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1、第二章 常用低压电器 （电气元件：结构、工作原理、选用、图形及文字符号）,第一节 概述,第二节 常用控制类电器,第三节 常用保护类电器,刀开关 接触器 控制继电器 主令电器,熔断器 保护继电器,电器定义：凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电 对象切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的元件统称为电器。 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。,第一节 概 述,一、低压电器的分类按电器的动作方式分：手动电器和自动电器按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 按工作原理分：电磁式电器和非
2、电量控制电器按控制对象分：低压配电电器和低压控制电器,二、电磁式电器 是电气控制线路中应用最多的电器，由电磁机构和触头系统组成。 1.电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作，从而完成接通或分断电路。 组成,铁芯,衔铁,线圈,直动式 转动式,原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。,交流：硅钢片叠加 直流：整块铸铁或铸钢,交流线圈：短而粗，有骨架。 直流线圈：细而长，无骨架。,交流电磁铁的短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音,2.触头系统通过触头的开合控制电路通、断。类型材料要求触头具有良好的导电、导热性能，其结构还要考虑到适当的灭 弧能力。 一
3、般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成 。,桥式触头,指形触头,3.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生强烈的火花或电弧。(高温高热气体的放电现象）电弧的危害 ：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧方法：机械灭弧：开关电器磁吹灭弧：直流电器窄缝灭弧：交流电器栅片灭弧：交流电器,第二节 常用控制类电器控制类电器在电气控制系统中主要起控制、调节作用。主要包括：开关电器、接触器、控制继电器、主令电器等,一、低压开关电器低压隔离器：手动低压断路器：自动 （一）低压隔离器作用：电源切除后
4、，将线路与电源明显隔开，保证人员的安全。1、刀开关 作用：隔离电源，不频繁通断电路。 板用刀开关开启式负荷开关熔断器组合电器,按刀的级数分:单极、双极和三极 按刀的转换方向分为：单投（HD系列)和双投(HS系列),（1）板用刀开关（不带熔断器式刀开关）作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。触点为常开结构图和符号 ： 图形符号,(2)开启式负荷开关（闸刀开关）由刀开关和熔断器组成。（HK系列） 用途：一般的照明电路和功率小于5.5kW的异步电动机的控制电路。不宜带负荷操作 逐渐被塑料外壳式低压断路器取代图形符号,（3）熔断器组合电器刀开关、隔离器与熔断器组合而成的各类电器总称。 封闭式负
5、荷开关（铁壳开关）常用HH系列 作用：同开启式的，但可不频繁地接通或断开带负荷电路。,文字符号及图形符号,2、组合开关（转换开关）它的动、静触头分别叠装于数层绝缘壳内，当转动手柄时，每层的动触头 随方形转轴一起转动，使动、静触头接通或断开 。（ HZ系列） 特点：结构紧凑，多触点、多位置，操作方便。用途：电源的引入开关；通断小电流电路；控制5.5kW以下电动机。,（a）外形 （b）符号 （c) 结构,（二）低压断路器（空气开关、自动开关） 作用：当电路正常工作时，接通或分断正常负载电路;当线路发生严重的过载、短路及欠电压等故障时，能及时自动切断电路。 分类： 万能式：容量大，配电电路塑壳式：容
6、量小，控制开关,由三个基本部分组成：触头和灭弧系统各种脱扣器：电流脱扣器失压脱扣器热脱扣器分励脱扣器操作机构和自由脱扣机构,1主触头 2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,文字符号：QF图形符号：,万能式低压断路器结构图,断路器技术参数 ：P17,塑壳式低压断路器原理图,1主触头 2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,线路短路或严重过载保护,远距离跳闸，对电路不起保护作用,线路过载保护,电动机的失压保护,漏电保护断路器：当人身触电或设备漏电时，迅速切断故障电路从而避免人身或设备受到伤害。,电磁式电流动作型的漏电保护
7、自动开关原理图,触头系统：主触头：大电流 （主电路） 常开触头（动合触头）辅助触头：小电流（控制电路） 常闭触头（动断触头） 电磁系统：铁芯、衔铁、吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统（IN 10A）：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,1结构,二、接触器,（一）交流接触器,作用：是一种用来频繁地接通或断开交直流主电路的自动切换电器。具有失压保护功能。,根据通过主触头电流的种类，分为：交流接触器直流接触器,交流接触器结构图,灭弧装置,为防止铁芯振动，需加短路环。,2工作原理,线圈通电衔铁吸合触头动作（常开闭和、常闭断开） 线圈断电衔铁释放触头复位（常开断开、 常闭闭和）,辅助触点,主触点,用途：远距离通断直流电路
8、或控制直流电动机的频繁起停。 结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理：与交流接触器基本相同。,（二）直流接触器,（三）接触器的符号,（四）接触器的主要技术指标,型号、含义,AC-3：使用类别代号,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,（五）接触器的使用选择原则,分类： 按用途分 控制继电器：中间、时间、速度继电器等保护继电器：过（欠）电流、过（欠）电压、热继电器等 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电
