民航飞机电气系统 第一章开关电器及其基本理论

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第一章开关电器及其基本理论
 电接触和气体导电的基本理论
 导线及其连接装置
 电路控制装置
 电路保护装置
§1.1 电接触和气体导电的基本理论
电接触：导体之间的电路接触
作用：将电流的通路从一个线路延续到另一个
线路。
导体连
接方式
固定接触
滑动接触
可分接触
触点初压力、终压力
初压力: 即动、静触点刚刚接触一瞬间时，
它们之间的压力。
终压力: 则是衔铁闭合后，动、静触点之间
的压力。终压力一般为初压力的1.
5-2倍左右。
电接触分类：
触点
结构
形式
点接触
线接触
面接触
电流小、电压低、触点压力较小
电流大、电压高、触点压力较大
介于两者之间
触点
工作
状态
闭合状态
断开状态
闭合过程
断开过程
接触电阻
气体放电
触点磨损

1、接触电阻的产生
（1）收缩电阻RS
当两个金属导体互相接触时，在接触区域内存在
着一个附加电阻，这个附加电阻称为接触电阻。
二、接触电阻Rj
（2）膜电阻RM
尘埃膜
吸附膜
无机膜
有机膜
Rj RS RM 要求：接触电阻
小而且稳定
2、触点温升和接触压降
接触电阻
触点温升
接触压降
电流流过时，由于导体电阻和接触电阻上的电
能损耗，使触点温度上升
触点温升
• 触点温升可能会导致接触区的熔焊或粘连
• 触点的接触区电阻最大
• 触点的最高温升点一般并不在接触区，而是接触
面深处
3、影响接触电阻的因素
 触点材料的性质（电阻系数、机械强度和硬度等）
 接触形式（点、线、面）
 接触压力
 接触表面状况
点接触的接触点数目最少，压强大，就容
易把表面膜压碎，从而使膜电阻减小
触点材料的性质
• 包括电阻系数、机械强度和硬度等
• 触点材料的电阻系数越小，接触电阻越小
• 触点材料的压皱强度愈小，接触电阻愈小
接触形式
面接触的接触点数目最多，收缩电阻最小；
点接触的接触点数目最少，收缩电阻最大；
线接触的接触点数介乎两者之间。
点接触的接触点数目最少，压强大，就容易
把表面膜压碎，从而使膜电阻减小
• 加大接触压力，使收缩电阻和膜电阻
都减小，所以总的接触电阻将减小
接触压力
• 触点材料的性质会直接影响接触电阻的大小，
这些材料的性质包括电阻率、材料的机械强度
和硬度以及化学性质等。采用的触点材料要从
减小收缩电阻、膜电阻以及获得稳定的接触电
阻等几个方面来综合考虑。
• 线接触的接触点数介乎两者之间。
材料性质
• 光洁度高的触点不易受污染，也不易生成有
机膜和无机膜等，即减少周围介质对触点接
触电阻的影响。
• 当触点上的压力较小时，过于精细的加工反
而会使接触电阻增加。
接触表面的加工情况
• 防止触点污染。
• 在密封室内充以惰性气体或抽真空等办法，
可以保证接触电阻低而稳定
密封触点结构
三、触点间的电弧与熄弧方法
1、电弧的产生
极限燃弧参数
触
点
分
离
接
触
压
力
接
触
电
阻
触
点
熔
化
液
桥
断
开
电
弧
极限燃弧电流
极限燃弧电压
极限燃弧参数与触点材料和空气介质条件有关。

