第1章 單片機(jī) 課件

1、第一章第一章 常用低壓電器常用低壓電器1.1 低壓電器的分類低壓電器的分類1.2 電磁機(jī)構(gòu)原理電磁機(jī)構(gòu)原理1.3 開(kāi)關(guān)電器開(kāi)關(guān)電器1.4 現(xiàn)代電器現(xiàn)代電器1.5 本章小結(jié)本章小結(jié)思考題與練習(xí)題思考題與練習(xí)題常用低壓電器 2 電器的概念：電器的概念： 電器對(duì)電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測(cè)和保護(hù)的作用，在電力輸電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。 低壓電器通常指工作在交流電壓小于1200V、直流電壓小于1500V的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器設(shè)備以及利用電能來(lái)控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)非電過(guò)程和非電裝置的用電裝備。 常用低壓電器 3常用低壓電器 4低壓電器種類繁多，用途

2、很廣泛，常用分類方法也很多，且相互交叉、覆蓋。1、按用途或控制對(duì)象分類（1）配電電器：主要用于低壓配電系統(tǒng)中。要求系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)準(zhǔn)確可靠動(dòng)作，在規(guī)定條件下具有相應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。常用配電電器有刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、熔斷器、斷路器等。（2）控制電器：主要用于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中。要求壽命長(zhǎng)、體積小、質(zhì)量輕、動(dòng)作迅速準(zhǔn)確可靠。常用控制電器有接觸器、繼電器、啟動(dòng)器、主令電器、電磁鐵等。2、按動(dòng)作方式分類（1）自動(dòng)電器：依靠自身參數(shù)的變化或外來(lái)信號(hào)的作用，自動(dòng)完成接通或分?jǐn)嗟葎?dòng)作，如接觸器、繼電器等。（2）手動(dòng)電器：用動(dòng)操作來(lái)進(jìn)行切換的電器，如刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕等。常用低壓電器 53、按輸出形式分類（

3、1）有觸點(diǎn)電器：利用觸頭的接通和分?jǐn)鄬?shí)現(xiàn)電路的通斷，如接觸器、斷路器、刀開(kāi)關(guān)、按鈕等。（2）無(wú)觸點(diǎn)電器：不是通過(guò)觸頭而是利用電子元件的開(kāi)關(guān)效應(yīng)即導(dǎo)通與截止來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的通斷控制，如固態(tài)繼電器、電子時(shí)間繼電器、接近開(kāi)關(guān)等。常用低壓電器 64、按工作原理分類（1）電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動(dòng)作的電器，如接觸器、繼電器、電磁鐵等。（2）非電量控制電器：依靠外力或非電信號(hào)（如速度、壓力、溫度等）的變化而動(dòng)作的電器，如轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。常用低壓電器 75、按低壓電器型號(hào)分類國(guó)產(chǎn)低壓電器產(chǎn)品型號(hào)編制辦法（JB 2930-81.10）將低壓電器分為13大類。每個(gè)大類用

4、漢語(yǔ)拼音字母作為該產(chǎn)品型號(hào)。在選用低壓電器時(shí)通常根據(jù)型號(hào)來(lái)進(jìn)行選用。（1）刀開(kāi)關(guān)H，比如HS為雙擲式開(kāi)關(guān)（刀型轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)），HZ為組合開(kāi)關(guān)。 （2）熔斷器R，比如RC為瓷插式熔斷器，RM為密封式熔斷器。（3）斷路器D，比如DW為萬(wàn)能式斷路器，DZ為塑殼式斷路器。常用低壓電器 8（4）控制器K，比如KT為凸輪控制器，KT為鼓型控制器。（5）接觸器C，比如CJ為交流接觸器，CZ為直流接觸器。（6）啟動(dòng)器Q，比如QJ為自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)器，QX為星三角啟動(dòng)器。（7）控制繼電器J，比如JR為熱繼電器，JS為時(shí)間繼電器。（8）主令電器L， 比如LA為按鈕，LX為行程開(kāi)關(guān)。常用低壓電器 9（9）電阻器Z，比

5、如ZG為管型電阻器,ZT為鑄鐵電阻器。（10）變阻器B，比如BP為頻敏變阻器,BT為啟動(dòng)調(diào)速變阻器。（11）調(diào)壓器T，比如TD單相調(diào)壓器,TS三相調(diào)壓器。（12）電磁鐵M，比如MY為液壓電磁鐵，MZ為制動(dòng)電磁鐵。（13）其它A，比如AD為信號(hào)燈，AL為電鈴。常用低壓電器 10電器常用低壓電器 11感測(cè)部分執(zhí)行部分自動(dòng)電器（非電磁式）電磁式電器（有觸頭）感測(cè)部分電磁機(jī)構(gòu)感測(cè)部分各有差異執(zhí)行部分觸頭執(zhí)行部分觸頭電磁機(jī)構(gòu)各種自動(dòng)化電磁式電器的主要組成部分，它將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)觸頭使之閉合或斷開(kāi)。 本節(jié)分別介紹：電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性電磁機(jī)構(gòu)的反力特性電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與反力特性的配

6、合觸頭及其滅弧裝置和原理常用低壓電器 121.2.1 電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的組成常用低壓電器 13電磁機(jī)構(gòu)磁路吸引線圈鐵心銜鐵鐵軛空氣隙1.2.1 電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的組成磁路系統(tǒng)形狀：U形和E型。常用低壓電器 14（a）（b）（c）（d） （e） （f） （g）1-鐵芯；2-線圈；3-銜鐵圖1-1 常用電磁機(jī)構(gòu)的形式1.2.1 電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的組成常用低壓電器 15電磁機(jī)構(gòu)的銜鐵的運(yùn)動(dòng)方式不同，有拍合式鐵心，如圖1-1（a）、（b）所示，銜鐵繞鐵軛的棱角而轉(zhuǎn)動(dòng)，磨損較小，鐵心用軟鐵制成，適用于直流接觸器、繼電器；1.2.1 電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的組成常用低壓電器 16如圖1-

7、1（c）、(d)所示，銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用于觸頭容量較大的交流接觸器，鐵心用硅鋼片疊成。1.2.1 電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的組成常用低壓電器 17有直動(dòng)式鐵心，如圖1-1（e）、(f)、(g)所示，銜鐵在線圈內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，多用于交流接觸器中。1.2.1 電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)線圈的連接方式并聯(lián)和串聯(lián)。電磁機(jī)構(gòu)吸引線圈電流的種類直流線圈和交流線圈。直流電磁機(jī)構(gòu)鐵心不發(fā)熱，只線圈發(fā)熱，因而吸引線圈做成高而薄的瘦長(zhǎng)型，且不設(shè)線圈骨架，使線圈與鐵心直接接觸，易于散熱；交流電磁機(jī)構(gòu)其鐵心存在磁滯和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，因而吸引線圈設(shè)有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型，有利

8、于鐵心和線圈散熱。常用低壓電器 181.2.2 電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性電磁機(jī)構(gòu)的工作特性常用吸力特性和反力特性來(lái)表征。吸力與氣隙的關(guān)系稱為吸力特性。吸力 為：常用低壓電器 19（1-1）式中： 為電磁吸力（N）； 為氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；S為磁極截面積（m2）； 4107Hm。當(dāng) 為常數(shù)時(shí)， 與 成正比。1、直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性因外加電壓和線圈電阻不變，則流過(guò)線圈的電流為常數(shù)，與磁路的氣隙大小無(wú)關(guān)。根據(jù)磁路定律，有：常用低壓電器 20（1-2）（1-3）吸力 與 成反比，亦即與氣隙 成反比，故吸力特性為二次曲線形狀，銜鐵閉合前后吸力變化很大，如圖1-2所示。常用低壓電器 21

