1、第一章 低压电器,第一节：低压电器的基本知识 第二节: 接触器 第三节: 继电器 第四节: 熔断器 第五节: 开关电器及主令电器,了解常用低压电器的结构、功能和用途。 掌握常用低压电器的工作原理。 掌握常用低压电器的电工表示符号。,本章要求：,应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。低压电器是电力拖动自动控制系统基本组成元件。,本章主要介绍几种常用低压电器的用途及电工表示符号。,主电路：由电动机、（接通、断开、控制电动机的）接触器主触点等电器元件组成。（电流大） 控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。（电流小） 任务：根据给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制
2、。,电力拖动系统组成：,第一节 低压电器的基本知识,电器定义：一种能控制电路的设备。低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器：交流1200V以上、直流1500V及以上。,1. 分类,1）按操作方式分,手动电器：通过人力操作而动作的电器。（如：刀开关、按钮、转换开关）自动电器：按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。（如：低压断路器、接触器、继电器）,2）按控制作用分,执行电器: 用来完成某种动作或传递功率。（如：电磁铁） 控制电器：用来控制电路的通断。 （如：开关、按钮、继电器、接触器） 主令电器：用来控制其它自动电器的动作，
3、以发出控制“指令”。（如：按钮、转换开关） 保护电器：用来保护电源、电路及用电设备，使它们不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。（如：熔断器、热继电器）,3）按用途分,低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等。低压控制电器：接触器、继电器、启动器、按钮等。,4）按动作原理,电磁式电器： 它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电器等。非电磁式电器： 它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器等。,2. 电磁式低压电器,低压电器一般由感测部分和执行部分组成。 在各种低压电器中，电磁式低压电器应用很多，它们结构相似，原理相同。,电磁
4、式低压电器基本结构,（1）电磁系统电磁系统是电磁式电器元件的感受部件，它的作用是将电磁能转换成为机械能，并带动触点闭合或断开。它通常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相连。 （2）触点系统 触点系统属于执行部件 。它的作用是通过触点的开、闭来通、断电路的 。 （3）灭弧系统 触点在断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，会在触头间隙中产生电弧，对电路和电器有危害，必须使电弧熄灭。,（1）电磁系统,电磁铁的示意图电磁铁的工作原理电磁线圈通电时产生磁场，使动、静铁心磁化互相吸引，当动铁心被吸引向静铁心时，与动铁心相连的动触点也被拉向静触点，令其闭合接
5、通电路。电磁线圈断电后，磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，回到原位，并牵动动、静触点，分断电路。,（2）触点系统,触点接触形式：点接触、线接触、面接触。 接触电阻理想情况下：触点闭合：接触电阻为零。触点断开：接触电阻无穷大。,触点分类：,按功能可分为：主触点和辅助触点。主触点用于接通和分断主电路；辅助触点用于接通和分断二次电路，还能起互锁和联锁作用。 按形状可分为：桥式触点和指形触点 。桥式触点又分为点接触桥式触点和面接触桥式触点。 按位置可分为：静触点和动触点。静触点固定不动，动触点能由联杆带着移动 。 按其初始位置可分为：常闭触点和常开触点。常闭触点（又称动断触点）常态时动、静触点是相互闭
6、合的。常开触点（又称动合触点）常态时动、静触点是分开的。,（3）灭弧系统,电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中，会在触头间隙中由电子流产生弧状的火花，这种由电气原因造成的火花称为电弧。是气体自持放电形式之一，是一种带电质点的急流。 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： 使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开断。 会烧损触点，缩短电器的使用寿命。,灭弧方法（P6）,灭弧栅灭弧 磁吹式灭弧装置 灭弧罩灭弧,第二节 接触器,定义：用来自动地接通或断开大电流电路的电器。分类：按控制电流性质不同，通常分为交流接触器和直流接触器两大类 。交流接触器特点：交
7、流线圈、有短路环、采用双断口触头直流接触器特点：直流线圈、滚动指型触头,短路环,由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时，线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入一只铜环，名为短路环 。,交流接触器的外形与结构：,(a) 外形,(b) 结构,交流接触器的主要部分是：电磁系统、触点系统、灭弧装置。,图形符号及文字符号:,属于同一器件的线圈和触点用相
8、同的文字表示,用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧装置),用于控制电路 流过的小电流 (无需加灭弧装置),线圈,辅助 触点,铁心,衔铁,主触点,常闭,常开,弹簧,电源,工作原理,交流接触器有两种工作状态：得电状态（动作状态）和失电状态（释放状态）。接触器主触点的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆上，其静触点则固定在壳体上。当线圈得电后，线圈产生磁场，使静铁心产生电磁吸力，将衔铁吸合。衔铁带动动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，分断或接通相关电路。当线圈失电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧的作用下释放，各触点随之复位。,简单的接触器控制,A,B,C,M 3,刀开关起隔离作用,自保持,停止 按
