《电机驱动与调速》第07讲（接触器）

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1、1 第第 7 7 讲讲 项目项目2 2 电机驱动常用低压电器电机驱动常用低压电器 任务任务4 4 常用低压控制电器常用低压控制电器 情景情景1 1 接触器接触器 教学目标教学目标 1 1、熟悉接触器结构与原理、熟悉接触器结构与原理 2 2、掌握接触器的应用、掌握接触器的应用 教学重点教学重点 接触器结构与原理接触器结构与原理 教学难点教学难点 接触器的应用接触器的应用 教学方法教学方法 探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法 教学手段教学手段 多媒体教学、动画演示教学多媒体教学、动画演示教学 作业布置作业布置 作业题作业题2 2-1 1 2 教学过程：

2、教学过程：任务任务4 4 常用低压控制电器常用低压控制电器 情景情景1 1 接触器接触器 接触器用来频繁接通和分断交直流主回路和大容量控制电路，接触器用来频繁接通和分断交直流主回路和大容量控制电路，能远距离控制电动机，具有欠压和失能远距离控制电动机，具有欠压和失/零压保护功能。它在机床电零压保护功能。它在机床电 气控制中使用量大和涉及面广。气控制中使用量大和涉及面广。1 1、结构、结构 接触器组成有电磁系统、触头系统和灭弧装置。接触器组成有电磁系统、触头系统和灭弧装置。图图2 2-11 11 接触器外形和结构图接触器外形和结构图 3 （1 1）电磁机构）电磁机构 电磁机构为磁路系统，其主要作用

3、是将电磁能转换为机械能电磁机构为磁路系统，其主要作用是将电磁能转换为机械能并并 带动触头动作从而接通或断开电路。电磁机构由电磁线圈、静铁带动触头动作从而接通或断开电路。电磁机构由电磁线圈、静铁芯芯 和动铁芯（衔铁）三部分组成。当电磁线圈通电后，电流产生磁和动铁芯（衔铁）三部分组成。当电磁线圈通电后，电流产生磁场，场，衔铁获得足够电磁吸力，克服弹簧的反作用力与静铁芯吸合。衔铁获得足够电磁吸力，克服弹簧的反作用力与静铁芯吸合。(a)(a)、(d)(d)螺管式螺管式 (c)(c)、(f)(f)、(g)(g)转动式转动式 (b)(b)、(e)(e)直动式直动式 图图2 2-12 12 电磁机构的结构形

4、式电磁机构的结构形式 4 2 2、电枢回路串电阻启动电枢回路串电阻启动 通常直流电动机多采用电枢回路串电阻的启动方法通常直流电动机多采用电枢回路串电阻的启动方法。起动时将起动时将全部启动电阻串入电枢回路全部启动电阻串入电枢回路，以限制启动电流以限制启动电流，起动结束后将电起动结束后将电阻切除阻切除。如图如图1 1-1515所示所示。起动开始时起动开始时,电枢电阻为电枢电阻为Ra+RRa+R1 1+R+R2 2，起动电流起动电流I Istst所产生的电磁所产生的电磁转矩为转矩为T T1 1。控制控制T T1 1TTL L（负载阻转矩负载阻转矩），电动机开始旋转电动机开始旋转，转速上转速上升升，转

5、矩下降转矩下降，加速度逐步减小加速度逐步减小。为得到较大加速度为得到较大加速度，到一定时候把到一定时候把R R2 2切除切除（接触器主触点接触器主触点KMKM2 2闭合闭合），电枢中剩余的电阻为电枢中剩余的电阻为Ra+RRa+R1 1。当电机加速到一定时候再切除当电机加速到一定时候再切除R R1 1（KMKM1 1也闭合也闭合），只剩余自身只剩余自身的电阻的电阻RaRa，拖动系统继续加速最后稳定在额定转速拖动系统继续加速最后稳定在额定转速n nN N，转矩转矩T T =T TL L，起动过程结束起动过程结束。串电阻起动的优点是起动电流小；缺点是变阻器较笨重且起动串电阻起动的优点是起动电流小；缺

6、点是变阻器较笨重且起动过程消耗能量多过程消耗能量多。5 3 3、降压启动、降压启动 降压起动在起动过程中不会有大量的能量消耗。如图降压起动在起动过程中不会有大量的能量消耗。如图1 1-1616所所示。示。图图1 1-16 16 直流电动机的降压起动直流电动机的降压起动 特别注意特别注意串励电动机绝对不允许空载启动串励电动机绝对不允许空载启动，否则电机的转速，否则电机的转速将达到危险的高速，电机会因此损坏。将达到危险的高速，电机会因此损坏。降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率电动机。大功率电动机。6 特别提醒：交流电流过零

