第十五章传动装置
第十五章 传动装置
传动装置是有触点电器的主要组成部件, 其作用是驱动电器触头的分合。在电力 机车电器中,主要采用电磁传动装置 电空传动装置和电动机传动装置,此外, 也采用一些手动和机械传动装置。 电磁传动装置是通过电磁铁把电磁能 转变成机械能来驱动电器动作的装置。 它的用途很广,可作为接触器的传动机 构,继电器的测量机构,自动开关和高 压断路器的测量元件和操作机构等
传动装置是有触点电器的主要组成部件， 其作用是驱动电器触头的分合。在电力 机车电器中，主要采用电磁传动装置、 电空传动装置和电动机传动装置，此外， 也采用一些手动和机械传动装置。 电磁传动装置是通过电磁铁把电磁能 转变成机械能来驱动电器动作的装置。 它的用途很广，可作为接触器的传动机 构，继电器的测量机构，自动开关和高 压断路器的测量元件和操作机构等
电空传动装置是一种以电空阀控制的 压缩空气为动力,推动活塞(或传动薄 膜)运动,从而驱动电器运动部件动作 的装置。它广泛用于触头开闭高电压 大电流的场合,例如电力机车主电路中 的接触器都采用电空传动的接触器。 电动机传动机构是以电动机输出的机 械转矩作为动力来驱动电器动作的装置, 所用的电动机又称为伺服电动机 用于操纵频繁、铀头开闭级数较多的场 合,例如韶山型电力机车中的调压开关 就采用了电动机传动机构
电空传动装置是一种以电空阀控制的 压缩空气为动力，推动活塞（或传动薄 膜）运动，从而驱动电器运动部件动作 的装置。它广泛用于触头开闭高电压、 大电流的场合，例如电力机车主电路中 的接触器都采用电空传动的接触器。 电动机传动机构是以电动机输出的机 械转矩作为动力来驱动电器动作的装置， 所用的电动机又称为伺服电动机。广泛 用于操纵频繁、触头开闭级数较多的场 合，例如韶山型电力机车中的调压开关 就采用了电动机传动机构
第一节电磁传动装置 电磁铁的基本组成和工作原理 电磁铁是一种通电后对铁磁物质产生吸力, 将电磁能转变成机械能的电器(如牵引电磁铁 制动电磁铁)或电器部件(如接触器的电磁传 动机构) 电磁铁主要由线圈和导磁体(或称磁系统 两部分组成。导磁体一般由铁心、磁轭和衔铁 三部分组成。衔铁又称动铁心,铁心和磁轭又 称静铁心。也可以没有衔铁,而以工作物作为 可动被吸体,相当于衔铁的作用
第一节 电磁传动装置 一、电磁铁的基本组成和工作原理 电磁铁是一种通电后对铁磁物质产生吸力， 将电磁能转变成机械能的电器（如牵引电磁铁、 制动电磁铁）或电器部件（如接触器的电磁传 动机构）。 电磁铁主要由线圈和导磁体（或称磁系统） 两部分组成。导磁体一般由铁心、磁轭和衔铁 三部分组成。衔铁又称动铁心，铁心和磁轭又 称静铁心。也可以没有衔铁，而以工作物作为 可动被吸体，相当于衔铁的作用
由于异性磁极相吸,于是在铁心和衔铁间产生电 磁吸力。当电磁吸力大于反力弹簧的反作用力 (指把反力弹簧的弹力归算到工作气隙中心线处 的力)时,衔铁被吸向铁心,直到与极靴接触为 止。这个过程称为衔铁的吸合过程,衔铁与极靴 接触的位置称为衡铁闭合位置。此时,衔铁与极 靴之间仍有一个很小的气隙。 当线圈中的电流减小或中断时,铁心中的磁通就 变小,吸力也随之减小,当吸力小于反力弹簧的 反力时,衔铁就在反力弹簣的作用下返回至打开 位置,这个过程称为衔铁释放过程
由于异性磁极相吸，于是在铁心和衔铁间产生电 磁吸力。当电磁吸力大于反力弹簧的反作用力 （指把反力弹簧的弹力归算到工作气隙中心线处 的力）时，衔铁被吸向铁心，直到与极靴接触为 止。这个过程称为衔铁的吸合过程，衔铁与极靴 接触的位置称为衡铁闭合位置。此时，衔铁与极 靴之间仍有一个很小的气隙。 当线圈中的电流减小或中断时，铁心中的磁通就 变小，吸力也随之减小，当吸力小于反力弹簧的 反力时，衔铁就在反力弹簧的作用下返回至打开 位置，这个过程称为衔铁释放过程
