第1章 單片機 課件

第一章常用低壓電器【主要內(nèi)容】

1.1低壓電器的分類1.2電磁機構(gòu)原理1.3開關(guān)電器1.4現(xiàn)代電器1.5本章小結(jié)思考題與練習題常用低壓電器21.1低壓電器的分類

電器的概念：

電器—對電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測和保護的作用，在電力輸電系統(tǒng)和電力拖動自動控制系統(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、控制或調(diào)節(jié)作用的電器設(shè)備以及利用電能來控制、保護、調(diào)節(jié)非電過程和非電裝置的用電裝備。

常用低壓電器31.1低壓電器的分類

常用低壓電器4低壓電器種類繁多，用途很廣泛，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)生故障時準確可靠動作，在規(guī)定條件下具有相應(yīng)的動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。常用配電電器有刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器等。（2）控制電器：主要用于電氣傳動系統(tǒng)中。要求壽命長、體積小、質(zhì)量輕、動作迅速準確可靠。常用控制電器有接觸器、繼電器、啟動器、主令電器、電磁鐵等。1.1低壓電器的分類

2、按動作方式分類（1）自動電器：依靠自身參數(shù)的變化或外來信號的作用，自動完成接通或分斷等動作，如接觸器、繼電器等。（2）手動電器：用動操作來進行切換的電器，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等。常用低壓電器51.1低壓電器的分類

3、按輸出形式分類（1）有觸點電器：利用觸頭的接通和分斷實現(xiàn)電路的通斷，如接觸器、斷路器、刀開關(guān)、按鈕等。（2）無觸點電器：不是通過觸頭而是利用電子元件的開關(guān)效應(yīng)即導(dǎo)通與截止來實現(xiàn)電路的通斷控制，如固態(tài)繼電器、電子時間繼電器、接近開關(guān)等。常用低壓電器61.1低壓電器的分類

4、按工作原理分類（1）電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動作的電器，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（如速度、壓力、溫度等）的變化而動作的電器，如轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。常用低壓電器71.1低壓電器的分類

5、按低壓電器型號分類《國產(chǎn)低壓電器產(chǎn)品型號編制辦法》（JB2930-81.10）將低壓電器分為13大類。每個大類用漢語拼音字母作為該產(chǎn)品型號。在選用低壓電器時通常根據(jù)型號來進行選用。（1）刀開關(guān)H，比如HS為雙擲式開關(guān)（刀型轉(zhuǎn)換開關(guān)），HZ為組合開關(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為萬能式斷路器，DZ為塑殼式斷路器。常用低壓電器81.1低壓電器的分類

（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）啟動器Q，比如QJ為自耦變壓器降壓啟動器，QX為星三角啟動器。（7）控制繼電器J，比如JR為熱繼電器，JS為時間繼電器。（8）主令電器L，比如LA為按鈕，LX為行程開關(guān)。常用低壓電器91.1低壓電器的分類

（9）電阻器Z，比如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為制動電磁鐵。（13）其它A，比如AD為信號燈，AL為電鈴。常用低壓電器101.2電磁機構(gòu)原理

電器常用低壓電器11感測部分執(zhí)行部分自動電器（非電磁式）電磁式電器（有觸頭）感測部分—電磁機構(gòu)感測部分—各有差異執(zhí)行部分—觸頭執(zhí)行部分—觸頭1.2電磁機構(gòu)原理

電磁機構(gòu)—各種自動化電磁式電器的主要組成部分，它將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動觸頭使之閉合或斷開。本節(jié)分別介紹：電磁機構(gòu)的組成電磁機構(gòu)的吸力特性電磁機構(gòu)的反力特性電磁機構(gòu)的吸力特性與反力特性的配合觸頭及其滅弧裝置和原理常用低壓電器121.2電磁機構(gòu)原理

1.2.1電磁機構(gòu)的組成常用低壓電器13電磁機構(gòu)磁路吸引線圈鐵心銜鐵鐵軛空氣隙1.2電磁機構(gòu)原理

1.2.1電磁機構(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常用電磁機構(gòu)的形式1.2電磁機構(gòu)原理

1.2.1電磁機構(gòu)的組成常用低壓電器15電磁機構(gòu)的銜鐵的運動方式不同，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，磨損較小，鐵心用軟鐵制成，適用于直流接觸器、繼電器；1.2電磁機構(gòu)原理

1.2.1電磁機構(gòu)的組成常用低壓電器16如圖1-1（c）、(d)所示，銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動，用于觸頭容量較大的交流接觸器，鐵心用硅鋼片疊成。1.2電磁機構(gòu)原理

1.2.1電磁機構(gòu)的組成常用低壓電器17有直動式鐵心，如圖1-1（e）、(f)、(g)所示，銜鐵在線圈內(nèi)作直線運動，多用于交流接觸器中。1.2電磁機構(gòu)原理

1.2.1電磁機構(gòu)的組成電磁機構(gòu)線圈的連接方式—并聯(lián)和串聯(lián)。電磁機構(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，有利于鐵心和線圈散熱。常用低壓電器181.2電磁機構(gòu)原理

1.2.2電磁機構(gòu)的吸力特性電磁機構(gòu)的工作特性常用吸力特性和反力特性來表征。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)強度（T）；S為磁極截面積（m2）；

