我们来设想,接触器的线圈得电吸合,带动动触头和静触头执行闭合操作,动静触头之间的距离越来越近,直到最后闭合。在这期间发生了什么物理现象?闭合后的触头看起来是稳定的,但稳定的背后又有何种物理现象?当触头打开后,触头间会出现电弧,这时又发生了什么物理现象?
这些物理现象有:触头的振动和熔焊,动静触头间的空气被高电场击穿,电极材料的软化、熔化和蒸发,触头的接触电阻及其发热,触头的动稳定性等等。
我们现在就来逐一地瞧一瞧,当然只能是走马观花而已。虽说只是一瞥,但给人的印象和感觉却未必浅显,也许能给某位发明家以启发也未可知。
好,我们现在就开始。
第一个物理现象:触头的振动和熔焊
我们来看下图:
对于接触器之内的开关电器,触头弹跳过程大约持续几个毫秒。如果这只是一个普通的小球,倒是不会发生什么问题,但这是导电的动静触头,它们流过运行电流。于是在动静触头开断瞬间,触头气隙中必然会出现电弧,而电弧的烧蚀作用将严重影响到触头的品质和电寿命。
那么如何来解决这个问题?方法有几种:
1)采用较大的触头预压力;2)选用刚度较好的触头弹簧;3)减小触头的闭合速度;4)减轻触头质量;5)选用恢复系数接近1的触头材料。
在实际使用中,往往综合地采取上述几种方法来减小触头弹跳。
那么哪些触头参数与触头弹跳相关?这些参数分别是:
触头开距、触头超程、触头初始压力、触头终压力。
超程呢?它指的是触头闭合后,我们把静触头拿掉,动触头能够继续运动的距离。超程用途是确保触头磨损后还能保证闭合。因此超程与开关电器的电寿命相关。
显然,触头的弹跳将直接导致触头的电弧性发热和熔焊。这里面有哪些有意思的物理过程?触头的熔化电流与通电时间有何种关系?我们在下一讲来探讨一番。
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