低壓電器元件介紹

低壓電器介紹本章用到的低壓電器1.按鈕p412.接觸器p423.刀開關(guān)p474.熔斷器p485.熱繼電器p536.行程開關(guān)p627.時間繼電器p728.速度繼電器p759.自動開關(guān)p8010.電壓繼電器p8211.漏電保護器p831.按鈕按鈕：是一種手動且可以自動復(fù)位和發(fā)號施令的主令電器。只能短時接通或分斷5A以下的小電流電路，多用在控制電路中。它的電流比較小，不能直接控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出指令去控制其他電器（如接觸器、繼電器等），再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?，也可以用于電氣連鎖等線路中。按鈕外形按鈕結(jié)構(gòu)原理圖復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽按鈕分為：停止按鈕、啟動按鈕、復(fù)合按鈕。按鈕的圖形和文字符號常開觸點；(b)常閉觸點；(c)復(fù)式觸點復(fù)合按鈕：按時：常閉的先斷開，然后常開的閉合。

松開：常開的先斷開，然后常閉的閉合。工作中為便于識別不同作用的按鈕，避免誤操作，國標GB5226-85對其顏色規(guī)定如下：(1)停止和急停按鈕：紅色。按紅色按鈕時，必須使設(shè)備斷電、停車。(2)啟動按鈕：綠色。

(3)點動按鈕：黑色。(4)啟動與停止交替按鈕：必須是黑色、白色或灰色，不得使用紅色和綠色。

(5)復(fù)位按鈕：必須是藍色；當其兼有停止作用時，必須是紅色。一般情況下，紅色表示停止，綠色表示起動，黃色表示干預(yù)。。常用按鈕型號含義：p42圖2-4按鈕的常見故障及維修方法：p42表2-4故障現(xiàn)象：按起動按鈕時有被電麻的感覺；按停止按鈕時不能斷開電路；按停止按鈕后再按起動按鈕，被控制電器不動作。2.接觸器接觸器：是一種用來頻繁接通和斷開交、直流主電路及大容量控制電路的自動切換電器。具有低壓釋放保護功能，可以進行頻繁操作，實現(xiàn)遠距離控制，是電力拖動系統(tǒng)中使用最廣泛的電器元件。不具備短路保護的功能，常與熔斷器、熱繼電器等保護電器配合使用。分為：交流接觸器和直流接觸器。交流接觸器的結(jié)構(gòu)：電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置。交流接觸器實物圖交流接觸器結(jié)構(gòu)圖1.電磁機構(gòu)

電磁機構(gòu)：為電磁式電器的感測機構(gòu)，它的作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換為帶動觸頭動作的機械能量，從而實現(xiàn)觸頭狀態(tài)的改變，完成電路通、斷的控制。

電磁機構(gòu)：由電磁線圈、靜鐵心、動鐵心（銜鐵)等幾部分組成。工作原理是：電磁線圈電時，產(chǎn)生磁場，使動靜鐵心磁化而互相吸引，當動鐵心被吸向靜鐵心時，與動鐵心相連的動觸點也被拉向靜觸點，令其閉合接通電路。

電磁線圈斷電以后，磁場消失，動鐵心在復(fù)位彈簧作用下，回到原位，并牽動動、靜觸點，分斷電路。交流電磁鐵中通過交變磁通，鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，鐵心和線圈都產(chǎn)生熱量。因此，交流電磁鐵的鐵心一般用硅鋼片疊成，以減小鐵損，并將線圈制成粗短形，由線圈骨架把它和鐵心隔開，以免鐵心的熱量傳給線圈使其過熱而燒壞。交流電磁鐵的磁通是交變的，線圈磁場對銜鐵的吸引力也是交變的，動靜鐵心之間的吸引力也隨交流電的變化而變化，從而產(chǎn)生振動和噪聲，鐵心接觸面積會磨損，引起結(jié)合不良，甚至燒蝕。所以引入短路環(huán)，使動靜鐵心在通電過程中始終處于吸合狀態(tài)。短路環(huán)：相當于變壓器二次繞組，在線圈通入交流電時，不僅線圈產(chǎn)生磁通，短路環(huán)中的感應(yīng)電流也將產(chǎn)生磁通。短路環(huán)感應(yīng)電流磁通和線圈電流磁通不同時為零，當電源輸入的交流電流為零時，短路環(huán)感應(yīng)電流不為零，此時它的磁場對銜鐵起著吸引作用，從而克服了銜鐵被釋放的趨勢，使銜鐵在通電過程中總是處于吸合狀態(tài)，明顯減小了振動和噪聲。所以短路環(huán)又叫做減振環(huán)，一般用銅、康銅或鎳鉻合金制成。磁鐵的線圈按接入電路的方式可以分為電壓線圈和電流線圈。電壓線圈并聯(lián)在電源兩端，由于線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細、電流較小而匝間電壓高，所以一般用絕緣性能好的漆包線繞制。電流線圈串在主電路中，當主電路中的電流超過其動作值時吸合，其電流值不取決于線圈的電阻或阻抗，而取決于電路負載的大小。由于主電路的電流一般比較大，所以線圈導(dǎo)線比較粗，匝數(shù)少，常用純銅條或粗的純銅線繞制。2.觸頭系統(tǒng)觸頭作為電器的執(zhí)行機構(gòu)，起著接通和分斷電路的重要作用.

