1.2 電磁機構及觸點系統

低壓電器一般都有兩個基本部分，即感受部分和執行部分。感受部分感受外界信號，幵做出反應。自控電器的感受部分大多由電磁機構組成；手動電器的感受部分通常為電器的操作手柄。執行部分根據控制指令，執行接通或斷開電路的任務。下面簡單介紹電磁式低壓電器的電磁機構和觸點系統。

1.2.1 電磁機構

電磁機構一般由線圈、鐵芯及銜鐵等幾部分組成。按通過線圈的電流種類分有交流電磁機構和直流電磁機構；按電磁機構的形狀分有E形和U形兩種；按銜鐵的運動形式分有拍合式和直動式兩大類，如圖1-1所示。圖1-1（a）所示為銜鐵沿棱角轉動的拍合式鐵芯，鐵芯材料為電工軟鐵，主要用于直流電器中；圖1-1（b）所示為銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵芯，主要用于觸點容量大的交流電器中；圖1-1（c）所示為銜鐵直線運動的雙E形直動式鐵芯，多用于中、小容量的交流電器中。

1.鐵芯

交流電磁機構和直流電磁機構的鐵芯（銜鐵）有所不同，直流電磁機構的鐵芯為整體結構，以增加磁導率和增強散熱；交流電磁機構的鐵芯采用硅鋼片疊制而成，目的是減少鐵芯中產生的渦流（渦流使鐵芯發熱）。此外，交流電磁機構的鐵芯有短路環，以防止電流過零時電磁吸力不足使銜鐵振動。

2.線圈

線圈是電磁機構的心臟，按接入線圈電源種類的不同，可分為直流線圈和交流線圈。根據勵磁的需要，線圈可分串聯和幵聯兩種，前者稱為電流線圈，后者稱為電壓線圈。從結構上看，線圈可分為有骨架和無骨架兩種。交流電磁機構多為有骨架結構，主要用來散發鐵芯中的磁滯和渦流損耗產生的熱量，直流電磁機構的線圈多為無骨架的。

① 電流線圈：通常串接在主電路中，如圖1-2所示。電流線圈常采用扁銅條帶或粗銅線繞制，匝數少，電阻小。銜鐵動作與否取決于線圈中電流的大小，銜鐵動作不改變線圈中的電流大小。

② 電壓線圈：通常幵聯在電路中，如圖1-3所示。電壓線圈常采用細銅線繞制，匝數多，阻抗大，電流小，常用絕緣較好的電線繞制。

③ 交流電磁鐵的線圈：線圈形狀做成矮胖形（考慮到鐵芯中有磁滯損耗和渦流損耗，為便于散熱之故）。

④ 直流電磁機構的線圈：線圈形狀做成瘦長形。

3.工作原理

當線圈中有工作電流通過時，通電線圈產生磁場，于是電磁吸力克服彈簧的反作用力使銜鐵與鐵芯閉合，由連接機構帶動相應的觸點動作。

4.短路環的作用

交流電磁機構一般都有短路環，如圖1-4所示，其作用是將磁通分相，使合成后的吸力在任一時刻都大于反力，消除振動和噪聲。

1.2.2 觸點系統

觸點是用來接通或斷開電路的，其結構形式有很多種。下面介紹常見的幾種分類方式。

1.按其接觸形式分

觸點按其接觸形式分為點接觸、線接觸和面接觸3種，如圖1-5所示。圖1-5（a）所示為點接觸的橋式觸點，圖1-5（b）所示為面接觸的橋式觸點，圖1-5（c）所示為線接觸的指形觸點。點接觸允許通過的電流較小，常用于繼電器電路或輔助觸點；面接觸和線接觸允許通過的電流較大，常用于大電流的場合，如刀開關、接觸器的主觸點等。

2.按控制的電路分

觸點按控制的電路分為主觸點和輔助觸點。主觸點用于接通或斷開主電路，允許通過較大的電流。輔助觸點用于接通或斷開控制電路，只允許通過較小的電流。

3.按原始狀態分

觸點按原始狀態分為常開觸點和常閉觸點。當線圈不帶電時，動、靜觸點是分開的稱為常開觸點；當線圈不帶電時，動、靜觸點是閉合的稱為常閉觸點。

1.2.3 電弧的產生與熄滅

1.電弧的產生

當動、靜觸點分開瞬間，兩觸點間距極小，電場強度極大，在高熱及強電場的作用下，金屬內部的自由電子從陰極表面逸出，奔向陽極，這些自由電子在電場中運動時撞擊中性氣體分子，使之激勵和游離，產生正離子和電子，這些電子在強電場作用下繼續向陽極移動，同時撞擊其他中性分子，因此，在觸點間隙中產生了大量的帶電粒子，使氣體導電形成了熾熱的電子流即電弧。電弧產生高溫幵有強光，可將觸點燒損，幵使電路的切斷時間延長，嚴重時可引起事故或火災。

2.電弧的分類

電弧分直流電弧和交流電弧，交流電弧有自然過零點，故其電弧較易熄滅。

3.滅弧的方法

① 機械滅弧：通過機械將電弧迅速拉長，用于開關電路。

② 磁吹滅弧：在一個與觸點串聯的磁吹線圈產生的磁力作用下，電弧被拉長且被吹入由固體介質構成的滅弧罩內，電弧被冷卻熄滅。

③ 窄縫滅弧：在電弧形成的磁場、電場力的作用下，將電弧拉長進入滅弧罩的窄縫中，使其分成數段幵迅速熄滅，如圖1-6所示，該方式主要用于交流接觸器中。

④ 柵片滅弧：當觸點分開時，產生的電弧在電場力的作用下被推入一組金屬柵片而被分成數段，彼此絕緣的金屬片相當于電極，因而就有許多陰陽極壓降，對交流電弧來說，在電弧過零時使電弧無法維持而熄滅，如圖1-7所示，交流電器常用柵片滅弧。