7、时磁通也为零，交流电磁机构中为特别提醒：交流电流过零时磁通也为零，交流电磁机构中为避避 免衔铁抖动，需在交流电磁机构铁心的端部开一条槽并嵌入一个免衔铁抖动，需在交流电磁机构铁心的端部开一条槽并嵌入一个铜铜 短路环，确保衔铁可靠吸合，以消除振动与噪音短路环，确保衔铁可靠吸合，以消除振动与噪音。1 1-衔铁衔铁 2 2-铁芯铁芯 3 3-线圈线圈 4 4-短路环短路环 图图2 2-13 13 短路环短路环 7 （2 2）触头系统）触头系统 触头是执行部分，通过触头的闭合与断开控制电路接通与断触头是执行部分，通过触头的闭合与断开控制电路接通与断开。触头有桥式触头和指式触头两种。开。触头有桥式触头和指

8、式触头两种。图图2 2-14 14 触头的结构形式触头的结构形式 （3 3）灭弧装置）灭弧装置 触点和开关电器切断电路时，当触头间电压大于触点和开关电器切断电路时，当触头间电压大于10V10V，电流超，电流超过过80mA80mA时，触头间就会产生称为电弧的蓝色光柱。时，触头间就会产生称为电弧的蓝色光柱。电弧的危害不少，它延长了切断故障的时间，电弧的高温能电弧的危害不少，它延长了切断故障的时间，电弧的高温能将触头烧损，高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏，产生飞弧造将触头烧损，高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏，产生飞弧造成电源短路事故。成电源短路事故。8 灭弧的措施有吹弧灭弧法、速拉灭弧法、长弧割短

9、弧灭弧法灭弧的措施有吹弧灭弧法、速拉灭弧法、长弧割短弧灭弧法、利用多断口的粗弧分细灭弧灭弧法、利用介质的冷却灭弧法、改利用多断口的粗弧分细灭弧灭弧法、利用介质的冷却灭弧法、改善善 触头表面材料等方法。触头表面材料等方法。常采用灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置，如图常采用灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置，如图2 2-1515所示。所示。（a a）双断口灭弧双断口灭弧 （b b）灭弧罩灭弧罩 （c)c)灭弧栅灭弧栅 图图2 2-15 15 灭弧装置灭弧装置 9 2 2、工作原理、工作原理 接触器的电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，静铁心产生接触器的电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，静铁心产生电磁吸力吸引衔

10、铁，衔铁带动动触头动作，导致常闭触头先断开，电磁吸力吸引衔铁，衔铁带动动触头动作，导致常闭触头先断开，常开触头后闭合（常闭触头和常开触头两者机械联动）。常开触头后闭合（常闭触头和常开触头两者机械联动）。当接触器的电磁线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧当接触器的电磁线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧（回复弹簧）的作用下释放，使触头复原，即常开触头先断开，（回复弹簧）的作用下释放，使触头复原，即常开触头先断开，常闭触头后闭合。常闭触头后闭合。3 3、图文符号图文符号 (a)(a)线圈线圈 (b)(b)主触点主触点 (c)(c)常开触点常开触点 (d)(d)常闭触点常闭触点 图图2 2-16

11、 16 接触器的图文符号接触器的图文符号 10 4 4、交、交/直流接触器的特点直流接触器的特点 接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为交流接触接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。器和直流接触器。（1 1）交流接触器）交流接触器 交流接触器线圈通以交流电，主触头接通和分断交流主电路。交流接触器线圈通以交流电，主触头接通和分断交流主电路。当交变磁通穿过铁芯时，将产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发当交变磁通穿过铁芯时，将产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热。热。为减少铁损，铁芯用硅钢片冲压而成。为减少铁损，铁芯用硅钢片冲压而成。为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上

12、。为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。为防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声，交流接触器铁为防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声，交流接触器铁芯端面上都安装一个铜制的短路环。芯端面上都安装一个铜制的短路环。交流接触器的灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。交流接触器的灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。11 （2 2）直流接触器）直流接触器 直流接触器线圈通以直流电流，主触头接通与切断直流主电直流接触器线圈通以直流电流，主触头接通与切断直流主电路。路。直流接触器铁芯中不产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。直流接触器铁芯中不产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。铁芯可用整块铸钢制成。铁芯可用整块铸钢制成。为保证散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。为保证散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。5 5、接触器型号及主要技术指标、接触器型号及主要技术指标 （1 1）型号）型号 如如CJ10CJ10-2020：C C-接触器，接触器，J J-交流，交流，1010-设计序号，设计序号，2020-主触头额定工作电流。主触头额定工作电流。12 （2 2）主要技术指标）主要技术指标