1、9/24/2022第六章 常用低壓電器第一節 概述第二節 常用低壓的基本問題第三節 電磁式接觸器第四節 電磁式電壓、電流繼電器第五節 時間繼電器第六節 熱繼電器第七節 溫度繼電器與速度繼電器第八節 熔斷器第九節 刀開關與低壓斷路器第十節 主令電器9/24/2022電器是一種能根據外界的信號（機械力、電動力和其它物理量），自動或手動接通和斷開電路，從而斷續或連續地改變電路參數或狀態，實現對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測和調節用的電氣元件或設備。什么是電器低壓電器：常指用于交流額定電壓1200v、直流額定電壓1500v及以下的電路中的電器產品第一節 概 述低壓電器9/24/2022電力拖動

2、自動控制系統常用電器9/24/2022一、電磁式低壓電器基本結構低壓電器結構是由電磁機構、觸頭系統和滅弧裝置組成采用電磁原理實現電器功能的低壓電器稱作電磁式低壓電器接觸器、繼電器斷路器等屬于電磁式的低壓電器 第二節 常用低壓電器的基本問題9/24/2022（一）電磁機構 電磁機構是低壓電器的感測元件，它的作用是將電磁能量轉化成機械能量，帶動觸頭動作使之閉合或斷開，實現電路的接通或分斷。 圖1-2 電磁機構1-銜鐵 2-鐵心 3-線圈電磁機構：由吸引線圈、鐵心、銜鐵組成。 9/24/20221鐵芯 2線圈 3銜鐵 4靜觸點5動觸點 6觸點彈簧 7釋放彈簧 電磁式電器工作原理示意圖 當電磁線圈通電

3、后，線圈電流產生磁場，使靜鐵心產生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復原：常開觸頭斷開；常閉觸頭閉合。（二）電磁機構的工作原理9/24/2022電磁機構的吸力特性圖1-4 交流電磁機構的吸力特性（三）電磁機構的工作特性吸力特性：電磁機構使銜鐵吸合的力與銜鐵氣隙的關系曲線。 （1）交流電磁機構的吸力特性9/24/2022（2）直流電磁機構的吸力特性圖1-5 直流電磁機構的吸力特性9/24/2022反力特性：是指反作用力Fr與氣隙的關系曲線 吸力特性與反力特性的配合圖1-6 吸力特性與反力特性的

4、配合 在銜鐵吸合過程中，其吸力特性必須始終處于反力特性上方，即吸力要大于反力； 反之銜鐵釋放時，吸力特性必須位于反力特性下方，即反力要大于吸力（此時的吸力是由剩磁產生的）。 在吸合過程中還須注意吸力特性位于反力特性上方不能太高，否則會影響到電磁機構壽命。 1-直流吸力特性 2-交流吸力特性 3-反力特性9/24/2022圖1-7 單相交流電磁機構短路環作用單相交流電磁機構中短路環的作用 短路環中渦流產生的磁通與短路環外的磁通合成，產生的電磁吸力如圖所示。保證合成電磁吸力始終大于其反力，消除振動和噪聲9/24/2022圖1-8 電磁機構的輸入輸出特性（四）電磁機構的輸入輸出特性xo 電磁機構動作

5、值 xr 電磁機構返回值yo 銜鐵釋放狀態 y1 銜鐵吸合狀態9/24/2022圖1-9 觸頭的接觸形式a-點接觸 b-線接觸 c-面接觸二、觸頭系統（一）觸頭的接觸形式 觸頭是一切有觸點電器的執行部件。電器通過觸頭的動作來接通或分斷控制線路。觸頭是由動、靜觸頭組合而成。 9/24/2022圖1-10 觸頭的結構形式a-點接觸橋式觸頭 b-面接觸橋式觸頭 c-線接觸指形觸頭（二）觸頭的結構形式彈簧是為了減小接觸電阻及減弱震動，在觸電間加一定的壓力9/24/2022按觸頭控制電路分：主觸頭， 輔助觸頭。按觸頭原始狀態分：常開觸頭， 常閉觸頭。觸頭接觸電阻小。（三）觸頭分類及要求觸頭分類觸頭要求觸