电磁铁的分类 按线圈电流种类可分为直流电磁铁和 交流电磁铁。 2.按线圈与电路连接方式可分为并联电 磁铁和串联电磁铁 3.按衔铁运动方式可分为直动式和转动 式两大类 4.按导磁体的形状可分为U型、E型和螺 管型
二、电磁铁的分类 1．按线圈电流种类可分为直流电磁铁和 交流电磁铁。 2．按线圈与电路连接方式可分为并联电 磁铁和串联电磁铁 3．按衔铁运动方式可分为直动式和转动 式两大类 4．按导磁体的形状可分为U型、E型和螺 管型
第二节电磁铁的吸力与特性 电磁铁的吸力计算基本公式 直流电磁铁的吸力计算基本公式 麦克斯韦公式是在假定磁极端面下的磁 通分布均匀的条件下得出来的,故只适 用于计算气隙较小时的吸力,例如电磁 铁处在闭合位置或接近闭合位置的时候。 若用于磁场分布不均匀的情况下,会引 起较大的误差,但是由于这个公式非常 简练,在分析问题时仍然用得很多
第二节 电磁铁的吸力与特性 一、电磁铁的吸力计算基本公式 1.直流电磁铁的吸力计算基本公式 麦克斯韦公式是在假定磁极端面下的磁 通分布均匀的条件下得出来的，故只适 用于计算气隙较小时的吸力，例如电磁 铁处在闭合位置或接近闭合位置的时候。 若用于磁场分布不均匀的情况下，会引 起较大的误差，但是由于这个公式非常 简练，在分析问题时仍然用得很多
2.交流电磁铁的吸力计算及分析 麦克斯韦公式同样适用于交流电磁铁, 但是,要用磁通(或磁感应强度)的瞬 时值代入公式 (1)交流电磁铁的吸力是脉动的,方向不 变 (2)交流电磁铁的吸力由两部分组成, 即吸力的恒定分量和交流分量,恒定分 量为吸力最大值的一半。吸力交变分量 的频率是磁通频率的两倍。吸力的平均 值等于吸力的恒定分量
2.交流电磁铁的吸力计算及分析 麦克斯韦公式同样适用于交流电磁铁， 但是，要用磁通（或磁感应强度）的瞬 时值代入公式。 （1）交流电磁铁的吸力是脉动的，方向不 变； （2）交流电磁铁的吸力由两部分组成， 即吸力的恒定分量和交流分量，恒定分 量为吸力最大值的一半。吸力交变分量 的频率是磁通频率的两倍。吸力的平均 值等于吸力的恒定分量
二、电磁铁的特性 1.电磁铁的吸力特性:吸力特性是指衔铁缓慢 移动时,电磁吸力与工作气隙的关系曲线。其 特性曲线的形状随电磁铁的结构型式、几何尺 寸、线圈类型的不同而不同。交流电磁铁的吸 力特性是指吸力平均值与工作气隙的关系曲线。 2.电磁铁的反力特性:反力由反力弹簧的弹簣 力、触头弹簣的弹簧力和运动部分的重力等组 成。这些力的作用点各不相同,为了便于和电 磁铁的吸力特性进行比较,对转动式电磁铁, 按力矩不变的原则,把这些力归算到铁心中心 线(即电磁吸力的作用点)上
二、电磁铁的特性 1．电磁铁的吸力特性：吸力特性是指衔铁缓慢 移动时，电磁吸力与工作气隙的关系曲线。其 特性曲线的形状随电磁铁的结构型式、几何尺 寸、线圈类型的不同而不同。交流电磁铁的吸 力特性是指吸力平均值与工作气隙的关系曲线。 2．电磁铁的反力特性：反力由反力弹簧的弹簧 力、触头弹簧的弹簧力和运动部分的重力等组 成。这些力的作用点各不相同，为了便于和电 磁铁的吸力特性进行比较，对转动式电磁铁， 按力矩不变的原则，把这些力归算到铁心中心 线（即电磁吸力的作用点）上
3.电磁铁的吸力与反力特性的配合 两曲线之间的面积就是使衔铁运动所具 有的动能。这个面积过大,不仅浪费铜 和铁,浪费电能,同时,由于运动部件 具有过大的动能,使动触头和静触头接 触时,产生较大的冲击,缩短电器的工 作寿命。严重时,还会使两触头接触后 又弹开,产生电弧,使触头电磨损增加, 甚至造成熔焊,使电器不能可靠分断, 即要求吸力特性和反力特性有较好的配
3．电磁铁的吸力与反力特性的配合 两曲线之间的面积就是使衔铁运动所具 有的动能。这个面积过大，不仅浪费铜 和铁，浪费电能，同时，由于运动部件 具有过大的动能，使动触头和静触头接 触时，产生较大的冲击，缩短电器的工 作寿命。严重时，还会使两触头接触后 又弹开，产生电弧，使触头电磨损增加， 甚至造成熔焊，使电器不能可靠分断， 即要求吸力特性和反力特性有较好的配 合