9、圖1-2 直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性激勵(lì)線圈斷電時(shí)，磁勢(shì) 急速變?yōu)榻咏悖磐ㄒ舶l(fā)生相應(yīng)的急速變化，因而會(huì)在線圈中感生很大的反電動(dòng)勢(shì)，此反電勢(shì)可達(dá)線圈額定電壓的1020倍，易使線圈因過(guò)電壓而損壞。為此在激勵(lì)線圈上并聯(lián)一個(gè)放電電阻 。在線圈斷電時(shí) ，該電阻與線圈形成一個(gè)放電電路 ，使原儲(chǔ)存于磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗于電阻，不致產(chǎn)生過(guò)電壓。常用低壓電器 22從降低過(guò)電壓出發(fā)，電阻宜小些，為解決這個(gè)矛盾，可以與電阻串一個(gè)二極管使正常工作時(shí)放電電路不工作。通常放電電阻可取線圈電阻的68倍，如圖1-3所示。直流電磁機(jī)構(gòu)適合于動(dòng)作頻繁的場(chǎng)合，且吸合后電磁吸力大，工作可靠性好。常用低壓電器 23圖1-3 直流

10、線圈的放電電路2、交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性若外加電壓不變，線圈的阻抗主要決定于線圈的電抗，電阻可忽略，則 常用低壓電器 24（1-4）（1-5）圖1-4 交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性常用低壓電器 25當(dāng)頻率 、匝數(shù) 和電壓 均為常數(shù)時(shí)， 為常數(shù)，由式（1-3）知 也為常數(shù)，說(shuō)明 與 大小無(wú)關(guān)。實(shí)際上考慮到漏磁的作用， 隨 的減小略有增加。當(dāng)氣隙 變化時(shí)，由于 不變時(shí)由式（1-2）可知 將隨 （亦即 ）正比變化， 與 呈線性關(guān)系，如圖1-4所示。由于鐵磁物質(zhì)有剩磁，它使電磁機(jī)構(gòu)的激勵(lì)線圈失電后仍有一定的磁性吸力存在。剩磁的吸力隨氣隙的增大而減小，剩磁的吸力特性如圖1-5中曲線4所示。常用低壓電器 261

11、-直流吸力特性；2-交流吸力特性；3-反力特性；4-剩磁吸力特性圖1-5 吸力特性和反力特性由上述分析可看出，對(duì)于可靠性高或頻繁動(dòng)作的控制系統(tǒng)一般采用直流電磁機(jī)構(gòu)，而不采用交流電磁機(jī)構(gòu)。一般U形交流電磁機(jī)構(gòu)，在線圈通電而銜鐵尚未吸合瞬間，電流將達(dá)到吸合后額定電流的56倍，E形電磁機(jī)構(gòu)將達(dá)到1015倍。如果銜鐵卡住不能吸合或者頻繁動(dòng)作，就可能燒毀線圈。常用低壓電器 271.2.3 電磁機(jī)構(gòu)的反力特性電磁機(jī)構(gòu)的反力特性 電磁機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的靜阻力與氣隙的關(guān)系曲線稱為反力特性反力特性，靜阻力的大小與作用彈簧、摩擦阻力以及銜鐵質(zhì)量有關(guān)。電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵釋放的力有兩種：一種是利用彈簧的反力（如圖1-1（b）

12、所示） 常用低壓電器 28一種是利用銜鐵自身的重力（如圖1-1（d）所示）反力特性曲線如圖1-5的曲線3所示。其中 為電磁機(jī)構(gòu)氣隙的初始值； 為動(dòng)靜觸頭開(kāi)始接觸時(shí)的氣隙長(zhǎng)度。這時(shí)觸頭上的初壓力作用到銜鐵上，由于超行程機(jī)構(gòu)的彈力作用，反力特性在 1處有一突變；在 0的區(qū)域內(nèi)，氣隙越小，觸頭壓得越緊，反力越大，這就是整個(gè)吸合過(guò)程中的阻力特性。常用低壓電器 29但事實(shí)上，當(dāng)線圈中通過(guò)交流電流時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為交變量，即 ，代入式（1-1）中，得： 常用低壓電器 30（1-6）(a)磁通示意圖 (b)電磁吸力圖圖1-6 加短路環(huán)后的磁通和電磁吸力圖從圖1-6(b)中可以看出，電磁吸力 的最小值為0。當(dāng)電

13、磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，鐵心吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值小于反力時(shí)，鐵心釋放；所以當(dāng)電源電壓變化一周時(shí)，電磁鐵吸合二次，釋放二次，電磁機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，因此不能正常工作。解決的辦法是在鐵心端面開(kāi)一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅質(zhì)短路環(huán)，如圖1-6(a)。常用低壓電器 31電磁機(jī)構(gòu)的交變磁通穿過(guò)短路環(huán)所包圍的截面 ，在環(huán)中產(chǎn)生渦流，此渦流產(chǎn)生的磁通 在相位上落后于截面S1中的磁通 ，由 、 產(chǎn)生吸力為 + ，只要此合力始終超過(guò)其反力，銜鐵的振動(dòng)現(xiàn)象就消失。一般短路環(huán)包圍2/3的鐵心端面。常用低壓電器 321.2.4 電磁機(jī)構(gòu)吸力特性與反力特性的配合電磁機(jī)構(gòu)吸力特性與反力特性的配合電磁機(jī)構(gòu)在整個(gè)吸合過(guò)

14、程中，吸力需大于反力，吸力特性在反力特性的上方，這樣觸頭才能閉合接通電路，但也不能過(guò)大，否則會(huì)影響電器的機(jī)械壽命。當(dāng)切斷電磁機(jī)構(gòu)的激勵(lì)電流釋放銜鐵時(shí)，其反力特性必須大于剩磁吸力，才能保證銜鐵可靠釋放。在使用中常常調(diào)整反力彈簧或觸頭初壓力以改變反力特性，就是為了使之與吸合特性良好配合。常用低壓電器 33電磁機(jī)構(gòu)激勵(lì)線圈的電壓或電流為其輸入量x，銜鐵的位置為其輸出量y，y =f（x）稱為輸入輸出特性。這類矩形特性曲線統(tǒng)稱為繼電特性，如圖1-7所示。常用低壓電器 34圖1-7 電磁機(jī)構(gòu)的繼電特性y代表電磁機(jī)構(gòu)的輸出量，x表示輸入量，使吸力特性處于反力特性上方的最小輸入量xc表示，為電磁機(jī)構(gòu)的動(dòng)作值；

15、使吸力特性處于反力特性下方的最大輸入量xf表示，為電磁機(jī)構(gòu)的釋放值；x=0 xc時(shí)，y =0即電磁機(jī)構(gòu)釋放，當(dāng)xxc時(shí)，y =1即電磁機(jī)構(gòu)吸合；xxc時(shí)，y = 1，當(dāng) xxf時(shí)，y =0。常用低壓電器 351.2.5觸頭及滅弧原理觸頭及滅弧原理低壓電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由觸頭及其滅弧裝置組成。1、觸頭觸頭（觸點(diǎn)）是電器的執(zhí)行部分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?。觸頭通常由動(dòng)、靜觸頭組合而成。觸頭的接觸形式有點(diǎn)接觸如球面對(duì)球面、球面對(duì)平面等；線接觸如圓柱對(duì)平面、圓柱對(duì)圓柱等和面接觸如平面對(duì)平面三種，如圖l-8所示。常用低壓電器 36常用低壓電器37圖1-8 觸頭的三種接觸形式(a)點(diǎn)接觸圖l-8（a）球形

16、-球形、球形-平面均為點(diǎn)接觸，它常用于小電流的電器中，如接觸器的輔助觸頭或繼電器觸頭；常用低壓電器38圖l-8（b）圓柱-圓柱或圓柱-平面為線接觸，觸頭接通或分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，接觸過(guò)程如圖l-9所示，開(kāi)始接觸時(shí)，動(dòng)靜觸頭在A點(diǎn)接觸，靠彈簧的壓力經(jīng)B點(diǎn)滾到C點(diǎn)（工作電）；斷開(kāi)時(shí)作相反運(yùn)動(dòng)，這樣可以清除觸頭表面的氧化膜，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間工作的位置在C點(diǎn)而不是在易燒灼的A點(diǎn)，從而保證觸頭的良好接觸，它多用于中等容量的觸頭，如接觸器的主觸頭；圖1-8 觸頭的三種接觸形式(b)線接觸圖1-9 線性觸頭的接觸過(guò)程常用低壓電器39圖1-8 觸頭的三種接觸形式(c)面接觸圖l-8（c）平面-平面是面接觸，允許通過(guò)