9、钮,起动 按钮,特点：小电流控制大电流,接触器主要技术参数,（1）额定电压：指主触点的额定工作电压。直流有：24V、48V、110V、220V、440V交流有：36V、127V、220V、380V （2）额定电流：主触点的额定工作电流。 （3）机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上）。 （4）操作频率：每小时的操作次数一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h,型号、含义,AC1类接触器是用来控制无感或微感负载、电阻炉 AC2类接触器是用来控制绕线式感应电动机的起动、分断 AC3类接触器是用来控制笼型感应电动机的起动、运转中分断 AC4类接触器是用来控制笼型感应电动机
10、的起动、反接制动或反向运转、点动 AC5a类接触器是用来控制放电灯的通断 AC5b类接触器是用来控制白炽灯的通断 AC6a类接触器是用来控制变压器的通断 AC6b类接触器是用来控制电容器组的通断 AC7a类接触器是用来控制家用电器和类似用途的低感负载 AC7b类接触器是用来控制家用的电动机负载 AC8a类接触器是用来控制具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机 AC8b类接触器是用来控制具有自动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机,型号、含义,接触器的选用,类型的选择：根据负载的性质选用直流或交流接触器。 主触点额定电压的选择：大于等于主电路工作电压。 主触点额定电流的选择：大于等
11、于被控电路额定电流。 吸引线圈的额定电压与频率：与所控制电路的选用电压、频率相一致。,第三节 继电器,定义：继电器是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同与接触器的主要区别在于：,区别,接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一 般只能在一定的电压作用下动作。,继电器：用于控制电路，电流小（继电器触头容头量较小，不大于5A ），无灭弧装置，可在各种电量或非电量的作用下动作。,继电器分类,按用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。 按原理分：电磁式、感应式、热继电器等。 按
12、参数分：电流、电压、速度、压力继电器。 按动作时间分：瞬时继电器、延时继电器。 按输出形式分：有触点、无触点继电器。常用继电器,常用继电器,1、电磁式继电器 2、时间继电器 3、热继电器 4、速度继电器,1、电磁式继电器,（1）电流继电器根据输入电流大小而动作的继电器，可用于过载或过载保护。 （2）电压继电器根据输入电压大小而动作的继电器，主要作为欠压、失压保护。（3）中间继电器将一个信号变成多个输出信号或将信号放大，起到信号中转作用，通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。,中间继电器外形与符号,中间继电器触点容量小，触点数目多，用于控制线路。1
13、0A以下电路中可替代接触器控制。,(b) 符号,(a) 外形,2、时间继电器,定义：从线圈通电或断电起，其触点经过一段时间延时后才动作的继电器。（文字符号：KT）。适用于定时控制 常用的时间继电器：电磁式、阻尼式、电子式（晶体管、数字式）。 延时方式：通电延时和断电延时。,直流电磁式结构图,阻尼铜套,衔铁,工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。 因此继电器吸合时是瞬时动作
14、，而释放时是延时的，故称为断电延时。,（1）直流电磁式 时间继电器,延时继电器的外形与结构,（2） 空气式延时继电器,时间继电器触点类型符号,断 电 式,常闭触点 断电后 延时闭合,常开触点 断电后 延时断开,通 电 式,瞬 时 动 作,延 时 动 作,常闭触点,常开触点,常开触点 通电后 延时闭合,常闭触点 通电后 延时断开,KT,KT,KT,KT,微动开关2,微动开关1,线圈通电 衔铁向下吸合 连杆动作 触点动作,工作原理,(a)通电延时的空气式时间继电器结构示意图,连杆,常闭触点延时闭合,常开触点延时断开,常开触点,常闭触点,空气式时间继电 器的延时范围大 (有 0.4 60 s 和 0
15、.4 180s两种)。 结构简单，但准 确度较低。,(b)断电延时的空气式时间继电器结构示意图,JS20系列晶体管式型号,3、热继电器,长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行均会引起过电流。热继电器用途：热继电器是利用电流的热效应原理工作的保护电器，在电路中用作电动机的过载保护和断相保护。,热继电器的外形与结构,(a) 外形,(b) 结构,发热元件接入电机主电路，当电机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但还不足以使继电器动作。若长时间过载，双金属片被过量烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，其常闭触点断开。,发热元件,杠杆,热继电器种类很多，应用最广泛的是
16、基于双金属片的热继电器，其结构原理如图所示：主要由热元件、双金属片和触点三部分组成。,工作原理：,双金属片,常闭触点,结构原理图：,热继电器的图形符号,热元件,串联在主电路中,串联在控制电路中,热继电器接入电动机定子电路方式,电动机定子绕组星形接法:带断相保护和不带断相保护的热继电器均可接在线电路中。电动机定子绕组三角形接法:*带断相保护接在线电路中。*不带断相保护热继电器的热元件必须串接在 电动机每相绕组上。,热继电器接入电动机定子电路方式,4、速度继电器,用途速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制。结构及工作原理符号,a）外形 b）结构图,第四节 熔断器,用途：主要用作短路保护。