游离：处于原子最外层轨道上的电子是不
稳定的，它可在外加能量（光、热、碰撞)
相当大时跳出原子轨道成为自由电子。失
去电子的原子核便成为带正电荷的粒子
(正离子)。
• 消游离:游离气体中带电粒子失去电荷变为中性粒
的过程。
• 1)复合。两个带异性电荷的粒子相遇时中和而失
去电荷的现象称为复合。
• 降低温度和增高气压都可以促进复合过程的进行。
• 2)扩散。气体中游离的带电粒子,由浓度高的地方
向浓度低的地方运动称为扩散。降低电弧表面
温度,或增高气压,可以促进扩散过程的进行。
2、飞机电器中常用的熄弧方法
基本方法
拉长电弧
增高气压
降低电弧表面温度
气体吹弧
磁吹弧
利用石英砂粒间隙熄弧
玻璃管式保险丝熄弧
具体方法
利用加速弹簧熄弧
气体吹弧
• 利用电弧产生的高温，使某些灭弧物质受热
后产生大量气体将电弧吹熄。
• 当电弧发生时，灭弧材料受热产生大量气体
吹向电弧，加强消游离过程；同时产生的大
量气体使电弧燃烧区气压增大，阻止了游离
过程，从而使电弧熄灭。
磁吹弧
图1.1.4 磁吹弧原理图1.1.5 自磁吹弧原理
利用石英砂粒间隙熄弧
• 当形成电弧时，由于高温与蒸气压力的作用，
使电弧中的带电质点向周围扩散而渗入石英砂
粒的空隙中，冷却使消游离过程加强将电弧熄
灭。
玻璃管式保险丝熄弧
• 将熔丝封装在玻璃管里。当电路过载或短路
时，熔丝被熔化，这时将产生电弧并有金属蒸
气，由于管内压力增大而使游离受到阻止，从
而使电弧熄灭。
利用加速弹簧熄弧
• 加速动作弹簧使触点断开时的动作速度加快，
迅速将电弧拉断。
四、火花放电和灭火花电路
1、火花放电的产生
原因：
触点电路电流小于极限燃弧电流
触点间电压达到间隙的击穿电压
条件：
特点： 不稳定放电
电感中储存的能量
触点间隙具有电容的作用
2、火花放电的危害
引起触头烧损
产生虚假的高频信号
3、灭火花电路
释放电感储能限制触点间电压释放电感储能
五、触点的磨损及常用触点材料
触点的磨损
机械磨损
化学磨损
电磨损
液桥磨损
电弧磨损
火花磨损
对触点材料的基本要求：
良好的导电性能
良好的导热性能
有足够的机械强度
良好的化学稳定性
良好的加工性能
银
铂铱合金
陶瓷合金
常用触点材料
§1.2 导线及其连接装置
电线电缆用途
在设置于飞机各区域的设备之间
传输各种形式的电气参数和电能
导线
电缆
电子系统电缆
电缆
导线联接方式
• 较永久性的
• 在维修计划规定时间内需要拆卸的
钎焊、压接
接线钉、插头插座
电路联接装置

