第一章 低壓電器

1、第一章第一章 常用低壓電器常用低壓電器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 常用低壓電器的基本問題常用低壓電器的基本問題第三節(jié)第三節(jié) 接觸器接觸器第四節(jié)第四節(jié) 控制繼電器控制繼電器第五節(jié)第五節(jié) 其它常用電器其它常用電器第一章第一章 低壓電器低壓電器 電器電器是一種常用的電氣設(shè)備，它能根據(jù)外界特是一種常用的電氣設(shè)備，它能根據(jù)外界特定的信號和要求，自動和手動接通或斷開電路，斷定的信號和要求，自動和手動接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實現(xiàn)對電路或非電對象續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)。的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)。 電氣化電氣化是指為

2、了提高勞動生產(chǎn)率，減輕體力勞是指為了提高勞動生產(chǎn)率，減輕體力勞動，把電力廣泛地應用到所有國民經(jīng)濟地領(lǐng)域里，動，把電力廣泛地應用到所有國民經(jīng)濟地領(lǐng)域里，特別是用做機器的動力。特別是用做機器的動力。 根據(jù)我國電工專業(yè)范圍的劃分與分工，低壓根據(jù)我國電工專業(yè)范圍的劃分與分工，低壓電器（電器（low-voltage apparatus）標準規(guī)定，標準規(guī)定，低壓電低壓電器器通常是指額定電壓在直流通常是指額定電壓在直流1500 V及其以下及其以下、 交交流流1200 V及其以下的電路中起通斷、控制、保護及其以下的電路中起通斷、控制、保護和調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備，以及利用電能來控制保和調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備，以及利用

3、電能來控制保護和調(diào)節(jié)非電過程和非電裝置的用電裝備。護和調(diào)節(jié)非電過程和非電裝置的用電裝備。 采用電磁原理構(gòu)成的低壓電器元件，稱為采用電磁原理構(gòu)成的低壓電器元件，稱為電電磁式低壓電器磁式低壓電器。 利用集成電路或電子元件構(gòu)成的低壓電器元利用集成電路或電子元件構(gòu)成的低壓電器元件，稱為件，稱為電子式低壓電器電子式低壓電器。 利用現(xiàn)代控制原理構(gòu)成的低壓電器元件或利用現(xiàn)代控制原理構(gòu)成的低壓電器元件或裝裝置，稱為置，稱為自動化電器自動化電器、智能化電器智能化電器或或通信電器通信電器。 根據(jù)電器的控制原理、結(jié)構(gòu)原理及用途，又根據(jù)電器的控制原理、結(jié)構(gòu)原理及用途，又可分為可分為終端組合式電器終端組合式電器、智能化

4、電器智能化電器和和模數(shù)化電模數(shù)化電器器等。等。 低壓電器作為基本元器件廣泛應用于發(fā)電廠、低壓電器作為基本元器件廣泛應用于發(fā)電廠、變電所、工礦企業(yè)、交通運輸和國防工業(yè)等的電變電所、工礦企業(yè)、交通運輸和國防工業(yè)等的電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動控制系統(tǒng)中。隨著工農(nóng)力輸配電系統(tǒng)和電力拖動控制系統(tǒng)中。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，供電系統(tǒng)的容量不斷擴大，業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，供電系統(tǒng)的容量不斷擴大，低壓電器的額定電壓等級范圍有相應提高的趨勢。低壓電器的額定電壓等級范圍有相應提高的趨勢。同時，電子技術(shù)也將日益廣泛地用于低壓電器中。同時，電子技術(shù)也將日益廣泛地用于低壓電器中。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、常用低壓電器的

5、分類一、常用低壓電器的分類 低壓電器種類繁多，功能多樣，用途廣泛，低壓電器種類繁多，功能多樣，用途廣泛，結(jié)構(gòu)各異。其分類方法亦很多，常用分類方法有結(jié)構(gòu)各異。其分類方法亦很多，常用分類方法有以下幾種。以下幾種。 （一）按用途分類（一）按用途分類 1、控制電器：用于各種控制電器和控制系、控制電器：用于各種控制電器和控制系統(tǒng)的電器。如手動電器有轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕等；統(tǒng)的電器。如手動電器有轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕等；自動電器有接觸器、繼電器、電磁閥等；自動保自動電器有接觸器、繼電器、電磁閥等；自動保護電器有熱繼電器、熔斷器等。護電器有熱繼電器、熔斷器等。 2、配電電器：用于電能輸送和分配的電器，、配電電器：

6、用于電能輸送和分配的電器，如刀開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器等。如刀開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器等。 3、執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳送功、執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳送功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。 4、可通信低壓電器：帶有計算機接口和通、可通信低壓電器：帶有計算機接口和通信接口，可與計算機網(wǎng)絡連接的電器，如智能化信接口，可與計算機網(wǎng)絡連接的電器，如智能化斷路器，智能化接觸器及電動機控制器等。斷路器，智能化接觸器及電動機控制器等。 5、終端電器：用于線路末端的一種小型化、終端電器：用于線路末端的一種小型化、模數(shù)化的組合式開關(guān)電器，可根據(jù)需要組合成具模數(shù)化的組

7、合式開關(guān)電器，可根據(jù)需要組合成具有對電路和用電設(shè)備進行配電、保護、控制、調(diào)有對電路和用電設(shè)備進行配電、保護、控制、調(diào)節(jié)、報警等功能的電路設(shè)備，包括各種智能單元、節(jié)、報警等功能的電路設(shè)備，包括各種智能單元、信號指示器、防護外殼和附件等。信號指示器、防護外殼和附件等。 （二）按應用場合分類（二）按應用場合分類 1、一般用途低壓電器：也稱為基本系列低、一般用途低壓電器：也稱為基本系列低壓電器，是在正常工作條件下工作的低壓電器。這壓電器，是在正常工作條件下工作的低壓電器。這類電器用于電力系統(tǒng)，冶金企業(yè)、機器制造業(yè)及其類電器用于電力系統(tǒng)，冶金企業(yè)、機器制造業(yè)及其他工業(yè)的配電系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)以及自動控制

8、系他工業(yè)的配電系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)。其他各類低壓電器一般是在此類低壓電器的基統(tǒng)。其他各類低壓電器一般是在此類低壓電器的基礎(chǔ)上派生出來的。礎(chǔ)上派生出來的。 2、礦用低壓電器：具有防爆功能，適用于、礦用低壓電器：具有防爆功能，適用于含煤塵及甲烷等爆炸性氣體的環(huán)境。含煤塵及甲烷等爆炸性氣體的環(huán)境。 3、化工用低壓電器：具有防腐蝕功能，適、化工用低壓電器：具有防腐蝕功能，適用于有腐蝕性氣體和粉塵的場所。用于有腐蝕性氣體和粉塵的場所。 4、船用低壓電器：具有耐顛簸、振動和沖、船用低壓電器：具有耐顛簸、振動和沖擊功能，能在很大的傾斜條件下工作，而且耐潮擊功能，能在很大的傾斜條件下工作，而且耐

