电磁式电器是指以电磁力为驱动力的电器，它在低压电器中占有十分重要的地位，在电气控制系统中应用最为普遍。各种类型的电磁式电器主要由电磁机构和执行机构两部分组成，电磁机构按其电源种类可分为交流和直流两种，执行机构则分为触头和灭弧装置两部分。

1.电磁机构

电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，将电磁机构中吸引线圈的电流转换成电磁力，带动触头动作，完成通断电路的控制作用。电磁机构通常采用电磁铁的形式，由吸引线圈、磁轭（静铁芯）和衔铁（动铁芯）三部分组成。其作用原理是，当线圈中有工作电流通过时，电磁吸力克服弹簧的反作用力，使衔铁与铁芯闭合，由连接机构带动相应的触头动作。

按衔铁的运动不同，铁芯可分为拍合式和直动式两大类。图1.1（a）为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯，其铁芯材料由电工软铁制成，它广泛用于直流电器中；图1.1（b）为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯，铁芯形状有E形和U形两种，其铁芯材料由硅钢片叠成，多用于触头容量较大的交流电器中；图1.1（c）为衔铁直线运动的双E形直动式铁芯，它也是由硅钢片叠制而成的，多用于触头为中、小容量的交流接触器和继电器中。电磁线圈由漆包线绕制而成，也分为交、直流两大类，当线圈通过工作电流时产生足够的磁动势，从而在磁路中形成磁通，使衔铁获得足够的电磁力，克服反作用力而吸合。

在交流电流产生的交变磁场中，为避免因磁通过零点造成衔铁的抖动，需在交流电器铁芯的端部开槽，嵌入一铜短路环，也叫分磁环，使环内感应电流产生的磁通与环外磁通不同时过零，这样电磁吸力F总是大于弹簧的反作用力，将衔铁牢牢地吸住，从而可以消除交流铁芯的抖动和噪声。

图1.1　常用的磁路结构

1—衔铁；2—铁芯；3—线圈

还应指出，对电磁式电器而言，电磁机构的作用是使触头实现自动化操作，因电磁机构实质上是电磁铁的一种，电磁铁还有很多其他用途，例如，牵引电磁铁，有拉动式和推动式两种，可以用于远距离控制和操作各种机构；阀用电磁铁可以远距离控制各种气动阀、液压阀以实现机械自动控制；制动电磁铁则用来控制自动抱闸装置，实现快速停车；起重电磁铁用于起重搬运磁性货物件，等等。

2.触头系统

触头的作用是接通或分断电路，因此要求触头具有良好的接触性能，电流容量较小的电器（如接触器、继电器等）常采用银质材料作触头，这是因为银的氧化膜电阻率与纯银相似，可以避免触头表面因氧化膜电阻率增加而造成的接触不良。

触头的结构有桥式和指式两类。桥式触头又分为点接触式（如图1.2（a）所示）和面接触式（如图1.2（b）所示），点接触式适用于电流不大的场合，面接触式适用于电流较大的场合。图1.2（c）为指形触头，指形触头在接通与分断时产生滚动摩擦，可以去掉氧化膜，故其触头可以用紫铜制造，特别适合于触头分合次数多、电流大的场合。

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图1.2　交流接触器触头的结构形式

3.灭弧系统

触头在分断电流瞬间，在触头间的气隙中就会产生电弧，电弧的高温能将触头烧损，并用紫铜制造，特别适合于触头分合次数多、电流大的场合。可能造成其他事故，因此，应采用适当措施迅速熄灭电弧。

熄灭电弧的主要措施如下：

①迅速增加电弧长度（拉长电弧），使得单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而使电弧熄灭；

②使电弧与流体介质或固体介质相接触，加强冷却和去游离作用，使电弧加快熄灭。电弧有直流电弧和交流电弧两类，交流电流有自然过零点，故其电弧较易熄灭。

低压控制电器常用的具体灭弧方法有以下几种。

（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。

图1.3　金属栅片灭弧示意图

（3）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，在电弧过零时就会出现一个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1.3所示。

（4）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火弧罩的窄（纵）缝中，几条纵缝可将电弧分割成数段且与固体介质相接触，电弧便迅速熄灭。这种结构多用于交流接触器上。