6、頭導電性能好。9/24/2022三、電弧的產生和常用的滅弧方法（一）電弧的產生當觸頭斷開瞬間，觸頭間距離極小，電場強度極大，觸頭間產生大量的帶點粒子，形成熾熱的電子流產生弧光放電現象，稱為電弧。妨礙電路的正常分斷，觸頭受到嚴重腐蝕。9/24/2022三、電弧的產生和常用的滅弧方法（二）常用的滅弧方法滅弧的基本方法常用的滅弧方法有電動力滅弧、磁吹滅弧、柵片滅弧、滅弧罩幾種 9/24/2022 接觸器 是一種用于中遠距離頻繁地自動控制接通與斷開電動機主電路及大容量控制電路的一種自動開關電器。第三節 電磁式接觸器1-動觸頭 2-靜觸頭 3-銜鐵 4-彈簧 5-線圈6-鐵心 7-墊氈 8-觸頭彈簧 9

7、-滅弧罩 10-觸頭壓力彈簧 一、接觸器的結構及工作原理9/24/2022接觸器結構及圖形文字符號9/24/2022 接觸器主要技術參數分為主電路參數、控 制電路參數和輔助電路參數。1)主電路參數(1) 額定電壓：在規定條件下，主觸點的額定 工作電壓。選用時必須與它所接電路的電 壓相適應。交流接觸器的額定電壓等級分 為380V、660V及1140V；直流接觸器的額定 電壓等級分為220V、440V及600V。2.接觸器的主要技術參數9/24/2022(2) 額定電流:通常是指主觸點的額定工作電 流。若改變使用工作條件，則額定電流也 隨之改變。我國目前生產的接觸器額定電 流范圍為6-4000A。

8、(3) 動作值: 接觸器的吸合電壓和釋放電壓。 吸合電壓為線圈額定電壓的85%及以上；釋 放電壓不高于線圈額定電壓的70%，交流接 觸器不低于線圈額定電壓的10%，直流接觸 器不低于5%。9/24/2022(4) 接通與分斷能力:指接觸器的主觸點在規定 條件下能可靠地接通和分斷的電流值。在此 電流值下接通和分斷時，不應發生熔焊、飛 弧和過分磨損等。在低壓電器標準中，按接 觸器使用類別，規定了它的接通和分斷條件， 如表6-3所示。 (5) 電壽命和機械壽命:電壽命是指按規定使用 類別的正常操作條件下不需修理或更換零件9/24/2022四、接觸器的選用1接觸器極數和電流種類的確定2根據接觸器所控制

9、負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。3根據負載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。6接觸器觸頭數和種類應滿足主電路和控制電路的要求。4根據接觸器主觸頭接通與分斷主電路電壓等級來決定接觸器的額定電壓。5接觸器吸引線圈的額定電壓應由所接控制電路電壓確定。9/24/20221、接觸器的型號及代表的意義三、接觸器的主要技術數據9/24/20229/24/2022第四節 電磁式電壓、電流繼電器 繼電器是一種利用各種物理量的變化，將電量或非電量信號轉化為電磁力或使輸出狀態發生階躍變化，從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其它器件或裝置動作的一種控制元件。它用于各種控制電路中進行

10、信號傳遞、放大、轉換、聯鎖等，控制主電路和輔助電路中的器件或設備按預定的動作程序進行工作，實現自動控制和保護的目的。 常用的繼電器按動作原理分有電磁式、磁電式、感應式、電動式、光電式、壓電式、熱繼電器與時間繼電器等。按激勵量不同分為交流、直流、電壓、電流、中間、時間、速度、溫度、壓力、脈沖繼電器等。 9/24/2022一、電磁式繼電器的基本結構及分類（一）電磁式繼電器的結構1電磁機構2觸頭系統3調節裝置圖1-15 電磁式繼電器的典型結構1-底座 2-鐵心 3-釋放彈簧 4-調節螺母 5-調節螺母6-銜鐵 7-非磁性墊片 8-極靴 9-觸頭系統 10-線圈9/24/2022（二）電磁式繼電器的分