交流接觸器一般采用雙斷點橋式觸點，其中兩個觸點串聯(lián)于同一電路中，同時接通或斷開。

觸點按功能分為：主觸點和輔助觸點。

主觸點用于接通或分斷電流較大的主電路，一般由接觸面較大的常開觸點組成；輔助觸點由常開觸點和常閉觸點組成，用于接通和分斷電流較小的控制電路，還能起互鎖和連鎖的作用。接觸器的圖形符號常開輔助觸點KMKM常閉輔助觸點(a)線圈；(b)常開主觸點；(c)常閉主觸點圖1.1觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(a)點接觸式；(b)面接觸式；(c)指式3.滅弧系統(tǒng)

（1）電弧產(chǎn)生的條件：當被分斷電路的電流超過0.25～1A，分斷后加在觸頭間隙兩端的電壓超過12～20V（根據(jù)觸頭材質(zhì)的不同取值）時，在觸頭間隙中會產(chǎn)生電弧。（2）電弧的實質(zhì)：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，即觸頭間氣體在強電場作用下產(chǎn)生自由電子，正、負離子呈游離狀態(tài)，使氣體由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，并伴有高溫、強光。

觸點的電壓越高，電弧就越大；負載的電感越大，斷開時的火花也越大。在開端電路時產(chǎn)生電弧，一：會使電路仍然處于導(dǎo)通的狀態(tài)，延遲了電路的開斷；二：會燒損觸點，縮短電器的使用壽命。因此，要采取一定的措施來滅弧。機械性拉弧

①機械性拉?。悍謹嘤|點時，迅速增加電弧長度，使單位長度內(nèi)維持電弧燃燒的電場強度不夠而熄弧,如圖所示。窄縫滅弧裝置②窄縫滅弧：依靠磁場的作用，將電弧驅(qū)入耐弧材料制成的窄縫中，以加快電弧的冷卻,如圖所示。這種滅弧裝置多用于交流接觸器。柵片滅弧示意圖③柵片滅?。悍謹嘤|點時，產(chǎn)生的電弧在電動力的作用下被推入彼此絕緣的多組鍍銅薄鋼片（柵片）中，電弧被分割成多組串聯(lián)的短弧。

根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的類型；接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于被控制電路的最高電壓；接觸器的額定電流應(yīng)大于被控制電路的最大電流；在頻繁起動、制動、正反轉(zhuǎn)的場合，接觸器額定電流要降一個等級選用。吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級一致；接觸器的觸點數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制線路的要求。接觸器的使用選擇原則

接觸器的故障診斷和維修檢查：外觀、滅弧罩、觸點、鐵心、線圈、活動部件。P46表2-5故障：觸點熔焊、觸點斷相、相間短路、線圈損壞、起動緩慢、短路環(huán)斷裂等。3.刀開關(guān)普通刀開關(guān)

普通的刀開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡單而且應(yīng)用最廣泛的手控低壓電器，主要有負荷開關(guān)（如膠蓋刀開關(guān)和鐵蓋刀開關(guān)）、板型刀開關(guān)。膠蓋刀開關(guān)又稱為開啟式負荷開關(guān)，廣泛應(yīng)用于照明電路和小容量（5.5KW）、不頻繁起動的動力電路的控制電路中。