9、潮濕，能抵抗鹽霧和霉菌的侵蝕。濕，能抵抗鹽霧和霉菌的侵蝕。 5、牽引低壓電器：常用于電力機車，其工、牽引低壓電器：常用于電力機車，其工作環(huán)境溫度較高，能耐傾斜、振動和沖擊。作環(huán)境溫度較高，能耐傾斜、振動和沖擊。 6、航空低壓電器：能在任何位置上可靠地、航空低壓電器：能在任何位置上可靠地工作，體積小，重量輕，耐沖擊和振動。工作，體積小，重量輕，耐沖擊和振動。 （三）按操作方式分類（三）按操作方式分類 可分為手動電器和自動電器?？煞譃槭謩与娖骱妥詣与娖?。手動電器手動電器屬于屬于非自動切換的開關(guān)電器，如按鈕、刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開非自動切換的開關(guān)電器，如按鈕、刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)和主令電器等。關(guān)、行程

10、開關(guān)和主令電器等。 自動電器自動電器有接觸器、繼電器和斷路器等。有接觸器、繼電器和斷路器等。操作方式操作方式有人力操作、人力儲能操作、電磁鐵操有人力操作、人力儲能操作、電磁鐵操作、電動機操作和氣動操作等。作、電動機操作和氣動操作等。 （四）按使用系統(tǒng)分類（四）按使用系統(tǒng)分類 1、自動控制電力拖動系統(tǒng)用電器：有接觸、自動控制電力拖動系統(tǒng)用電器：有接觸器、起動器和控制繼電器等。對這類電器的主要器、起動器和控制繼電器等。對這類電器的主要技術(shù)要求是有一定的通斷能力、操作頻率高、電技術(shù)要求是有一定的通斷能力、操作頻率高、電氣和機械壽命長等。氣和機械壽命長等。 2、電力系統(tǒng)用電器：有斷路器、熔斷器等。、電

11、力系統(tǒng)用電器：有斷路器、熔斷器等。對這類電器的主要技術(shù)要求是通斷能力強、限流對這類電器的主要技術(shù)要求是通斷能力強、限流效果好、電動穩(wěn)定性高和保護性能完善等。效果好、電動穩(wěn)定性高和保護性能完善等。 3、自動化通信系統(tǒng)用電器：有微型繼電器、自動化通信系統(tǒng)用電器：有微型繼電器和晶體管邏輯元件等。對這類電器的主要技術(shù)要和晶體管邏輯元件等。對這類電器的主要技術(shù)要求是動作快、靈敏度高和抗干擾能力強等。求是動作快、靈敏度高和抗干擾能力強等。 （五）按電器執(zhí)行功能分類（五）按電器執(zhí)行功能分類 1、有觸頭（點）電器：電器通斷電路的、有觸頭（點）電器：電器通斷電路的執(zhí)行功能由觸頭來實現(xiàn)。執(zhí)行功能由觸頭來實現(xiàn)。 2

12、、無觸頭電器：電器通斷電路的執(zhí)行功能、無觸頭電器：電器通斷電路的執(zhí)行功能根據(jù)輸出信號的邏輯電平來實現(xiàn)。根據(jù)輸出信號的邏輯電平來實現(xiàn)。 3、混合電器：有觸頭和無觸頭結(jié)合的電器?；旌想娖鳎河杏|頭和無觸頭結(jié)合的電器。 （六）按電力拖動自動控制系統(tǒng)用電器分類（六）按電力拖動自動控制系統(tǒng)用電器分類 1、接觸器：有交流接觸器、直流接觸器、接觸器：有交流接觸器、直流接觸器、切換電容器接觸器、真空接觸器和智能接觸器等切換電容器接觸器、真空接觸器和智能接觸器等類型。類型。 2、繼電器：有電壓繼電器、電流繼電器、時間、繼電器：有電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、中間繼電器、熱繼電器、溫度繼電器、壓力繼電器、中間

13、繼電器、熱繼電器、溫度繼電器、壓力繼電器、速度繼電器和固態(tài)繼電器等。繼電器、速度繼電器和固態(tài)繼電器等。 3、主令電器：有按鈕、微動開關(guān)、接近開關(guān)、主令電器：有按鈕、微動開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)和主令控制器等行程開關(guān)和主令控制器等 4、執(zhí)行電器：有電磁鐵、電磁閥、電磁離合器、執(zhí)行電器：有電磁鐵、電磁閥、電磁離合器和電磁抱閘等。和電磁抱閘等。 5、熔斷器：有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、熔斷器：有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、有填料密封式熔斷器、無填料密封式熔斷器、快有填料密封式熔斷器、無填料密封式熔斷器、快速熔斷器和自恢復熔斷器等類型。速熔斷器和自恢復熔斷器等類型。 6、低壓斷路器：有萬能框架式低壓

14、斷路器、低壓斷路器：有萬能框架式低壓斷路器、裝置式（塑殼式）低壓斷路器和智能化斷路器等裝置式（塑殼式）低壓斷路器和智能化斷路器等類型。類型。 7、隔離開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)：有單極、雙極和隔離開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)：有單極、雙極和三極等類型，并有多種安裝形式。三極等類型，并有多種安裝形式。 8、成套電器：主要有低壓控制屏（柜）、成套電器：主要有低壓控制屏（柜）、低壓配電屏（柜）、動力配電箱（柜）和照明配低壓配電屏（柜）、動力配電箱（柜）和照明配電箱（柜）四大類。電箱（柜）四大類。 二、二、 低壓電器產(chǎn)品型號類組代號低壓電器產(chǎn)品型號類組代號 見下表低壓電器產(chǎn)品型號編制方法。見下表低壓電器產(chǎn)品型號編制方法。123

15、4567熱帶產(chǎn)品代號熱帶產(chǎn)品代號規(guī)格代號規(guī)格代號品種派生代號品種派生代號品種代號品種代號系列派生代號系列派生代號設(shè)計代號設(shè)計代號類組代號類組代號（一）全型號組成形式如下：（一）全型號組成形式如下： 1、類組代號：用兩位或三位漢語拼音字、類組代號：用兩位或三位漢語拼音字母，第一位為類別代號，第二、三位為組別代號，母，第一位為類別代號，第二、三位為組別代號，代表產(chǎn)品名稱，由型號頒發(fā)單位按表代表產(chǎn)品名稱，由型號頒發(fā)單位按表1-1確定。確定。 2、設(shè)計代號：用阿拉伯數(shù)字表示，位數(shù)、設(shè)計代號：用阿拉伯數(shù)字表示，位數(shù)不限，其中設(shè)計編號為二位及二位以上時，首位不限，其中設(shè)計編號為二位及二位以上時，首位數(shù)：數(shù)

16、：“9”表示船用；表示船用；“8”表示防爆用；表示防爆用；“7”表示紡織用；表示紡織用；“6”表示農(nóng)業(yè)用；表示農(nóng)業(yè)用；“5”表示化表示化工用。由型號頒發(fā)單位統(tǒng)一編排。工用。由型號頒發(fā)單位統(tǒng)一編排。 3、系列派生代號：用一位或二位漢語拼音、系列派生代號：用一位或二位漢語拼音字母，表示全系列產(chǎn)品變化的特征，由型號頒發(fā)字母，表示全系列產(chǎn)品變化的特征，由型號頒發(fā)單位根據(jù)表單位根據(jù)表1-2統(tǒng)一確定。統(tǒng)一確定。 4、品種代號：用阿拉伯數(shù)字表示，位數(shù)不、品種代號：用阿拉伯數(shù)字表示，位數(shù)不限，根據(jù)各產(chǎn)品的主要參數(shù)確定，一般用電流、限，根據(jù)各產(chǎn)品的主要參數(shù)確定，一般用電流、電壓或容量參數(shù)表示。電壓或容量參數(shù)表示

