第二章 常见低压电器

1、第二章第二章 常用低压电器常用低压电器 2.1 电器的基础知识电器的基础知识 一、电器的概念一、电器的概念 (1)对电网或电力电路实行通断、切换操作； (2)对电动机实行起动、制动、正反转控制； (3)电路负载、电工设备或者电动机进行过载、过压、 短路、断相保护的设备。 1 1、电器的作用、电器的作用 2 2、电器的定义、电器的定义 3.低压电器低压电器 二、常用低压电器二、常用低压电器 1000V1000V以下的电器以下的电器 接触器接触器继电器继电器熔断器熔断器断路器断路器 按钮按钮行程开关行程开关刀开关刀开关 2.2 接触器接触器 一、接触器的概念一、接触器的概念 1、用来频繁接通和分断

2、交直流回路和大容量控制电 路的控制电器。 2、主要控制对象是电动机，譬如三相交流电动机的 主电路，能够实现远距离控制（几百米、上千 米），并具有欠压、零压保护的作用。 3.常见接触器主要品牌如下：常见接触器主要品牌如下： 4.西门子接触器西门子接触器 2.接触器的工作原理接触器的工作原理 2. 触点系统的分类触点系统的分类 (1)根据触点系统的结构分根据触点系统的结构分 (a)(b)(c) (a)、(b)桥式触点 (c)指式触点 (1)根据触点之间接触的方式分根据触点之间接触的方式分 线接触的2个优点 自动清除氧化膜 工作点不易氧化 四、灭弧系统四、灭弧系统 1.电弧的定义 在大气中开断电路时

3、，如果被开断的电流超过 0.251A，电路开断后加在触头上的电压超过 1020V，则在触头间隙（弧隙）中产生一团温度 极高、发出强光、能够导电的圆柱形气体。 2.电弧的危害电弧的危害 (1)电弧的存在延长了电路分断的时间，加重了电力 系统短路故障的危害。 (2)电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸发，烧 坏绝缘材料，对充油电气设备还可能引起着火、 爆炸等危险。 (3)由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易 造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。 3.电弧的产生过程电弧的产生过程 (1)热电子发射热电子发射 (2)强电场发射强电场发射 (3)碰撞游离碰撞游离 (4)热游离热游离 4.灭弧方式

4、：灭弧方式： (1)灭弧罩灭弧罩 (2)磁吹线圈磁吹线圈 电弧在磁场作用下被拉长，并与固体绝缘介质 接触，降温并去离子化。 (3).多断点灭弧多断点灭弧 4.金属栅灭弧罩金属栅灭弧罩 灭弧栅片 触头 电弧 5.窄缝式灭弧窄缝式灭弧 五、电磁机构五、电磁机构 电磁机构是电器元件的检测部件电磁机构是电器元件的检测部件 作用是将电磁能转换成为机械能，带动触点闭作用是将电磁能转换成为机械能，带动触点闭 合或断开。合或断开。 1.电磁机构的常用结构电磁机构的常用结构 a) U型静铁芯 b)，c) E型静铁芯 (1)转动式转动式 (2)直动式直动式 2.吸力特性吸力特性 2 0 0 1 2 ,4H / m

5、S F S S 式中： 磁化系数 磁极截面积，常数 磁通量 吸力特性电磁机构的吸力F与气隙 的关系 (1)电磁力计算公式电磁力计算公式 (2)直流电磁机构的吸力特性：直流电磁机构的吸力特性： 0 0 0 () m m R S NISNINI R S I 其中， N线圈匝数，常数 电流强度 因为是直流电磁机构，所以为常数 2 22 0 2 0 11 , 22 N IS FKK S 直流电磁机构的吸力直流电磁机构的吸力F与气隙的平方成反比与气隙的平方成反比 直流电磁机构：气隙越小，吸力越大，即，衔铁直流电磁机构：气隙越小，吸力越大，即，衔铁 越靠近铁芯，吸力越大。越靠近铁芯，吸力越大。 (3)交流

