航天器常用電器元ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 體器件驅動。 （４）結構簡單輕巧。 但也存在一些缺點，如觸點轉換容量較小，過載能力較差、容易出現冷焊現象以及由于舌簧片為懸臂梁容易在觸點斷開時出現顫抖現象等。 三 熱敏繼電器 熱敏繼電器又稱為溫度繼電器，它根據溫度的 變化來切換負載電路。一般有雙金屬片式和熱 敏電阻式兩種。 １雙金屬片式熱敏繼電器 雙金屬片是用機械碾壓得方法將兩種不同膨脹 系數的金屬片緊密結合而成，雙金屬片上層膨 脹系數小，下層膨脹系數大。在常溫下雙金屬 片式熱敏繼電器的觸點是閉合的。當溫度達到 一定值時，雙金屬片的自由端將向上彎曲，使觸 點斷開，當溫度降低后，觸點又自動閉合。 雙金屬片式熱敏繼電器一般用來感受高溫信 號，但是感受的溫度有一定的范圍，并且準確 性較差。 ２熱敏電阻式繼電器 利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特點，可以 構成熱敏電阻式繼電器。熱敏電阻Ｒ ｔ 具有負 溫度系數，即溫度升高時其阻值減小，溫度降 低時其阻值變大。Ｒ ｔ 與電阻Ｒ １ 、電位器Ｒ ２ 組成分壓器，其分壓比隨Ｒ ｔ 阻值的變化而發 生改變。當外界溫度較低時，Ｒ ｔ 阻值較大， 它與Ｒ ２ 兩端電壓較高。當這個電壓大于一定 值時，三極管Ｖ ２ 導通，三極管Ｖ ３ 截止，電磁 線圈Ｊ中無電流，觸點Ｋ斷開。 當外界溫度升高后，Ｒ ｔ 阻值變小，Ｖ ２ 截止， Ｖ ３ 導通，電磁線圈Ｊ通電，觸點Ｋ閉合。調 節電位器Ｒ ２ 的大小，可以改變感受溫度的大 小。 航空接觸器的應用和分類 航空接觸器 （斷路器也屬于這一類）是一種 自動和遠距離操縱交直流主電路或大容量控 制電路的電磁式開關電器。與電磁繼電器不 同的是，它用來控制大功率（一般大于２５ Ａ）的電路。它也是最基本的飛機電器元件 之一。 一 航空接觸器的應用 航空接觸器通常作為機載電源系統的發電機 連接開關和匯流條連接開關。 機載交流發電機供電電路： GC是發電機接觸 器， BTB是匯流條連接斷路器，它們是一對具 有互鎖作用的接觸器。 GCS和 BTBS是安裝在 駕駛艙內分別操縱 GC和 BTB的兩只開關。 當發電機 G正常工作時，駕駛員只要接通 GCS，就可以使 GC動作，從而使發電機向負載 匯流條供電。這時由于 BTB被 GC接通時的互鎖 作用而鎖定在斷開狀態，即使接通 BTBS也不能 使 BTB接通，這樣可以防止由于誤動作而使發 電機與連接匯流條上的其他電源并聯供電。只 有當發電機停車或斷開 GCS時，才能解除 GC 對 BTB的互鎖作用。 GC斷開后， BTB才能接 通，這時才能由連接匯流條上的其他電源向負 載匯流條供電。同時由于 BTB對 GC的互鎖作 用，可以保證在 BTB接通時 GC不能接通。此 外，如果發電機發生故障，可以通過其控制電 路自動斷開 GC和接通 BTB，負載匯流條由發電 機供電自動地轉換為由連接匯流條上的其他電 源供電。 二 航空接觸器的分類 按其觸點所控制電路的性質，分為直流接觸器 和交流接觸器兩類。 不論直流接觸器還是交流接觸器，其電磁線圈 一般都采用直流供電。 按其結構原理，可分為以下幾類： （ 1）單繞組接觸器 ，即只有一個繞組的接觸器 （ 2）雙繞組接觸器 ，即具有兩個繞組的接觸器 （ 3）自鎖型接觸器 ，即帶有自鎖結構的接觸器，如機械自鎖型接觸器，磁鎖型接觸器等。 單繞組接觸器 單繞組接觸器的結構原理與電磁繼電器相似， 包括 電磁鐵 和 觸點系統 兩大部分。但是由于二 者觸點控制的容量不同，它們在結構形式上有 一些差別。接觸器觸點負荷大，通常都是幾百 安的電流，有的甚至可達一千安以上，這就要 求它具有較大的觸點壓力和觸點斷開距離，因 此電磁鐵一般采用吸入式。為了熄滅電弧，接 觸器多采用雙斷點橋式觸點結構，有的還具有 專門的滅弧裝置。 