17、。 5、品種派生代號：用一位或二位漢語拼音、品種派生代號：用一位或二位漢語拼音字母，表示系列內(nèi)個別品種的變化特征，由型號頒字母，表示系列內(nèi)個別品種的變化特征，由型號頒發(fā)單位根據(jù)表發(fā)單位根據(jù)表1-2統(tǒng)一確定。統(tǒng)一確定。 6、規(guī)格代號：用阿拉伯數(shù)字表示，位數(shù)不、規(guī)格代號：用阿拉伯數(shù)字表示，位數(shù)不限，表示除品種以外的需進一步說明的產(chǎn)品特征，限，表示除品種以外的需進一步說明的產(chǎn)品特征，如極數(shù)、脫扣方式、用途等。如極數(shù)、脫扣方式、用途等。 7、熱帶產(chǎn)品代號：表示產(chǎn)品的環(huán)境適應性、熱帶產(chǎn)品代號：表示產(chǎn)品的環(huán)境適應性特征，由型號頒發(fā)單位根據(jù)表特征，由型號頒發(fā)單位根據(jù)表1-2確定。確定。表表1-1 低壓電器產(chǎn)

18、品型號類組代號表低壓電器產(chǎn)品型號類組代號表代代號號名名稱稱ABCDGHJKLMPQRSTUWXYZH刀刀開開關(guān)關(guān)和和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換開開關(guān)關(guān)刀刀開開關(guān)關(guān)封封閉閉式式負負荷荷開開關(guān)關(guān)開開啟啟式式負負荷荷開開關(guān)關(guān)熔熔斷斷器器式式刀刀開開關(guān)關(guān)刀刀形形轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換開開關(guān)關(guān)其其它它組組合合開開關(guān)關(guān)R熔熔斷斷器器插插入入式式匯匯流流排排式式螺螺旋旋式式封封閉閉管管式式快快速速有有填填料料管管式式限限流流其其它它自自復復D自自動動開開關(guān)關(guān)照照明明滅滅磁磁快快速速柜柜架架式式限限流流其其它它塑塑料料外外殼殼式式K控控制制器器鼓鼓形形平平面面凸凸輪輪其其它它 柜架式原稱萬能式；塑料外殼式原稱裝置式。柜架式原稱萬能式；塑料外

19、殼式原稱裝置式。代代號號名名稱稱ABCDGHJKLMPQRSTUWXYZC接接觸觸器器磁磁力力高高壓壓交交流流真真空空滅滅磁磁中中頻頻時時間間其其它它直直流流Q起起動動器器按按鈕鈕式式電電磁磁式式減減壓壓手手動動油油浸浸無無觸觸點點星星三三角角其其它它綜綜合合J控控制制繼繼電電器器漏漏電電電電流流頻頻率率熱熱時時間間通通用用溫溫度度其其它它中中間間L主主令令電電器器按按鈕鈕接接近近開開關(guān)關(guān)主主令令控控制制器器主主令令開開關(guān)關(guān)足足踏踏開開關(guān)關(guān)旋旋鈕鈕萬萬能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換開開關(guān)關(guān)行行程程開開關(guān)關(guān)其其它它Z電電阻阻器器板板形形元元件件沖沖片片元元件件帶帶形形元元件件管管形形元元件件鋸鋸齒齒形形元元件件非

20、非線線性性電電力力電電阻阻燒燒結(jié)結(jié)元元件件鑄鑄鐵鐵元元件件電電阻阻器器硅硅碳碳電電阻阻元元件件代代號號名名稱稱ABCDG HJK LMPQRSTUWXYZB變變阻阻器器懸懸臂臂式式勵勵磁磁頻頻敏敏起起動動石石墨墨起起動動調(diào)調(diào)速速油油浸浸起起動動液液體體起起動動滑滑線線式式其其它它T調(diào)調(diào)整整器器電壓電壓M電電磁磁鐵鐵此處此處的的D改為改為E 閥閥用用牽牽引引起起重重液液壓壓制制動動A其其它它觸觸電電保保護護器器插插銷銷信號信號燈燈接接線線盒盒交流交流接觸接觸器節(jié)器節(jié)電器電器電電鈴鈴表表1-2 通用派生代號表通用派生代號表派生字母派生字母代表意義代表意義A、B、C、D結(jié)構(gòu)設(shè)計稍有改進和變化結(jié)構(gòu)設(shè)計

21、稍有改進和變化C插入式，抽屜式插入式，抽屜式D達標驗證攻關(guān)達標驗證攻關(guān)E電子式電子式J交流、防濺式、較高通斷能力型、節(jié)能型交流、防濺式、較高通斷能力型、節(jié)能型Z直流、自動復位、防震、重任務、正向、組合式、中性接線直流、自動復位、防震、重任務、正向、組合式、中性接線柱式柱式W無滅弧裝置、無極性、失電壓、外銷用無滅弧裝置、無極性、失電壓、外銷用N可逆、逆向可逆、逆向S有鎖住機構(gòu)、手動復位、放水式、三相、三個電源、雙線圈有鎖住機構(gòu)、手動復位、放水式、三相、三個電源、雙線圈P電磁復位、防滴式、單相、兩個電源、電壓的、電動機操作電磁復位、防滴式、單相、兩個電源、電壓的、電動機操作K開啟式開啟式H保護式、

22、帶緩沖裝置保護式、帶緩沖裝置M密封式、滅磁、母線式密封式、滅磁、母線式派生字母派生字母代表意義代表意義Q防塵式、手車式、柜式防塵式、手車式、柜式L電流的、摺板式、漏電保護、單獨安裝式電流的、摺板式、漏電保護、單獨安裝式F高返回、帶分勵脫扣、縱縫滅弧結(jié)構(gòu)式防護蓋式高返回、帶分勵脫扣、縱縫滅弧結(jié)構(gòu)式防護蓋式X限流限流G高電感、高通斷能力型高電感、高通斷能力型TH濕熱帶型濕熱帶型TA干熱帶型干熱帶型表表1-3 特殊環(huán)境條件派生代號表特殊環(huán)境條件派生代號表派生字母派生字母說明說明備注備注T按濕熱帶臨時措按濕熱帶臨時措施制造施制造此項派生代號加注此項派生代號加注在產(chǎn)品全型號后在產(chǎn)品全型號后TH濕熱帶濕熱

23、帶TA干熱帶干熱帶G高原高原H船用船用Y化工防腐用化工防腐用 （二）型號含義及組成（二）型號含義及組成 1、產(chǎn)品型號代表一種類型的系列產(chǎn)品。、產(chǎn)品型號代表一種類型的系列產(chǎn)品。但亦可包括該系列產(chǎn)品的若干派生系列。類組但亦可包括該系列產(chǎn)品的若干派生系列。類組代號與設(shè)計代號的組合（含系列派生代號）表代號與設(shè)計代號的組合（含系列派生代號）表示產(chǎn)品的系列，類組代號的漢語拼音字母方案示產(chǎn)品的系列，類組代號的漢語拼音字母方案見表見表1。如需要三位的類組代號，在編制具體。如需要三位的類組代號，在編制具體型號時，其第三位字母以不重復為原則，臨時型號時，其第三位字母以不重復為原則，臨時擬定之。擬定之。 2、產(chǎn)品全