11、類按用途不同分有：控制繼電器、保護繼電器、通訊繼電器和安全繼電器等電磁式繼電器按輸入信號不同分有：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、速度繼電器和中間繼電器按線圈電流種類不同分有：交流繼電器和直流繼電器電磁式繼電器圖形，文字符號9/24/2022二、電磁式繼電器的特性及主要參數（一）電磁式繼電器的特性xo 繼電器的動作值xr 繼電器的返回值yo 銜鐵釋放狀態y1 銜鐵吸合狀態圖1-16 電磁式繼電器的特性9/24/2022 (1)額定參數:輸入量的額定值及觸點的額定 電壓和額定電流 (2)動作參數:動作值xc，返回值xf (3)返回系數:返回值與動作值之比kf=xfxc (4)儲備系數:額定值

12、與動作值之比ks=xnxc (5)動作時間:吸合時間和釋放時間 (6)整定值:動作參數的人為調整值,一般是根 據用戶使用要求進行調節的 繼電器的主要參數:9/24/2022 (1)繼電器用于通、斷小電流的電路，結構 上不需加滅弧裝置。 接觸器用于通、斷大電流的電路，結構 上需加滅弧裝置。 (2)繼電器可以對各種輸入量(如各種電量、 溫度、壓力、時間等)作出反應，而接觸 器只能在一定的電壓信號下工作。繼電器與接觸器的區別:9/24/2022 電壓繼電器是反映電壓變化的控制電器。線圈與負載并聯，以反映負載電壓，其線圈匝數多而導線細。 三、電磁式電壓繼電器與電流繼電器 （一）電磁式電壓繼電器 2欠電

13、壓繼電器 正常工作時，電壓繼電器動作，銜鐵吸合；當電壓降低至繼電器釋放電壓時，銜鐵釋放，帶動觸頭斷開。1過電壓繼電器 正常工作時，過電壓繼電器不動作，出現過電壓時，銜鐵吸合動作，其觸頭來切斷電路。9/24/2022（二）電磁式電流繼電器1過電流繼電器 正常工作時，過電流繼電器不動作，出現過電流時銜鐵吸合動作，其觸頭來切斷電路。 2欠電流繼電器 正常工作時，繼電器線圈流過負載額定電流，繼電器動作，銜鐵吸合；當電流降低至繼電器釋放電流時，銜鐵釋放，帶動觸頭斷開。 電流繼電器是反映電流變化的控制電器。線圈與負載串聯，以反映負載電流，其線圈匝數少而導線粗。 9/24/2022（三）電磁式中間繼電器 中

14、間繼電器實質上是一種電壓繼電器，但它的觸點數量較多，容量較大，起到中間放大（觸點數量和容量）作用。9/24/2022繼電器輸入信號輸入后，經一定的延時，才有輸出信號的繼電器稱為時間繼電器。延時方式：通電延時型和斷電延時型兩種。第五節 時間繼電器9/24/2022圖1-17 直流電磁式時間繼電器一、直流電磁式斷電延時型時間繼電器9/24/2022（一）空氣阻尼式時間繼電器結構與工作原理 空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼的原理制成的 有：通電延時型、斷電延時型組成：電磁系統、延時機構、工作觸點二、空氣阻尼式時間繼電器9/24/2022電子式時間繼電器電子式時間繼電器是利用RC電路電容充電原理實現

15、延時的。9/24/2022第六節 熱繼電器 熱繼電器是電流通過發熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動執行機構動作的電器。主要用來保護電動機或其它負載免于過載以及作為三相電動機的斷相保護 9/24/2022一、電氣控制對熱繼電器性能的要求圖1-19 熱繼電器保護特性與電動機過載特性的配合1-電動機的過載特性 2-熱繼電器的保護特性應具有合理可靠的保護特性具有一定的溫度補償 具有手動復位與自動復位功能熱繼電器動作電流可以方便地調節9/24/2022二、雙金屬片熱繼電器的結構及工作原理圖1-20 雙金屬片式熱繼電器結構原理圖1-主雙金屬片 2-電阻絲 3-導板 4-補償雙金屬片 5-螺釘 6-推桿7-靜觸