17、大電流，觸頭接觸表面上鑲有合金，以減小觸頭接觸電阻和提高耐磨性，多用于較大容量接觸器主觸頭。（a）最終斷開(kāi)位置常用低壓電器 40圖1-10 雙斷點(diǎn)橋式觸頭（b）剛剛接觸位置（c）最終閉合位置圖1-10為雙斷點(diǎn)橋式觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖。常用低壓電器 41具有兩個(gè)有效滅弧區(qū)域，滅弧效果很好。 小容量交流接觸器或繼電器采用這種觸頭時(shí)，有利于熄?。挥|頭開(kāi)距小，使電器結(jié)構(gòu)緊湊，體積??； 觸頭閉合時(shí)沖擊能量小，無(wú)軟連接，有利于提高機(jī)械壽命。其優(yōu)點(diǎn)：常用低壓電器42缺點(diǎn)：觸頭不能自動(dòng)凈化，觸頭材料必須用銀或銀基合金；每個(gè)觸頭的接觸壓力小，電動(dòng)穩(wěn)定性較低；觸頭參數(shù)不易調(diào)節(jié)。觸頭接觸電阻觸頭一般都是選用導(dǎo)電率高的金

18、屬材料做成的，兩個(gè)金屬接觸面總是凹凸不平的，只有少數(shù)的點(diǎn)才能真正接觸上。當(dāng)觸頭接通電路時(shí)，觸頭實(shí)際上通電截面很小。此外，金屬在空氣中被氧化或硫化，在其表面生成氧化膜或硫化膜，而后者的電阻率比金屬本體大得多，這都使得觸頭接觸處的電阻增大。希望接觸電阻盡量小些。接觸面積大、接觸壓力大、觸頭材料電阻率小、塑性形變好、表面光滑的觸頭接觸電阻較小。 常用低壓電器43觸頭在從分離到閉合的接通過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，即觸頭的閉合-分離-再閉合過(guò)程的重復(fù)。觸頭閉合瞬間，動(dòng)觸頭撞擊靜觸頭，動(dòng)觸頭在反力作用下被反彈，壓縮動(dòng)觸頭彈簧被。一旦彈簧的張力大于反作用力，動(dòng)觸頭又被推向與靜觸頭接觸。這樣，動(dòng)靜觸頭又碰撞、

19、反彈。但彈回的距離一次比一次小，直到彈跳完全停歇，觸頭完全閉合。常用低壓電器44除機(jī)械碰撞外，觸頭電流僅從兩觸頭間少數(shù)接觸點(diǎn)流過(guò)，形成收縮狀電流線，觸頭間的收縮電流產(chǎn)生的電動(dòng)力也能導(dǎo)致觸頭振動(dòng)，特別是當(dāng)接通較大電流時(shí)，電動(dòng)力的影響更加顯著。 常用低壓電器45觸頭的機(jī)械振動(dòng)會(huì)使觸頭表面產(chǎn)生電氣磨損，當(dāng)觸頭接觸表面有熔化的金屬時(shí)，一旦機(jī)械振動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，熔化了的金屬便因失去電弧產(chǎn)生的大量熱量而凝固，使動(dòng)、靜觸頭粘在一起，再也不能分開(kāi)，而發(fā)生熔焊現(xiàn)象。適當(dāng)增大觸頭彈簧的初壓力、減小觸頭質(zhì)量、降低觸頭的接通速度都可減少振動(dòng)。為了減小接觸電阻及減弱接觸頭的振動(dòng)，需要在觸頭間加一定的壓力，此壓力一般由彈簧

20、產(chǎn)生。常用低壓電器46當(dāng)動(dòng)觸頭與靜觸頭剛接觸時(shí)，由于安裝時(shí)動(dòng)觸頭的彈簧已經(jīng)被預(yù)壓了一段，因而產(chǎn)生一個(gè)初壓力FC，初壓力削弱接觸振動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)觸頭彈簧預(yù)壓縮量來(lái)增減。觸頭閉合后彈簧在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下被進(jìn)一步壓縮，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)終止時(shí)，彈簧產(chǎn)生終壓力FZ。終壓力減小接觸電阻。彈簧被進(jìn)一步壓縮的距離，稱為觸頭的超程，超程越大終壓力亦越大。有了超程，使觸頭在被磨損的情況下仍具有一定的接觸壓力，使之能繼續(xù)正常工作。常用低壓電器472、滅弧原理（1）電弧的產(chǎn)生 觸頭在通電狀態(tài)下，當(dāng)觸頭間剛出現(xiàn)斷口時(shí)，兩觸頭間距很小，電場(chǎng)強(qiáng)度很大，在高熱和強(qiáng)電場(chǎng)作用下，金屬內(nèi)部自由電子從陰極表面逸出，奔向陽(yáng)極，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中撞擊中

21、性氣體分子，使之激勵(lì)和游離，產(chǎn)生正離子和電子，因此，在觸頭間隙產(chǎn)生大量的帶電粒子，使氣體導(dǎo)電形成灼熱的電子流即電弧。電弧的存在既燒損觸頭金屬表面，降低電器壽命，又延長(zhǎng)了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間，所以必須迅速消除。常用低壓電器48（2）常用的滅弧方法 迅速增大電弧長(zhǎng)度 電弧長(zhǎng)度增加，使觸點(diǎn)間隙增加，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，同時(shí)散熱面積增大，降低電弧溫度，因而電弧容易熄滅。冷卻 使電弧與冷卻介質(zhì)接觸，帶走電弧熱量，使復(fù)合運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，電弧熄滅。常用低壓電器49（3）常用的滅弧裝置 電動(dòng)力吹弧 如圖1-11所示，它是一種橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭。當(dāng)觸頭打開(kāi)時(shí)，在斷口中產(chǎn)生電弧，在電動(dòng)力F的作用下，使電弧向外運(yùn)動(dòng)并拉長(zhǎng)，加快冷卻并

22、熄滅。這種滅弧方法一般用于交流接觸器等交流電器中。常用低壓電器50圖1-11 電動(dòng)力滅弧示意圖1-靜觸頭2-動(dòng)觸頭磁吹式滅弧磁吹式滅弧裝置如圖1-12所示。在觸頭回路中串入吹弧線圈（較粗的幾匝導(dǎo)線，其間穿以鐵心增加導(dǎo)磁性），通電流后產(chǎn)生較大磁通。觸頭分開(kāi)的瞬間產(chǎn)生的電弧就是載流體，它在磁通的作用下產(chǎn)生電磁力F，把電弧拉長(zhǎng)并冷卻從而滅弧。由于這種滅弧裝置是利用電弧電流本身滅弧，因而電弧電流越大，吹弧的能力也越強(qiáng)，它廣泛應(yīng)用于直流接觸器中。常用低壓電器51圖1-12 磁吹式滅弧裝置常用低壓電器52滅弧柵滅弧 滅弧柵片由許多鍍銅薄鋼片組成，片間距離為23mm，安放在觸頭上方的滅弧罩內(nèi)，如圖1-13所