24、型號代表產(chǎn)品的系列、品種和規(guī)、產(chǎn)品全型號代表產(chǎn)品的系列、品種和規(guī)格，但亦可包括該產(chǎn)品的若干派生品種，即在產(chǎn)格，但亦可包括該產(chǎn)品的若干派生品種，即在產(chǎn)品型號之后附加品種代號、規(guī)格代號以及表示變品型號之后附加品種代號、規(guī)格代號以及表示變化特征的其他數(shù)字或字母?；卣鞯钠渌麛?shù)字或字母。 （三）漢語拼音根據(jù)下列原則之一選用（三）漢語拼音根據(jù)下列原則之一選用 1、優(yōu)先采用所代表對象名稱的漢語拼音第、優(yōu)先采用所代表對象名稱的漢語拼音第一個音節(jié)字母。一個音節(jié)字母。 2、其次采用所代表對象名稱的漢語拼音非、其次采用所代表對象名稱的漢語拼音非第一個音節(jié)字母。第一個音節(jié)字母。 3、如確有困難時，可選用與發(fā)音不相關(guān)

25、的、如確有困難時，可選用與發(fā)音不相關(guān)的字母。字母。 三、低壓電器的應用三、低壓電器的應用 在電力拖動控制系統(tǒng)中在電力拖動控制系統(tǒng)中，低壓電器主要用于，低壓電器主要用于對電動機進行控制、調(diào)節(jié)和保護。對電動機進行控制、調(diào)節(jié)和保護。 在低壓配電電路或動力裝置在低壓配電電路或動力裝置中，低壓電器中，低壓電器主要用于對電路或設(shè)備進行保護以及通斷、轉(zhuǎn)主要用于對電路或設(shè)備進行保護以及通斷、轉(zhuǎn)換電源或負載。換電源或負載。 圖圖1-1為某一工礦企業(yè)典型配電線路，線為某一工礦企業(yè)典型配電線路，線路上設(shè)置了各種低壓電器。路上設(shè)置了各種低壓電器。 這個線路分為三個區(qū)域：這個線路分為三個區(qū)域： 降壓變壓器至中央配電盤母

26、線的線路為主降壓變壓器至中央配電盤母線的線路為主線路。線路。 中央配電盤母線至車間動力配電盤母線的中央配電盤母線至車間動力配電盤母線的線路稱為分支線路。線路稱為分支線路。 車間動力配電盤母線至負載的線路稱為饋車間動力配電盤母線至負載的線路稱為饋電線路。在這三個區(qū)間中各裝置了一些低壓電器。電線路。在這三個區(qū)間中各裝置了一些低壓電器。 主線路上裝有隔離開關(guān)主線路上裝有隔離開關(guān)QS1 和斷路器和斷路器QF1。 分支線路上裝有隔離開關(guān)分支線路上裝有隔離開關(guān)QS2、QS3、QS4和斷路器和斷路器QF2、QF3。 隔離開關(guān)隔離開關(guān)用于維修線路時隔離電源，以保證用于維修線路時隔離電源，以保證維修工作安全進行

27、。維修工作安全進行。 斷路器斷路器是一種多功能保護電器，當線路出現(xiàn)是一種多功能保護電器，當線路出現(xiàn)過載、短路、失電壓或欠電壓故障時，能自動切斷過載、短路、失電壓或欠電壓故障時，能自動切斷故障線路，也可以用于不頻繁地接通和分斷電力線故障線路，也可以用于不頻繁地接通和分斷電力線路。路。 饋電線路中裝有饋電線路中裝有接觸器接觸器KM1、KM2，熱繼熱繼電器電器FR1、FR2和和熔斷器熔斷器FU2。 接觸器接觸器用于正常工作條件下頻繁地接通用于正常工作條件下頻繁地接通和斷開線路，但不能分斷短路電流。和斷開線路，但不能分斷短路電流。 熔斷器熔斷器用于對線路進行短路保護。用于對線路進行短路保護。 熱繼電器

28、熱繼電器用于對電動機進行過載保護。用于對電動機進行過載保護。 由此可見，不同地低壓電器在線路中所由此可見，不同地低壓電器在線路中所承擔地任務是不同的。承擔地任務是不同的。TQS1QF1QS3QS4QS2QF2FU1QF3FU2K1K2K3QF4KM1KM2FR2FR1M23M13中央配電盤母線車間動力配電盤母線圖圖1-1 某工礦企業(yè)典型配電線路某工礦企業(yè)典型配電線路主線路主線路分支線路分支線路饋電線路饋電線路 四、低壓電器額定工作制與正常工作條件四、低壓電器額定工作制與正常工作條件 （一）額定工作制（一）額定工作制 正常情況下，低壓電器地額定工作制有：正常情況下，低壓電器地額定工作制有： 1、

29、8小時工作制：電器的導電電線通以一小時工作制：電器的導電電線通以一穩(wěn)定電流，通電時間足夠長以達到熱平衡，但超穩(wěn)定電流，通電時間足夠長以達到熱平衡，但超過過8小時必須分斷。小時必須分斷。 2、長期工作制：沒有空載期地工作制，電、長期工作制：沒有空載期地工作制，電器地載流回路通以穩(wěn)定電流，而且通電時間可超器地載流回路通以穩(wěn)定電流，而且通電時間可超過過8小時不分斷。小時不分斷。 3、短時工作制：有載時間與空載時間相互、短時工作制：有載時間與空載時間相互交替，且有載時間比空載時間短地工作制，其通交替，且有載時間比空載時間短地工作制，其通電時間不足以使電器達到熱平衡，而兩次通電時電時間不足以使電器達到熱

30、平衡，而兩次通電時間間隔卻足以使電器恢復到等于環(huán)境溫度。間間隔卻足以使電器恢復到等于環(huán)境溫度。 4、斷續(xù)周期工作制：有載時間與空載時、斷續(xù)周期工作制：有載時間與空載時間循環(huán)交替，且有一定比值。由于循環(huán)周期很間循環(huán)交替，且有一定比值。由于循環(huán)周期很短，以至于使電器不能達到熱平衡。短，以至于使電器不能達到熱平衡。 （二）正常工作條件（二）正常工作條件 1、周圍空氣溫度一般規(guī)定為、周圍空氣溫度一般規(guī)定為-5+40（有外殼的電器是指外殼周圍的空氣溫（有外殼的電器是指外殼周圍的空氣溫度），度），24小時內(nèi)其平均值不超過小時內(nèi)其平均值不超過+35。 2、安裝地點的海拔不超過、安裝地點的海拔不超過2000m

