第1章常用低壓電器1.1低壓電器的定義、分類

1.2電磁式電器的組成與工作原理

1.3接觸器

1.4繼電器

1.5主令電器

1.6信號電器

1.7開關電器1.8熔斷器

1.9電磁執行器件1.1低壓電器的定義、分類1.按用途和控制對象分

2.按動作方式分

3.按工作原理分低壓配電電器

低壓控制電器自動電器

手動電器電磁式電器

非電量控制電器圖1-1常用低壓電器的分類1.2電磁式電器的組成與工作原理電磁式電器的組成:電磁機構

觸點系統

滅弧系統1.2.1電磁機構1.電磁機構的結構形式及工作原理

2.電磁機構的吸力特性與反力特性

3.單相交流電磁機構上短路環的作用1.電磁機構的結構形式及工作原理銜鐵沿棱角轉動的拍合式

銜鐵沿軸轉動的拍合式銜鐵作直線運動的雙E形直動式電磁機構的結構形式圖1-3電磁式電器的工作原理示意圖

1—鐵心2—電磁線圈3—銜鐵

4—靜觸點5—動觸點6—觸點彈簧

7—釋放彈簧δ—氣隙電磁機構的工作原理2.電磁機構的吸力特性與反力特性(1)直流電磁機構的吸力特性直流電磁機構的吸力特性為二次曲線形狀，它表明銜鐵閉合前后吸力變化很大，氣隙越小吸力越大。直流電磁機構在銜鐵吸合過程中，電磁吸力是逐漸增加的，完全吸合時電磁吸力達到最大。對于可靠性要求很高或動作頻繁的控制系統常采用直流電磁機構。(2)交流電磁機構的吸力特性交流電磁機構在銜鐵吸合前后為恒磁通工作，故吸力基本不變，但考慮到漏磁通的影響，其電磁吸力隨氣隙的減小略有增加。交流電磁機構的勵磁電流的大小將隨氣隙長度成正比增大。所以，交流電流機構的勵磁電流在線圈已通電但銜鐵尚未吸合時，其電流將比額定電流大很多，若銜鐵卡住不能吸合或銜鐵頻繁動作，交流線圈可能因過電流而燒毀，故在可靠性要求高或頻繁動作的場合，一般不采用交流電磁機構。

(3)吸力特性與反力特性的配合為了使電磁機構正常工作，保證銜鐵能牢牢吸合，其吸力特性與反力特性必須配合得當。在銜鐵整個吸合過程中，其吸力必須大于反力，即吸力特性必須始終位于反力特性上方；在銜鐵釋放時，即吸力特性必須位于反力特性下方。

3.單相交流電磁機構上短路環圖1-7單相交流電磁機構的短路環

1—銜鐵2—鐵心3—線圈4—短路環1.2.2觸點系統1.觸點的接觸形式(分點接觸、線接觸、面接觸)

2.觸點的分類（橋式觸點和指形觸點）2.觸點的分類觸點按其所控制的電路可分為主觸點和輔助觸點。主觸點用于接通或斷開主電路，允許通過較大的電流；輔助觸點用于接通或斷開控制電路，只能通過較小的電流。觸點又有常開觸點和常閉觸點之分。在無外力作用且線圈未通電時，觸點間是斷開狀態的稱為常開觸點(即動合觸點)，反之稱為常閉觸點(即動斷觸點)。1.2.3滅弧系統常用的滅弧方法(1)電動力滅弧

(2)柵片滅弧

(3)滅弧罩

(4)窄縫滅弧

(5)磁吹滅弧(1)電動力滅弧圖1-10雙斷口結構的電動力滅弧示意圖

1—靜觸點2—動觸點(2)柵片滅弧交流電器宜采用柵片滅弧。圖1-11柵片滅弧示意圖

1—滅弧柵片2—觸點3—電弧(3)滅弧罩

比滅弧柵片更簡單的滅弧裝置是耐高溫的滅弧罩，滅弧罩用石棉水泥板或陶土制成，用以降溫和隔弧。它可用于交直流滅弧。(4)窄縫滅弧窄縫滅弧示意圖是利用滅弧罩的窄縫來實現的。這種滅弧方法多用于大容量接觸器。圖1-12窄縫滅弧示意圖(5)磁吹滅弧圖1-13磁吹滅弧示意圖磁吹滅弧利用電弧電流本身滅弧，因而電弧電流越大，吹弧能力也越強。磁吹力的方向與電流方向無關。磁吹滅弧廣泛應用于直流接觸器中。

