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1、第三章第三章 常用低压电器常用低压电器第一节低压电器的基本知识低压电器的基本知识第一节第一节第一节第一节低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识 一、低压电器的的定义及分类一、低压电器的的定义及分类一、低压电器的的定义及分类一、低压电器的的定义及分类 1. 1.低压电器的定义低压电器的定义低压电器的定义低压电器的定义 凡是根据外界特定的信号或要求凡是根据外界特定的信号或要求凡是根据外界特定的信号或要求凡是根据外界特定的信号或要求, ,自自自自动或手动接通和断开电路动或手动接通和断开电路动或手动接通和断开电路动或手动接通和断开电路, ,断续或连续断续或连续断续或连
2、续断续或连续地改变电路参数地改变电路参数地改变电路参数地改变电路参数, ,实现对电路或非电对实现对电路或非电对实现对电路或非电对实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的象的切换、控制、保护、检测和调节的象的切换、控制、保护、检测和调节的象的切换、控制、保护、检测和调节的电气设备均称为电器电气设备均称为电器电气设备均称为电器电气设备均称为电器. .而工作在交流额而工作在交流额而工作在交流额而工作在交流额定电压定电压定电压定电压1200V1200V及以下及以下及以下及以下, ,直流额定电压直流额定电压直流额定电压直流额定电压1500V1500V及以下的电器称为低压电器及以下的电器称为低
3、压电器及以下的电器称为低压电器及以下的电器称为低压电器. .手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 图3-1低压控制电器实物图a接触器b继电器c电磁铁zhang1加实物图手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 图3-2 低压配电电器实物图 2.2.低压电器的分类低压电器的分类1 1按控制的对象和用途分类按控制的对象和用途分类 低压控制电器接触器、继电器、电磁铁低压控制电器接触器、继电器、电磁铁等等, ,
4、主要用于电力拖动与自动控制系统中主要用于电力拖动与自动控制系统中低压配电电器刀开关、组合开关、熔断低压配电电器刀开关、组合开关、熔断器和断路器等器和断路器等, ,主要用于低压配电系统及动力主要用于低压配电系统及动力按低压电器的动作方式分类按低压电器的动作方式分类自动切换电器依靠电器本身参数的变化自动切换电器依靠电器本身参数的变化或外来信号的作用或外来信号的作用, ,自动完成接通或分断等动自动完成接通或分断等动作作, ,如接触器如接触器非自动切换电器依靠外力直接操作来进非自动切换电器依靠外力直接操作来进行切换行切换, ,如刀开关如刀开关手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继
5、电器熔断器速度继电器低压断路器 3 3按低压电器的执行和结构分类按低压电器的执行和结构分类有触点电器具有可分离的动触点和静触点有触点电器具有可分离的动触点和静触点, ,利用动、静触点的接触和分离来实现对电路的利用动、静触点的接触和分离来实现对电路的通断控制通断控制, ,如接触器如接触器无触点电器利用半导体元器件的开关效应无触点电器利用半导体元器件的开关效应来实现对电路的通断控制来实现对电路的通断控制, ,如接近开关等如接近开关等4 4按工作原理分类按工作原理分类电磁式低压电器根据电磁感应原理来工作电磁式低压电器根据电磁感应原理来工作, ,如交直流接触器、各种电磁式断路器等如交直流接触器、各种电
6、磁式断路器等 非电量控制低压电器非电量控制低压电器 手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 二、电磁机构二、电磁机构电磁式低压电器主要由两部分组成电磁式低压电器主要由两部分组成, ,即感测即感测部分和执行部分部分和执行部分. .感测部分为电磁机构感测部分为电磁机构, ,用来用来接受外界输入的信号接受外界输入的信号, ,并通过转换、放大与判并通过转换、放大与判断作出一定的反应断作出一定的反应, ,使执行部分触头系统使执行部分触头系统动作动作, ,以实现控制的目的以实现控制的目的. .执行部分起接通和执行部分起接通和分断电路的作用分断电路的作用.