17、结构：熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管两部分组成。熔体由易熔金属材料铅、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常做成丝状或片状。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。 工作原理：熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断切断电路，从而实现保护目的。,熔体额定电流 的选择：,3. 频繁起动的电机,异步电机的起动电流 Ist=(57) 额定电流,2. 一般电机,常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和
18、有填料式熔断器。,第五节 开关电器及主令电器,1、开关电器 低压开关主要用作隔离、转换以及接通和分断电路。常作为机床电路的电源开关，或用于局部照明电路的控制及小容量电动机的起动、停止和正反转控制等。分类： （1）刀开关 （2）组合开关 （3）自动开关 （4）漏电保护器,（1）刀开关,用途普通刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控制电路中。 结构符号注意事项刀开关安装时，瓷底应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。,（2）组合开关,定义组合开关又称转换开
19、关，它实质上也是一种特殊刀开关，只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动而已。组合开关由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。 用途转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。多用在机床电气控制线路中，作为电源的引入开关，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。也可以用作不频繁地接通和断开电路、换接电源和负载以及控制5KW以下的小容量电动机的正反转和星三角起动等。,a、用组合开关起
20、停电动机的接线图,b、组合开关符号：,组合开关结构,a) b) 图1-9组合开关的结构图 a）外形图 b）内部结构 1手柄 2转轴 3弹簧 4凸轮 5绝缘垫板 6动触点 7静触点 8绝缘方轴 9接线柱,（3）自动开关(自动空气断路器),用途它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、过载、失压等故障进行保护。 符号,a、自动开关原理图(自动空气断路器),锁钩,主触点 手动闭合,电磁脱扣器,衔铁释放,自动开关原理图,连杆装置,释放弹簧,b、自动开关工作原理,脱扣器是自动开关的主要保护装置，包括电磁脱扣器（作短路保护）、热脱扣器（作过载保护）、欠压脱扣器
21、（作失压保护）以及由电磁和热脱扣器组合而成的复式脱扣器等种类。电磁脱扣器的线圈串联在主电路中，若电路或设备短路，主电路电流增大，线圈磁场增强，吸动衔铁，使操作机构动作，断开主触点，分断主电路而起到短路保护作用。电磁脱扣器有调节螺钉，可以根据用电设备容量和使用条件手动调节脱扣器动作电流的大小。热脱扣器是一个双金属片热继电器。它的发热元件串联在主电路中。当电路过载时，过载电流使发热元件温度升高，双金属片受热弯曲，顶动自动操作机构动作，断开主触点，切断主电路而起过载保护作用。,（4）漏电保护器,用途它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、过载、失压等。
22、 原理图工作原理 当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流相量之和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电保护器工作于闭合状态。如果发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再等于零，而等于某一电流值Is。Is会通过人体、大地、变压器中性点形成回路，这样零序电流互感器二次侧产生与Is对应的感应电动势，加到脱扣器上，当Is达到一定值时，脱扣器动作，推动主开关的锁扣，分断主电路。,2、主令电器,主令电器是指在电气自动控制系统中用来发出信号指令的电器。它的信号指令将通过继电器、接触器和其它电器的动作，接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控制。分类：
23、（1）按钮 （2）行程开关 （3）万能转换开关,（1）按钮（手动控制电器）,用途按钮常用于接通和断开控制电路。它只能短时接通或分断5A以下的小电流电路，向其它电器发出指令性的电信号，控制其它电器动作。由于按钮载流量小，不能直接用于控制主电路的通断。结构及工作原理,(b) 结构,按钮的外形图和结构：,按钮开关的外形和符号,(a) 外形图,在按下按钮帽令其动作时，首先断开常闭触头，再通过一定行程后才接通常开触头；松开按钮帽时，复位弹簧先将常开触头分断，通过一定行程后常闭触头才闭合。,注意事项：,选择使用时应从使用场合、所需触点数及按钮帽的颜色等因素考虑。一般“绿色”表示起动，“红色”表示停止， “
24、黑色”表示点动，“蓝色”表示复位，“启动”与“停止”交替用黑白、白色或灰色。,（2）行程开关,用途行程开关又称限位开关或位置开关，它利用生产机械运动部件的碰撞，使其内部触点动作，分断或切换电路，从而实现生产机械的自动往复控制或限位保护 结构结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,行程开关的外形符号,(b)示意图,(a)外形图,(c) 符号：,（3）万能转换开关,用途具有更多操作位置和触点、能够接多个电路的一种手动控制电器。由于它的档位多、触点多，可控制多个电路，能适应复杂线路的要求。 结构符号,万能转换开关的符号及触点通断表,习题,接触器的主要结构有哪些？交流接触器和直流接触器如何区分？ 在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？两者能否相互替换？为什么？ 中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何异同？ 低压断路器具有哪些脱扣装置？分别说明其功能。,