23、示。一旦發(fā)生電弧，電弧周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，使導(dǎo)磁的鋼片上渦流產(chǎn)生，將電弧吸入柵片，電弧被柵片分割成許多串聯(lián)的短電弧，當(dāng)交流電壓過(guò)零時(shí)電弧自然熄滅，兩柵片間必須有150250V電壓，電弧才能重燃。這樣一來(lái)，一方面電源電壓不足以維持電弧，同時(shí)由于柵片的散熱作用，電弧自然熄滅后很難重燃。這是一種常用的交流滅弧裝置。常用低壓電器53（a）柵片滅弧原理 （b）電弧進(jìn)入柵片的圖形圖1-13 滅弧柵滅弧原理常用低壓電器54窄縫滅弧利用滅弧罩的窄縫來(lái)實(shí)現(xiàn)滅弧的。滅弧罩內(nèi)只有一個(gè)縱縫，縫的下部寬些上部窄些，如圖1-14所示。當(dāng)觸頭斷開(kāi)時(shí)，電弧在電動(dòng)力作用下進(jìn)入縫內(nèi)，窄縫可將電弧弧柱直徑壓縮，使電弧同縫壁緊密接觸，加強(qiáng)

24、冷卻和消電離作用，使電弧熄滅加快。常用于交流和直流接觸器上。常用低壓電器55圖1-14 窄縫滅弧裝置常用低壓電器56多斷點(diǎn)滅弧在交流繼電器和接觸器中常采用橋式觸頭，如圖l-10所示，這種觸頭有兩個(gè)斷點(diǎn)，交流電路在過(guò)零后，若一對(duì)斷點(diǎn)處電弧重燃需要150250V電壓，則兩對(duì)斷點(diǎn)就需要300500V電壓。若斷點(diǎn)電壓達(dá)不到此值，電弧過(guò)零后因不能重燃而熄滅，所以有利于滅弧。常用低壓電器57開(kāi)關(guān)電器是電氣控制中的基本組成元件，在各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用，如刀開(kāi)關(guān)、低壓斷路器、控制器、接觸器、啟動(dòng)器、控制繼電器、熔斷器、主令電器等，控制系統(tǒng)的優(yōu)劣和開(kāi)關(guān)電器的性能有直接的關(guān)系。常用低壓電器581.3.1 刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)

25、刀開(kāi)關(guān)是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣泛的一種手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)電器。在低壓電路中作為不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐酚?，或用?lái)將電路與電源隔離。常用的刀開(kāi)關(guān)有HD型單投刀開(kāi)關(guān)、HS型雙投刀開(kāi)關(guān)、HR型熔斷器式開(kāi)關(guān)、HZ型組合刀開(kāi)關(guān)、HK型閘刀開(kāi)關(guān)、HY型倒順刀開(kāi)關(guān)、HH型鐵殼刀開(kāi)關(guān)等。常用低壓電器591、HD系列單投刀開(kāi)關(guān)和HS系列雙投刀開(kāi)關(guān)HD系列單投刀開(kāi)關(guān)和HS系列雙投刀開(kāi)關(guān)使用于交流50Hz、額定電壓至380V，直流電壓至440V，額定電流至1500A的成套配電裝置中，用于不頻繁的手動(dòng)接通和分?jǐn)嘟?、直流電路或隔離開(kāi)關(guān)用。常用低壓電器60（1）HD型單投刀開(kāi)關(guān) 按極分有1極、2極、3極，其操作示意圖及圖形符號(hào)如圖1

26、-15所示。常用低壓電器61（a）（b） （c）（d） （e） （f） （g） （h）（a）直接手動(dòng)操作；（b）手柄操作；（c）一般圖形符號(hào)；（d）手動(dòng)符號(hào)；（e）三極單投開(kāi)關(guān)符號(hào)；（f）一般隔離開(kāi)關(guān)符號(hào)；（g）手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)符號(hào)；（h）三極單投刀隔離開(kāi)關(guān)符號(hào)。 圖1-15 HD型單投開(kāi)關(guān)示意圖及圖形符號(hào)常用低壓電器62刀開(kāi)關(guān)型號(hào)的含義如下：常用低壓電器63（2）HS型雙投刀開(kāi)關(guān)HS型雙投刀開(kāi)關(guān)也稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，常用于雙電源的切換和雙供電線路的切換等，其示意圖及圖形符號(hào)如圖1-16所示。常用低壓電器64圖1-16 HS型雙投刀開(kāi)關(guān)示意圖及圖形符號(hào)2、HR型熔斷器式開(kāi)關(guān)HR型熔斷器式開(kāi)關(guān)也稱刀熔開(kāi)關(guān)如

27、圖1-17所示，它實(shí)際是刀開(kāi)關(guān)和熔斷器的組合。刀熔開(kāi)關(guān)操作方便，并簡(jiǎn)化了供電線路。刀熔開(kāi)關(guān)可以由熔斷器切斷故障電流，但不能切斷正常的工作電流，故一般應(yīng)在無(wú)正常工作電流的情況下進(jìn)行操作。刀熔開(kāi)關(guān)適用于交流50Hz、額定電壓至380V，額定電流至600A的配電系統(tǒng)中，作用是短路保護(hù)和電纜、導(dǎo)線的過(guò)載保護(hù)。常用低壓電器65圖1-17 HR型熔斷器式開(kāi)關(guān)示意圖及圖形符號(hào)常用低壓電器663、HZ型組合刀開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)如圖1-18所示，采用疊裝式觸頭元件組合成旋轉(zhuǎn)操作的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，一般用于電氣設(shè)備電源引入開(kāi)關(guān)，也可用于非頻繁地通斷電路、換接電源和負(fù)載，測(cè)量三相電壓以及控制小容量感應(yīng)電機(jī)。常用低壓電

28、器67圖1-18 HZ型組合刀開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖及圖形符號(hào)常用低壓電器68常用低壓電器694、HK型閘刀開(kāi)關(guān) HK型開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)俗稱閘刀或膠殼刀開(kāi)關(guān)如圖1-19（a）所示，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、使用維修方便，主要用做電氣照明電路、電熱電路、小容量電動(dòng)機(jī)電路等不頻繁控制開(kāi)關(guān)，也可用做分支電路的配電開(kāi)關(guān)。常用低壓電器70 （a） （b） （c）1上膠蓋；2下膠蓋；3插座；4觸刀；5操作手柄；6固定螺母；7進(jìn)線端；8熔絲；9觸點(diǎn)座；10底座；11出線端；12觸刀；13插座；14熔斷器；15速斷彈簧；16轉(zhuǎn)軸；17操作手柄。（a）開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)；（b）封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)；(c)圖形文字符號(hào) 圖1-19 HK

29、型開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)示意圖及圖形符號(hào)常用低壓電器715、HH型鐵殼刀開(kāi)關(guān) HH型封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)俗稱鐵殼開(kāi)關(guān)，它由鋼板外殼、觸刀開(kāi)關(guān)、操作機(jī)構(gòu)、熔斷器等組成如圖1-19（b）所示。鐵殼開(kāi)關(guān)帶有滅弧裝置，能夠通斷負(fù)荷電流，熔斷器用于切斷短路電流。一般用于小型電力排灌、電熱器、電氣照明線路的配電設(shè)備中，用于不頻繁接通與分?jǐn)嚯娐?，還可直接用于異步電機(jī)的非頻繁全壓?jiǎn)?dòng)控制。常用低壓電器721.3.2 低壓斷路器低壓斷路器 低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣斷路器，簡(jiǎn)稱自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，分為框架式DW系列（又稱萬(wàn)能式）和塑殼式DZ系列（又稱裝置式）兩類，主要用于分配電能，非頻繁地對(duì)電路手動(dòng)接通和分?jǐn)啵⒃陔娐钒l(fā)生過(guò)載、短路及