31、。 3、安裝地點的空氣最高溫度為安裝地點的空氣最高溫度為+40時，時，其相對濕度不超過其相對濕度不超過50；在較低的溫度時，允；在較低的溫度時，允許有較高的相對濕度，最濕月平均最低溫度不許有較高的相對濕度，最濕月平均最低溫度不超過超過+25，該月的月平均最大相對濕度不超，該月的月平均最大相對濕度不超過過90。對由于溫度變化而在產(chǎn)品上生成凝露。對由于溫度變化而在產(chǎn)品上生成凝露的情況，必須采取措施。的情況，必須采取措施。 4、用來確定電氣間隙和爬電距離的微觀、用來確定電氣間隙和爬電距離的微觀環(huán)境污染等級可分為環(huán)境污染等級可分為4級級: （1）污染等級）污染等級1：無污染或僅有干燥的非：無污染或僅有

32、干燥的非導電性污染。導電性污染。 （2）污染等級污染等級2：一般情況僅有非導電：一般情況僅有非導電性污染，但必須考慮到偶然由于凝露造成短暫的性污染，但必須考慮到偶然由于凝露造成短暫的導電性。導電性。 （3）污染等級）污染等級3：有導電性污染，或由于：有導電性污染，或由于預期的凝露使干燥的非導電性污染變?yōu)閷щ娦晕廴?。預期的凝露使干燥的非導電性污染變?yōu)閷щ娦晕廴尽?（4）污染等級）污染等級4：造成持久性的導電污染。：造成持久性的導電污染。例如由于導電塵?；蛴暄┧斐傻奈廴?。例如由于導電塵埃或雨雪所造成的污染。 工業(yè)用電器一般適用于污染等級為工業(yè)用電器一般適用于污染等級為3級環(huán)境，級環(huán)境，家用和類似

33、用途電器一般選取用于污染等級為家用和類似用途電器一般選取用于污染等級為2級級的環(huán)境。的環(huán)境。第二節(jié)第二節(jié) 常用低壓電器的基本問題常用低壓電器的基本問題 低壓電器的基本結(jié)構(gòu)低壓電器的基本結(jié)構(gòu)有電磁機構(gòu)和觸頭系有電磁機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。觸頭系統(tǒng)存在接觸電阻和電弧等物理統(tǒng)組成。觸頭系統(tǒng)存在接觸電阻和電弧等物理現(xiàn)象，對電器的安全運行影響較大；而電磁機現(xiàn)象，對電器的安全運行影響較大；而電磁機構(gòu)的電磁吸力與反力是決定電器性能的主要因構(gòu)的電磁吸力與反力是決定電器性能的主要因素之一。低壓電器的主要技術(shù)性能指標與參數(shù)素之一。低壓電器的主要技術(shù)性能指標與參數(shù)就是在這些基礎(chǔ)上制訂的。因此，就是在這些基礎(chǔ)上制訂的。因

34、此，觸頭結(jié)構(gòu)的觸頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計、電弧的產(chǎn)生、滅弧裝置的設(shè)計以及電磁吸設(shè)計、電弧的產(chǎn)生、滅弧裝置的設(shè)計以及電磁吸力和反力等問題力和反力等問題是是低壓電器的基本問題低壓電器的基本問題，也是研，也是研究電器元件結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)。正確地選用究電器元件結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)。正確地選用和使用低壓電器元件，對電氣安全運行是極其重和使用低壓電器元件，對電氣安全運行是極其重要的。要的。 一、低壓電器的基本結(jié)構(gòu)一、低壓電器的基本結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上看，電器主要有三個從結(jié)構(gòu)上看，電器主要有三個基本組成部基本組成部分分，即感受部件、執(zhí)行部件和中間部件。，即感受部件、執(zhí)行部件和中間部件。 1、輸入部件（又稱感受部件）、輸入

35、部件（又稱感受部件） 它是接受外界輸入信號，并通過轉(zhuǎn)換、放它是接受外界輸入信號，并通過轉(zhuǎn)換、放大、判斷作出有規(guī)律的反應，使執(zhí)行部分動作，大、判斷作出有規(guī)律的反應，使執(zhí)行部分動作，輸出相應的指令，實現(xiàn)控制的目的。輸出相應的指令，實現(xiàn)控制的目的。 對于有觸點的電磁式電器，感受部件大都對于有觸點的電磁式電器，感受部件大都是電磁機構(gòu)，或者是非電磁式的自動電器。感受是電磁機構(gòu)，或者是非電磁式的自動電器。感受部件則因其工作原理不同而各有差異，如熱繼電部件則因其工作原理不同而各有差異，如熱繼電器是由發(fā)熱元件和雙金屬片等組成。器是由發(fā)熱元件和雙金屬片等組成。 2、輸出部件（又叫執(zhí)行部件）、輸出部件（又叫執(zhí)行部

36、件） 對于開關(guān)類電器，執(zhí)行部件是觸頭系統(tǒng)對于開關(guān)類電器，執(zhí)行部件是觸頭系統(tǒng)（觸點、接點）。它起到接通或斷開電路的作用。（觸點、接點）。它起到接通或斷開電路的作用。 3、中間部件、中間部件 它是使輸入部件的動作指令傳遞到執(zhí)行部它是使輸入部件的動作指令傳遞到執(zhí)行部件的中間機構(gòu)。件的中間機構(gòu)。 較簡單的電器不一定有中間部件，但總較簡單的電器不一定有中間部件，但總有感受部件和執(zhí)行部件。即使是結(jié)構(gòu)很簡單有感受部件和執(zhí)行部件。即使是結(jié)構(gòu)很簡單的熔斷器，也具有感受和執(zhí)行這兩個基本組的熔斷器，也具有感受和執(zhí)行這兩個基本組成部分，如熔斷器的感受部件和執(zhí)行部件統(tǒng)成部分，如熔斷器的感受部件和執(zhí)行部件統(tǒng)一于熔體這一個

37、部件。一于熔體這一個部件。 電磁機構(gòu)是電磁式電器的感測元件，它電磁機構(gòu)是電磁式電器的感測元件，它將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能，從而帶動觸頭動作。將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能，從而帶動觸頭動作。 （一）電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式（一）電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 電磁機構(gòu)由電磁線圈、鐵心和銜鐵三部電磁機構(gòu)由電磁線圈、鐵心和銜鐵三部分組成。根據(jù)由鐵心和銜鐵構(gòu)成的磁路形狀分組成。根據(jù)由鐵心和銜鐵構(gòu)成的磁路形狀及銜鐵運動方式的不同，以及線圈接入電路及銜鐵運動方式的不同，以及線圈接入電路的方式不同，電磁機構(gòu)可分為多種形式。的方式不同，電磁機構(gòu)可分為多種形式。 1、按銜鐵的運動方式分、按銜鐵的運動方式分 （1）銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動拍合式：）銜鐵

38、繞棱角轉(zhuǎn)動拍合式： 銜鐵繞磁軛的棱角而轉(zhuǎn)動，鐵心一般用銜鐵繞磁軛的棱角而轉(zhuǎn)動，鐵心一般用電工軟鐵制成，適用于直流接觸器和繼電器，電工軟鐵制成，適用于直流接觸器和繼電器，如圖如圖1-2d所示。所示。 (2)銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動拍合式：銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動拍合式： 銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動，鐵心一般用硅鋼片疊成，銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動，鐵心一般用硅鋼片疊成，適用于較大容量的交流接觸器，如圖適用于較大容量的交流接觸器，如圖1-2e所所示。示。 123a23b3c2112d313e21圖圖1-2 電磁鐵的結(jié)構(gòu)形式電磁鐵的結(jié)構(gòu)形式1-銜鐵銜鐵 2-鐵心鐵心 3-線圈線圈 （3）銜鐵直線運動式：）銜鐵直線運動式： 銜鐵在線圈內(nèi)作直線運動，較多

