《电工电子技术》-第十章

10.1低压电器概述

凡是对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电气设备均可称为电器。按我国现行标准规定，低压电器通常是指用于交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。10.1.1低压电器的分类1.按用途分类

(1)低压配电电器，这类电器包括刀开关、转换开关、熔断器和自动开关。主要用于低压配电系统中，完成对系统的控制与保护，在系统发生故障的情况下动作准确、工作可靠。下一页返回10.1低压电器概述(2)低压控制电器，这类电器包括接触器、控制继电器及各种主令电器等，主要用于设备电气控制系统。要求其寿命长、体积小、重量轩、工作可靠。如图10-1所示。2.按动作方式分类(1)自动切换电器，它依靠电器本身参数变化或外来信号(如电流、电压、温度、压力、速度、热量等)自动完成接通、分断或使电机起动、反向及停止等动作。如接触器、继电器等。

(2)手控电器，它依靠外力(人力)直接操作来进行切换等动作。如按钮、刀开关等。

3.按执行机能分类低压电器按其执行机能可分为有触点电器和无触点电器。上一页下一页返回10.1低压电器概述10.1.2低压电器的基本结构低压电器一般有两个基本部分。一个是感受部分，即电磁机构，它感受外界的信号，做出有规律的反应。另一个是执行部分，即执行机构，它根据指令执行电路接通、切断等任务。电磁机构按其电源种类可分为交流和直流两种，执行机构则可分为触头和灭弧装置两部分。

1.电磁机构电磁机构的作用是将电磁能转换成为机械能，将电磁机构中吸引线圈的电流转换成电磁力，带动触点闭合或断开，完成通断电路的控制作用。电磁机构通常采用电磁铁的形式，由吸引线圈、铁心(又称静铁心或磁扼)和衔铁(也称动铁心)三部分组成，如图10-2所示。上一页下一页返回10.1低压电器概述

工作原理:线圈通入电流后，磁通少通过铁心，衔铁和工作气隙形成闭合回路，如图10-2中虚线所示。因衔铁受到电磁力，便吸向铁心，但衔铁的运动受到反作用弹簧的拉力，故只有当电磁力大于弹簧反作用力时，衔铁才能可靠地被铁心吸住。电磁吸引力应大于弹簧反作用力，以便使衔铁被吸牢，但吸力不宜过大，过大会在吸合时使衔铁和铁心产生严重的撞击。电磁铁有各种形式，铁心有E型和U型;动作方式有直动式和转动式。它们各有不同的机电性能，适用于不同的场合。如图10-3所示列出了几种电磁铁铁心的结构形式。上一页下一页返回10.1低压电器概述

2.触头系统触头的作用是接通或分断电路，因此要求触头要具有良好的接触性能，电流容量较小的电器(如接触器、继电器)等常采用银质材料作触头，这是因为银的氧化膜电阻率与纯银相似，可以避免触头表面氧化膜电阻率增加而造成的接触不良。触头的结构有桥式和指式两类，如图10-4所示。桥式触头又分为点接触式和面接触式，点接触式适用于电流不大的场合，面接触式适用于电流较大的场合。因指式触头在接通与分断时产生滚动摩擦，可以去掉氧化膜，故其触头可以用纯铜制造，特别适合于触头分合次数多、电流大的场合。上一页下一页返回10.1低压电器概述

3.灭弧系统各种有触点电器都是通过触点的开、闭来通、断电路的。触点接通电路时，存在接触电阻，引起触点升温;触点分断电路时，由于热电子发射和强电场的作用使气体游离，从而在分断瞬间产生电弧。开关电器在分断电路时产生的电弧，一方面使电路仍旧保持导通状态，延迟了电路的断开;另一方面会烧损触点，缩短电器的使用寿命。所以不少电器采用了灭弧措施，灭弧措施主要有以下几种。

