傳動(dòng)裝置課件

傳動(dòng)裝置

傳動(dòng)裝置是有觸點(diǎn)電器的主要組成部件，其作用是驅(qū)動(dòng)電器觸頭的分合。在電力機(jī)車電器中，主要采用電磁傳動(dòng)裝置、電空傳動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置，此外，也采用一些手動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)裝置。

電磁傳動(dòng)裝置是通過(guò)電磁鐵把電磁能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)電器動(dòng)作的裝置。它的用途很廣，可作為接觸器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，繼電器的測(cè)量機(jī)構(gòu)，自動(dòng)開關(guān)和高壓斷路器的測(cè)量元件和操作機(jī)構(gòu)等。

電空傳動(dòng)裝置是一種以電空閥控制的壓縮空氣為動(dòng)力，推動(dòng)活塞（或傳動(dòng)薄膜）運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)電器運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作的裝置。它廣泛用于觸頭開閉高電壓、大電流的場(chǎng)合，例如電力機(jī)車主電路中的接觸器都采用電空傳動(dòng)的接觸器。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是以電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩作為動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)電器動(dòng)作的裝置，所用的電動(dòng)機(jī)又稱為伺服電動(dòng)機(jī)。廣泛用于操縱頻繁、觸頭開閉級(jí)數(shù)較多的場(chǎng)合，例如韶山型電力機(jī)車中的調(diào)壓開關(guān)就采用了電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

第一節(jié)電磁傳動(dòng)裝置

一、電磁鐵的基本組成和工作原理

電磁鐵是一種通電后對(duì)鐵磁物質(zhì)產(chǎn)生吸力，將電磁能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的電器（如牽引電磁鐵、制動(dòng)電磁鐵）或電器部件（如接觸器的電磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）。

電磁鐵主要由線圈和導(dǎo)磁體（或稱磁系統(tǒng)）兩部分組成。導(dǎo)磁體一般由鐵心、磁軛和銜鐵三部分組成。銜鐵又稱動(dòng)鐵心，鐵心和磁軛又稱靜鐵心。也可以沒(méi)有銜鐵，而以工作物作為可動(dòng)被吸體，相當(dāng)于銜鐵的作用。

由于異性磁極相吸，于是在鐵心和銜鐵間產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)電磁吸力大于反力彈簧的反作用力（指把反力彈簧的彈力歸算到工作氣隙中心線處的力）時(shí)，銜鐵被吸向鐵心，直到與極靴接觸為止。這個(gè)過(guò)程稱為銜鐵的吸合過(guò)程，銜鐵與極靴接觸的位置稱為衡鐵閉合位置。此時(shí)，銜鐵與極靴之間仍有一個(gè)很小的氣隙。當(dāng)線圈中的電流減小或中斷時(shí)，鐵心中的磁通就變小，吸力也隨之減小，當(dāng)吸力小于反力彈簧的反力時(shí)，銜鐵就在反力彈簧的作用下返回至打開位置，這個(gè)過(guò)程稱為銜鐵釋放過(guò)程。

二、電磁鐵的分類

1．按線圈電流種類可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。2．按線圈與電路連接方式可分為并聯(lián)電磁鐵和串聯(lián)電磁鐵3．按銜鐵運(yùn)動(dòng)方式可分為直動(dòng)式和轉(zhuǎn)動(dòng)式兩大類4．按導(dǎo)磁體的形狀可分為U型、E型和螺管型

第二節(jié)

電磁鐵的吸力與特性

一、電磁鐵的吸力計(jì)算基本公式

1.直流電磁鐵的吸力計(jì)算基本公式

麥克斯韋公式是在假定磁極端面下的磁通分布均勻的條件下得出來(lái)的，故只適用于計(jì)算氣隙較小時(shí)的吸力，例如電磁鐵處在閉合位置或接近閉合位置的時(shí)候。若用于磁場(chǎng)分布不均勻的情況下，會(huì)引起較大的誤差，但是由于這個(gè)公式非常簡(jiǎn)練，在分析問(wèn)題時(shí)仍然用得很多。

2.交流電磁鐵的吸力計(jì)算及分析

麥克斯韋公式同樣適用于交流電磁鐵，但是，要用磁通（或磁感應(yīng)強(qiáng)度）的瞬時(shí)值代入公式。

（1）交流電磁鐵的吸力是脈動(dòng)的，方向不變；

（2）交流電磁鐵的吸力由兩部分組成，即吸力的恒定分量和交流分量，恒定分量為吸力最大值的一半。吸力交變分量的頻率是磁通頻率的兩倍。吸力的平均值等于吸力的恒定分量。

二、電磁鐵的特性

1．電磁鐵的吸力特性：吸力特性是指銜鐵緩慢移動(dòng)時(shí)，電磁吸力與工作氣隙的關(guān)系曲線。其特性曲線的形狀隨電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式、幾何尺寸、線圈類型的不同而不同。交流電磁鐵的吸力特性是指吸力平均值與工作氣隙的關(guān)系曲線。

2．電磁鐵的反力特性：反力由反力彈簧的彈簧力、觸頭彈簧的彈簧力和運(yùn)動(dòng)部分的重力等組成。這些力的作用點(diǎn)各不相同，為了便于和電磁鐵的吸力特性進(jìn)行比較，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)式電磁鐵，按力矩不變的原則，把這些力歸算到鐵心中心線（即電磁吸力的作用點(diǎn)）上。

3．電磁鐵的吸力與反力特性的配合

兩曲線之間的面積就是使銜鐵運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。這個(gè)面積過(guò)大，不僅浪費(fèi)銅和鐵，浪費(fèi)電能，同時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)部件具有過(guò)大的動(dòng)能，使動(dòng)觸頭和靜觸頭接觸時(shí)，產(chǎn)生較大的沖擊，縮短電器的工作壽命。嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)使兩觸頭接觸后又彈開，產(chǎn)生電弧，使觸頭電磨損增加，甚至造成熔焊，使電器不能可靠分?jǐn)?，即要求吸力特性和反力特性有較好的配合。

第三節(jié)

電空傳動(dòng)裝置

電空傳動(dòng)裝置在較大行程下仍能保持足夠大的傳動(dòng)力，且在電力機(jī)車上有現(xiàn)成的壓縮空氣氣源，所以，電力機(jī)車主電路電器通常都采用電空傳動(dòng)裝置。此外，采用電空傳動(dòng)裝置還能節(jié)省銅和硅鋼片，節(jié)約電能。電空傳動(dòng)裝置由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)裝置和電空閥組成。一、電空閥：電空閥是借電磁吸力來(lái)控制空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷，從而達(dá)到遠(yuǎn)距離控制氣動(dòng)器械的目的。電空閥按工作原理分為開式和閉式兩種，從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)由電磁機(jī)構(gòu)和氣閥兩部分組成。1．閉式電空閥2．開式電空閥二、壓縮空氣驅(qū)動(dòng)裝置：壓縮空氣驅(qū)動(dòng)裝置按其結(jié)構(gòu)形式分為氣缸式傳動(dòng)裝置和薄膜式傳動(dòng)裝置。

電磁鐵的磁路

一、磁路的基本定律

1．磁路歐姆定律磁路兩端的磁壓降，等于通過(guò)磁路的磁通與其磁阻的乘積。2．磁路的基爾霍夫第一定律