39、用于中銜鐵在線圈內(nèi)作直線運動，較多用于中小容量交流接觸器和繼電器中，如圖小容量交流接觸器和繼電器中，如圖1-2a、圖圖1-2b、圖圖1-2c所示。所示。 2、按磁路形狀分、按磁路形狀分 電磁機構(gòu)可分為電磁機構(gòu)可分為U形（如圖形（如圖1-2a、圖圖1-2c、圖圖1-2d所示）和所示）和E形（如圖形（如圖1-2b和和圖圖1-2e所示）。所示）。 3、按線圈的連接方式分、按線圈的連接方式分 （1）串聯(lián)電磁機構(gòu)：）串聯(lián)電磁機構(gòu)： 電磁機構(gòu)的線圈串聯(lián)于電路中，如圖電磁機構(gòu)的線圈串聯(lián)于電路中，如圖1-3a所所示，并且按電路的電流種類還可將其分為直流串聯(lián)示，并且按電路的電流種類還可將其分為直流串聯(lián)電磁機構(gòu)和

40、交流串聯(lián)電磁機構(gòu)。電磁機構(gòu)和交流串聯(lián)電磁機構(gòu)。 串聯(lián)電磁機構(gòu)的銜鐵動作與否取決于線圈中串聯(lián)電磁機構(gòu)的銜鐵動作與否取決于線圈中電流的大小。這種接入方式的線圈又稱為電流線圈，電流的大小。這種接入方式的線圈又稱為電流線圈，(a)(b)圖圖1-3 電磁機構(gòu)中線圈的連接方式電磁機構(gòu)中線圈的連接方式（a）串聯(lián)電磁機構(gòu)串聯(lián)電磁機構(gòu) （b）并聯(lián)電磁機構(gòu)并聯(lián)電磁機構(gòu)它的特點是匝數(shù)少，線徑較粗。具有這種電磁機它的特點是匝數(shù)少，線徑較粗。具有這種電磁機構(gòu)的電器都屬于電流型電器。構(gòu)的電器都屬于電流型電器。 （2）并聯(lián)電磁機構(gòu)：）并聯(lián)電磁機構(gòu)： 電磁機構(gòu)的線圈并接于電路中，如圖電磁機構(gòu)的線圈并接于電路中，如圖1-3b所

41、示。按電路的電流種類可分為直流并聯(lián)電磁機所示。按電路的電流種類可分為直流并聯(lián)電磁機構(gòu)和交流并聯(lián)電磁機構(gòu)。構(gòu)和交流并聯(lián)電磁機構(gòu)。 并聯(lián)電磁機構(gòu)的銜鐵動作與否取決于線并聯(lián)電磁機構(gòu)的銜鐵動作與否取決于線圈兩端電壓的大小，這種接入方式的線圈又稱圈兩端電壓的大小，這種接入方式的線圈又稱為電壓線圈，它的特點是匝數(shù)多，線徑較細。為電壓線圈，它的特點是匝數(shù)多，線徑較細。具有這種電磁機構(gòu)的電器都屬于電壓型電器。具有這種電磁機構(gòu)的電器都屬于電壓型電器。 4、按電磁線圈的種類分、按電磁線圈的種類分 電磁線圈可分為直流線圈和交流線圈兩電磁線圈可分為直流線圈和交流線圈兩種。種。 （二）電磁機構(gòu)的工作特性（二）電磁機構(gòu)的

42、工作特性 電磁機構(gòu)的電磁線圈流過電流后，產(chǎn)生磁電磁機構(gòu)的電磁線圈流過電流后，產(chǎn)生磁場，磁通經(jīng)鐵心、銜鐵和工作氣隙形成回路，產(chǎn)場，磁通經(jīng)鐵心、銜鐵和工作氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸向鐵心；與此同時，銜鐵生電磁吸力，將銜鐵吸向鐵心；與此同時，銜鐵還受到反作用彈簧的反力。只有當電磁吸力大于還受到反作用彈簧的反力。只有當電磁吸力大于彈簧反力時，銜鐵才可靠地被鐵心吸住。而當電彈簧反力時，銜鐵才可靠地被鐵心吸住。而當電磁線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在彈簧力作磁線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在彈簧力作用下，使銜鐵與鐵心脫離，即銜鐵釋放。電磁機用下，使銜鐵與鐵心脫離，即銜鐵釋放。電磁機構(gòu)的工作特性常

43、用吸力特性和反力特性來表示。構(gòu)的工作特性常用吸力特性和反力特性來表示。 吸力特性曲線是指電磁機構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣吸力特性曲線是指電磁機構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣隙的關(guān)系曲線；反力特性曲線是指電磁機構(gòu)使銜隙的關(guān)系曲線；反力特性曲線是指電磁機構(gòu)使銜鐵釋放（復位）的力與氣隙的關(guān)系曲線。鐵釋放（復位）的力與氣隙的關(guān)系曲線。 1、吸力特性、吸力特性 電磁機構(gòu)的吸力特性隨電磁線圈電流種類電磁機構(gòu)的吸力特性隨電磁線圈電流種類（交流和直流）、線圈連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）（交流和直流）、線圈連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）的不同而不同。其近似計算公式為：的不同而不同。其近似計算公式為： u0F=12 u0B2S式中式中 F電磁

44、吸力（電磁吸力（N）；）； B氣隙磁感應強度（氣隙磁感應強度（T）；）； S吸力處的鐵心截面積（吸力處的鐵心截面積（m2）；）； 真空導電系數(shù)，真空導電系數(shù)， u01.2510-6 H/m（1-1） 當鐵心截面積當鐵心截面積S為定值時，電磁吸力為定值時，電磁吸力F與氣隙與氣隙磁感應強度磁感應強度B的平方成正比，也可以認為電磁吸的平方成正比，也可以認為電磁吸力力F與氣隙磁通與氣隙磁通F的平方成正比，即的平方成正比，即 F F2 （1-2） （1）交流電磁機構(gòu)的吸力特性：交流電磁機構(gòu)的吸力特性： 對于具有電壓線圈的交流電磁機構(gòu)，設(shè)外對于具有電壓線圈的交流電磁機構(gòu)，設(shè)外加電壓加電壓U不變，電磁線圈的

45、阻抗主要取決于線圈不變，電磁線圈的阻抗主要取決于線圈的電抗，電阻可忽略不計，則的電抗，電阻可忽略不計，則 UE4.44fNF Fm m （1-31-3） 式中式中 U 線圈外加電壓有效值（線圈外加電壓有效值（V）；）； E 線圈感應電動勢（線圈感應電動勢（V）；）； F 線圈電壓頻率（線圈電壓頻率（Hz）；）； N 線圈匝數(shù)；線圈匝數(shù)； F Fm m 氣隙磁通最大值（氣隙磁通最大值（Wb）。）。 當頻率當頻率f、匝數(shù)匝數(shù)N和外加電壓和外加電壓U都為定值時，磁都為定值時，磁通通F Fm m也為定值。由式（也為定值。由式（1-21-2）可知電磁吸力）可知電磁吸力F F平均平均值也為定值，說明電磁吸