(1)机械灭弧。依靠触点的分开，机械地将电弧迅速拉长，如图10-5(b)所示。这种方法多用于开关电器中。上一页下一页返回10.1低压电器概述(2)磁吹灭弧。利用导电回路或特制线圈的电流在弧区产生磁场，电弧受电磁场的作用而拉长，被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，与固体介质相接触，电弧被冷却而熄灭，如图10-5(a)、图10-5(c)、图10-5(d)所示。

(3)窄缝(纵缝)灭弧法。依靠磁场作用，将电弧驱人用耐弧材料制成的狭缝中，以加快电弧的冷却，如图10-5(e)、图10-5(g)所示。

(4)栅片灭弧法。当触头分开时，产生的电弧在电动力的作用下被推人一组金属栅片中而被分割成数段，彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于一个电极，因而就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说，近阴极处，在电弧过零时就会熄灭，如图10-5(f)所示。由于栅片灭弧效应在交流时要比直流时强得多，所以交流电器常常采用栅片灭弧。上一页返回10.2开关与熔断器10.2.1刀开关刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。刀开关的典型结构由手柄、触刀、静插座(简称插座)、铰链支座和绝缘底板所组成，如图10-6所示。

刀开关的种类很多，按刀的极数可分为单极、双极和三极。按刀的转换方向可分为单掷和双掷;按灭弧情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩;按接线方式可分为板前接线式和板后接线式等。常用的刀开关有开启式负荷开关和封闭式负荷开关。下一页返回10.2开关与熔断器1.开启式负荷开关开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称闸刀开关。生产中常用的是HK系列开启式负荷开关，适用于照明和小容量电动机控制线路中，供手动不频繁地接通和分断电路，并起短路保护作用。如图10-7(a)所示为HK系列负荷开关的结构，如图10-7(b)所示为开关的图形符号。胶盖刀开关的型号(HK2一口/口)含义如下。上一页下一页返回10.2开关与熔断器

安装和使用时应注意下列事项。

(1)电源进线应接在静触头一边的进线端(进线座应在上方)，用电设备应接在动触头一边的出线端。这样，当开关断开时，闸刀和熔体均不带电，以保证更换熔体时的安全。

(2)安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。常用HK系列负荷开关的主要技术数据见表10-1。上一页下一页返回10.2开关与熔断器2.封闭式负荷开关封闭式负荷开关又称为铁壳开关，由触刀、熔断器、操作机构和铁外壳等构成。如图10-8所示为HH系列封闭式负荷开关的外形与结构图。铁壳与操作机构装有机械联锁，即盖子打开时开关不能闭合和开关闭合时盖子不能打开。操作机构中，在手柄转轴与底座之间装有速动弹簧，能使开关快速接通与断开，而开关的通断速度与手柄操作速度无关，这样有利于迅速灭弧。封闭式负荷开关型号及含义如下。上一页下一页返回10.2开关与熔断器

使用铁壳开关应注意下列事项。

(1)对于电热和照明电路，铁壳开关可以根据额定电流选择;对于电动机，开关额定电流可选电动机额定电流的1.5倍。

(2)外壳应可靠接地，防止意外漏电造成触电事故。10.2.2组合开关组合开关又称转换开关，常用于交流50Hz,380V以下及直流220V以下的电气线路中，供手动不频繁的接通和分断电路、电源开关或控制5kW以下小容量异步电动机的起动、停止和正反转。上一页下一页返回10.2开关与熔断器