9、压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A,三、控制继电器,继电器：是一种根据某种输入信号（电流、电压、时间、速度等）的变化而接通或断开控制电路，实现自动控制和保护功能的自动电器。用于控制电路，在控制系统中实现控制功能转换（控制、放大和保护）。,结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，由若干对常开与常闭触点组成；另外其触头的额定电流较小。,1、中间继电器,作用：在控制电路中传输或转换信号的一种电器 元件，用于控制电路中触头容量与数量的扩展。,作用：在控制电路中用于延时接通或断开电路。 分类：按构成原理分：电磁式、空气阻尼式、晶体管式、数字式按延时方式
10、分：通电延时型、断电延时型,2、时间继电器,触点系统：由通电延时、断电延时、瞬动三类触点组成；,工作过程：接通驱动系统，实现延时控制，驱动触点动作，接通和断开电路。,时间继电器KT触点的动作时序,s,s,线圈通断电,瞬动触点,通电延时触点,断电延时触点,结束,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h),(a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通电延时断开动断（常闭）触点 （f）断电延时断开动合（常开）触点 （g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,文字符号：KT图形符号,作用：用来反映转速和转向
11、变化的继电器，用于电动机的反接制动电路中。 结构：定子、转子和触点等,3、速度继电器,定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。,文字符号：SR图形符号,转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。,原理：与异步电动机类似 参数：动作转速：120rpm复位转速：100rpm,压力继电器,光电继电器,温度继电器,4、其它继电器,四、主令电器,常用的有：控制按钮、位置开关、万能转换开关等,作用：用来发布命令、改变控制系统工作状态的控制电器。可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制。,1、控制按钮 作用：短时接通或断开小电流控制电路的开关。,文字符号：SB图形
12、符号,按钮结构形式：教材P23按钮颜色规定：“停止”和“急停”按钮必须是红色。 “启动”按钮的颜色是绿色。 “点动”按钮必须是黑色。 “启动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑白、白色或灰色。 “复位”按钮必须是蓝色。复位按钮兼有停止的作用时，则必须是红色。,急停按钮应用：特殊结构适应特殊应用,2、位置开关作用：检测工作机械的位置，发出命令以控制运动方向或行程长短。接触式行程开关（有触点、机械结构）非接触式接近开关（无触点、电气结构）,行程开关：又称限位开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。,动触点,静触点,文字符号：SQ 图形符号,其他类型的行程开关：,接近开关:
13、 非接触式的检测装置，当运动着的物体接近它到一定距离时，它就能发出信号，从而进行相应的操作。按原理有： 电感式：金属导体电容式：固体、液体等各种材料超声波式：固体、液体或粉末光电式:不透光,作用：对电气设备进行短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端结构：熔体+熔体座（保险丝+安装座）,第三节 常用保护类电器 ！,一、熔断器,熔体：熔断器的核心，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状 或片状材料制成。当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间 后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了 电路和设备。,熔断器的保护特性（安秒）曲线,流过熔体的电流越大，熔断所需的时
14、间越短。熔体的额定电流IfN是熔体长期工作而不致熔断的电流。,瓷插式熔断器,熔断器的分类：,螺旋式熔断器,有填料式熔断器,无填料密封式熔断器,型号含义：,熔断器的选择： 种类选择：由电控系统整体设计确定。 额定电压：大于或等于实际电路的工作电压。 额定电流（熔断器、熔体）：大于或等于实际电路的工作电流。如RL6-25 额定电压 500V 额定电流 熔断器 25A熔断体 2，4，6，10，20，25A其中熔体电流的选择是关键 熔体电流： 电路上、下两级都装设熔断器时，为使两级保护相互配合良好，两级熔体额定电流的比值不小于1.6:1。 对于照明线路或电阻炉等没有冲击性电流的负载，熔体的额定电流应大
15、于或等于电路的工作电流，即IfNI1，式中IfN为熔体的额定电流，I1为电路的工作电流。 保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流IfN(1.52.5)IN，式中，IN为电动机额定电流。 保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时启动，则IfN(1.52.5)INmax+IN，式中：INmax为容量最大的一台电动机的额定电流，IN为其余电动机额定电流的总和。,作用：对连续运行的电动机进行过载、断相保护，防止电动机过热而烧毁。,利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作,1、热继电器,二、保护继电器,型式：双金属片式,热敏电阻式,易熔合金式,结构：由发热元件、双金属片、触头及动作机构等部分组成 。,工作原理：利用电流的热效应，检测机构由电阻丝与双金属片构成， 当设备过载引起电阻丝发热，从而使双金属片产生弯曲；双金属片弯曲 推动常闭触点动作，切断电路，实现过载保护功能。（自动或手动复位）,接线：热元件串接于主电路中，动断触头串接于控制电路中。！,文字符号：FR图形符号热继电器的主要性能参数：,