46、力平均值值也為定值，說明電磁吸力平均值F F與氣隙與氣隙大小大小無關(guān)。實際上，考慮到漏磁通的影響，平均電磁無關(guān)。實際上，考慮到漏磁通的影響，平均電磁吸力吸力F F隨氣隙隨氣隙的減小略有增加，如圖的減小略有增加，如圖1-41-4中中F=fF=f（）曲線所示。曲線所示。 雖然電磁機構(gòu)的氣隙磁通雖然電磁機構(gòu)的氣隙磁通近似不變，但氣近似不變，但氣隙磁阻隨氣隙長度隙磁阻隨氣隙長度而變化，根據(jù)磁路歐姆定律而變化，根據(jù)磁路歐姆定律可得：可得：INRmIN/0 0S S IN 0 0S S 式中式中 I電磁線圈電流（電磁線圈電流（A）；）； 氣隙磁通（氣隙磁通（WbWb）；）； N N線圈匝數(shù)；線圈匝數(shù)； 0

47、 0 真空導磁系數(shù)；真空導磁系數(shù)； S S吸力處的鐵心截面積（吸力處的鐵心截面積（m m2 2）；）； 氣隙長度（氣隙長度（m m）。）。 由此可知，交流電磁線圈的電流由此可知，交流電磁線圈的電流I I與氣隙與氣隙成正成正比，如圖比，如圖1-41-4中中I=fI=f（ ）所示。所示。 通常通常U U形交流電磁機構(gòu)，在線圈通電而銜鐵尚未形交流電磁機構(gòu)，在線圈通電而銜鐵尚未吸合時，電流可達到吸合后額定電流的吸合時，電流可達到吸合后額定電流的5 56 6倍；倍；E E形形交流電磁機構(gòu)則可達到額定電流的交流電磁機構(gòu)則可達到額定電流的10101515倍。如果倍。如果銜鐵卡住不能吸合，或者頻繁動作，線圈可

48、能因為銜鐵卡住不能吸合，或者頻繁動作，線圈可能因為過電流而燒毀，所以在可靠性要求高或操作頻繁的過電流而燒毀，所以在可靠性要求高或操作頻繁的場合，一般不采用交流電磁機構(gòu)。場合，一般不采用交流電磁機構(gòu)。 FIF=f（ ）I=f（ ）02 2 1 1 圖圖1-4 交流電磁機構(gòu)吸力特性交流電磁機構(gòu)吸力特性 （2 2）直流電磁機構(gòu)的吸力特性：）直流電磁機構(gòu)的吸力特性： 對于具有電壓線圈的直流電磁機構(gòu)，因外對于具有電壓線圈的直流電磁機構(gòu)，因外加電壓和線圈電阻不變，則流過電磁線圈的電流為加電壓和線圈電阻不變，則流過電磁線圈的電流為常數(shù)，即電流與氣隙大小無關(guān)，如圖常數(shù)，即電流與氣隙大小無關(guān)，如圖1-51-5中

49、中I=f()I=f()曲線所示。由式（曲線所示。由式（1-21-2）和式（）和式（1-41-4）可知，此時）可知，此時 F F2 2 (1/(1/2 2) ) (1-5) (1-5) 由式（由式（1-51-5）可知，直流電磁機構(gòu)的電磁吸力）可知，直流電磁機構(gòu)的電磁吸力F F與氣隙與氣隙的平方成反比。其電磁吸力特性為一條二的平方成反比。其電磁吸力特性為一條二次次曲線，如圖曲線，如圖1-51-5中中F=f()F=f()曲線所示。它表明銜鐵閉曲線所示。它表明銜鐵閉合前后電磁吸力變化很大，氣隙越小，電磁吸力越合前后電磁吸力變化很大，氣隙越小，電磁吸力越大。由于電磁線圈的電流不變，所以直流電磁機構(gòu)大。由

50、于電磁線圈的電流不變，所以直流電磁機構(gòu)適用于動作頻繁的場合，且吸合后電磁吸力較大，適用于動作頻繁的場合，且吸合后電磁吸力較大，工作可靠性高。工作可靠性高。 但是，當直流電磁機構(gòu)的電磁線圈斷電時，由但是，當直流電磁機構(gòu)的電磁線圈斷電時，由于磁通急劇變化，在線圈中會感應出很大的反電動于磁通急劇變化，在線圈中會感應出很大的反電動勢，其值可達線圈額定電壓的勢，其值可達線圈額定電壓的1010倍以上，很容易使倍以上，很容易使FIF=f（ ）I=f（ ）02 2 1 1 圖圖1-5 直流電磁機構(gòu)吸力特性直流電磁機構(gòu)吸力特性線圈因過電壓而損壞。為此，一般在電磁線圈兩線圈因過電壓而損壞。為此，一般在電磁線圈兩端

51、并聯(lián)一個放電回路，如圖端并聯(lián)一個放電回路，如圖1-61-6所示。正常工作時，所示。正常工作時，由于二極管由于二極管VDVD作用，使放電回路處于截止狀態(tài)而作用，使放電回路處于截止狀態(tài)而不起作用，而當線圈斷電時，放電回路形成，使不起作用，而當線圈斷電時，放電回路形成，使原來儲存于線圈內(nèi)的磁場能量消耗在電阻原來儲存于線圈內(nèi)的磁場能量消耗在電阻R R上，而上，而不致產(chǎn)生過電壓。通常放電電阻的阻值取線圈直不致產(chǎn)生過電壓。通常放電電阻的阻值取線圈直流電阻的流電阻的5 56 6倍。倍。L +L -KRVD圖圖1-6 直流線圈斷電放電回路直流線圈斷電放電回路 2 2、反力特性、反力特性 為了使銜鐵在線圈斷電后

52、能恢復到原來打開為了使銜鐵在線圈斷電后能恢復到原來打開的位置，在電磁式電器中都裝有釋放彈簧。電磁的位置，在電磁式電器中都裝有釋放彈簧。電磁機構(gòu)的反力包括釋放彈簧的反力、觸頭彈簧的反機構(gòu)的反力包括釋放彈簧的反力、觸頭彈簧的反力以及運動部件的重力，反力特性如圖力以及運動部件的重力，反力特性如圖1-71-7中曲中曲線線3 3所示。其中所示。其中1 1 為電磁機構(gòu)氣隙的初始值，為電磁機構(gòu)氣隙的初始值，2 2 為動、靜觸頭開始接觸時的氣隙長度。在為動、靜觸頭開始接觸時的氣隙長度。在1 12 2 區(qū)域內(nèi)釋放彈簧在起作用；隨著氣隙區(qū)域內(nèi)釋放彈簧在起作用；隨著氣隙的減小，反的減小，反F1-直流電磁機構(gòu)吸力特性