与普通闸刀开关的区别:转换开关用动触片代替闸刀，操作手柄在平行于安装面的平面内可左右转动。由于采用了扭簧储能，可使触点快速闭合或分断，从而提高了开关的通断能力。组合开关的常用产品有HZ6,HZ10,HZ15系列。一般在电气控制线路中普遍采用的是HZ10系列的组合开关。组合开关有单极、双极和多极之分。普通类型的转换开关各极是同时通断的;特殊类型的转换开关是各极交替通断，以满足不同的控制要求。其表示方法类似于万能转换开关。如图10-9所示为HZ10系列组合开关的外形、内部结构和符号。上一页下一页返回10.2开关与熔断器HZ系列转换开关型号及含义如下。上一页下一页返回10.2开关与熔断器10.2.3空气断路器空气短路器又称低压断路器、自动空气开关或自动开关，它是一种半自动开关电器。当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时，低压断路器能自动切断故障电路，有效保护串接在它后面的电气设备。在正常情况下，低压断路器也可用于不频繁地接通和断开的电路及控制电动机。空气断路器的保护参数可以人为整定，使用安全、可靠、方便，是目前使用最广泛的低压电器之一。空气断路器的种类较多，按用途分有保护电机用、保护配电线路用、保护照明线路用。按结构形式分有框架式和塑壳式断路器。按级数分有单级、双极、三极和四极断路器。上一页下一页返回10.2开关与熔断器1.塑壳式断路器塑壳式断路器主要由三部分组成:触头和灭弧系统、各种脱扣器、操作机构和自由脱扣机构(包括锁链和搭钩)。塑壳式断路器的按钮和触头接线柱分别引出壳外，其余各组成部分均在壳内。塑壳式断路器的工作原理如图10-10所示。触头2合闸时，与转轴相连的锁扣4扣住传动杆3，使弹簧1受拉力而处于储能状态。正常工作时，热脱扣器的发热元件13温升不高，不会使双金属片12弯曲到顶动连杆7的程度;电磁脱扣器6的线圈磁力不大，不能吸住8去拔动7，开关处于正常供电状态。上一页下一页返回10.2开关与熔断器如果主电路发生过载或短路，电流超过热脱扣器或电磁脱扣器动作电流时，双金属片12或衔铁8将拨动连杆7，使锁扣4被顶离传动杆3，弹簧1的拉力使触头2分离切断主电路。当电压失压和低于动作值时，线圈11的磁力减弱，衔铁10受弹簧9拉力向上移动，顶起7使锁扣4与传动杆3分开切断回路，起到失压保护作用。

塑壳式断路器常用的有DZ15,DZ20,3VE与5060系列，其中后面两种是引进国外技术生产的产品。DZ15系列型号的含义如下。上一页下一页返回10.2开关与熔断器

塑壳式断路器常常用来作电动机的过载与短路保护，其选择原则如下。

(1)断路器额定工作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计算负荷电流。

(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)断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。

(5)断路器分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。

(6)长延时整定电流值等于电动机额定电流。上一页下一页返回10.2开关与熔断器(7)瞬时整定电流:对保护笼型异步电动机的断路器，瞬时整定电流为8~15倍电动机额定电流;对保护绕线转子异步电动机的断路器，瞬时整定电流为3~6倍电动机额定电流。

(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，按起动时负载的轻重，可选用返回时间为1s,3s,Ss,8s和15s中的一档。上一页下一页返回10.2开关与熔断器2.框架式断路器框架式低压断路器又叫万能式低压断路器，主要用于40~100kW电动机回路的不频繁全压起动，并起短路、过载、失压保护作用。其操作方式有手动、杠杆、电磁铁和电动机操作四种，额定电压一般为380V，额定电流有20~4000A若干种。常用的框架式低压断路器有DW系列等，其所有零部件都安装在框架上，它的热脱扣器、电磁脱扣器和失压脱扣器等保护原理与塑壳式相同。上一页下一页返回10.2开关与熔断器10.2.4熔断器熔断器是当电流超过限定值时借熔体溶化来分断电路的一种用于过载和短路保护的电器。熔断器的最大特点是结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉，具有很大的经济意义，且其可靠性高，在强电系统或弱电系统中获得了广泛应用。

1.熔断器的分类和结构原理

(1)熔断器的分类按结构可分为开启式、半封闭式和封闭式。封闭式熔断器又分为有填料、无填料管式和有填料螺旋式等。上一页下一页返回10.2开关与熔断器按用途分有工业用熔断器、保护半导体器件熔断器、具有两段保护特性的快慢动作熔断器、自复式熔断器等。