1.3接觸器1.3.1接觸器的組成及工作原理

1.3.2接觸器的分類

1.3.3接觸器的主要技術參數

1.3.4接觸器的選擇與使用

1.3.5接觸器的圖形符號與文字符號1.3.1接觸器的組成及工作原理以電磁感應原理工作的接觸器其結構組成與電磁式電器相同，一般也由電磁機構、觸點系統、滅弧系統、復位彈簧機構或緩沖裝置、支架與底座等幾部分組成。接觸器的電磁機構由電磁線圈、鐵心、銜鐵和復位彈簧幾部分組成。接觸器的工作原理：當電磁線圈通電后，線圈電流在鐵心中產生磁通，該磁通對銜鐵產生克服復位彈簧反力的電磁吸力，使銜鐵帶動觸點動作。觸點動作時，常閉觸點先斷開，常開觸點后閉合。當線圈中的電壓值降低到某一數值(無論是正常控制還是欠電壓、失電壓故障，一般降至85%線圈額定電壓)時，鐵心中的磁通下降，電磁吸力減小，當減小到不足以克服復位彈簧的反力時，銜鐵在復位彈簧的反力作用下復位，使主、輔觸點的常開觸點斷開，常閉觸點恢復閉合。這也是接觸器的失電壓保護功能。1.3.2接觸器的分類1.交流接觸器

2.直流接觸器電磁機構

觸點系統

滅弧系統(1)電磁機構電磁機構由電磁線圈、鐵心、銜鐵和復位彈簧幾部分組成。鐵心一般用硅鋼片疊壓后鉚成，以減少渦流與磁滯損耗，防止過熱。電磁線圈繞在骨架上做成扁而厚的形狀，與鐵心隔離，這樣有利于鐵心和線圈的散熱。其鐵心形狀有U形和E形兩種。交流接觸器在鐵心柱端面嵌有短路環。1.交流接觸器(2)觸點系統交流接觸器的觸點一般由銀鎢合金制成，具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。觸點有主觸點和輔助觸點之分。主觸點用以通斷電流較大的主電路，一般由接觸面較大的三對(三極)常開觸點組成；輔助觸點用以通斷小電流控制電路，起電氣聯鎖作用，一般由常開、常閉觸點成對組成。主觸點、輔助觸點一般采用雙斷口橋式觸點。電路的通斷由主、輔觸點共同完成。1.交流接觸器2.直流接觸器功能：直流接觸器主要用于遠距離接通和分斷直流電路以及頻繁地起動、停止、反轉和反接制動直流電動機，也用于頻繁地接通和斷開起重電磁鐵、電磁閥等電磁線圈等。其結構和工作原理與交流接觸器基本相同。所不同的是，除了觸點電流和線圈電壓為直流外，其電磁機構多采用繞棱角轉動的拍合式結構，其主觸點大都采用線接觸的指形觸點，輔助觸點則采用點接觸的橋式觸點。鐵心用整塊鑄鐵或鑄鋼制成，通常將線圈繞制成長而薄的圓筒狀。由于鐵心中磁通恒定，因此鐵心端面上不需裝設短路環。直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置。1.3.3接觸器的主要技術參數1.額定電壓

2.額定電流

3.電磁線圈的額定電壓

4.額定操作頻率

5.電氣壽命和機械壽命1.3.4接觸器的選擇與使用1.接觸器的類型選擇

2.額定電壓的選擇

3.額定電流的選擇

4.電磁線圈的額定電壓選擇

5.接觸器的觸點數量、種類選擇1.3.5接觸器的圖形符號與文字符號1.4繼電器1.4.1繼電器的分類和特性1.4.2電磁式繼電器

1.4.3時間繼電器

1.4.4熱繼電器

1.4.5速度繼電器

1.4.6固態繼電器繼電器與接觸器的區別1)所控制的電路不同繼電器主要用于小電流電路，其觸點通常接在控制電路中，反映控制信號，觸點容量較小(一般在5A以下)，也無主、輔觸點之分，且無滅弧裝置；而接觸器用于控制電動機等大功率、大電流電路及主電路，一般有滅弧裝置。2)輸入信號不同繼電特性曲線1.4.2電磁式繼電器1.電磁式電流繼電器

2.電磁式電壓繼電器

3.電磁式中間繼電器

4.電磁式繼電器的選用

5.電磁式繼電器的圖形符號與文字符號

1—底座2—反力彈簧3、4—調節螺釘5—非磁性墊片6—銜鐵7—鐵心8—極靴9—電磁線圈10—觸點系統1.電磁式電流繼電器電磁式繼電器的圖形符號1.4.3時間繼電器1.空氣阻尼式時間繼電器

