低压元器件的介绍

1、1.1 电器的基本知识1.1.1 电器定义和分类1. 定义：电器是根据外界的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电工机械。2. 电器的分类 特殊工矿用电器 按使用场合分 农用电器 其他场合（如航空、航天）用电器 有触点电器 按有无触点分 无触点电器 混合式电器 按电器组合分 单个电器 成套电器与自动化装配 电力拖动自动控制系统用电器 按使用系统分 电力系统用电器 自动化通讯系统用电器 手动操作电器 按工作职能分 自动操作电器 其他电器 低压电器 按电压等级分 高压电器 直流接触器 接触器 交流接触器 电磁

2、式继电器 热继电器 时间继电器 继电器 液位继电器 温度继电器 速度继电器 压力继电器 低压断路器 开关电器 刀开关 行程开关 转换开关常用低压电器的分类 主令电器 接近开关 控制按钮 管式 熔断器 螺旋塞式 快速式 电磁铁 执行电器 电磁阀 指示灯 信号电器 蜂明器及电铃 电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的定义：采用电磁感应原理完成电器功能的低压电器称为电磁式低压电器。电磁式低压电器组成：是对电路的通断起作用的功能性部件。 电磁机构 是保证触点高质量通断及保护电器安全的保护性部件。 触点(头) 灭弧装置（部分电器） 一.电磁机构-电磁式低压电器的感测部件 组成：励磁线圈+铁心

3、(静铁心)+衔铁(动铁心) 。 作用：将电磁能量转换为机械能量，衔铁带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通和分断。 图1-1常用的几种电磁结构 1. 励磁线圈：励磁线圈的作用：将电能转换为磁场能量。励磁线圈的分类：按线圈在电路中的连接方式分：串联线圈、并联线圈按通入励磁线圈的电流种类分：直流线圈、交流线圈直流线圈：线圈中通入的是直流电。由直流线圈组成的电磁机构叫直流电磁机构。也叫直流电磁铁。交流线圈：线圈中通入的是交流电。由交流线圈组成的电磁机构叫交流电磁机构。也叫交流电磁铁。1）直流电磁机构和交流电磁机构的结构特点直流电磁铁的结构特点：铁心和衔铁用整块钢或整快铁做成，线圈直接绕在铁心

4、上，绕成高而瘦的形状。交流电磁铁的结构特点：铁心和衔铁用硅钢片叠成，线圈绕在骨架上，绕成短而厚的矮胖型。2）串联线圈和并联线圈的结构特点串联线圈的结构特点：线圈的导线粗，匝数少，阻抗小。并联线圈的结构特点：并联线圈的导线细、匝数多、阻抗大。直流电磁铁由于励磁线圈中通入的是直流电，电流的大小和方向不变，由于线圈中有电阻，所以线圈要发热，但铁心不发热，因为铁心中没有磁滞损耗和涡流损耗。所以直流电磁铁的的铁心一般用整块铜或整块铁做成，线圈没有骨架，直接饶在铁心上，与铁心直接接触，线圈一般饶成高而瘦的形状，易于散热。涡流损耗：什么叫涡流：涡流就是变化的磁通在整块导体中所引起的感应电流如果把整块实心的金

5、属块放在交变的磁场中，金属块中将产生旋涡式的感应电流，称为涡流。由于整块金属电阻很小，所以涡流很大，将使铁心发热，温度升高，引起绝缘材料的绝缘性能下降，甚至破坏绝缘，造成故障。涡流要想消灭是不可能的，但可以采取一定的措施减小。为了减小涡流，交流电磁机构的铁心用硅钢片叠成。因为硅钢片里含2-4%的硅，电导率减小，导磁性能大大提高，而且硅钢片之间彼此绝缘，把涡流流通的区域划小，相对地加大了涡流流通的路径的总长度，相当于加大了涡流的电阻。这样一般涡流将大大减小。前面我们讲了电磁机构是电磁式低压电器的感测部分，而线圈是感测部分的主要元件，串联线圈串接在电路中，用来感测线路中电流的大小，由串联线圈组成的

6、电磁机构是根据线圈中通过的电流大小而动作的，我们不希望由于串联线圈的串入而影响整个电路的工作，它只是检测线路中电流的大小，所以串联线圈的导线粗，匝数少，阻抗小。这就是串联线圈的结构特点。并联线圈组成的电磁机构，他的动作是根据线圈两端的电压的大小而动作的，不希望由于它的并联影响整个电路的工作，为了减少分流作用，降低对原电路的影响，所以并联线圈的导线细、匝数多、阻抗大。这就是并联线圈的结构特点。2. 铁心和衔铁1) 铁心和衔铁的作用：为磁通提供通道，增大磁感应强度，衔铁带动触点动作，将电磁能转换成机械能。2） 铁心和衔铁的结构：直流电器：衔铁沿棱角转动拍合式交流电器：沿棱角转动的和衔铁直线运动3)

