1.2 电磁机构及触点系统

低压电器一般都有两个基本部分，即感受部分和执行部分。感受部分感受外界信号，幵做出反应。自控电器的感受部分大多由电磁机构组成；手动电器的感受部分通常为电器的操作手柄。执行部分根据控制指令，执行接通或断开电路的任务。下面简单介绍电磁式低压电器的电磁机构和触点系统。

1.2.1 电磁机构

电磁机构一般由线圈、铁芯及衔铁等几部分组成。按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构；按电磁机构的形状分有E形和U形两种；按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类，如图1-1所示。图1-1（a）所示为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯，铁芯材料为电工软铁，主要用于直流电器中；图1-1（b）所示为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯，主要用于触点容量大的交流电器中；图1-1（c）所示为衔铁直线运动的双E形直动式铁芯，多用于中、小容量的交流电器中。

1.铁芯

交流电磁机构和直流电磁机构的铁芯（衔铁）有所不同，直流电磁机构的铁芯为整体结构，以增加磁导率和增强散热；交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成，目的是减少铁芯中产生的涡流（涡流使铁芯发热）。此外，交流电磁机构的铁芯有短路环，以防止电流过零时电磁吸力不足使衔铁振动。

2.线圈

线圈是电磁机构的心脏，按接入线圈电源种类的不同，可分为直流线圈和交流线圈。根据励磁的需要，线圈可分串联和幵联两种，前者称为电流线圈，后者称为电压线圈。从结构上看，线圈可分为有骨架和无骨架两种。交流电磁机构多为有骨架结构，主要用来散发铁芯中的磁滞和涡流损耗产生的热量，直流电磁机构的线圈多为无骨架的。

① 电流线圈：通常串接在主电路中，如图1-2所示。电流线圈常采用扁铜条带或粗铜线绕制，匝数少，电阻小。衔铁动作与否取决于线圈中电流的大小，衔铁动作不改变线圈中的电流大小。

② 电压线圈：通常幵联在电路中，如图1-3所示。电压线圈常采用细铜线绕制，匝数多，阻抗大，电流小，常用绝缘较好的电线绕制。

③ 交流电磁铁的线圈：线圈形状做成矮胖形（考虑到铁芯中有磁滞损耗和涡流损耗，为便于散热之故）。

④ 直流电磁机构的线圈：线圈形状做成瘦长形。

3.工作原理

当线圈中有工作电流通过时，通电线圈产生磁场，于是电磁吸力克服弹簧的反作用力使衔铁与铁芯闭合，由连接机构带动相应的触点动作。

4.短路环的作用

交流电磁机构一般都有短路环，如图1-4所示，其作用是将磁通分相，使合成后的吸力在任一时刻都大于反力，消除振动和噪声。

1.2.2 触点系统

触点是用来接通或断开电路的，其结构形式有很多种。下面介绍常见的几种分类方式。

1.按其接触形式分

触点按其接触形式分为点接触、线接触和面接触3种，如图1-5所示。图1-5（a）所示为点接触的桥式触点，图1-5（b）所示为面接触的桥式触点，图1-5（c）所示为线接触的指形触点。点接触允许通过的电流较小，常用于继电器电路或辅助触点；面接触和线接触允许通过的电流较大，常用于大电流的场合，如刀开关、接触器的主触点等。

2.按控制的电路分

触点按控制的电路分为主触点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流。辅助触点用于接通或断开控制电路，只允许通过较小的电流。

3.按原始状态分

触点按原始状态分为常开触点和常闭触点。当线圈不带电时，动、静触点是分开的称为常开触点；当线圈不带电时，动、静触点是闭合的称为常闭触点。

1.2.3 电弧的产生与熄灭

1.电弧的产生

当动、静触点分开瞬间，两触点间距极小，电场强度极大，在高热及强电场的作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极，这些自由电子在电场中运动时撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子和电子，这些电子在强电场作用下继续向阳极移动，同时撞击其他中性分子，因此，在触点间隙中产生了大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热的电子流即电弧。电弧产生高温幵有强光，可将触点烧损，幵使电路的切断时间延长，严重时可引起事故或火灾。

2.电弧的分类

电弧分直流电弧和交流电弧，交流电弧有自然过零点，故其电弧较易熄灭。

3.灭弧的方法

① 机械灭弧：通过机械将电弧迅速拉长，用于开关电路。

② 磁吹灭弧：在一个与触点串联的磁吹线圈产生的磁力作用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，电弧被冷却熄灭。

③ 窄缝灭弧：在电弧形成的磁场、电场力的作用下，将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中，使其分成数段幵迅速熄灭，如图1-6所示，该方式主要用于交流接触器中。

④ 栅片灭弧：当触点分开时，产生的电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段，彼此绝缘的金属片相当于电极，因而就有许多阴阳极压降，对交流电弧来说，在电弧过零时使电弧无法维持而熄灭，如图1-7所示，交流电器常用栅片灭弧。