(2)熔断器的结构主要由熔断体、触头插座和绝缘底板组成。其中熔断体又简称熔体，有的熔体装在具有灭弧作用的绝缘管中。熔体是核心部分，常做成丝状或片状。制造熔体的金属材料一般有两类:一类是低熔点材料，如铅锡合金、锌等;另一类是高熔点材料:如银、铜、铝等。熔断器的电气符号如图10-11所示。上一页下一页返回10.2开关与熔断器(3)熔断器的原理熔断器接入电路时，熔体串联在电路中，负载电流流过熔体，由于电流热效应而使温度上升。当电路发生过载或短路时，电流大于熔体允许的正常发热电流，使熔体温度急剧上升，超过其熔点而熔断，从而分断电路，保护了电路和设备。

2.熔断器的主要技术参数

(1)额定电压这是从灭弧角度出发，保证熔断器能长期正常工作的电压。如果熔断器的实际工作电压超过额定电压，一旦熔体熔断，可能发生电弧不能及时熄灭的现象。上一页下一页返回10.2开关与熔断器(2)熔体额定电流指在规定的工作条件下，电流长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流。

(3)熔断器额定电流指保证熔断器能长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作时所允许的温升决定的。该额定电流应不小于所选熔体的额定电流。且在额定电流范围内不同规格的熔体可装入同一熔壳内。上一页下一页返回10.2开关与熔断器(4)极限分断能力指熔断器在额定电压下所能分断的最大短路电流值。它取决于熔断器的灭弧能力，与熔体的额定电流大小无关。一般有填料的熔断器分断能力较高，可大至数十到数百千安。较重要的负载或距离变压器较近时，应选用分断能力较大的熔断器。熔断器的型号及含义。上一页下一页返回10.2开关与熔断器

3.常用熔断器

(1)瓷插式熔断器常用的瓷插式熔断器为RC1A系列，它由瓷盖、瓷底座、静触头、动触头和熔体组成，其结构如图10-12所示。静触头在瓷底座两端，中间有一空腔，它与瓷盖的凸起部分共同形成灭弧室。额定电流在60A上的，灭弧室中还有帮助灭弧的编织石棉带。瓷插式熔断器一般用于交流50Hz，额定电压380V及以下、额定电流200A以下的电路末端，用于电气设备的短路保护和照明电路的保护。上一页下一页返回10.2开关与熔断器(2)有填料螺旋式熔断器有填料螺旋式熔断器由瓷帽、熔管、瓷套及瓷座等组成。熔管是一个瓷管，内装熔体和灭弧介质石英砂，熔体的两端焊在熔管两端的金属盖上，其一端标有不同颜色的熔断指示器，当熔体熔断时指示器弹出，便于发现并更换同型号的熔管。有填料螺旋式熔断器外形结构如图10-13所示。

这种熔断器的特点是其熔管内充满了石英砂填料，以增强熔断器的灭弧能力。因为石英砂具有很大的热惯性与较高的绝缘性能，且它为颗粒状同电弧接触面大，能大量吸收电弧的能量，使电弧很快冷却，从而加快电弧熄灭过程。上一页下一页返回10.2开关与熔断器该熔断器的优点是体积小，灭弧能力强，有熔断指示，工作安全可靠。因此，在交流额定电压500V、额定电流200A及以下的配电和机电设备中大量使用。

(3)无填料封闭管式熔断器这种熔断器由熔管、熔体和插座组成，熔体被封闭在不充填料的熔管内，其外形结构如图10-14所示。15A以上熔断器的熔管由钢纸管、黄铜套管和黄铜帽等构成，新产品中熔管已用耐电弧的玻璃钢制成。常用的无填料封闭管式熔断器有RM7系列和RM10系列。上一页下一页返回10.2开关与熔断器(4)新型熔断器常用的熔断器，熔体一旦熔断，需要更换新的熔体后才能使电路重新接通，在某种意义上说，这既不方便也不能及时恢复供电。新型限流元件自复式熔断器可以克服该矛盾，它是应用非线性电阻元件(金属钠等)在高温下电阻特性突变的原理制成。自复式熔断器结构如图10-15所示。上一页下一页返回10.2开关与熔断器自复式熔断器由金属钠制成熔丝，它在常温下具有高电导率(略次于铜)，短路电流产生的高温电流能使钠汽化，气压增高，高温高压下汽态钠的电阻迅速增大，呈现高电阻状态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，汽态钠又变为固态钠，恢复原来良好的导电性能，故自复式熔断器可重复使用。因其只能限流，不能分断电路，故常与断路器串联使用，以提高分断能力。目前自复式熔断器有RZ1系列熔断器，它适用于交流380V的电路中与断路器配合使用。4.熔断器的选择