2.電動式時間繼電器

3.電子式時間繼電器

4.時間繼電器的選用

5.時間繼電器的圖形符號與文字符號1.空氣阻尼式時間繼電器圖1-18JS7—A系列時間繼電器的工作原理示意圖

1—線圈2—鐵心3—銜鐵4—反力彈簧5—推板6—活塞桿7—杠桿

8—塔形彈簧9—弱彈簧10—橡皮膜11—空氣室壁12—活塞

13—調節螺桿14—進氣孔15、16—微動開關2.電動式時間繼電器電動式時間繼電器由微型同步電動機拖動減速齒輪獲得延時。它延時范圍寬(如JS11系列可在0~72h范圍內調整)，延時整定偏差和重復偏差小，延時值不受電源電壓波動及環境溫度變化的影響。但其結構復雜、價格高、壽命短，不宜頻繁操作，延時誤差受電源頻率影響。3.電子式時間繼電器電子式時間繼電器采用晶體管或大規模集成電路和電子元器件構成。按延時原理劃分，電子式時間繼電器可分為阻容充電延時型和數字電路型。阻容充電延時型是利用RC電路電容器充電時，電容電壓不能突變，只能按指數規律逐漸變化的原理來獲得延時的。因此，只要改變RC充電回路的時間常數(改變電阻值)，即可改變延時時間。按輸出形式劃分，電子式時間繼電器可分為有觸點式和無觸點式。有觸點式是用晶體管驅動小型電磁式繼電器，而無觸點式是采用晶體管或晶閘管輸出。4.時間繼電器的選用選用時間繼電器時，首先應考慮滿足控制系統所提出的控制要求，并根據對延時方式的要求選用通電延時型或斷電延時型。當延時要求不高和延時時間較短時，可選用價格相對較低的空氣阻尼式時間繼電器；當要求延時準確度較高和延時時間較長時，可選用晶體管式或數字式時間繼電器。在電源電壓波動大的場合，可選用空氣阻尼式或電動式時間繼電器；而在環境溫度變化較大處，則不宜選用空氣阻尼式和晶體管式時間繼電器。5.時間繼電器的圖形、文字符號1.4.4熱繼電器1.熱繼電器的構成和工作原理

2.帶斷相保護的熱繼電器

3.熱繼電器的保護特性與電動機的過載特性

4.熱繼電器的主要技術參數

5.熱繼電器的選用

6.熱繼電器的圖形符號與文字符號1.熱繼電器的構成和工作原理圖1-20熱繼電器的工作原理示意圖

1—接線端子2—雙金屬片3—熱元件4—導板

5—補償雙金屬片6、9—常閉觸點7—常開觸點

8—復位螺釘10—按鈕11—調節旋鈕12—支

撐件13—壓簧轉動偏心輪14—推桿2.帶斷相保護的熱繼電器圖1-21帶斷相保護的熱繼電器結構示意圖

1—上導板2—下導板3—雙金屬片

4—常閉觸點5—杠桿5.熱繼電器的選用星形聯結的電動機可選用兩相或三相結構的熱繼電器；三角形聯結的電動機應選用帶斷相保護的三相結構熱繼電器。在長期工作制或間斷長期工作制下，按電動機的額定電流來確定熱繼電器的型號及熱元件的額定電流等級。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。對于正反轉和通斷頻繁的特殊工作制電動機，不宜采用熱繼電器作為過載保護裝置，必要時可選用埋入電動機繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護。6.熱繼電器圖形、文字符號1.4.5速度繼電器圖1-24速度繼電器的原理結構圖

1—轉軸2—轉子3—定子

4—繞組5—擺錘6、7—靜觸點8、9—簧片

速度繼電器的圖形符號1.4.6固態繼電器1.固態繼電器的分類

按切換負載性質分，有直流型固態繼電器(DC-SSR)和交流型固態繼電器(AC-SSR)兩種。按輸入與輸出之間的隔離方式分，有光電隔離型、磁隔離型和混合型三種，其中以光電隔離型為最多。AC-SSR按控制觸發信號不同，可分為過零觸發型和隨即導通型兩種。2.固態繼電器的工作原理圖1-26交流固態繼電器的工作原理框圖1)負載為感性負載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應在負載兩端并聯一只二極管，極性如圖所示。

2)SSR工作時應盡量把它靠近負載，其輸出引線應滿足負載電流的需要。

3)使用電源屬于經交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應足夠大。3.固態繼電器的使用4.固態繼電器的選用1)固態繼電器的選擇應根據負載的類型(交流、直流)來確定，并要采用有效的過電壓保護。

2)輸出端要采用RC浪涌吸收電路或非線性壓敏電阻吸收瞬變電壓。

3)過電流保護應采用專門保護半導體器件的熔斷器或動作時間小于10ms的低壓斷路器。

4)固態繼電器對溫度的敏感性很強，工作溫度超過標稱值后，必須降溫或外加散熱器。

5)切忌負載側兩端短路，以免固態繼電器損壞。

6)在低電壓要求信號失真小的場合，可選用采用場效應晶體管作輸出器件的直流固態繼電器；對交流阻性負載和多數感性負載，可選用過零觸發型固態繼電器，這樣可延長負載和繼電器的壽命，也可減小自身的射頻干擾；在作為相位輸出控制時，應選用隨即導通型固態繼電器。

