电磁机构的原理

电磁机构是电磁式低压电器的感测元件,其主要作用是通过电磁感应原理将电能转换成机械能,带动触点动作,完成回路的接通或分断。一般而言,电磁机构由线圈、铁芯和衔铁组成,根据衔铁相对铁芯的运动方式,电磁机构可分为直动式和拍合式两种,拍合式又分为衔铁沿棱角转动和衔铁沿轴转动两种。
直动式电磁机构多用于交流接触器、继电器中。衔铁沿棱角转动的拍合式电磁机构广泛应用于直流电器中。电磁式电器分为直流和交流两类,都是利用电磁铁的原理制成。通常,直流电磁铁的铁芯是用整块钢材或工程纯铁制成,而交流电磁铁为了防止产生过大的涡流,其铁芯则是用硅钢片叠铆而成。

电磁机构的组成

电磁机构的组成:吸引线圈、铁心(静铁心)和衔铁(动铁心)。
电磁机构的工作原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁心、衔铁和气隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁心。
图1 电磁结构与接触器电磁系统的结构图

1、吸引线圈

吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入电流种类的不同,分为直流线圈和交流线圈两种。
对于直流电磁铁,因其铁心不发热,只有线圈发热,所以直流电磁铁的电磁线圈做成高而薄的瘦长型而不设线圈骨架,使线圈与铁心直接接触易于散热。
对于交流电磁铁,因其铁心存在磁滞和涡流损耗,这样线圈和铁心都发热,所以交流电磁铁的电磁线圈设有骨架,使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型,这样做有利于铁心和线圈的散热。

2、交流电磁铁的分磁环

分磁环(也称短路环):对单相交流电磁机构,一般在铁心端面上安置一个铜制的分磁环,以便改善工作状况。
短路环工作原理:电磁机构的磁通是交变的,而电磁吸力与磁通的平方成正比,当磁通为零时,吸力也为零,这时衔铁在弹簧反力作用下被拉开,磁通大于零后,吸力增大,当吸力大于反力时,衔铁又吸合,衔铁会产生强烈的振动和噪声。振动会使电器寿命缩短。所以为了消除振动,单相交流电磁机构必须加装分磁环。
图2 交流电磁铁的分磁环