1.2 低壓電器的電磁機構及執行機構

1.2.1 電磁機構

電磁機構的作用是將電磁能轉換成為機械能并帶動觸點的閉合或斷開，完成通斷電路的控制作用。

電磁機構由吸引線圈、鐵芯和銜鐵組成，其結構形式按銜鐵的運動方式可分為直動式和拍合式，圖1.1 和圖1.2 是直動式和拍合式電磁機構的常用結構形式。圖中，吸引線圈的作用是將電能轉換為磁能，即產生磁通，銜鐵在電磁吸力作用下產生機械位移使鐵芯吸合。通入直流電的線圈稱直流線圈，通入交流電的線圈稱交流線圈。

對于直流線圈，鐵芯不發熱，只是線圈發熱，因此線圈與鐵芯接觸以利散熱。線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵芯和銜鐵由軟鋼或工程純鐵制成。

對于交流線圈，除線圈發熱外，由于鐵芯中有渦流和磁滯損耗，鐵芯也會發熱。為了改善線圈和鐵芯的散熱情況，在鐵芯與線圈之間留有散熱間隙，而且把線圈做成有骨架的矮胖型。鐵芯用硅鋼片疊成，以減小渦流。當線圈通過工作電流時產生足夠的磁動勢，從而在磁路中形成磁通，使銜鐵獲得足夠的電磁力，克服反作用力而吸合。在交流電流產生的交變磁場中，為避免因磁通過零點造成銜鐵的抖動，需在交流電器鐵芯的端部開槽，嵌入一銅短路環，使環內感應電流產生的磁通與環外磁通不同時過零，使電磁吸力總是大于彈簧的反作用力，因而可以消除鐵芯的抖動。

另外，根據線圈在電路中的連接方式可分為串聯線圈（即電流線圈）和并聯線圈（即電壓線圈）。串聯（電流）線圈串接在線路中，流過的電流大，為減小對電路的影響，線圈的導線粗，匝數少，線圈的阻抗較小。并聯（電壓）線圈并聯在線路上，為減小分流作用，降低對原電路的影響，需要較大的阻抗，因此線圈的導線細且匝數多。

1.2.2 觸點系統

觸點的作用是接通或分斷電路，因此，要求觸點具有良好的接觸性能和導電性能，電流容量較小的電器，其觸點通常采用銀質材料。這是因為銀質觸點具有較低和較穩定的接觸電阻，其氧化膜電阻率與純銀相似，可以避免觸點表面氧化膜電阻率增加而造成接觸不良。

觸點的結構有橋式和指形兩種，圖1.3為觸點結構形式。

橋式觸點又分為點接觸式和面接觸式。點接觸式適用于電流不大且觸點壓力小的場合，面接觸式適用于大電流的場合。指形觸點在接通與分斷時產生滾動摩擦，可以去掉氧化膜，故其觸點可以用紫銅制造，它適合于觸點分合次數多、電流大的場合。

1.2.3 滅弧系統

觸點分斷電路時，由于熱電子發射和強電場的作用，使氣體游離，從而在分斷瞬間產生電弧。電弧的高溫能將觸點燒損，縮短電氣的使用壽命，又延長了電路的分斷時間。因此，應采用適當措施迅速熄滅電弧。

低壓控制電器常用的滅弧方法有以下幾種。

1.電動力吹弧

電動力吹弧示意圖如圖1.4所示，橋式觸點在分斷時本身具有電動力吹弧功能，不用任何附加裝置，便可使電弧迅速熄滅。這種滅弧方法多用于小容量交流接觸器中。

2.磁吹滅弧

在觸點電路中串入吹弧線圈，如圖1.5所示，該線圈產生的磁場由導磁夾板引向觸點周圍，其方向由右手定則確定（如圖中×所示），觸點間的電弧所產生的磁碭，其方向為?⊙所示。這兩個磁場在電弧下方方向相同（疊加），在弧柱上方方向相反（相減），所以弧柱下方的磁場強于上方的磁場。在下方磁場作用下，電弧受力的方向為力F所指的方向，在力F的作用下，電弧被吹離觸點，經引弧角引進滅弧罩，使電弧熄滅。

3.柵片滅弧

滅弧柵片是一組薄銅片，它們彼此間相互絕緣，如圖1.6所示。當電弧進入柵片被分割成一段段串聯的短弧，而柵片就是這些短弧的電極。每兩片電弧之間都有150～250V的絕緣強度，使整個滅弧柵的絕緣強度大大加強，以至外電壓無法維持，電弧迅速熄滅。由于柵片滅弧效應在交流時要比直流強得多，所以交流電器常常采用柵片滅弧。