30、失壓時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?。常用低壓電?3框架式DW系列如圖1-20所示，塑殼式DZ系列如圖1-21所示。圖1-20 圖1-21 常用低壓電器74斷路器主要由主觸頭、滅弧系統(tǒng)、各種脫扣器三部分組成。脫扣器包括過(guò)電流脫扣器、失壓（欠壓）脫扣器、熱脫扣器、分勵(lì)脫扣器和自由脫扣器，如圖1-22所示。1主觸頭，2自由脫扣器，3過(guò)流脫扣器，4分勵(lì)脫扣器，5熱脫扣器，6失壓脫扣器，7按鈕。圖1-22 斷路器結(jié)構(gòu)常用低壓電器75斷路器開(kāi)關(guān)是靠操作機(jī)構(gòu)手動(dòng)或電動(dòng)合閘的，觸頭合閉后，自由脫扣器機(jī)構(gòu)將觸頭鎖在合閘位置上。分勵(lì)脫扣器用于遠(yuǎn)距離控制分?jǐn)嚯娐?，?dāng)在遠(yuǎn)方按下按鈕時(shí)，分勵(lì)脫扣器得電產(chǎn)生電磁力使其脫扣跳閘。當(dāng)電路發(fā)

31、生故障時(shí)，通過(guò)各自的脫扣器使自由脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作，自動(dòng)跳閘以實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。常用低壓電器76即過(guò)電流脫扣器當(dāng)線路的電流大于所整定的過(guò)電流和短路電流值時(shí)，過(guò)電流脫扣器所產(chǎn)生的電磁力使掛鉤脫扣，動(dòng)觸點(diǎn)在彈簧的拉力下迅速斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)斷路器的跳閘功能；常用低壓電器77失壓（欠壓）脫扣器用于失壓保護(hù)，當(dāng)失壓（欠壓）脫扣器上的線圈的電壓（線路電壓）正常時(shí)處于吸合狀態(tài)，斷路器可以正常合閘，當(dāng)電壓很低或停電時(shí)，失壓（欠壓）脫扣器的吸力小于彈簧的反力，彈簧使動(dòng)鐵芯向上使掛鉤脫扣，實(shí)現(xiàn)斷路器的跳閘功能；熱脫扣器用于線路的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，工作原理與熱繼電器相同。不同的斷路器的保護(hù)是不同的，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選用。常用低壓電器7

32、8低壓斷路器的主要參數(shù)有：額定電壓額定電流極數(shù)脫扣器類型和其額定電流及其征訂范圍電磁脫扣器整定范圍主觸頭的分?jǐn)嗄芰ΤＳ玫蛪弘娖?91.3.3 控制器控制器控制器是一種手動(dòng)操作、直接控制主電路大電流（10A600A）的開(kāi)關(guān)電器，有KT型凸輪控制器、KG鼓型控制器、KP型平面控制器三種。其作用和原理相似，下面以KT型凸輪控制器為例加以說(shuō)明，如圖1-23所示。常用低壓電器80 (a) (b)(a)1極12位凸輪控制器示意圖；(b) 1極12位凸輪控制器圖形符號(hào)。圖1-23KT型凸輪控制器的結(jié)構(gòu)原理示意圖及圖形符號(hào)常用低壓電器81凸輪控制器主要由觸頭、轉(zhuǎn)軸、凸輪、杠桿、手柄、滅弧罩、定位機(jī)構(gòu)等組成。它

33、具有多組觸點(diǎn)，并由多個(gè)凸輪分別控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)較復(fù)雜電路中的多個(gè)觸點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)控制。圖1-23（b）中的圖形符號(hào)中粗線條表示極數(shù)，細(xì)線條表示位數(shù)，小黑點(diǎn)表示本極在該位接通。常用低壓電器82凸輪控制器是一種大型的手動(dòng)控制器，主要用于起重等設(shè)備中直接控制中小型線繞式步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)、停止、調(diào)速、換向和制動(dòng)等。其優(yōu)點(diǎn)為控制線路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)元件少、維護(hù)方便等，缺點(diǎn)是體積大、操作笨重、不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。目前常用的有KT10、KTJ14、KTJ15、KTJ16等系列。常用低壓電器831.3.4 接觸器接觸器接觸器是用利用電磁吸力的作用來(lái)使觸頭閉合或斷開(kāi)大電流（5A1000A）電路（電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載主電路）自

34、動(dòng)切換電器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)控制。主要用于控制電機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等。它具有低電壓釋放保護(hù)功能。在電力拖動(dòng)自動(dòng)控制中被廣泛應(yīng)用。接觸器通常按主觸頭工作電流分為交流接觸器與直流接觸器，如圖1-24所示，其相應(yīng)的圖形符號(hào)如圖1-25所示。接觸器工作原理在1.2節(jié)中已敘述。常用低壓電器841-主觸頭；2-常閉輔助觸頭；3-常開(kāi)輔助觸頭；4-動(dòng)鐵芯（銜鐵）；5-電磁線圈；6-靜鐵芯；7-滅弧罩；8-彈簧。 圖1-24 接觸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖常用低壓電器85 （a） （b） （c） （d）（a）線圈；（b）主觸頭；（c）常開(kāi)（動(dòng)合）輔助觸頭；（d）常閉（動(dòng)斷）輔助觸頭 圖1-25 接觸器圖形符號(hào)常用

35、低壓電器861、交流接觸器 交流接觸器由三部分組成：（1）觸頭系統(tǒng)，采用雙斷電橋式觸頭結(jié)構(gòu)，一般有3對(duì)常開(kāi)主觸頭。（2）電磁系統(tǒng)，包括動(dòng)靜、鐵芯，吸引線圈，反力彈簧。（3）滅弧系統(tǒng)，大容量接觸器（20A以上）采用狹縫滅弧罩及滅弧柵片滅弧，小容量接觸器采用雙斷口觸頭滅弧、電動(dòng)力滅弧、相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧。常用低壓電器87當(dāng)套在靜鐵芯上的吸引線圈通電后，產(chǎn)生電磁吸力，克服釋放彈簧的反作用力將動(dòng)銜鐵吸合，動(dòng)銜鐵牽動(dòng)觸頭系統(tǒng)動(dòng)作，使常閉觸頭分開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合。當(dāng)線圈斷電后，磁力消失，動(dòng)銜鐵在釋放彈簧的作用下返回原位置，觸頭恢復(fù)原狀態(tài)，即常開(kāi)觸頭分?jǐn)?，常閉觸頭閉合。從而達(dá)到接通或分?jǐn)嗑€路的控制目

36、的。 常用低壓電器882、直流接觸器 直流接觸器主要用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘀绷麟娐?，尤其是用于控制頻繁啟停、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)的直流電機(jī)及各種直流電磁系統(tǒng)中。其結(jié)構(gòu)與原理基本與交流接觸器相同，主要區(qū)別在于鐵芯結(jié)構(gòu)、線圈形狀、觸頭形狀數(shù)量、滅弧方式、吸力特性及故障形式等方面。常用低壓電器893、接觸器的主要技術(shù)參數(shù) 接觸器使用廣泛，額定工作電流或額定功率等參數(shù)是隨使用條件不同而變化的。只有根據(jù)不同使用條件正確選用，才能保證接觸器可靠運(yùn)行，常見(jiàn)的接觸器的型號(hào)及含義如圖1-26和圖1-27所示。常用低壓電器90（1）額定電壓：接觸器的額定電壓是指主觸頭的額定電壓，應(yīng)等于負(fù)載的額定電壓。 （2）額定電流：接觸

37、器的額定電流是指主觸頭的額定電流，它是在規(guī)定工作條件下（額定工作電壓、使用類別、額定工作制和操作頻率等），保證電器正常工作的電流值。 （3）電磁線圈的額定電壓：電磁線圈的額定電壓等于控制回路的電源電壓。（4）觸頭數(shù)目：接觸器的觸頭數(shù)目應(yīng)能滿足控制線路的要求。 常用低壓電器91（5）額定操作頻率：接觸器額定操作頻率是指每小時(shí)接通次數(shù)。 （6）約定發(fā)熱電流：接觸器處于非封閉的狀態(tài)下，按規(guī)定條件試驗(yàn)時(shí)，其各部件在8h工作制下的溫升不超過(guò)值時(shí)所能承受的最大電流。（7）接通和分?jǐn)嗄芰Γ褐附佑|器主觸點(diǎn)在規(guī)定條件下，能可靠接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。常用低壓電?2圖1-26 圖1-27常用低壓電器93根據(jù)接觸器的

