文档介绍：电气控制PLC技术
主讲：职 燕
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二零壹六年二月
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课程性质和任务：
是高等工科院校自动化专业的一门专业必修课，通过本课程的学****使学生能够理解P
电磁机构是电磁式电器的主要组成部分，其工作原理是将电磁能转换成为机械能，从而带动执行部分触头动作。
电磁机构由吸引线圈(励磁线圈)和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁和空气隙。当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心。与此同时，衔铁还要受到反作用弹簧的拉力，只有当电磁吸力大于弹簧拉力时，衔铁才可靠地被铁心吸住。其结构型式按铁心型式分有单E型、螺管型等；按动作方式分有直动式、转动式等。
1、感测、判断部分——电磁机构
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电磁机构的几种形式
(a) 单E型电磁铁；(b) 螺管型电磁铁；(c) 转动式
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电磁机构按吸引线圈的通电种类可分为直流电磁线圈和交流电磁线圈。
电磁机构的工作特性常用吸力特性和反力特性来表达。电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力特性。电磁机构使衔铁释放的力与气隙的关系曲线称为反力特性。
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电磁吸力Fat大小与气隙的截面积S及气隙中的磁感应强度B的关系为:
直流电磁铁的电磁吸力
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交流电磁铁的电磁吸力
虽然交流电磁铁磁感应强度是正、负交变的，但电磁吸力却是脉动的、方向不变的。电磁吸力由两项组成：第一项为平均吸力Fav，其值为最大吸力的一半；第二项为以电源频率两倍变化的交变分量，如图所示。
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交流电磁吸力是在最大值为2Fav和最小值为0的范围内以两倍于电源频率周期地变化的，因此在每一个周期内，必然有某一段时刻的吸力小于弹簧产生的反作用力。这时衔铁在反力作用下将开始释放，而当吸力再次大于反力时，衔铁又被吸合。如此周而复始，衔铁会产生振动。这种振动对电器工作十分不利，同时还会发出噪声。为此，必须采取措施消除振动。
在单相交流电磁铁铁心极面上加装短路环可消除振动和噪声。
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将铁心极面上的磁通分成两部分。若使这两部分交变磁通间有一个相位差，则两部分磁通所产生的吸力间也有一个相位差。这样，虽然每部分吸力都有到达零值的时刻，但二者合成后的吸力却无零值的时刻。如果合成吸力在任一时刻都大于反力，就可消除振动和噪声。
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交流电磁机构励磁线圈的阻抗主要取决于线圈的电抗(电阻相对很小)，则
式中：U——线圈电压(V)； E——线圈感应电势(V)；
f——外加电压频率(Hz)； ——气隙磁通(Wb)； N——线圈匝数。
交流电磁铁的吸力特性
φ
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当频率、匝数和外加电压为常数时，磁通亦为常数，因此电磁吸力的幅值也为常数。由于线圈外加电压与磁路空气隙的变化无关，因此电磁吸力亦与气隙的大小无关。实际上，考虑到漏磁通的影响，吸力随气隙的减小会略有增加。
虽然交流电磁机构的气隙磁通 近似不变，但气隙磁阻随气隙长度而变化。根据磁路定律：
交流励磁线圈的电流与气隙成正比。
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一般当U形交流电磁机构的励磁线圈通电而衔铁尚未动作时，其电流可达到吸合后额定电流的5～6倍；E形电磁机构电流则达到额定电流的10～15倍。因此，当衔铁卡住不能吸合或者频繁动作时，交流励磁线圈很可能因过电流而烧毁。所以在可靠性要求高或操作频繁的场合，一般不采用交流电磁机构。
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2、执行机构——触点系统
一般由动触点、静触点、灭弧装置和导电部件组成。
触头（触点）材料：一般由铜、银、镍及其合金制成。
触头按原始状态可分：常开触点与常闭触点；常开触头也称为动合触头；常闭触点也称为动断触点；
按触头控制的电路分：主触头与辅助触头。
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触头的结构形式：桥式 ：点接触 .面接触
指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。
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电弧放电的特征 ：
（1）电弧由三部分组成。包括阴极区、阳极区和弧柱区。
（2）电弧温度很高。
（3）电弧是一种自持放电现象。
（4）电弧是一束游离的的气体。
3. 灭弧系统
当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光（能够导电的近似圆柱形的气体），称为电弧。实质是一种气体放电现象。
电弧的危害：开关电器在分断电路时产生的电弧，一方面使电路仍旧保持导通状态，延迟了电路的开断；另一方面会烧损触点，缩短电器的