(1)熔断器的选择熔断器的额定电压和额定电流应不小于线路的额定电压和所装熔体的额定电流。类型根据线路要求和安装条件而定。熔断器的分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。上一页下一页返回10.2开关与熔断器(2)熔体额定电流的选择①对于电炉和照明等电阻性负载，可用作过载保护和短路保护，熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流。②电动机的起动电流很大，熔体的额定电流应考虑起动时熔体不能熔断而选的较大些，因此对电动机只宜作短路保护而不能作过载保护。

对单台电动机，熔体的额定电流(IfN)应不小于电动机额定电流()的1.5~2.5倍，即: (10.1)

轻载起动或起动时间较短时，系数可取1.5，带负载起动、起动时间较长或起动较频繁时，系数可取2.5。上一页下一页返回10.2开关与熔断器对多台电动机的短路保护，熔体的额定电流(IfN)应不小于最大一台电动机额定电流(INmax)的1.5~2.5倍，加上同时使用的其他电动机额定电流之和()，即: (10.2)上一页下一页返回10.2开关与熔断器

(3)熔断器使用维护注意事项①熔断器的插座和插片的接触应保持良好。②熔体烧断后，应首先查明原因，排除故障。更换熔体时，应使新熔体的规格与换下来的一致。③更换熔体或熔管时，必须将电源断开，以防触电。④安装螺旋式熔断器时，电源线应接在瓷底座的下接线座上，负载线应接在螺纹壳的上接线座上。这样可保证更换熔管时，螺纹壳体不带电，保证操作者人身安全。上一页返回10.3接触器接触器是用来频繁地远距离接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的控制电器。它不同于手动切换电器，具有远距离操作和失压保护功能。它也不同于自动开关，虽然具有一定的过载能力，但却不能分断短路电流，也不具备过载保护功能。由于生产方便，成本低廉，用途广泛，所以在各类低压电器中，接触器是生产量最大、使用面最广的一种产品。其最主要的用途是控制电动机。10.3.1接触器的结构和原理接触器主要由电磁铁和触点两部分组成。其工作原理如图10-16所示，它是利用电磁铁的吸引力而动作的。当吸引线圈通电后产生电磁力，吸引山字形动铁心而使动合触点闭合，动断触点断开。当吸引线圈断电时，电磁吸力消失，弹簧力使动铁心释放，触点恢复原来状态。下一页返回10.3接触器

按接触器主触点所控制的电路中的电流分为直流接触器和交流接触器;交流接触器还可分为工频(SOHZ或60HZ)和中频(如400HZ等)两种。按接触器电磁系统的励磁方式分为直流励磁操作和交流励磁操作两种。按接触器主触点的极数分为单极、双极、三极、四极和五极。直流接触器一般为单极或双极;交流接触器大多数是三极的;在双回路控制时，要用四极接触器;五极接触器用于多速电动机控制或者自动式自藕减压起动器中。上一页下一页返回10.3接触器10.3.2交流接触器

