常用低压电器课件

电气控制技术赤峰工业职业技术学院第一章常用低压电器第一节概述第二节常用低压的基本问题第三节电磁式接触器第四节电磁式电压、电流继电器第五节时间继电器第六节热继电器第七节温度继电器与速度继电器第八节熔断器第九节刀开关与低压断路器第十节主令电器电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备。什么是电器低压电器：常指用于交流额定电压1200v、直流额定电压1500v及以下的电路中的电器产品第一节概述低压电器空气开关及熔断器电力拖动自动控制系统常用电器一、电磁式低压电器基本结构低压电器结构是由电磁机构、触头系统和灭弧装置组成采用电磁原理实现电器功能的低压电器称作电磁式低压电器接触器、继电器断路器等属于电磁式的低压电器第二节常用低压电器的基本问题（一）电磁机构电磁机构是低压电器的感测元件，它的作用是将电磁能量转化成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，实现电路的接通或分断。图1-2电磁机构1-衔铁2-铁心3-线圈电磁机构：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。1—铁芯2—线圈3—衔铁4—静触点5—动触点6—触点弹簧7—释放弹簧

电磁式电器工作原理示意图

当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头断开；常闭触头闭合。（二）电磁机构的工作原理电磁机构的吸力特性图1-4交流电磁机构的吸力特性（三）电磁机构的工作特性吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与衔铁气隙的关系曲线。（1）交流电磁机构的吸力特性（2）直流电磁机构的吸力特性图1-5直流电磁机构的吸力特性反力特性：是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线

吸力特性与反力特性的配合图1-6吸力特性与反力特性的配合

在衔铁吸合过程中，其吸力特性必须始终处于反力特性上方，即吸力要大于反力；反之衔铁释放时，吸力特性必须位于反力特性下方，即反力要大于吸力（此时的吸力是由剩磁产生的）。在吸合过程中还须注意吸力特性位于反力特性上方不能太高，否则会影响到电磁机构寿命。1-直流吸力特性2-交流吸力特性3-反力特性图1-7单相交流电磁机构短路环作用单相交流电磁机构中短路环的作用短路环中涡流产生的磁通与短路环外的磁通合成，产生的电磁吸力如图所示。保证合成电磁吸力始终大于其反力，消除振动和噪声图1-8电磁机构的输入输出特性（四）电磁机构的输入输出特性xo—电磁机构动作值xr—电磁机构返回值yo—衔铁释放状态y1—衔铁吸合状态图1-9触头的接触形式a-点接触b-线接触c-面接触二、触头系统（一）触头的接触形式触头是一切有触点电器的执行部件。电器通过触头的动作来接通或分断控制线路。触头是由动、静触头组合而成。图1-10触头的结构形式a-点接触桥式触头b-面接触桥式触头c-线接触指形触头（二）触头的结构形式弹簧是为了减小接触电阻及减弱震动，在触电间加一定的压力按触头控制电路分：主触头，辅助触头。按触头原始状态分：常开触头，常闭触头。触头接触电阻小。（三）触头分类及要求触头分类触头要求触头导电性能好。三、电弧的产生和常用的灭弧方法（一）电弧的产生当触头断开瞬间，触头间距离极小，电场强度极大，触头间产生大量的带点粒子，形成炽热的电子流产生弧光放电现象，称为电弧。妨碍电路的正常分断，触头受到严重腐蚀。三、电弧的产生和常用的灭弧方法（二）常用的灭弧方法灭弧的基本方法常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧罩几种

接触器是一种用于中远距离频繁地自动控制接通与断开电动机主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。第三节电磁式接触器1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧一、接触器的结构及工作原理接触器结构及图形文字符号二、接触器的主要技术参数

接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。交流接触器的额定电压一般为220V、380V、660V及1140V；直流接触器一般为220V、440V及660V。辅助触头的常用额定电压：交流380V；直流220V。接触器的主要技术参数-额定电压接触器的主要技术参数-额定电流接触器的额定工作电流系指主触头的额定电流。接触器电流等级为：6A、10A、16A、25A、40A、60A、100A、160A、250A、400A、600A、1000A、1600A、2500A及4000A。接触器的主要技术参数-操作频率交流接触器的操作频率一般为：300次/h~1200次/h