接觸器的觸點一般采用面接觸的形式， 此外，接觸器的觸點系統還裝有緩沖彈 簧，以減少或消除觸點在閉合時的彈跳 現象。 在線圈沒有通電時，在返回彈簧的作用下動鐵 芯處于釋放位置，觸點處于斷開狀態。這時返 回彈簧對動鐵芯有一個反力 Ffk，使觸點可靠 的保持在斷開狀態。當線圈通電后，如果電磁 吸力大于返回彈簧和緩沖彈簧的反力，動鐵芯 就帶動動觸點向下移動，使觸點接通。在動鐵 芯移動的過程中，在動、靜觸點接觸以前，僅 有返回彈簧受到壓縮，作用在鐵芯上的反力只 是返回彈簧的反力；而在動靜觸點接觸以后， 返回彈簧和緩沖彈簧同時受到壓縮，因而作用 在動鐵芯上的反力是兩個彈簧反力的合力 當線圈斷電后，動鐵芯在返回彈簧和緩沖彈 簧的作用下，又返回到釋放位置，使觸點斷 開。 單繞組接觸器的主要技術參數有線圈額定電 壓、吸合電壓和釋放電壓等。 雙繞組接觸器 一 合理配合接觸器的反力特性和吸力特性 為了確保接觸器可靠的工作，一般要求接觸器 的吸力在動鐵芯的整個行程內處處大于反力。 但是這樣配合接觸器的反力特性和吸力特性， 會存在一些缺點。 從單繞組接觸器的反力特性和吸力特性可以看 到，動鐵芯在開始較長一段行程內，由于吸力 僅僅稍大于反力，所以速度不能很快增大，使 運動時間拉長了，而在剩下不太長的行程內， 吸力才越來越大于反力。 盡管這時動鐵芯的加速度和速度越來越大，但 很快就到了終點，并不能使運動時間減少很多， 相反卻使動鐵芯在閉合時造成猛烈的碰撞，從而 引起一些部件的沖擊、振動，增加了磨損。 另外，為了保證動鐵芯處在釋放位置時，能夠產 生足夠大的吸力使其運動，線圈磁勢必然要大， 而在動鐵芯處于閉合位置時，吸力遠遠大于反 力，這樣大的線圈磁勢使動鐵芯保持在閉合位 置，線圈消耗的功率較大，從而使線圈及整個電 磁鐵的尺寸和重量較大。因此，這樣的配合是不 夠理想的。 實際上，從能量平衡的觀點來看，并不需要吸 力在整個行程內都大于反力，而只需要使吸力 所作用于動鐵芯的能量等于或稍大于克服反力 所需要的功就可以了，也就是說： 吸力特性與坐標軸之間的面積大于反力特性與坐 標軸之間的面積就可以了。 ?? ? Xb XfXb Xd dFdF 00當然，在釋放位置和閉合位置上，仍應保證吸 力大于反力。理想的情況是，觸動后，吸力迅 速增大使動鐵芯加速運動，而當動鐵芯積累一 定動能后使吸力小于反力，將動鐵芯積累的動 能轉變為克服反力所需的功，最后臨近閉合時 吸力又再度上升到大于反力。 怎樣才能得到接近于理想的配合情況呢？在航 空上應用的接觸器通常采用改變磁勢的方法， 即在開始一段時間內實行強行勵磁，使磁勢很 大，吸力急劇增大，隨后又減小磁勢，使吸力 小下來。雙繞組接觸器便是為此目的而設計的。 二 雙繞組接觸器的結構原理 雙繞組接觸器除了其電磁線圈是由兩個繞組組 成以外，其余各部分的結構均與單繞組接觸器 一樣。 兩個繞組分別叫做起動繞組 Wqd（也稱加速繞 組）和保持繞組 Wbc。起動繞組的導線直徑較 大，但匝數很少，繞組的截面積也較小，一般 只占整個線圈窗口面積的 1/4 ~ 1/3，而保持繞 組的導線直徑較細，但匝數較多，繞組所占的 窗口面積較大。 Wqd 和 Wbc為串聯聯接，但 Wbc 被一對輔助觸點 K所短路。 動鐵芯處在釋放位置時， K是閉合的，當動鐵芯 運動到某一位置時，通過與動鐵芯聯動的推桿 將 K打開。 在線圈剛接上電源時， K是閉合的，將保持繞組 Wbc 短接，電壓幾乎全部加在起動繞組 Wqd 上。 由于 Wqd導線粗，電阻值很小，電流相當大， 雖然它的匝數不多，但是產生的 IWqd磁勢還是 很大的。 另外，起動繞組的尺寸小，它的電時間常數也 很小，因此電流增長的很快，使動鐵芯加速吸 合。 當然，起動繞組消耗的功率也很大，但是起動 的時間很短（只有百分之幾秒），所以還不會 使繞組過熱。當動鐵芯運動到接近閉合時， K 斷開，使保持繞組和起動繞組串聯。由于 Wbc 導線細，電阻值大，線圈電流大大減小，雖然 這時總的匝數 Wqd + Wbc增加了，但是產生的 磁勢 I（ Wqd + Wbc） 還是減小了。