汇流条
• 粗的金属条或棒
• 用于电源系统的输入和输出连接

§1-3电路控制装置
• 用来接通、断开或转换电路
基本组成:  活动触点
 固定触点
功用:
常用电路控制装置
• 开关
• 继电器
• 接触器
一、开关
1、拨动开关（Switch）
特点:
动作后能长时间保持
联动开关
限动开关
保护开关
2、按钮开关
特点:
短时间工作
指示按钮开关
3、旋转开关
STBY
PWR
BAT
BUS
BAT
TR1
TR2
TR3
TEST
特点:
多路选择
4、微动开关
弹簧(长片)
操作插棒
固定触点
(常开)
固定触点
(常闭)
公共接线柱
密封壳体
侧片
特点：行程短，动作迅速，适用于频繁通、断的小电
流电路
5、定时开关
特点: 时序控制
6、接近开关
特点: “触点” 无需接触，只要接近即可控制
常用接近开关: • 涡流式
• 电容式
• 霍尔式
• 光电开关
• 红外式
• 多普勒式
二、继电器(relay)
自动和远距离操纵的电路控制器件。
航空用继电器种类
• 电磁继电器
• 极化继电器
• 固态继电器
• 混合继电器
• 特种继电器
1、电磁继电器
基本组成：
开关机
构、
电磁铁
电磁继电器特点:
• 飞机上使用的多为直流继电器
• 触点切换的负载电流一般限制在25A以
内
2、极化继电器
开关机构
电磁铁
永久磁铁
基本组成:
N
S N N
N N
S
S
S
S
+ + +
N
S
N
S
N
S
- - -
衔铁
铁芯
DC DC DC
S
N
+
N
S
-
DC
N
S
极化磁通工作磁通
特点：1、有两个磁通
2、能反映输入信号的极性、灵敏度高
3、固态继电器(SSR)
触发
电路
固态
转换
器件
输入输出
发光二极管光敏三极管
信号敏感电路
三极管开关器件
驱动电路
基本组成:
触发
电路
固态
转换
器件
输入输出
发光二极管光敏三极管
特点: 1、无触点
2、利用三极管的开关作用控制电路
固态继电器优点
• 灵敏度高，能够与TTL、CMOS等集成电
路兼容
• 可以实现小型化
• 无触点，工作可靠性高，使用寿命长
固态继电器缺点
• 输入和输出隔离困难
• 通态电阻大
• 易受温度和辐射的影响
• 抗瞬变过电压能力差
4、混合继电器
输入固态输出
电路
电磁
继电器
• 以固态器件作为反应机构
• 以电磁继电器作为执行机构
5、特种继电器
A、舌簧继电器
在电磁线圈或者永久磁铁磁场作用下，
其自由端运动，使触点闭合或断开。
B、热敏继电器
感受温度的变化而控制电路的通断
三、接触器（contactor）
• 远距离频繁地接通和断开交、直流主电路或
大容量控制电路的电磁控制装置
基本组成: 开关机构电磁铁
B、热敏继电器
感受温度的变化而控制电路的通断
接触器与电磁继电器的区别
• 容量较大
注意：继电器和接触器在其它没有本质区别
分类:
触点控制的
电路性质
直流接触器
交流接触器
结构原理
单绕组接触器
双绕组接触器
机械闭锁式接触器
磁保持接触器
1、单绕组接触器
2、双绕组接触器
3、机械闭锁式接触器
4、磁保持接触器
N
S

N
S
§5-3 电路保护装置
• 短路保护
• 过载保护
• 保险丝（Fuse）
• 断路器（Breaker）
• 熔线(fusible link)
电路保护装置分类
一、飞机保险丝
金属熔丝或熔片
• 易熔保险丝
• 难熔保险丝
• 惯性保险丝
飞机保险丝
1、易熔保险丝
小功率电路的短路保护
2、难熔保险丝
大功率电路的短路保护
3、惯性保险丝
电机和起动电路的短路保护、过载保护
惯性保险丝结构
• 短路保护部分
• 过载保护部分
二、断路器
• 电路保护：短路、过载
• 开关
自动保险电门
保护原理:
双金属片发热变形原理
断路器的主要组成部分
• 双金属热元件
• 开关装置
• 机械闩锁机构
断路器工作情况
压拉按钮
控制弹簧主接触点
闩锁
机构
热元件
(a) (b)
负载电源

 

• 压通断路器
• 压拉断路器
• 跳开关
按压接通
保护跳开
按压接通
拉出断开
保护跳开
按压闭合按钮接通
按压脱扣按钮断开
保护跳开

本章要点
• 接触电阻的组成及影响因素
• 点弧的产生及熄弧方法
• 电火花的产生及灭火花的方法
• 触点电磨损的原因及特点
• 飞机导线的连接方式
• 电路控制装置的功用及基本组成部分
• 开关的种类及使用特点
• 极化继电器的结构特点
• 固态继电器的结构特点
• 接触器和继电器的区别
• 几种常用接触器的比较
• 几种保险丝的区别
• 断路器的功用及保护原理
• 断路器和保险丝的区别

honor122866

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天若有情

楼主太好了，谢谢你了

桃丝兰

这个一定要下来看看

zhende

真是好东西啊

qq710131017

这个不错哦，收下了

wjlayt

谢谢楼主分享~

wsinglejoke

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