=3+7=10mm (2)常閉輔助觸頭剛分開(kāi)位置 δb=δaγ2=102=8mm (3)常開(kāi)主觸頭剛接觸位置 δc=γ1=3mm(4)常開(kāi)輔助觸頭剛接觸位置 δd=γ2=2mm(5)銜鐵閉合位置 δe=(虛設(shè)值)。 電磁鐵各位置反力計(jì)算 (1)銜鐵釋放位置: Ffd=Fs0n2Fz2== （44）(2)常閉輔助觸頭剛分開(kāi)位置: a:Ffb2=Fs0+c(δaδb)=+(108)= （45） b:Ffb1=Ffb2N2F02== （46） c:Ffe=Fs0+Cδa +n1Fz1+4Fz2 （47）=+10+610+4= (3)銜鐵閉合位置： Ff1c= Fs0+C(δa δc)=+(103)= （48） Ff2c= Ffc1+n1F01=+68= （49） (4)常開(kāi)輔助觸頭剛閉合位置:Ffd1= （410）=+(102)+68+6= Ffd2=Ffd1+n3F02=+4= （411） (5)釋放彈簧反力Ff1Ff1a=Fs0= （412）Ff1e=Fs0+C(δa δc)=+(103)= （413） (6)常閉輔助觸頭的反力Ff2Ff2a=n3Fz2=4= （414）Ff2b=n3F02=4= （415） (7)主觸頭的反力Ff3Ff3c=n1F01=68=48N （416）Ff3e=n1Fz1=610=60N （417） (8)常開(kāi)輔助觸頭反力Ff4Ff4d=n2F02=4= （418）Ff4e=n2Fz2=4= （419） 銜鐵各位置反力 Ffa1=Ff1a+Ff2a== （420）Ffb1= Ff1b+Ff2b == （