6、电磁机构的吸力：交流电磁机构的吸力： 其中，其中，Fp称为称为平均吸力，平均吸力，Fj称为称为交变吸力交变吸力 22 00 cos 2 44 mm pj Ft SS FF sin m t 电流与气隙的关系电流与气隙的关系 0 0 0 1 , 2 m NI SNI S SN KI K 气隙磁通 的有效值 交流电磁机构的吸力特性曲线交流电磁机构的吸力特性曲线 对于一般的交流电磁机构，在线圈通电而衔铁 尚未吸合瞬间，电流将达到吸合后额定电流的几 倍甚至十几倍。 如果衔铁卡住不能吸合，或者频繁开合动作， 就可能烧毁线圈。 这是对于可靠性高或频繁动作的控制系统采用 直流电磁机构，而不采用交流电磁机构的原

7、因。 3.反力特性反力特性 1 F反 2 电磁机构运动部分的反作用力F反与气隙的关系曲线 衔铁 铁芯 线圈 短路环 (3)衔铁震动的危害衔铁震动的危害 1)产生噪音 2)加速触点磨损，容易造成触点熔焊 3)危害衔铁结构安全 (4)工作原理工作原理 1.文字符号文字符号 KM 2.图形符号图形符号 (1)线圈 (2)主触点 (3)常开辅助触点 (4)常闭辅助触点 七、接触器的表示方法七、接触器的表示方法 (3)举例举例 1)CJ 10 T 250A / 3 交流接触器 设计序号10 改型后 250A额定电流 主触点极数3 2) CZ 9 T 250A / 3 2 直流接触器 设计序号9 改型后

8、250A额定电流 常开主触点极数3 常闭主触点极数2 3）CZ 10 T 3 2 / 3 2 八、作业八、作业 电器的作用是什么？电器的作用是什么？ 什么是接触器？什么是接触器？ 电弧如何产生？有哪些灭弧装置？电弧如何产生？有哪些灭弧装置？ 如何描述接触器的吸力特性、反力特性？如何描述接触器的吸力特性、反力特性？ 短路环的作用及原理是什么？短路环的作用及原理是什么？ 交流电磁机构中的线圈通直流，直流电磁机构中交流电磁机构中的线圈通直流，直流电磁机构中 的线圈通交流，会怎样？为什么？的线圈通交流，会怎样？为什么？ 根据外界特定的信号外界特定的信号(电流、电压等电流、电压等) 而动作的一类电器，主

9、要用在控制电路中。 1.按照感测信号的原理分类按照感测信号的原理分类 (1)电磁式继电器 (2)电子式继电器 (3)热动式继电器 2.按照感测信号的物理性质分类按照感测信号的物理性质分类 (1)电压/电流继电器 (2)时间继电器 (3)速度继电器 2.继电器与接触器的区别继电器与接触器的区别 (1)接触器接触器 1)主触点可以通过大电流，用于主回路 2)有灭弧系统 (2)继电器继电器 1)触点无主、辅之分 2)触点只能通过小电流，用于控制回路 3)无灭弧系统 四、继电器的性质四、继电器的性质 (1)吸合时间吸合时间从线圈得到电信号到衔铁完全闭合 时所需要的时间 (2)释放时间释放时间从线圈失去

10、电信号到衔铁完全断开 时所需要的时间 (3)输入、输出特性输入、输出特性 X输入量输入量 Y输出量，即触点的动作输出量，即触点的动作 吸合值吸合值Xx 释放值释放值XF 继电器的返回系数继电器的返回系数=XF/XX 五、电压继电器与电流继电器五、电压继电器与电流继电器 (3)过电流继电器过电流继电器 当输入电流超过预定值就动作的继电器 (4)欠电流继电器欠电流继电器 当输入电流低于预定值就动作的继电器 (5)零电压继电器零电压继电器 当电压为零时就动作的继电器 (1)电压继电器的文字符号 KV (2)电压继电器的图形符号 1)过电压线圈 2)欠电压线圈 3)常开触点 4)常闭触点 (1)电流继