38、使用類別不同對(duì)主觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰Φ囊笠膊煌?，而不同類別的接觸器是根據(jù)其不同控制對(duì)象（負(fù)載）的控制方式所規(guī)定的。常見(jiàn)的接觸器使用類別及典型用途見(jiàn)表1-1，表中AC1和DC1類允許接通和分?jǐn)囝~定電流；AC2、DC3和DC5類允許接通和分?jǐn)?倍的額定電流；AC3和AC4 類允許接通和分?jǐn)?倍的額定電流。常用低壓電器94表1-1 常見(jiàn)的接觸器使用類別及典型用途常用低壓電器951.3.5 啟動(dòng)器啟動(dòng)器 啟動(dòng)器用于三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止控制，它是一種成套的低壓控制裝置。由于電機(jī)的啟動(dòng)電流 較大（額定電流的67倍），在電機(jī)啟動(dòng)期間，線路電壓會(huì)降低較多，一方面會(huì)影響線路上其它設(shè)備的運(yùn)行，另一方面電機(jī)

39、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將減小，啟動(dòng)發(fā)生困難，甚至啟動(dòng)失敗，因此大功率三相異步電動(dòng)機(jī)不能直接啟動(dòng)，需要啟動(dòng)器啟動(dòng)。常用低壓電器96三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式有以下幾種：1、直接啟動(dòng)。對(duì)電網(wǎng)沖擊較大。2、降壓?jiǎn)?dòng)。主要有熱自藕降壓?jiǎn)?dòng)和星三角降壓?jiǎn)?dòng)。熱自藕降壓?jiǎn)?dòng)是通過(guò)自藕變壓器在啟動(dòng)時(shí)降低電動(dòng)機(jī)電壓，同時(shí)也就降低了啟動(dòng)電流。啟動(dòng)電壓一般降低至額定電壓的55%75%左右。優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)改變自藕變壓器的抽頭圈數(shù)方便地改變啟動(dòng)電壓。缺點(diǎn)是自藕變壓器體積大、成本高。常用低壓電器97星三角降壓?jiǎn)?dòng)是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的接線方式而改變啟動(dòng)電壓。在啟動(dòng)時(shí)，使用繼電器方法使電動(dòng)機(jī)接線方式為星形，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的相電壓為原來(lái)的1/ ，當(dāng)

40、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的80%左右時(shí)，控制繼電器改變電動(dòng)機(jī)接線方式為三角形，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)是成本低，接線簡(jiǎn)單，工作可靠。缺點(diǎn)是無(wú)法改變啟動(dòng)電壓的比率，同時(shí)無(wú)法使用到原本在星形接法的電動(dòng)機(jī)。 常用低壓電器983、頻敏電阻啟動(dòng)。通過(guò)在電動(dòng)機(jī)主回路中串聯(lián)頻敏電阻，以降低啟動(dòng)電流。頻敏電阻能夠平滑地改變啟動(dòng)電流，對(duì)電網(wǎng)沖擊較小，是較為理想的啟動(dòng)方式。但目前大功率頻敏電阻大都是采用電感的形式，所以會(huì)產(chǎn)生較大的電磁渦流，降低電網(wǎng)的功率因數(shù)。4、變頻啟動(dòng)。通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的恒頻壓比控制，達(dá)到電動(dòng)機(jī)的緩啟緩?fù)Ｄ康?。常用低壓電?91.3.6 控制繼電器控制繼電器控制繼電器用于電路的邏輯控制，繼電

41、器具有邏輯記憶功能，能組成復(fù)雜的邏輯控制電路，繼電器用于將某種電量（如電壓、電流）或非電量（如溫度、壓力、速度、時(shí)間等）的變化量轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的自動(dòng)控制功能。常用低壓電器1001、繼電器的用途作為控制元件，繼電器有如下用途：（1）擴(kuò)大控制范圍。例如，多觸點(diǎn)繼電器控制信號(hào)達(dá)到某一定值時(shí)，可以按觸點(diǎn)組的不同形式，同時(shí)換接、開(kāi)斷、接通多路電路。（2）放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個(gè)很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。常用低壓電器101（3）綜合信號(hào)。例如，當(dāng)多個(gè)控制信號(hào)按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時(shí)，經(jīng)過(guò)比較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效果。（4）自動(dòng)、遙控、監(jiān)測(cè)。例如，自動(dòng)裝

42、置上的繼電器與其它電器一起，可以組成程序控制線路，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。常用低壓電器1022、繼電器的分類繼電器可按作用原理、外形尺寸、保護(hù)特征、觸點(diǎn)負(fù)載、產(chǎn)品用途等分類，以下按作用原理分類。常用低壓電器103（1）電磁式繼電器電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)原理與接觸器類似，也是由鐵芯、銜鐵、線圈、釋放彈簧、觸頭等部分組成，圖1-28（a）是直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖。電磁式繼電器分直流繼電器、交流繼電器、中間繼電器、電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器等。它們起到控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)、調(diào)節(jié)等作用。 常用低壓電器104（a）直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖（b）繼電器輸入-輸出特性圖1-28 直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)

43、示意圖常用低壓電器105圖1-28（b）中繼電器釋放值X1（線包電壓）與繼電器吸合值X2之比稱為繼電器返回系數(shù)k，它體現(xiàn)了繼電器的靈敏度?？刂评^電器的k值一般為0.10.4, 保護(hù)繼電器的k值一般為0.850.9。一般繼電器的吸合時(shí)間與釋放時(shí)間為0.05s0.15s, 快速繼電器的吸合時(shí)間與釋放時(shí)間為0.005s0.05s。常用低壓電器106（2）中間繼電器中間繼電器本質(zhì)上是一種電壓繼電器，如圖1-29所示。（a）中間繼電器示意圖 （b）中間繼電器圖形符號(hào) 圖1-29中間繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)常用低壓電器107中間繼電器在控制電路中起邏輯變換和狀態(tài)記憶的功能，以及用于擴(kuò)展接點(diǎn)的容量（一般

44、為5A10A）和數(shù)量。常用低壓電器108（3）電流繼電器電流繼電器的線圈與被測(cè)量電路串聯(lián)，以反映電路電流的變化，其線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，線圈阻抗小。這樣通過(guò)電流時(shí)的壓降很小，不會(huì)影響負(fù)載電路的電流，而仍可獲得需要的磁勢(shì)。電流繼電器可分為欠電流繼電器和過(guò)電流繼電器。如圖1-30 電流繼電器的圖形符號(hào)。常用低壓電器109欠電流繼電器用于欠電流保護(hù)或控制，在正常工作時(shí)，銜鐵是吸合的，只有當(dāng)電流降低到某一整定值時(shí)，繼電器才釋放，輸出信號(hào)。其吸引電流為線圈額定電流的30%65%，釋放電流為額定電流的10%20%。過(guò)電流繼電器用在電路正常工作時(shí)不動(dòng)作，當(dāng)電流超過(guò)到某一整定值時(shí)才動(dòng)作，整定范圍為線圈額定電流的

45、1.14.0倍。常用低壓電器110（a）欠電流繼電器 （b）過(guò)電流繼電器 圖1-30 電流繼電器的圖形符號(hào)常用低壓電器111（4）電壓繼電器電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)以反映負(fù)載電壓，其線圈匝數(shù)多而導(dǎo)線細(xì)。根據(jù)動(dòng)作電壓值不同，電壓繼電器分欠電壓繼電器、過(guò)電壓繼電器和零電壓繼電器，它們分別起到欠壓、過(guò)壓、零壓保護(hù)作用。過(guò)電壓繼電器動(dòng)作電壓范圍為額定電壓的105%120%；欠電壓繼電器吸合動(dòng)作電壓范圍為額定電壓的20%50%，釋放電壓調(diào)整范圍為額定電壓的7%20%；零電壓繼電器動(dòng)作當(dāng)電壓降低至額定電壓的5%25%時(shí)動(dòng)作，如圖1-31 電壓繼電器的圖形符號(hào)。常用低壓電器112 （a）欠電壓繼電器 （b