線圈長時工 作時所消耗的功率并不大，這時雖然多了一個 繞組，但接觸器整個電磁鐵的尺寸和重量還是 比單繞組時要小。 雙繞組接觸器的吸力特性比單繞組接觸器有明 顯的改善。 雖然從減小撞擊來說，使 K 打開后的吸力小于 反力更為有利，但對于航空接觸器來說，為了 確保工作可靠，并且為了不使釋放電壓過高， 還是使總的吸力特性在整個行程內處處大于反 力特性。 自鎖型接觸器 不論單繞組接觸器還是雙繞組接觸器，當動鐵 芯吸合后，仍需要電磁線圈繼續通電使動鐵芯 保持在閉合位置，電磁線圈需要繼續消耗電功 率。而自鎖型接觸器不同，這類接觸器只需短 時通電，動鐵芯吸合后便自行斷電，不再消耗 電功率，而動鐵芯則被一個專門的自鎖機構保 持在閉合位置。當需要接觸器斷開時，可以用 另一個電磁鐵或人工操縱使動鐵芯釋放。 常見的有 機械自鎖型接觸器 和 磁鎖型接觸器 。 一 機械自鎖型接觸器 當吸合線圈通電后，接觸器吸合并被機械鎖栓 鎖定于閉合位置，吸合線圈則依靠串聯的輔助 觸點自行斷電，不再消耗電功率。接觸器需要 釋放時，只要接通脫扣線圈，利用脫扣裝置解 除機械閉鎖，就可以在返回裝置的作用下回復 到釋放位置。實用的機械自鎖型接觸器可以有 各種各樣的機械鎖栓和脫扣裝置。 人工操縱釋放的機械自鎖型接觸器 由 釋放按鈕 、 觸點系統 、 電磁鐵 、 滾珠閉鎖機 構 等部分組成。 電磁鐵的動鐵芯和靜鐵芯分別做成四個極掌的 形狀，線圈通電后，動鐵芯被吸向靜鐵芯作旋 轉運動。滾珠閉鎖機構由圓盤、滾珠、夾珠圈、 底盤、鎖緊彈簧等部分組成。圓盤用螺釘與動 鐵芯聯接成一個整體，只能和動鐵芯一起作旋 轉運動，在它的表面有四個凹坑。四個滾珠放 在夾珠圈內，夾珠圈與靜鐵芯固定聯接。底盤 通過中心連桿與動觸點聯接。 正常狀態時，在返回彈簧的作用下，動鐵芯底 下的圓盤側面將滾珠的一半擠出夾珠圈，進入 底盤內壁的溝槽內。這時鎖緊彈簧處在被壓縮 狀態，它雖然力圖推動中心連桿帶動動觸點和 底盤向上運動，但因底盤內壁的溝槽被擠出夾 珠圈外的滾珠卡住而不能運動，所以接觸器保 持在常閉觸點接通，常開觸點斷開的狀態。 當電磁線圈通電后，在電磁吸力作用下，動鐵 芯帶動圓盤被吸向靜鐵芯。這時，圓盤上的凹 坑正對準滾珠，為底盤的向上運動提供了條件， 在鎖緊彈簧的作用下，底盤因內壁正好把滾珠的 一半壓到凹坑里，而向上運動。于是接觸器發生 轉換，常閉觸點斷開，常開觸點接通。 此后，即使線圈斷電，因鎖緊彈簧的作用，一 方面把動觸點壓在上面的位置不會自動跳回， 另一方面通過底盤內壁把滾珠壓在圓盤凹坑內 卡住動鐵芯，雖然返回彈簧要拉開動鐵芯但也 不能實現。這時動觸點和動鐵芯都保持在通電 時的狀態，也就是所謂的閉鎖狀態。 為解除閉鎖狀態，唯一的辦法是按下釋放按 鈕，一方面使動鐵芯恢復正常狀態，另一方面 推動底盤向下運動，使底盤內壁的溝槽對正滾 珠，在返回彈簧的作用下，動鐵芯離開靜鐵芯 并把滾珠的一半擠入底盤溝槽內卡住底盤。這 時，松開手后，只要釋放按鈕由它本身的彈簧 彈起，動觸點和底盤就保持在正常狀態。 二 磁鎖型接觸器 在現代飛機上有時使用磁鎖型接觸器。與機械 自鎖型接觸器類似，不同的是，當接觸器接通 后，使接觸器保持在閉合位置的自鎖機構不是 機械鎖栓，而是永久磁鐵。 波音系列飛機上使用的 B430型磁鎖型接觸器原理 三對常開式主觸點 T1L1 、 T2L T3L3和 7對 常開式、 7對常閉式輔助觸點。其磁場由兩部分組 成，一部分由永久磁鐵產生，另一部分由電磁線 圈產生。電磁線圈有閉合和跳開兩個繞組，閉合 繞組通過自身的輔助常閉觸點與外電路正線連 接，跳開繞組通過自身的輔助常開觸點與外電路 正線連接，兩者共用地線。 當電磁線圈未通電時，由于返回彈簧的作用使 主觸點和輔助觸點保持在它的原始位置。當 28V的直流電壓加到閉合繞組上時，產生的電 磁力將克服返回彈簧的反力使動鐵芯加速移向 靜鐵芯。當氣隙很小（接近于零）時，連桿使 輔助常閉觸點斷開，閉合繞組斷電。由永久磁