11、电器的文字符号 KA (2)电流继电器的图形符号 1)过电流线圈 2)欠电流线圈 3)常开触点 4)常闭触点 六、中间继电器六、中间继电器 1.定义定义用来增加控 制电路中的信号数量 或将信号放大的继电 器。其输入信号为线 圈的通电或断电，它 的输出信号是触点的 动作。 2.特点特点 触点极数较多，无主、 辅区别。 3、中间继电器的功能、中间继电器的功能 (1)信号的分支信号的分支 单一输入 多支输出 可以同时控制多台设备 (2) 信号的放大信号的放大 通过对小电流输入 信号的通断，控制 大电流输出信号的 通断。 (3) 信号的转换信号的转换 线圈和触点是绝缘的 输入信号是直流 输出信号是交流

12、 (4) 信号的反转信号的反转 线圈失电(OFF)时， 中间继电器的常闭 触点闭合，输出信 号为ON； 线圈得电(ON)时，中 间继电器的常闭触 点断开，输出信号 为OFF； 3、中间继电器的符号、中间继电器的符号 (1)中间继电器的文字符号K (2)中间继电器的图形符号 1)线圈 2)常开辅助触点 3)常闭辅助触点 (1)通电延时继电器通电延时继电器线圈上电后，延迟一定的 时间后触点才动作。而当线圈失电后，触点瞬 时复位。 (2)断电延时继电器断电延时继电器 线圈上电后，触点瞬时 发生动作。而当线圈失电后，延迟一定的时间 触点才复位。 4.4.时间继电器的发展时间继电器的发展 JS7A系列空

13、气阻尼系列空气阻尼式式 JS20系列晶体管式系列晶体管式JS14S系列数显式系列数显式 空气阻尼型时间继电器的延时范围一般在0.4 60s和0.4180s ，结构简单, 准确度较低 电子式时间继电器的延时范围一般在0.029.99s 或0.199.9s，延时精度高、调节方便、寿命长 。 1线圈线圈 2反力弹簧反力弹簧 3衔铁衔铁 4铁芯铁芯 5弹簧片弹簧片 6瞬时触点瞬时触点 7杠杆杠杆 8延时触点延时触点 9调节螺钉调节螺钉 10推杆推杆 11活塞杆活塞杆 12 宝塔形弹簧宝塔形弹簧 空气室空气室 橡胶膜橡胶膜 杠杆杠杆 活塞杆活塞杆 6.时间继电器的表示方法时间继电器的表示方法 (1)时间

14、继电器的文字符号时间继电器的文字符号KT (2)时间继电器的图形符号时间继电器的图形符号 1)通电延时型线圈 2)通电延时闭合常开触点 3)通电延时断开常闭触点 4)断电延时型线圈 5)断电延时断开常开触点 6)断电延时闭合常闭触点 (1)根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和 系列。系列。 (2)根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式。根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式。 (3)根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的电压。根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的电压。 八、速度继电器八、速度继电器 1.定义定义反映转速和转向

15、的继电器，其主要作用反映转速和转向的继电器，其主要作用 是以旋转速度的快慢为指令信号，与接触器配合是以旋转速度的快慢为指令信号，与接触器配合 实现对电动机的反接制动控制。实现对电动机的反接制动控制。 2.2.速度继电器的结构速度继电器的结构 1转子 2电动机轴 3定子 4笼型绕组 5定子柄 6动触点 7反力弹簧 8静触点 (1)电动机正转时，速度继电器定子正向摆动；正向 常开触点闭合，正向常闭触点断开，反向触点不 动作； (2)电动机反转时，速度继电器定子反向摆动；反向 常开触点闭合，反向常闭触点断开，正向触点不 动作。 4.4.速度继电器的符号速度继电器的符号 九、热继电器九、热继电器 1.