瓷底膠蓋刀開關(guān)實物圖系列瓷底膠蓋刀開關(guān)(a)外形圖；(b)、(c)刀開關(guān)圖形及文字符號膠蓋式刀開關(guān)安裝時，瓷底應(yīng)與地面垂直，手柄向上，易于滅弧，不得倒裝或平裝。倒裝時手柄可能因自重落下而引起誤合閘，危及人身安全和設(shè)備安全。刀開關(guān)型號含義：p47圖2-13刀開關(guān)的常見故障及維修：p48表2-6

2.組合開關(guān)

組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，其操作較靈巧，靠動觸片的左右旋轉(zhuǎn)來代替閘刀開關(guān)的推合與拉開。

與一般刀開關(guān)的區(qū)別：一般的刀開關(guān)的操作手柄式在垂直于安裝面的平面內(nèi)向上或向下轉(zhuǎn)動，而組合開關(guān)的操作手柄是在平行于安裝面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動。組合開關(guān)多用在機床電氣控制線路中，作為電源的引入開關(guān)，也可以用作不頻繁地接通和斷開電路、換接電源和負載以及控制5kw以下的小容量電動機的正反轉(zhuǎn)和星形三角形轉(zhuǎn)換起動等。HZ10-10/3型組合開關(guān)結(jié)構(gòu)

(a)外形；(b)結(jié)構(gòu)絕緣桿的一端裝有操作手柄，轉(zhuǎn)動手柄，即可完成三組觸點之間的開合或切換。開關(guān)內(nèi)裝有速斷彈簧，用于加速開關(guān)的分斷速度。使用組合開關(guān)的注意事項：如果組合開關(guān)用于控制電動機的正反轉(zhuǎn)，當從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)的過程中，必須先經(jīng)過停止位置，待電動機停止后，再切換到反轉(zhuǎn)位置。組合開關(guān)本身不帶過載和短路保護裝置，在它控制的電路中，必須另外加保護設(shè)備。組合開關(guān)的圖形和文字符號

(a)單極；(b)三極4.熔斷器熔斷器：是一種簡單有效的保護電器，在使用時，熔斷器串聯(lián)在所保護的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴重過載保護，主要用于短路保護。

熔斷器主要由熔體和熔座兩部分組成。熔體：由低熔點的金屬材料（鉛、錫、鋅、銀、銅及合金）制成絲狀或片狀，俗稱保險絲。工作中，熔體串接于被保護電路，既是感測元件，又是執(zhí)行元件；當電路發(fā)生短路或嚴重過載故障時，通過熔體的電流勢必超過一定的額定值，使熔體發(fā)熱，當達到熔點溫度時，熔體某處自行熔斷，從而分斷故障電路，起到保護作用。

熔座（或熔管）：是由陶瓷、硬質(zhì)纖維制成的管狀外殼。熔座的作用主要是為了便于熔體的安裝并作為熔體的外殼，在熔體熔斷時兼有滅弧的作用。熔斷器RC1A系列瓷插式熔斷器RL1系列螺旋式熔斷器(a)外形；(b)結(jié)構(gòu)無填料密閉管式熔斷器的結(jié)構(gòu)1-銅圈2-熔管3-管帽4-插座5-特殊墊圈6-熔片7-觸刀熔斷器的特性電流流過熔體產(chǎn)生的熱量與電流的平方和電流通過的時間成正比。因此，電流越大，則熔體熔斷的時間越短，這稱為熔斷器的反時限保護特性。熔體在小截面處熔斷且熔斷部位較短，一般是因過負荷引起的，而大截面部位熔化無遺、熔絲爆熔或熔斷部位很長，一般為短路引起。熔斷器常見的故障及維修：p50表2-73.熔斷器的選擇(1)類型選擇：由電氣控制系統(tǒng)線路要求、使用場合和安裝條件的整體設(shè)計而定。(2)額定電壓選擇：熔斷器額定電壓應(yīng)不小于線路的工作電壓。(3)額定電流選擇：熔斷器額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流。①保護一臺電動機時，應(yīng)對電動機啟動沖擊電流予以考慮，故熔體額定電流的要求為:式中IfN為熔體額定電流;IN為電動機的額定電流。