46、）過(guò)電壓繼電器 圖1-31 電壓繼電器的圖形符號(hào)常用低壓電器113（5） 熱繼電器熱繼電器的種類常用的有：雙金屬片式，利用雙金屬片式受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作。熱敏電阻式，利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成的熱繼電器。易熔合金式，利用過(guò)載電流發(fā)熱使易熔合金達(dá)到某一溫度值時(shí)，合金熔化而使繼電器動(dòng)作。常用低壓電器1143、熱繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)切斷電路的保護(hù)電器，圖1-32為雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)，它主要由發(fā)熱元件、雙金屬片、觸頭、接線端子及動(dòng)作機(jī)構(gòu)（包括復(fù)位按鈕、傳動(dòng)桿、彈簧、調(diào)節(jié)旋鈕、復(fù)位螺絲等）等部分組成。常用低壓電器115雙金屬片是一種將兩

47、種線膨脹系數(shù)不同的金屬機(jī)械輾壓方法使之形成一體的金屬片。膨脹系數(shù)大的（如鐵鎳鉻合金、銅合金、高鋁合金等）稱為主動(dòng)層，膨脹系數(shù)小的（如鐵鎳類合金）稱為被動(dòng)層。由于兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬緊密地貼合在一起，當(dāng)產(chǎn)生熱效應(yīng)時(shí)，使得雙金屬片向膨脹系數(shù)小的一側(cè)彎曲，由于彎曲產(chǎn)生的位移帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。常用低壓電器116熱元件一般由銅鎳合金、鎳鉻鐵合金或鐵鉻鋁等合金電阻材料制成，其形狀有圓絲、扁絲、片狀和帶材幾種。熱元件串接于電動(dòng)機(jī)等負(fù)載回路中，通過(guò)熱元件的電流就是電動(dòng)機(jī)等負(fù)載的工作電流（對(duì)于大容量的熱繼電器裝有速飽和互感器，熱元件串接在二次回路中）。常用低壓電器117當(dāng)電動(dòng)機(jī)等負(fù)載正常運(yùn)行時(shí)，其工作電流通過(guò)熱

48、元件產(chǎn)生的熱量不足以使雙金屬變形，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作；當(dāng)電動(dòng)機(jī)等負(fù)載發(fā)生過(guò)流電流且超過(guò)整定值時(shí)，雙金屬片的熱量增大而發(fā)生彎曲，直到使觸點(diǎn)動(dòng)作，通過(guò)控制電路切斷電動(dòng)機(jī)等負(fù)載的工作電源。同時(shí)，熱元件也因失電而逐漸降溫，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的冷卻，雙金屬片恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。常用低壓電器118熱繼電器動(dòng)作電流的調(diào)節(jié)是通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)旋鈕是一個(gè)偏心輪，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕可以改變傳動(dòng)桿和動(dòng)觸點(diǎn)之間的傳動(dòng)距離，距離越長(zhǎng)，動(dòng)作電流越大；反之亦然。熱繼電器復(fù)位方式有自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。將復(fù)位螺絲旋入，使常開(kāi)的靜觸點(diǎn)向動(dòng)觸點(diǎn)靠近，這樣動(dòng)觸點(diǎn)在閉合時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在雙金屬片冷卻后動(dòng)觸點(diǎn)也返回，為自動(dòng)復(fù)位方式。如果將復(fù)

49、位螺絲旋出，觸點(diǎn)不能自動(dòng)復(fù)位，為手動(dòng)復(fù)位方式。在手動(dòng)復(fù)位方式下，需在雙金屬片恢復(fù)原狀時(shí)按下復(fù)位按鈕才能使觸點(diǎn)復(fù)位。常用低壓電器119 熱繼電器主要參數(shù)有：熱繼電器額定電流、相數(shù)、熱元件額定電流、整定電流及調(diào)節(jié)范圍等。熱繼電器的額定電流是指熱繼電器中可以安裝的熱元件的最大整定電流值。熱元件額定電流是指熱元件的最大整定電流值。繼電器的整定電流是指熱元件能夠長(zhǎng)期通過(guò)而不致引起熱繼電器動(dòng)作的最大電流值。熱繼電器具有反時(shí)限保護(hù)特性，見(jiàn)表1-2所示。通常熱繼電器的整定電流是按電動(dòng)機(jī)等負(fù)載的額定電流整定的。常用低壓電器120表1-2 熱繼電器的保護(hù)特性常用低壓電器121（a）雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖 (

50、b) 雙金屬片式熱繼電圖形符號(hào)圖1-32 為雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)常用低壓電器1224、時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器用來(lái)按照所需時(shí)間間隔，接通或斷開(kāi)被控制的電路，以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機(jī)械的各種動(dòng)作。線圈動(dòng)作后，觸頭經(jīng)過(guò)延時(shí)才動(dòng)作，這類觸頭稱為延時(shí)觸頭。此外，目前多數(shù)時(shí)間繼電器附有瞬時(shí)觸頭。時(shí)間繼電器種類很多，按其動(dòng)作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和電子式。按延時(shí)方式時(shí)有通電延時(shí)和斷電延時(shí)型。圖1-33為空氣阻尼式時(shí)間繼電器示意圖及圖形符號(hào)。常用低壓電器123（a）通電延時(shí)繼電器示意圖；常用低壓電器124(b)通電延時(shí)繼電器圖形符號(hào)；常用低壓電器125(c)斷電延時(shí)繼電器示意圖；常用

51、低壓電器126 （d）斷電延時(shí)繼電器圖形符號(hào)；圖1-33空氣阻尼式時(shí)間繼電器示意圖及圖形符號(hào)常用低壓電器127空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)。由直動(dòng)式雙E型鐵心電磁機(jī)構(gòu)、氣囊式阻尼器延時(shí)機(jī)構(gòu)和LX5型微動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭系統(tǒng)三部分組成。通電延時(shí)型與斷電延時(shí)型僅是電磁鐵倒置1800安裝的，它們工作原理相似。常用低壓電器128如圖1-34（a）通電延時(shí)繼電器示意圖，當(dāng)線圈通電后，銜鐵向下吸合并帶動(dòng)托板下移，活塞桿在釋放彈簧的作用下，開(kāi)始下降，但空氣室的空氣受進(jìn)氣孔處調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖璧K而是活塞下降緩慢，到達(dá)最終準(zhǔn)位置時(shí)通過(guò)杠桿壓動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，使其常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合，起到通電延時(shí)作用。常用低

52、壓電器129 空氣阻尼式時(shí)間繼電器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、延時(shí)范圍大（分0.4s60s和0.4s180s兩種,操作頻率600次/h）、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低及不受電源電壓和頻率波動(dòng)的影響；缺點(diǎn)是延時(shí)誤差大(15%)、無(wú)調(diào)節(jié)刻度指示，一般用于延時(shí)要求不高的場(chǎng)合。常用低壓電器1305、速度繼電器速度繼電器用來(lái)反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的自動(dòng)電器。常用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)電路，又稱為反接制動(dòng)繼電器。常用低壓電器131(a)外形 (b）結(jié)構(gòu) (c）符號(hào) 圖1-34 速度繼電器常用低壓電器132速度繼電器主要由轉(zhuǎn)子、圓環(huán)（鼠型空心繞組）、觸點(diǎn)三部分組成。轉(zhuǎn)子由一塊永久磁體制成，于電動(dòng)機(jī)同軸相連，用以接受轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)轉(zhuǎn)子（磁