16、定义定义利用流过继电器的电流所产生的热效应利用流过继电器的电流所产生的热效应 而动作的自动保护电器而动作的自动保护电器。 2. .热继电器的基本结构热继电器的基本结构 (1)热继电器是由电流产生通过发热元件产生热量， 使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，下面的 金属片膨胀系数大，温度升高时，下面的金属片 弯度更大， (2)当形变达到一定距离时，金属片翘起，失去支撑 的扣板在弹簧作用下，脱离触点，使常闭触点断 开，从而使控制电路断开，从而使接触器失电， 主电路断开，实现电动机的过载保护。 常闭触点常闭触点 发热元件发热元件 传动机构传动机构 双金属片双金属片 扣板扣板 4.热继电器的特性热继电器

17、的特性 (1)安秒特性安秒特性 (2)由于热传导需要时间，不能用作短路保护由于热传导需要时间，不能用作短路保护 5.5.热继电器的用途热继电器的用途 (1)用作电动机的过载保护用作电动机的过载保护 (2)断相保护断相保护 (3)电流不平衡运行的保护电流不平衡运行的保护 串联在主电路中的发热元件 串联在控制电路中的常闭触点 1)型号格式型号格式 种类 设计序号 常开触点数 常闭触点数 2)说明说明 种类： J:继电器 L:电流继电器 T：通用 S：时间 Z: 中间 Y：速度继电器 R：热继电器 发送控制指令或信号的电器发送控制指令或信号的电器 （AC:500V, DC:400V以下，以下，Ima

18、x=5A，可以，可以 手动操作手动操作） 按钮、刀开关、行程开关按钮、刀开关、行程开关接近开关接近开关光电开光电开 关、关、凸轮控制器、万能转换开关凸轮控制器、万能转换开关 2.按钮的颜色表示按钮的颜色表示 颜色颜色含义含义 红红紧急紧急 黄黄异常异常 绿绿启动启动 蓝蓝强制性的强制性的 白白 未赋予特定含未赋予特定含 义义 灰灰 黑黑 按钮颜色的含义按钮颜色的含义 1按钮帽按钮帽 2复位弹簧复位弹簧 3支柱连杆支柱连杆 4常闭静触点常闭静触点 5桥式动触点桥式动触点 6常开静触点常开静触点 7外壳外壳 a) 停止按钮 b) 启动按钮 c)复合按钮 4.按钮的表示方法按钮的表示方法 1)常开触

19、点 2)常闭触点 3)复合按钮 用于运动部件的位置或行程的检测和控用于运动部件的位置或行程的检测和控 制的开关制的开关 2. .行程开关的结构行程开关的结构 连杆连杆 静触点静触点 动触点动触点 轨道轨道 运动机构运动机构 行程开关行程开关 行程开关行程开关 挡铁挡铁 运动机构运动机构 常开触点常开触点 常闭触点常闭触点 运动部件运动部件 闭合闭合 断开断开 YBLX1系列行程开关系列行程开关 常闭触点常闭触点 常开触点常开触点 碰撞前碰撞前 常闭触点常闭触点 常开触点常开触点 弹簧松弛弹簧松弛 碰撞后碰撞后 弹簧压紧弹簧压紧 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 行程开关的动作过程行程开关的动作

20、过程 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 运动部件运动部件 SQ2 SQ1 不频繁手动接通和分断交直流电路或作不频繁手动接通和分断交直流电路或作 隔离开关用。隔离开关用。 (1)按触点极数分：单极、双极、三极；按触点极数分：单极、双极、三极； (2)按灭弧结构分：带灭弧罩和不带灭弧罩；按灭弧结构分：带灭弧罩和不带灭弧罩； (3)按用途分：单投和双投。按用途分：单投和双投。 3.胶盖刀开关胶盖刀开

21、关 主要作为照明、电热主要作为照明、电热 回路控制开关或分支回路控制开关或分支 线路的配电开关，三线路的配电开关，三 极胶盖刀开关可作为极胶盖刀开关可作为 不频繁操作的小型异不频繁操作的小型异 步电动机（步电动机（5.5kW以以 下）的控制开关下）的控制开关 。 4.铁壳刀开关铁壳刀开关 外壳上有机械联锁装置。外壳上有机械联锁装置。 可作为照明、电热等配电可作为照明、电热等配电 线路中，供手动不频繁开线路中，供手动不频繁开 断和接通电路之用。常用断和接通电路之用。常用 作不频繁操作的小型异步作不频繁操作的小型异步 电动机全压启动和电动机全压启动和22kW 及以下电动机的控制及以下电动机的控制 5.刀开