直流接触器的额定操作频率比交流接触器的高四、接触器的选用1．接触器极数和电流种类的确定2．根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。3．根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。6．接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。4．根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。5．接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。第四节电磁式电压、电流继电器继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。常用的继电器按动作原理分有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、压电式、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。一、电磁式继电器的基本结构及分类（一）电磁式继电器的结构1．电磁机构2．触头系统3．调节装置图1-15电磁式继电器的典型结构1-底座2-铁心3-释放弹簧4-调节螺母5-调节螺母6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴9-触头系统10-线圈（二）电磁式继电器的分类按用途不同分有：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器电磁式继电器图形，文字符号二、电磁式继电器的特性及主要参数（一）电磁式继电器的特性xo—继电器的动作值xr—继电器的返回值yo—衔铁释放状态y1—衔铁吸合状态图1-16电磁式继电器的特性（二）继电器的主要参数1．额定参数2．动作参数5．动作时间3．整定值４．返回参数电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。

三、电磁式电压继电器与电流继电器（一）电磁式电压继电器2．欠电压继电器

正常工作时，电压继电器动作，衔铁吸合；当电压降低至继电器释放电压时，衔铁释放，带动触头断开。1．过电压继电器正常工作时，过电压继电器不动作，出现过电压时，衔铁吸合动作，其触头来切断电路。（二）电磁式电流继电器1．过电流继电器正常工作时，过电流继电器不动作，出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路。2．欠电流继电器

正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，继电器动作，衔铁吸合；当电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头断开。电流继电器是反映电流变化的控制电器。线圈与负载串联，以反映负载电流，其线圈匝数少而导线粗。

（三）电磁式中间继电器

中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。

继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。

延时方式：通电延时型和断电延时型两种。第五节时间继电器图1-17直流电磁式时间继电器一、直流电磁式断电延时型时间继电器（一）空气阻尼式时间继电器结构与工作原理

空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的有：通电延时型、断电延时型组成：电磁系统、延时机构、工作触点二、空气阻尼式时间继电器电子式时间继电器电子式时间继电器是利用RC电路电容充电原理实现延时的。第六节热继电器

热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护

一、电气控制对热继电器性能的要求图1-19热继电器保护特性与电动机过载特性的配合1-电动机的过载特性2-热继电器的保护特性１．应具有合理可靠的保护特性２．具有一定的温度补偿

４．具有手动复位与自动复位功能３．热继电器动作电流可以方便地调节二、双金属片热继电器的结构及工作原理图1-20双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧三、具有断相保护的热继电器图1-21电动机三角形联结时U相断线时的电流分析图5-25差动式断相保护机构及工作原理a)通电前b)三相正常电流c)三相均匀过载d)W相断路1-上导板2-下导板3-杠杆4-顶头5-补偿双金属片6-主双金属片五、热继电器的选用1）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。第八节熔断器

熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.一、熔断器结构及工作原理二、熔断器的保护特性与主要技术参数图1-24熔断器的保护特性（一）熔断器的安秒特性（二）熔断器的主要技术参数1．额定电压2．额定电流3．极限分断能力4．熔断电流按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。瓷插式熔断器螺旋式熔断器有填料封闭管式熔断器三、熔断器典型产品四、熔断器的选用1）熔断器类型的选择2）熔断器额定电压的选择3）熔体、熔断器额定电流的选择4）熔断器额定电流的校验第九节刀开关与低压断路器一、刀开关与组合开关低压开关又称低压隔离器，是低压电器中结构比较简单、应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关、以及用刀与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关，还有转换开关等。二、低压断路器

低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。（一）低压断路器的结构和工作原理1-分闸弹簧2-主触头3-传动杆4-锁扣5-轴6-过电流脱扣器7-热脱扣器8-欠压失压脱扣器9-分励脱扣器（二）、低压断路器的主要技术数据和保护特性1．低压断路器的主要技术数据1）额定电压

2）断路器额定电流

3）断路器壳架等级额定电流

4）断路器的通断能力

5）保护特性2．保护特性图1-28低压断路器的保护特性1-被保护对象的发热特性2-低压断路器保护特性（四）塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。选择原则是：1）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。3）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。7）瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为8~15倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为3~6倍电动机额定电流。三、模数化小型断路器

模数化小型断路器是终端电器的一大类。它安装于线路末端的电路中，起配电、控制和保护作用。在结构上具有外形尺寸模数化（9mm的倍数）和安装导轨化的特点。四、漏电断路器