53、鐵）旋轉(zhuǎn)時(shí)，鼠型空心繞組切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，形成環(huán)內(nèi)電流，此電流與磁鐵磁場(chǎng)相作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，圓環(huán)在此轉(zhuǎn)矩的作用下帶動(dòng)擺桿，克服彈簧力而順轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向擺動(dòng)，并撥動(dòng)觸點(diǎn)改變其通斷狀態(tài)。常用低壓電器133當(dāng)調(diào)節(jié)彈簧彈力時(shí)，可使速度繼電器在不同轉(zhuǎn)速時(shí)切換觸點(diǎn)改變通斷狀態(tài)。通常速度繼電器都有二對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，一對(duì)用于正轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作，一對(duì)用于反轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作。其動(dòng)作轉(zhuǎn)速一般不低于120r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速約在100r/min以下，工作時(shí)，允許的轉(zhuǎn)速高達(dá)10003600r/min。常用低壓電器1341.3.7 熔斷器熔斷器熔斷器是一種最簡(jiǎn)單有效而價(jià)廉的保護(hù)電器，是利用金屬的溶化作用來(lái)切斷電路的，通常串接在被

54、保護(hù)的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路或嚴(yán)重過(guò)載的保護(hù)元件。熔斷器是由熔體和熔座組成，熔體（熔片或熔絲）用電阻率較高的易熔合金鉛錫合金制成，也可用截面積甚小的良導(dǎo)體銅、銀制成。1、熔斷器分類 常用的熔斷器如圖1-35，有瓷插式、螺旋式、有填料密封管式、無(wú)填料管式等幾種類型。常用低壓電器135（a）瓷插式； （b）有填料螺旋式； 常用低壓電器136（c）無(wú)填料密封管式； （d）符號(hào) 圖1-35 常用的熔斷器結(jié)構(gòu)螺旋式熔斷器RL在熔斷管裝有石英砂，熔體埋于其中，熔體熔斷時(shí)，電弧噴向石英砂及其縫隙，可迅速降溫而熄滅。為了便于監(jiān)視，熔斷器一端裝有色點(diǎn)，不同色點(diǎn)表示不同的熔體電流，熔體熔斷時(shí)，色點(diǎn)跳出，

55、示意熔體已熔斷。螺旋式熔斷器額定電流5A200A，主要用于短路電流大的分支電路或有易燃?xì)怏w的場(chǎng)所。常用低壓電器137有填料管式熔斷器RT有填料管式熔斷器是一種有限流作用的熔斷器，由填有石英砂的瓷熔管、觸點(diǎn)、鍍銀銅柵狀熔體組成。填料管式熔斷器均裝在特別的底座上，如帶隔離刀閘的底座或以熔斷器為隔離刀的底座上，通過(guò)手動(dòng)機(jī)構(gòu)操作。填料管式熔斷器額定電流為50A1000A，主要用于短路電流大的電路或有易燃?xì)怏w的場(chǎng)所。常用低壓電器138無(wú)填料管式熔斷器RM無(wú)填料管式熔斷器的熔絲管由纖維物制成，使用的熔體為變截面的鋅合金片。熔體熔斷時(shí)，纖維熔管的部分纖維物因受熱而分解，產(chǎn)生高壓氣體，使電弧很快熄滅。無(wú)填料管

56、式熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、保護(hù)性能好、使用方便等特點(diǎn)，一般均與刀開(kāi)關(guān)組成熔斷器刀開(kāi)關(guān)組合使用。常用低壓電器139有填料管式快速熔斷器RS有填料管式快速熔斷器是一種快速動(dòng)作型的熔斷器，由熔斷管、觸點(diǎn)底座、動(dòng)作指示器和熔體組成。熔體為銀質(zhì)窄截面或網(wǎng)狀形式，熔體為一次性使用，不能自行更換。由于其具有快速動(dòng)作性，一般為半導(dǎo)體整流元件保護(hù)用。常用低壓電器1402、熔斷器的安秒特性 熔斷器的作用原理可用保護(hù)特性或安秒特性來(lái)表示，安秒特性是指熔化電流與熔化時(shí)間的關(guān)系，如表1-3、圖1-36所示。表1-3 熔斷器的熔化電流與熔化時(shí)間常用低壓電器141常用低壓電器142圖1-36 熔斷器的按秒特性熔斷器的主要技術(shù)參

57、數(shù)包括額定電壓、熔體額定電流、熔斷器額定電流、極限分?jǐn)嗄芰Φ取?額定電壓，保證熔斷器能長(zhǎng)期正常工作的電壓。 熔體額定電流，熔體長(zhǎng)期通過(guò)而不會(huì)熔斷的電流。 熔斷器額定電流，保證熔斷器能長(zhǎng)期正常工作的電流。常用低壓電器143 極限分?jǐn)嗄芰?，熔斷器在額定電壓下所能開(kāi)斷的最大短路電流。熔體額定電流按被保護(hù)設(shè)備的負(fù)荷電流選擇，熔斷器額定電流應(yīng)大于熔體額定電流。常用低壓電器1443、熔斷器的選用熔斷器的選擇主要是選擇熔斷器的類型、額定電壓、額定電流和熔體的額定電流等。熔斷器的類型選擇 主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小而定。比如，用于保護(hù)照明和電動(dòng)機(jī)的熔斷器，一般是考慮它們的過(guò)載保護(hù)，這時(shí)希望熔斷器的

58、熔化系數(shù)適當(dāng)小些，所以容量較小的照明線路和電動(dòng)機(jī)宜采用熔體為鉛鋅合金的RCIA系列熔斷器；常用低壓電器145而大容量的照明線路和電動(dòng)機(jī)除過(guò)載保護(hù)外，還應(yīng)考慮短路時(shí)的分?jǐn)喽搪冯娏髂芰Γ舳搪冯娏鬏^小時(shí)可采用熔體為錫質(zhì)的RCIA系列或熔體為鋅質(zhì)的 RM10系列熔斷器；用于車間低壓供電線路的 保護(hù)熔斷器，一般是考慮短路時(shí)的分?jǐn)嗄芰?，?dāng)短路電流較大時(shí)，宜采用具有高分?jǐn)嗄芰Φ腞L1系列熔斷器，當(dāng)短路電流相當(dāng)大時(shí)，宜采用具有限流作用的RT0及RT12系列熔斷器。常用低壓電器146熔體額定電流的選擇如果熔體額定電流選擇偏大，負(fù)載在短路或長(zhǎng)期過(guò)負(fù)載時(shí)不能及時(shí)熔斷；選擇過(guò)小，可能在正常負(fù)載電流作用下就會(huì)熔斷，影

59、響正常運(yùn)行。因此，為保證設(shè)備正常運(yùn)行，必須根據(jù)負(fù)載性質(zhì)合理選擇熔體額定電流。常用低壓電器147用于保護(hù)照明或電熱設(shè)備的熔斷器，因?yàn)樨?fù)載電流比較穩(wěn)定，所以，熔體的額定電流應(yīng)Ire等于或稍大于負(fù)載的額定電流Ie。即 IreIe 。用于保護(hù)單臺(tái)長(zhǎng)期電動(dòng)機(jī)或電焊機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)熔斷，即Ire（1.52.5）Ie 。輕載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間比較短時(shí)，系數(shù)可取近1.5；帶重載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)，系數(shù)可取近2.5。常用低壓電器148用于保護(hù)頻繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮頻繁啟動(dòng)時(shí)的發(fā)熱，熔斷器也不應(yīng)熔斷，則選 Ire（33.5）Ie 。用于保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的

60、熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時(shí)也不應(yīng)熔斷。通常將其中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，而其余電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流，為此 Ire（1.52.5）Iemax+Ie 。常用低壓電器149熔斷器之間的配合 為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上、下級(jí)（即供電干、支線）熔斷器應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級(jí)（供電干線）熔斷器的熔斷額定電流比下一級(jí)（供電支線）大12個(gè)級(jí)差。熔斷器額定電壓的選擇熔斷器額定電壓應(yīng)大于或等于所在電路的額定電壓。常用低壓電器150主令電器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用來(lái)發(fā)布控制指令。主令電器的種類繁多，按其作用可以分為控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。1、按鈕開(kāi)關(guān)按鈕開(kāi)關(guān)用來(lái)切斷和接通控制電路。