16、頭 8-動觸頭 9-復位按鈕 10-調節凸輪 11-彈簧9/24/2022三、具有斷相保護的熱繼電器圖1-21 電動機三角形聯結時U相斷線時的電流分析圖5-25 差動式斷相保護機構及工作原理a) 通電前 b) 三相正常電流 c) 三相均勻過載 d) W相斷路1-上導板 2-下導板 3-杠桿 4-頂頭 5-補償雙金屬片 6-主雙金屬片9/24/2022五、熱繼電器的選用1）熱繼電器有三種安裝方式，應按實際安裝情況選擇其安裝型式。2）原則上熱繼電器的額定電流應按電動機的額定電流選擇。3）在不頻繁起動的場合，要保證熱繼電器在電動機起動過程中不產生誤動作。4）對于三角形接法電動機，應選用帶斷相保護裝置

17、的熱繼電器5）當電動機工作于重復短時工作制時，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。9/24/2022第八節 熔斷器 熔斷器是一種當電流超過規定值一定時間后,以它本身產生的熱量使熔體熔化而分斷電路的電器.廣泛應用于低壓配電系統及用電設備中作短路和過電流保護.一、熔斷器結構及工作原理9/24/2022二、熔斷器的保護特性與主要技術參數圖 1-24 熔斷器的保護特性（一）熔斷器的安秒特性（二）熔斷器的主要技術參數1額定電壓 2額定電流3極限分斷能力 4熔斷電流 9/24/2022按結構分有：半封閉瓷插式、螺旋式、無填料封閉管式和有填料封閉管式熔斷器。瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料封閉管式熔斷器三、熔斷

18、器典型產品9/24/2022四、熔斷器的選用1）熔斷器類型的選擇 2）熔斷器額定電壓的選擇3）熔體、熔斷器額定電流的選擇4）熔斷器額定電流的校驗9/24/2022第九節 刀開關與低壓斷路器一、刀開關與組合開關 低壓開關又稱低壓隔離器，是低壓電器中結構比較簡單、應用廣泛的一類手動電器。主要有刀開關、組合開關、以及用刀與熔斷器組合成的膠蓋瓷底刀開關和熔斷器式刀開關，還有轉換開關等。9/24/2022二、低壓斷路器 低壓斷路器又稱自動開關或空氣開關。它相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動開關作用又能自動進行欠壓、失壓、過載和短路保護的電器。9/24/2022（一）低壓斷

19、路器的結構和工作原理1-分閘彈簧 2-主觸頭 3-傳動桿 4-鎖扣 5-軸 6-過電流脫扣器7-熱脫扣器 8-欠壓失壓脫扣器 9-分勵脫扣器9/24/2022（二）、低壓斷路器的主要技術數據和保護特性1低壓斷路器的主要技術數據1）額定電壓 2）斷路器額定電流 3）斷路器殼架等級額定電流 4）斷路器的通斷能力 5）保護特性 2保護特性圖 1-28 低壓斷路器的保護特性 1-被保護對象的發熱特性 2-低壓斷路器保護特性9/24/2022（四）塑殼式低壓斷路器的選用塑殼式低壓斷路器常用來作電動機的過載與短路保護。選擇原則是：1）斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。2）斷路器額定電流等于或大于線路或

20、設備額定電流。3）斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現的最大 短路電流。4）欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。9/24/20228）6倍長延時電流整定值的可返回時間等于或大于電動機實際起動時間。 5）分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。 6）長延時電流整定值等于電動機額定電流。 7）瞬時整定電流：對保護籠型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為815倍電動機額定電流；對于保護繞線型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為36倍電動機額定電流。9/24/2022三、模數化小型斷路器 模數化小型斷路器是終端電器的一大類。它安裝于線路末端的電路中，起配電、控制和保護作用。在結構上具有外形尺寸模數化（9mm的倍數）