7、 .1.1.电磁机构的结构形式电磁机构的结构形式电磁机构是各类电磁式电器的重要组成部电磁机构是各类电磁式电器的重要组成部分分, ,主要作用是将电磁能量转换为机械能量主要作用是将电磁能量转换为机械能量. .电磁机构由线圈、铁心静铁心、衔铁电磁机构由线圈、铁心静铁心、衔铁动铁心三部分组成动铁心三部分组成. .手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 1 1衔铁沿轴转动的拍合式衔铁沿轴转动的拍合式 如图如图3-1a3-1a所示所示, ,多用在多用在触点容量较大的交流电器中触点容量较大的交流电器中. .2 2衔铁沿棱角转动的拍合式衔铁沿棱角转动的拍合式
8、如图如图3-1b3-1b所示所示, ,这这种形式广泛应用于直流继电器和直流接触器中种形式广泛应用于直流继电器和直流接触器中. .3 3衔铁直线连动的衔铁直线连动的E E形直动式形直动式如图如图3-1c3-1c所示所示, ,多多用于交流接触器、继电器以及其它交流电磁机构中用于交流接触器、继电器以及其它交流电磁机构中. .手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 2.2.线圈线圈线圈的作用是将电能转换成磁场能量线圈的作用是将电能转换成磁场能量. .分为串联型和并联型两类分为串联型和并联型两类. .串联型线圈为电流线圈串联型线圈为电流线圈, ,并联型
9、线圈为电压线圈并联型线圈为电压线圈. .电流线圈使用时串接在电路中电流线圈使用时串接在电路中, ,应使其具有较小的阻应使其具有较小的阻抗抗, ,短而粗；电压线圈使用时并接在电源上短而粗；电压线圈使用时并接在电源上, ,细而长细而长. .按通入电流种类不同按通入电流种类不同, ,线圈又可分为交流和直流两种线圈又可分为交流和直流两种. .对对于直流线圈于直流线圈, ,把线圈做成高而薄的细长型把线圈做成高而薄的细长型, ,使线圈与铁心使线圈与铁心直接接触直接接触, ,利于线圈散热；而交流电磁铁的线圈多制成利于线圈散热；而交流电磁铁的线圈多制成短而厚的矮胖型短而厚的矮胖型, ,且用骨架将线圈和铁心隔开
10、且用骨架将线圈和铁心隔开, ,这是因为这是因为交流电磁铁的铁心存在磁滞和涡流损耗交流电磁铁的铁心存在磁滞和涡流损耗, ,铁心和线圈都铁心和线圈都发热发热. .手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 3.3.电磁机构的吸力与吸力特性电磁机构的吸力与吸力特性电磁机构按其线圈中通过的电流种类分为直流与交电磁机构按其线圈中通过的电流种类分为直流与交流两大类流两大类, ,分别叫直流电磁机构和交流电磁机构分别叫直流电磁机构和交流电磁机构, ,也叫直也叫直流电磁铁和交流电磁铁流电磁铁和交流电磁铁. .通常直流电磁铁的铁心是用整通常直流电磁铁的铁心是用整块的
11、铸铁或铸钢制成块的铸铁或铸钢制成, ,而交流电磁铁因铁心存在磁滞和而交流电磁铁因铁心存在磁滞和涡流损耗涡流损耗, ,其铁心用硅钢片叠压而成其铁心用硅钢片叠压而成. .1 1直流电磁铁直流电磁铁当给直流电磁铁的线圈加上直流当给直流电磁铁的线圈加上直流电压时电压时, ,线圈中便有了励磁电流线圈中便有了励磁电流, ,使磁路中产生了密集的使磁路中产生了密集的磁通磁通, ,该磁通作用于衔铁该磁通作用于衔铁, ,在电磁吸力作用下使衔铁与铁在电磁吸力作用下使衔铁与铁心吸合并作功心吸合并作功. .电磁吸力与气隙的关系曲线称为电磁铁电磁吸力与气隙的关系曲线称为电磁铁的吸力特性的吸力特性. .手控电器主令电器低压