熔體額定電流選擇：具體選擇方法可遵循以下四條原則。②保護多臺電動機時，熔體應(yīng)在出現(xiàn)尖峰電流時不致熔斷，通常將容量最大電動機啟動，其他電動機正常工作時出現(xiàn)的電流視為尖峰電流，故③電路上、下兩級均設(shè)短路保護時，兩級熔體額定電流的比值不小于1.6∶1，以使兩級保護達到良好配合。④照明電路、電爐等阻性負載因沒有沖擊電流，可取式中，Ie為電路工作電流。5.熱繼電器p53熱繼電器：是一種利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護電器，在電路中用作電動機的過載及斷相保護。過載時間太長危害：繞組溫升易超過允許值，加速繞組老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時會燒毀電動機的繞組。熱繼電器實物圖熱繼電器的結(jié)構(gòu)組成：熱繼電器由雙金屬片、熱元件、動作機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置和手動復(fù)位裝置組成。熱繼電器的工作原理p53

熱繼電器的圖形及文字符號

(a)熱元件；(b)常閉觸點熱繼電器的主要參數(shù)及選用。①熱繼電器的整定電流：指熱元件在正常持續(xù)工作中不引起熱繼電器動作的最大電流值。②熱繼電器額定電流：指熱繼電器中可以安裝的熱元件的最大整定電流值。③熱元件的額定電流：指熱元件的最大整定電流值。

熱繼電器的檢查和維修內(nèi)容，常見故障和處理方法p54表2-8

6.行程開關(guān)p62行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于機械設(shè)備運動部件的位置檢測，是利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制指令，以控制其運動方向或行程的主令電器。行程開關(guān)圖片

行程開關(guān)的圖形和文字符號

(a)常開觸點；(b)常閉觸點7.時間繼電器p72

時間繼電器：是一種根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（速度、時間、溫度、壓力等）的變化自動接通或斷開控制電路，以完成控制或保護任務(wù)的電器。按反應(yīng)的參數(shù)：電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、熱繼電器、時間繼電器、速度繼電器等。按動作原理：電磁式、電動式、電子式和機械式等。其中電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器均為電磁式。繼電器和接觸器的異同同：都用來自動接通或斷開電路。異：繼電器可以對電量或非電量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只有在一定的電壓信號下動作；繼電器用于切換小電流的控制電路，觸點容量較?。ㄒ话悴淮笥?A），且沒滅弧裝置，而接觸器則用來控制大電流電路。

(1)通電延時型：線圈通電，延時一定時間后延時觸點才閉合或斷開；線圈斷電，觸點瞬時復(fù)位。

(2)斷電延時型：線圈通電，延時觸點瞬時閉合或斷開；線圈斷電，延時一定時間后延時觸點才復(fù)位。

JS7-A系列時間繼電器由電磁機構(gòu)、工作觸頭、氣室三部分組成。

時間繼電器的兩種類型圖1.14JS7-A系列時間繼電器工作原理

(a)通電延時型；(b)斷電延時型

斷電延時型時間繼電器的原理與結(jié)構(gòu)均與通電延時型時間繼電器相同，只是電磁機構(gòu)翻轉(zhuǎn)180°安裝。現(xiàn)以我國生產(chǎn)的新產(chǎn)品JS23系列為例說明時間繼電器的型號意義：圖1.15時間繼電器的圖形符號(a)線圈一般符號；(b)通電延時線圈；(c)斷電延時線圈；(d)延時閉合常開觸點；(e)延時斷開常閉觸點；(f)延時斷開常開觸點；(g)延時閉合常閉觸點；(h)瞬時常開觸點；(i)瞬時常閉觸點KTKT(d)(c)KT(e)KTKTKT(f)KT(g)KTKT(h)KT(i)(b)(a)速度繼電器p75速度繼電器根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成，主要作用是在三相交流異步電動機反接制動控制電路中作轉(zhuǎn)速過零的判斷元件。速度繼電器主要由以下三部分組成：(1)轉(zhuǎn)子：為圓柱形永久磁鐵。(2)定子：為籠型空心繞組。(3)觸點：包括動斷、動合觸點。速度繼電器結(jié)構(gòu)原理工作原理：p75速度繼電器的圖形及文字符號(a)轉(zhuǎn)子；(b)