1.交流接触器的工作原理接触器外形、结构示意图、符号如图10-17所示。交流接触器有两种工作状态:失电状态(释放状态)和得电状态(动作状态)。当吸引线圈得电后，衔铁被吸合，各个动合触头闭合，动断触头分断，接触器处于得电状态。当吸引线圈失电后，衔铁释放，在恢复弹簧的作用下，衔铁和所有触头都恢复常态，接触器处于失电状态。接触器主触头的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆上，其静触头则固定在壳体上。接触器有三对动合的主触头，它的额定电流较大，用来控制大电流的主电路的通断;有两对动合辅助触头和两对动断辅助触头，它们的额定电流较小，用来接通或分断小电流的控制电路。上一页下一页返回10.3接触器2.交流接触器的结构交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置等部分组成。电磁系统由线圈、动铁心、静铁心组成。铁心用相互绝缘的硅钢片叠压而成，以减少交变磁场在铁心中产生涡流和磁滞损耗，避免铁心过热。铁心上装有短路铜环，以减少衔铁吸合后的振动和噪声。线圈一般采用电压线圈(线径较小、匝数较多、与电源并联)。交流接触器起动时，铁心气隙较大，线圈阻抗很小，起动电流较大。衔铁吸合后，气隙几乎不存在，磁阻变小，感抗增大，这时的线圈电流显著减小。上一页下一页返回10.3接触器好。交流接触器的触头按接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种。图10-17(c)所示是交流接触器的图形符号。三个主触头在接触器中央，触头较大。两个复合辅助触头，分别位于主触头的左右侧，上方为辅助动断触头，下方为辅助动合触头。辅助触头用于通断控制回路，起电气联锁作用。交流接触器分断大电流电路时，往往会在动、静触点之间产生很强的电弧。电弧的产生，一方面损坏触头，减少触头的使用寿命;另一方面延长电路切断时间，甚至引起弧光短路，造成事故。容量较小(10A以下)的交流接触器一般采用双断口电动力灭弧，容量较大(20A以上)的交流接触器一般采用灭弧栅灭弧。上一页下一页返回10.3接触器交流接触器的辅助部件包含底座、反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构和接线柱等。反作用弹簧的作用是当线圈得电，电磁力吸引衔铁并将弹簧压缩，线圈失电，弹力使衔铁、动触头恢复原位;缓冲弹簧装在静铁心与底座之间，其作用是当衔铁吸合向下运动会产生较大冲击力，缓冲弹簧可起缓冲作用，保护外壳不受冲击;触头压力弹簧的作用是增强动静触头间压力，增大接触面积，减小接触电阻。

3.交流接触器常见故障

(1)触头过热主要原因有:接触压力不足;触点表面氧化;触点容量不够等，造成触头表面接触电阻过大，使触头发热。上一页下一页返回10.3接触器(2)触头磨损主要原因有:一是电气磨损，由电弧的高温使触头上的金属氧化和蒸发所造成;二是机械磨损，由于触头闭合时的撞击，触头表面相对滑动摩擦所造成。

(3)线圈失电后触头不能复位主要原因有:触头被电弧熔焊在一起;铁心剩磁太大;复位弹簧弹力不足;活动部分被卡住等。

(4)铁心噪声大交流接触器运行中发出轻微的嗡嗡声是正常的，但声音过大就异常。主要原因有:短路环损坏或脱落;衔铁歪斜或衔铁与铁心接触不良;其他机械方面的原因，如复位弹簧弹力太大、衔铁不能完全吸合等也会产生较强的噪声。上一页下一页返回10.3接触器(5)线圈过热或烧毁由于流过线圈的电流过大而造成。主要原因有:线圈匝间短路;衔铁闭合后有间隙;操作频繁;外加电压过高或过低等。10.3.3直流接触器直流接触器主要用于额定电压至440V、额定电流至600A的直流电力线路中，作为远距离接通和分断线路，以控制直流电动机的起动、停止和反向。多用在冶金、起重和运输等设备中。直流接触器和交流接触器一样，也是由电磁系统、触点系统和灭弧装置等部分组成。如图10-18所示为直流接触器的结构原理。上一页下一页返回10.3接触器10.3.4接触器的选用

1.选择类型根据所控制的电动机或负载电流种类选择接触器的类型。通常交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器。若控制系统中主要是交流对象，而直流对象容量较小，也可全用交流接触器，只是触头的额定电流要选大些。

2.选择主触头的额定电压接触器主触头的额定电压应大于或等于控制线路的额定电压。

3.选择主触头的额定电流接触器控制电阻性负载时，主触头的额定电流应大于或等于负载的额定电流。若负载为电动机，其额定电流可按下式计算:上一页下一页返回10.3接触器