12、电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 图图3-4a3-4a为直流电磁铁的吸力为直流电磁铁的吸力特性特性. .图中曲线图中曲线1 1为为ININ1 1磁磁动势下的吸力特性动势下的吸力特性, ,曲线曲线2 2为为ININ2 2磁动势下的吸力特性磁动势下的吸力特性, ,且且ININ11ININ2.2.由于直流由于直流电磁铁的线圈电阻为常数电磁铁的线圈电阻为常数, ,其其电磁吸力与气隙大小电磁吸力与气隙大小 的平方成反比的平方成反比, ,气隙越大气隙越大, ,电磁吸力越小；相反电磁吸力越小；相反, ,气隙气隙越小越小, ,电磁吸力越大电磁吸力越大. .即直流电磁铁的吸
13、力在恒定磁即直流电磁铁的吸力在恒定磁动势下只与气隙动势下只与气隙 的平方成反比的平方成反比, ,因此吸力特性为二因此吸力特性为二次曲线状次曲线状. .手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 它与直流电磁铁的区别在于：一是在电压已定的情况它与直流电磁铁的区别在于：一是在电压已定的情况下下, ,随着气隙的减小随着气隙的减小, ,励磁电流减小励磁电流减小. .二是由于交流电磁铁二是由于交流电磁铁的励磁电压是按正弦规律变化的的励磁电压是按正弦规律变化的, ,所以其气隙磁感应强度所以其气隙磁感应强度也按正弦规律变化也按正弦规律变化. .即：当电流过零时
14、即：当电流过零时, ,电磁吸力也为零电磁吸力也为零. .这会使衔铁产生振动这会使衔铁产生振动, ,发出噪声发出噪声, ,所以应采取措施加以消除所以应采取措施加以消除.交流电磁铁交流电磁铁交流电磁交流电磁铁在线圈工作电压一定的情况下铁在线圈工作电压一定的情况下, ,铁心中的磁通幅值基本不变铁心中的磁通幅值基本不变, ,所以所以铁心与衔铁间的电磁吸力也基本铁心与衔铁间的电磁吸力也基本不变不变. .因而交流电磁铁的吸力特性因而交流电磁铁的吸力特性一般比较平坦一般比较平坦, ,如图如图3-4b3-4b所示所示. . 手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断
15、路器 交流电磁铁的磁感应强度虽按交流电磁铁的磁感应强度虽按正弦规律变化正弦规律变化, ,但交流电磁铁吸力但交流电磁铁吸力却是脉动的却是脉动的, ,其方向不变其方向不变, ,且有两且有两个分量：一个是恒定分量个分量：一个是恒定分量F0,F0,其其值为最大吸力值的一半；另一个值为最大吸力值的一半；另一个是交变分量是交变分量F,F=F0cos2t,F,F=F0cos2t,其幅值为最大吸力值的一半其幅值为最大吸力值的一半, ,并以并以两倍电源频率变化两倍电源频率变化. .总的电磁吸力总的电磁吸力FxFx在从在从0 0到到FmFm的范围内变化的范围内变化, ,其吸力曲其吸力曲线如图线如图3-33-3所示
16、所示. .尽管电磁吸力的平均值尽管电磁吸力的平均值F0F0大于大于Fr,Fr,但但在某些时候在某些时候,F0,F0仍将小于仍将小于Fr,Fr,这将使衔铁产生释放趋这将使衔铁产生释放趋势因吸力的平均值大于反力势因吸力的平均值大于反力, ,且脉动的频率较高且脉动的频率较高, ,不不可能产生释放效果可能产生释放效果, ,从而使衔铁产生振动从而使衔铁产生振动, ,发出噪声发出噪声. .手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器 为消除振动和噪声为消除振动和噪声, ,在电磁在电磁铁的铁心和衔铁的两个不同铁的铁心和衔铁的两个不同端部各开一个槽端部各开一个槽, ,槽内嵌装一槽内嵌装一个用铜、康铜或镍铬合金材个用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环又称减振料制成的短路环又称减振环或阻尼环环或阻尼环, ,如图如图3-6a3-6a所示所示. .短路环把铁心中的磁通分为短路环把铁心中的磁通分为两部分两部分, ,即不穿过短路环的即不穿过短路环的11和穿过短路环的和穿过短路环的 2,2,且且22滞后滞后1,1,即即11和和22不同时为零不同时为零, ,则由则由11和