7、 短路环为什么交流电磁机构要加短路环？短路环的加入使得工作磁路的磁通发生了什么变化？短路环的作用：消除振动和噪音，保证电磁机构可靠的工作。 3、反力装置反力装置包括：复位弹簧、触点弹簧复位弹簧的作用：励磁线圈断电后，利用复位弹簧的反力将衔铁复位，从而带动触点复位。触点弹簧的作用：保证触点在磨损情况下，仍能良好的接触。 图1-4触点弹簧的作用4、电磁机构的工作原理(一)电磁机构的吸力特性电磁机构的吸力特性的定义：电磁机构的电磁吸力与工作气隙之间的关系曲线称为电磁机构的吸力特性。2、 触点作用:接通和分断电路。组成：动触点、静触点。触点接触形式：点接触、面接触、线接触三、灭弧装置电弧：电弧是一种气

8、体放电现象。气体放电：气体中有大量的带电质点作定向运动。电弧产生的原因：高电场发射、撞击电离、热电子 发射、热游离。电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密 度很大的电流。电弧的危害：烧损触点表面，降低电器的使用寿命,同时延长了电路的分断时间。如何熄灭电弧：根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作用。当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。灭弧装置用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。灭弧原理：迅速拉长电弧；冷却和去游离法。根据上述灭弧原则，常用的灭弧装置有如下几种。1）多断点灭弧2）灭弧栅3）磁吹式灭弧装置4）灭弧罩1.2 接触器1

9、.2.1 接触器的定义、结构及工作原理接触器的定义：是利用电磁吸力频繁的远距离地接通或分断电动机电路或其他负载主电路的电磁式自动控制电器。 接触器的结构： 1.电磁机构 2.主触点和辅助触点 3.灭弧装置 4.支架和底座接触器触点的类型：主触点、辅助触点主触点的作用：用来接通或分断电动机电路或其他负载主电路。辅助触点的作用：在控制电路中起联动作用，控制其它电器工作。 1.2.2 接触器的结构及工作原理接触器的工作原理：线圈通电后,在铁芯中产生磁通,由此在衔铁气隙处产生吸力,使衔铁产生闭合动作,带动主触点闭合,接通主电路,同时衔铁还带动辅助触点动作,使原来断开的辅助触点闭合,而原来闭合的辅助触点

10、断开。当线圈断电或线圈的电压降低到一定值时，电磁吸力消失或减弱，衔铁在反力弹簧的作用下打开，主、辅触点又恢复到原来的状态。接触器的用途及分类接触器的用途：1.自动接通或断开大电流电路的电器。接触器是利用电磁吸力频繁地远距离地接通或分断电动机电路或其他负载主电路。2.具有低电压或欠电压保护功能。接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。控制对象：其主要控制对象是电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。接触器的分类：接触器可分为交流接触器和直流接触器两大类。一）交流接触器 1结构 触头系统：主触点、辅助触点 常开触点（

11、动合触点） 常闭触点（动断触点）电磁机构：铁心、衔铁，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧装置：灭弧罩、灭弧栅灭弧、桥式触点灭弧用途：远距离地频繁地通断交流电路或控制交流电动机的频繁起停。二）直流接触器 用途：远距离地频繁地通断直流电路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。接触器的图形符号和文字符号 KMKM KM KM 线圈 主触点 辅助常开触点 辅助常闭触点接触器的主要技术指标 额定电压 交流接触器： 220、380、660V 直流接触器： 110、220、440V 额定电流交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、

12、80、100、150、250、400、600A 励磁线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 四）接触器的主要技术指标 额定操作频率交流接触器： 600次/h直流接触器： 1200次/h接通和分断能力 接触器的使用类别交流接触器使用类别：AC1：接通、分断额定电流；AC2：接通和分断4倍的额定电流；AC3：接通6倍的额定电流；分断额定电流；AC4：接通和分断6倍的额定电流。直流接触器使用类别：DC1：接通和分断额定电流；DC3：接通和分断4倍的额定电流；DC5：接通和分断4倍的额定电流。根据电路中负载电流的种类选择接触器的使用类

13、别；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流； 励磁线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致。1.3 继电器定义(作用)：继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制路，实现远距离控制和保护的自动控制电器。结构组成：感测机构、输出执行机构分类：按用途分 ：控制继电器和保护继电器按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 电磁式继电器电磁式继电器的定义:以电磁力为驱动力的继电器称为电磁式继电器。电磁式继电器的组成：电磁结构、触点 。 1）电磁机构：与