(10.3)

其中:IN为电动机额定电流(A);PN为电动机额定功率(kW);UN为电动机额定电压(U);为电动机功率因数，其值一般在0.85~0.9;为电动机的效率，其值一般在0.8~0.9。在选用接触器时，其额定电流应大于计算值。若接触器使用在频繁起动、制动和频繁正反转的场合，主触头的电流可降低一个等级。上一页下一页返回10.3接触器

4.选择线圈电压当控制线路简单，为节省变压器，也可选用380V或220V的电压。当控制线路复杂，使用的电器比较多时，从人身和设备安全考虑，线圈的额定电压可选的低一些，可用36V或110V电压的线圈。直流接触器线圈的额定电压应视控制电路而定，可选用线圈额定电压与直流控制电路电压一致。上一页返回10.4继电器

继电器是根据外界输入的信号(电的或非电的)来控制电路中电流的“通”与“断”的自动切换电器。它主要用来反映各种控制信号，以改变电路的工作状态，实现既定的控制程序，达到预定控制目的，同时提供一定的保护。它一般不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器实现主电路控制。继电器主要由感测机构、中间机构、执行机构三部分组成。感测机构把感测到的参量传递给中间机构，并和整定植相比较，当满足预定要求时，执行机构便工作，从而接通或断开电路。继电器的种类很多，按用途分有控制继电器和保护继电器;按反映信号分有电压继电器、电流继电器、时间继电器、热与温度继电器、速度继电器和压力继电器等;按动作原理分有电磁式、感应式、电动式和电子式等;按输出方式分有触点式和无触点式。下一页返回10.4继电器10.4.1电压继电器电压继电器是根据线圈两端电压大小而工作的继电器。常用电压继电器可以分为过电压继电器和欠电压继电器两种。

1.过电压继电器过电压继电器通常在电压为1.1倍额定电压以上时工作，因而对电路进行过电压保护;常用的过电压继电器为JT4一A系列，其工作电压在105%~120%额定电压范围可调。上一页下一页返回10.4继电器

2.欠电压(零压)继电器欠电压(或零压)继电器在电压低于规定值时工作，对电路进行欠电压(或零压)保护。电压继电器在电路中的符号如图10-19所示。常用的欠电压继电器和零电压继电器有JT4一P系列，欠电压继电器的工作电压在40%~70%额定电压范围内可调，零电压继电器的工作电压在5%~25%额定电压范围内可调。10.4.2电流继电器电流继电器是根据线圈中电流大小而工作的继电器。电流继电器的线圈与被测电路串联，用来反应电路电流的变化。线圈匝数少，导线粗，阻抗小。电流继电器可以分为过电流继电器和欠电流继电器两种。上一页下一页返回10.4继电器1.过电流继电器当继电器中的电流高于整定值而工作的继电器称为过电流继电器，常用于电动机的过载及短路保护。电流继电器的电路图形符号如图10-20所示。

2.欠电流继电器低于整定值而工作的继电器称为欠电流继电器，常用于直流电动机磁场控制及失磁保护。

3.电压继电器与电流继电器在结构上的区别电流继电器的线圈与负载串联，以反映负载电流，故它的线圈匝数少而导线粗;电压继电器的线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。上一页下一页返回10.4继电器10.4.3中间继电器中间继电器是传输或转换信号的一种低压电器元件，它可将控制信号传递、放大、翻转、分路、隔离和记忆，以达到一点控多点、小功率控大功率的目标。其主要作用是解决触点容量、数目与继电器灵敏度的矛盾。电磁式中间继电器实质是电压继电器，其结构与小型交流接触器相同。触点数目多达5对，容量较大。JZ7系列交流中间继电器，JZ8系列直流中间继电器，JZ11,JZ12,JZ13系列是上述系列的改进型。JZ13系列主要用在电子线路中作为执行元件。中间继电器的结构和图形符号如图10-21所示。上一页下一页返回10.4继电器10.4.4时间继电器时间继电器是一种按时间原则进行控制的继电器。它利用电磁原理，配合机械动作机构能实现在得到信号输入(线圈通电或断电)后的预定时间内的信号的延时输出(触点的闭合或断开)。时间继电器种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。下面以空气阻尼式时间继电器为例进行讲述。空气阻尼式时间继电器分为通电延时型和断电延时型两种。通电延时型:线圈通电，延时一定时间后延时触点才闭合或断开;线圈断电，触点瞬时复位。断电延时型:线圈通电，延时触点瞬时闭合或断开;线圈断电，延时一定时间后延时触点才复位。上一页下一页返回10.4继电器JS7-A系列时间继电器由电磁机构、工作触头、气室三部分组成，其外形结构如图10-22所示，工作原理如图10-23所示。