7)在安裝使用時，應遠離電磁干擾和射頻干擾源，以防固態繼電器誤動失控。1.5主令電器1.5.1控制按鈕

1.5.2行程開關

1.5.3接近開關

1.5.4萬能轉換開關

1.5.1控制按鈕1—按鈕帽2—復位彈簧3—動觸點4—常閉靜觸點5—常開靜觸點1.按鈕的外形與結構

2.按鈕的圖形、文字符號1.5.2行程開關1—推桿2—動合靜觸點3—觸點彈簧

4—動觸點5—動斷靜觸點6—復位彈簧1.行程開關的結構

2.行程開關的圖形、文字符號1.5.3接近開關1.渦流式接近開關的作用和工作原理

2.接近開關的符號1.5.4萬能轉換開關圖1-34LW5系列轉換開關

1—棘輪2—滑塊3—滾輪圖1-35萬能轉換開關的圖形符號與觸點通斷表1.6信號電器指示燈的顏色及其含義顏色含義解釋典型應用紅色異常情況或警報對可能出現危險和需要立即處理的情況報警電源指示；溫度超過規定限制；設備的重要部分已被保護電器切斷黃色警告狀態改變或變量接近其極限值參數偏離正常值綠色準備、安全安全運行條件指示或機械準備起動冷卻系統運轉藍色特殊指示上述幾種顏色未包括的任一種功能選擇開關處于指定位置白色一般信號上述幾種顏色未包括的各種功能，如某種動作正常1.7開關電器1.7.1刀開關1.7.2低壓斷路器1.低壓斷路器的主要類型

2.低壓斷路器的主要技術參數及選用

3.低壓斷路器的圖形符號與文字符號(1)框架式斷路器

(2)塑料外殼式斷路器

(3)快速斷路器

(4)限流斷路器

(5)漏電保護斷路器2.低壓斷路器的主要技術參數及選用低壓斷路器的主要技術參數有額定電壓、額定電流、通斷能力、分斷時間、各種脫扣器的整定電流、極數、允許分斷的極限電流等。低壓斷路器的選用原則：主要根據被控電路的額定電壓、負載電流及短路電流的大小來選用相應額定電壓、額定電流及分斷能力的低壓斷路器。3.低壓斷路器的圖形符號與文字符號1.8熔斷器1.8.1熔斷器的結構和工作原理

1.8.2熔斷器的類型

1.8.3熔斷器的主要技術參數

1.8.4熔斷器的選擇與使用1.8.1熔斷器的結構和工作原理熔斷器的安秒特性熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）、安裝熔體的熔座（或熔管）和支座三部分組成。熔斷器的熔體串聯在被保護電路中。

熔斷器的特性可用通過熔體的電流和熔斷時間的關系曲線來描述，它是一反時限特性曲線，電流越大，熔體熔斷時間越短。這一特性又稱為熔斷器的安秒特性。

1.8.2熔斷器的類型1.插入式熔斷器

2.螺旋式熔斷器

3.封閉管式熔斷器

4.自復式熔斷器圖1-41RC1A插入式熔斷器

1—動觸頭2—熔絲3—瓷蓋

4—靜觸頭5—瓷座1.插入式熔斷器

圖1-42螺旋式熔斷器外形與結構

1—瓷帽2—熔管3—瓷套4—上接

線柱5—下接線柱6—底座2.螺旋式熔斷器圖1-43RM10系列熔斷器的外形和結構

1—夾座2—底座3—熔管4—鋼紙管5—黃銅套6—黃銅帽7—觸刀8—熔體3.封閉管式熔斷器有填料封閉管式熔斷器

1—熔斷指示器2—指示器熔體3—石英砂4—工作熔體5—觸刀6—蓋板7—引弧柵8—錫橋9—變截面小孔

RT系列圓筒帽式熔斷器的外觀1.8.3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1.8.4熔斷器的選擇與使用1.熔斷器的類型選擇

2.熔斷器的規格選擇

3.熔斷器上、下級的配合1.熔斷器的類型選擇應根據使用場合、線路要求等來選擇熔斷器的類型。電網配電一般用封閉管式熔斷器；有振動的場合，如對電動機保護的主電路一般用螺旋式熔斷器；控制電路及照明電路一般用插入式、無填料封閉管式或圓筒帽式熔斷器；保護晶閘管等則應選擇快速熔斷器。2.熔斷器的規格選擇