53、直流電磁機構(gòu)吸力特性02 2 1 1 圖圖1-7 吸力特性與反力特性的配合吸力特性與反力特性的配合2-交流電磁機構(gòu)吸力特性交流電磁機構(gòu)吸力特性3-反力特性反力特性力逐漸增大；到達力逐漸增大；到達2 2 位置，動、靜觸頭開始接觸，位置，動、靜觸頭開始接觸，觸頭彈簧的初壓力作用于銜鐵上，使反力驟增，曲觸頭彈簧的初壓力作用于銜鐵上，使反力驟增，曲線突變；其后，在線突變；其后，在2 2- 0- 0區(qū)域內(nèi)，釋放彈簧與觸頭區(qū)域內(nèi)，釋放彈簧與觸頭彈簧同時起作用，隨著氣隙的減小，反力逐漸增大，彈簧同時起作用，隨著氣隙的減小，反力逐漸增大，此段特性變化比此段特性變化比1 12 2 段陡。段陡。 3 3、吸力特性

54、與反力特性的配合、吸力特性與反力特性的配合 為了保證吸合過程中銜鐵的可靠吸合，電磁吸為了保證吸合過程中銜鐵的可靠吸合，電磁吸力特性與反力特性必須配合好，其關(guān)系曲線如圖力特性與反力特性必須配合好，其關(guān)系曲線如圖1-71-7所示。在整個吸合過程中，吸力都必須大于反力。所示。在整個吸合過程中，吸力都必須大于反力。但吸力不能過大，否則會使銜鐵吸合時的運動速但吸力不能過大，否則會使銜鐵吸合時的運動速度過快，從而產(chǎn)生過大的沖擊力，使銜鐵與鐵心度過快，從而產(chǎn)生過大的沖擊力，使銜鐵與鐵心柱端面造成嚴重的機械磨損，且過大的沖擊力有柱端面造成嚴重的機械磨損，且過大的沖擊力有可能使觸頭產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象；吸力也不能過小，

55、否可能使觸頭產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象；吸力也不能過小，否則會使銜鐵吸合時的運動速度降低，難以保證高則會使銜鐵吸合時的運動速度降低，難以保證高操作頻率的要求。在實際應用中，可通過改變反操作頻率的要求。在實際應用中，可通過改變反力彈簧的松緊來實現(xiàn)吸力特性與反力特性的配合。力彈簧的松緊來實現(xiàn)吸力特性與反力特性的配合。 4 4、單相交流電磁機構(gòu)中短路環(huán)的作用、單相交流電磁機構(gòu)中短路環(huán)的作用 對于單相交流電磁機構(gòu)，單相交流電磁鐵，對于單相交流電磁機構(gòu)，單相交流電磁鐵，為消除振動和噪聲，設(shè)想若把極面上的磁通分成為消除振動和噪聲，設(shè)想若把極面上的磁通分成兩部分，并使這兩部分交變磁通間有一個相位差，兩部分，并使這兩部分交

56、變磁通間有一個相位差，則其所產(chǎn)生的吸力間也有一個相位差，則其所產(chǎn)則其所產(chǎn)生的吸力間也有一個相位差，則其所產(chǎn)生的吸力間也有一個相位差。這樣，雖然每部分生的吸力間也有一個相位差。這樣，雖然每部分都有到達零值的時刻，但二者合成后的吸力卻無都有到達零值的時刻，但二者合成后的吸力卻無到達零值的時刻。如果合成吸力在任一時刻都到達零值的時刻。如果合成吸力在任一時刻都大于反力，便可消除振動了。大于反力，便可消除振動了。 一般在鐵心端面上安裝一個用銅制成的短路一般在鐵心端面上安裝一個用銅制成的短路環(huán)（或稱分磁環(huán)）即可達到磁通的分相的作用，環(huán)（或稱分磁環(huán)）即可達到磁通的分相的作用，以便保證電磁機構(gòu)正常工作。如圖以

57、便保證電磁機構(gòu)正常工作。如圖1-81-8所示，短路所示，短路環(huán)相當于在磁路參數(shù)中有一個磁抗，因此，被短環(huán)相當于在磁路參數(shù)中有一個磁抗，因此，被短路環(huán)包圍的部分是一個有磁抗的分支磁路，而未路環(huán)包圍的部分是一個有磁抗的分支磁路，而未被包圍的部分則是一個只有氣隙磁阻的分支磁路，被包圍的部分則是一個只有氣隙磁阻的分支磁路，其等效磁路如圖其等效磁路如圖1-91-9所示。所示。m1 . m2 . m . S2S1圖圖1-8 短路環(huán)磁通示意圖短路環(huán)磁通示意圖m . m1 . m2 . Um . Xm1 R2 R1 圖圖1-9 有短路環(huán)的局部等值磁路圖有短路環(huán)的局部等值磁路圖Um =m1 R1 =m2 (R2

58、 +jXm2 ) =m2 R22 +X X2 2m2 e ej (1-6). =arctanXm2R R2 R R2 =2 2 0S S2 X Xm2 = = NN2 r r式中，式中，Xm2 ：為短路環(huán)的阻抗（為短路環(huán)的阻抗（ ）；）； r ：為短路環(huán)電阻（為短路環(huán)電阻（ ）；）； ：為磁通為磁通m1與與 m2的相位差；的相位差； N：為短路環(huán)匝數(shù)，通常為短路環(huán)匝數(shù)，通常N1。則則 1m1 sint 2m2 sin(t- ). 由由 1和和 2在銜鐵上產(chǎn)生的電磁吸力分別為在銜鐵上產(chǎn)生的電磁吸力分別為F1和和F2，作用在銜鐵上的總吸力為作用在銜鐵上的總吸力為 F=F1+F2 因為電磁機構(gòu)的磁通

59、是交變的，而電磁吸力因為電磁機構(gòu)的磁通是交變的，而電磁吸力與磁通的平方成正比。當磁通過零時，吸力也為與磁通的平方成正比。當磁通過零時，吸力也為零，這時銜鐵在彈簧反力作用下被拉開。磁通過零，這時銜鐵在彈簧反力作用下被拉開。磁通過零后吸力增大，當吸力大于反力時，銜鐵又吸合，零后吸力增大，當吸力大于反力時，銜鐵又吸合，在如此往復循環(huán)的過程中，銜鐵產(chǎn)生強烈的振動。在如此往復循環(huán)的過程中，銜鐵產(chǎn)生強烈的振動。 當在鐵心端面上裝入短路環(huán)后，交變磁通一當在鐵心端面上裝入短路環(huán)后，交變磁通一部分穿過短路環(huán)，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢及其電部分穿過短路環(huán)，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢及其電流，根據(jù)電磁感應定律，此感應電流產(chǎn)生

60、的感應流，根據(jù)電磁感應定律，此感應電流產(chǎn)生的感應磁通使穿過短路環(huán)包圍的磁通磁通使穿過短路環(huán)包圍的磁通m2 較未穿過短路較未穿過短路環(huán)的磁通環(huán)的磁通m1 在相位上滯后。由在相位上滯后。由m1 和和m2 產(chǎn)產(chǎn)生的吸力生的吸力F1F1和和F2F2也有相位差，如圖也有相位差，如圖1-101-10所示。作所示。作用在銜鐵上的吸力為用在銜鐵上的吸力為F1+F2F1+F2，只要合力始終大于只要合力始終大于其反力，就可消除銜鐵的振動。其反力，就可消除銜鐵的振動。圖1-10 5、電磁鐵的線圈、電磁鐵的線圈 線圈是電磁鐵的心臟，也是電能與磁場能線圈是電磁鐵的心臟，也是電能與磁場能量轉(zhuǎn)換的場所。大多數(shù)電磁鐵線圈并接