数控机床电气及PLC控制技术
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2.1.3 灭弧系统

触头在分断电流瞬间,在触头间的气隙中会产生电弧,电弧的高温能将触头烧损,并可能造成其他事故,因此应采用适当的措施迅速熄灭电弧。

电弧形成的过程是:当触头间刚出现断口时,两触头间距离极小,电场强度极大,在高热和强电场作用下,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其他中性气体分子,因此在触头间隙中产生大量的带电粒子,使气体导电形成炽热的电子流即电弧。

对于低压控制电器,工业现场中常用的灭弧方法有:

① 机械灭弧。通过机械装置将电弧迅速拉长,这种方法多用于开关电器中。

② 磁吹灭弧。在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下,电弧受电磁力的作用而拉长,被吹入由固体介质构成的灭弧罩内,与固体介质相接触,电弧被冷却而熄灭。

③ 窄缝(纵缝)灭弧法。在电弧所形成的磁场电动力的作用下,可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄(纵)缝中,几条窄缝可将电弧分割成数段,让其与固体介质面相接触,电弧便迅速熄灭。这种结构多用于交流接触器上。

图2-5 金属栅片灭弧示意图

④ 栅片灭弧法。当触头分开时,产生的电弧在电动力的作用下被推入一组金属栅片中而被分割成数段,彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于一个电极,因而就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说,近阴极处,在电弧过零时会出现一个150~250V的介质强度,使电弧无法继续维持而熄灭。由于栅片灭弧效应在交流时要比直流时强得多,所以交流电器常常采用栅片灭弧,如图2-5所示。