如图10-23(a)所示微动开关16为时间继电器瞬动触头，线圈1通电或断电时，该触头在推板5的作用下均能瞬时动作。断电延时型时间继电器的原理与结构均与通电延时型时间继电器相同，只是电磁机构翻转180o安装。时间继电器的图形符号如图10-24所示。上一页下一页返回10.4继电器10.4.5热继电器热继电器是依靠电流通过发热元件所产生的热量，使金属片受热弯曲而推动机构动作的一种电器。主要用于电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护。热继电器的热元件与被保护电动机的主电路串接，热继电器的触点串接在接触器线圈所在的控制回路中。热继电器主要由热元件、触点、动作机构、复位按钮和整定电流调节装置等组成。其工作原理是利用电流的热效应。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下切断接入控制回路的动断触点而使接触器的线圈断开，从而断开电动机主电路，实现过载保护功能。热继电器工作后一般不能立即复位。热继电器工作原理图和电气符号图如图10-25所示。上一页下一页返回10.4继电器一种电器。主要用于电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护。热继电器的热元件与被保护电动机的主电路串接，热继电器的触点串接在接触器线圈所在的控制回路中。热继电器主要由热元件、触点、动作机构、复位按钮和整定电流调节装置等组成。其工作原理是利用电流的热效应。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下切断接入控制回路的动断触点而使接触器的线圈断开，从而断开电动机主电路，实现过载保护功能。热继电器工作后一般不能立即复位。热继电器工作原理图和电气符号图如图10-25所示。上一页下一页返回10.4继电器10.4.6速度继电器速度继电器也称转速继电器。它是一种用来反映转速和转向变化的继电器。它的工作方式是依靠电动机转速的快慢作为输入信号，通过触点的工作信号传递给接触器，再通过接触器实现对电动机的控制。它主要用于反接制动电路中。其外形和结构如图10-26所示。

上一页下一页返回10.4继电器速度继电器是根据电磁感应原理制成的，其结构示意图如图10-27所示。当电动机旋转时，与电动机同轴的速度继电器转子也随之旋转，此时笼型导条就会产生感应电动势和电流，此电流与磁场作用产生电磁转矩，圆环10带动摆杆8在此电磁转矩的作用下顺着电动机偏转一定角度。这样，使速度继电器的常闭触点断开，常开触点闭合。当电动机反转时，就会使另一对触点动作。当电机转速下降到一定数值时，电磁转矩减小，返回杠杆7使摆杆8复位，各触点也随之复位。上一页下一页返回10.4继电器10.4.7固态继电器固体(态)继电器(简称SSR)是采用固体半导体元件组装而成的一种新颖的无触点开关。由于SSR的接通和断开没有机械接触部件，因而具有开关速度快、工作频率高、使用寿命长、噪声低和动作可靠等一系列优点。不仅在许多自动化控制装置中代替了常规机电式继电器(简称MER)，而且广泛应用于数字程控装置、微电机控制、调温装置、数据处理系统及计算机终端接口电路，尤其适用于动作频繁、防爆耐潮和耐腐蚀等特殊场合。上一页返回10.5主令电器

主令电器主要用来接通和分断控制电路，用于发送控制指令的开关电器。常用的主令电器有按钮、行程开关和主令控制器等。10.5.1控制按钮控制按钮简称按钮，是最