14、接触器完全相同 2）触点 电磁式继电器的触点容量小、且容量均相同，无主触点和辅助触点之分无,也没有灭弧装置。一）电压继电器定义：触点的动作与线圈电压大小有关的继电器称为电压继电器。特点：线圈并联在电路中，线圈的匝数多，导线细结构：电磁机构、触点分类：过电压继电器 欠电压继电器过电压继电器的工作原理：线圈两端的电压为额定电压时，衔铁不产生吸合动作，只有当线圈两端的电压高于其额定电压的某一值时，衔铁才产生吸合动作，这种继电器叫过电压继电器。 过电压继电器作用：在线路中起过电压保护。 欠电压继电器的工作原理：当线圈两端的电压为额定电压时，衔铁吸合，只有当线圈两端的电压低于其额定电压的某一值时，衔铁才

15、产生释放动作，这种继电器叫欠电压继电器。欠电压继电器作用：在线路中起欠电压保护。电压继电器的图形符号和文字符号电压继电器的选择 1、 根据电压继电器在电路中的作用选型，过电压保护选择过电压继电器，起低电压保护的选欠电压继电器； 2、线圈的电流种类和电压等级应与它所连接电路一致。 3、根据控制电路的要求选择触点的类型和数量。二）电流继电器定义：触点的动作与线圈电流大小有关的继电器称为电流继电器。特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 结构：电磁机构、触点分类：过电流继电器 欠电流继电器 过流电流继电器 欠流电流继电器过电流继电器的工作原理：线圈中的电流为额定电压时，衔铁不产生吸合动作，

16、只有当线圈中的电流高于其额定电流的某一值时，衔铁才产生吸合动作，这种继电器叫过电流继电器。 过电流继电器作用：在线路中起过电流保护。 欠电流继电器的工作原理：当线圈中的电流为额定电流时，衔铁吸合，只有当线圈中的电流低于其额定电流达到某一值时，衔铁才产生释放动作，这种继电器叫欠电流继电器。欠电流继电器作用：在线路中起欠电流保护。电流继电器的图形符号和文字符号电流继电器的选择 1.根据电流继电器在电路中的作用选型，过电流保护选择过电流继电器，起欠电流保护的选欠电流继电器； 2.线圈的电流种类和电压等级应与它所连接电路一致; 3.根据控制电路的要求选择触点的类型和数量。三）中间继电器中间继电器实质上

17、是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，作用：在电路中主要是扩展触点的数量；将信号放大。 中间继电器的图形符号和文字符号: 中间继电器中间继电器的选择 1、触点数量及种类应满足所控制电路的要求2、线圈电压应与控制电路的电压一致3、触点的额定电流应与所控制的电器的额定电流一致。热继电器热继电器定义：热继电器是随过载程度而改变动作时间的一种电器。作用：电动机起过载保护。电动机的过载特性：电动机在不超过允许温升条件下，电动机的载电流与其通过的时间关系，称为电动机的过载特性。热继电器的保护特性：热继电器中通过的过载电流与热继电器动作时间的关系，称为热继电器的保护特性热继电器的

18、电器符号： 热元件 常闭触点热继电器的选择：1、原则上热继电器的额定电流等于电动机的额定电流。对于过载能力较差的电动机，其配用的热继电器的额定电流可适当小些，通常选取热继电器的额定电流为电动机额定电流的60%-80%。2、在不频繁启动的场合，要保证热继电器在电动机启动过程中不产生误动作。一般当电动机启动电流为额定电流的6倍，启动时间不超过6秒且很少连续启动时可按电动机的额定电流选取热继电器。3、定子绕组为三角形接法的电动机应采用带断相保护的热继电器。4、当电动机为重复短时工作制，要注意热继电器的允许操作频率。温度继电器定义：依据温度动作的继电器叫温度继电器。作用：对电动机起“全热保护”。温度继电器的类型：双金属片式温度继电器热敏电阻式温度继电器双金属片式温度计电器的主要结构双金属片：为温度继电器的感测元件；触点：为温度继电器的执行元件。 时间继电器定义：从得到输入信号(线圈的通电或断电)开始，经过一定的延时后，才输出信号(触点的闭合或断开)的继电器，叫时间继电器。作用：在控制电路中按整定时间长短通断电路的作用。时间继电器的分类：按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式按延时方式分：通电延时型 断电延时型 通电延时：从接受输入信号后延时一定的时间，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原