＝4π×10－7H／m。當

為常數(shù)時，

與

成正比。1.2電磁機構(gòu)原理

1、直流電磁機構(gòu)的吸力特性因外加電壓和線圈電阻不變，則流過線圈的電流為常數(shù)，與磁路的氣隙大小無關(guān)。根據(jù)磁路定律，有：常用低壓電器20（1-2）（1-3）1.2電磁機構(gòu)原理

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圖1-2直流電磁機構(gòu)的吸力特性1.2電磁機構(gòu)原理

激勵線圈斷電時，磁勢

急速變?yōu)榻咏?，磁通也發(fā)生相應(yīng)的急速變化，因而會在線圈中感生很大的反電動勢，此反電勢可達線圈額定電壓的10～20倍，易使線圈因過電壓而損壞。為此在激勵線圈上并聯(lián)一個放電電阻

。在線圈斷電時，該電阻與線圈形成一個放電電路，使原儲存于磁場中的能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗于電阻，不致產(chǎn)生過電壓。常用低壓電器221.2電磁機構(gòu)原理

從降低過電壓出發(fā)，電阻宜小些，為解決這個矛盾，可以與電阻串一個二極管使正常工作時放電電路不工作。通常放電電阻可取線圈電阻的6～8倍，如圖1-3所示。直流電磁機構(gòu)適合于動作頻繁的場合，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直流線圈的放電電路1.2電磁機構(gòu)原理

2、交流電磁機構(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交流電磁機構(gòu)的吸力特性1.2電磁機構(gòu)原理

常用低壓電器25當頻率

、匝數(shù)

和電壓

均為常數(shù)時，

為常數(shù)，由式（1-3）知

也為常數(shù)，說明

與

大小無關(guān)。實際上考慮到漏磁的作用，

隨

的減小略有增加。當氣隙

變化時，由于

不變時由式（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。1.2電磁機構(gòu)原理

由于鐵磁物質(zhì)有剩磁，它使電磁機構(gòu)的激勵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-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1.2電磁機構(gòu)原理

由上述分析可看出，對于可靠性高或頻繁動作的控制系統(tǒng)一般采用直流電磁機構(gòu)，而不采用交流電磁機構(gòu)。一般U形交流電磁機構(gòu)，在線圈通電而銜鐵尚未吸合瞬間，電流將達到吸合后額定電流的5～6倍，E形電磁機構(gòu)將達到10～15倍。如果銜鐵卡住不能吸合或者頻繁動作，就可能燒毀線圈。常用低壓電器271.2電磁機構(gòu)原理

1.2.3電磁機構(gòu)的反力特性

電磁機構(gòu)轉(zhuǎn)動部分的靜阻力與氣隙的關(guān)系曲線稱為反力特性，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）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）1.2電磁機構(gòu)原理

反力特性曲線如圖1-5的曲線3所示。其中

為電磁機構(gòu)氣隙的初始值；

為動靜觸頭開始接觸時的氣隙長度。這時觸頭上的初壓力作用到銜鐵上，由于超行程機構(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，這就是整個吸合過程中的阻力特性。常用低壓電器291.2電磁機構(gòu)原理

但事實上，當線圈中通過交流電流時，磁感應(yīng)強度為交變量，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1.2電磁機構(gòu)原理

從圖1-6(b)中可以看出，電磁吸力

的最小值為0。當電磁吸力的瞬時值大于反力時，鐵心吸合；當電磁吸力的瞬時值小于反力時，鐵心釋放；所以當電源電壓變化一周時，電磁鐵吸合二次，釋放二次，電磁機構(gòu)會產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲，因此不能正常工作。解決的辦法是在鐵心端面開一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅質(zhì)短路環(huán)，如圖1-6(a)。常用低壓電器311.2電磁機構(gòu)原理

電磁機構(gòu)的交變磁通穿過短路環(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其反力，銜鐵的振動現(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電磁機構(gòu)原理

1.2.4電磁機構(gòu)吸力特性與反力特性的配合電磁機構(gòu)在整個吸合過程中，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，但也不能過大，否則會影響電器的機械壽命。當切斷電磁機構(gòu)的激勵電流釋放銜鐵時，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331.2電磁機構(gòu)原理

電磁機構(gòu)激勵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電磁機構(gòu)的繼電特性1.2電磁機構(gòu)原理

y代表電磁機構(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，為電磁機構(gòu)的動作值；使吸力特性處于反力特性下方的最大輸入量xf表示，為電磁機構(gòu)的釋放值；x=0↑<xc時，y=0即電磁機構(gòu)釋放，當x≥xc時，y=1即電磁機構(gòu)吸合；x≥xc↓時，y=1，當x≤xf時，y=0。常用低壓電器351.2電磁機構(gòu)原理

1.2.5觸頭及滅弧原理低壓電器的執(zhí)行機構(gòu)一般由觸頭及其滅弧裝置組成。1、觸頭觸頭（觸點）是電器的執(zhí)行部分，起接通和分斷電路的作用。觸頭通常由動、靜觸頭組合而成。觸頭的接觸形式有點接觸如球面對球面、球面對平面等；線接觸如圓柱對平面、圓柱對圓柱等和面接觸如平面對平面三種，如圖l-8所示。常用低壓電器361.2電磁機構(gòu)原理常用低壓電器37圖1-8觸頭的三種接觸形式(a)點接觸圖l-8（a）球形-球形、球形-平面均為點接觸，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；1.2電磁機構(gòu)原理常用低壓電器38圖l-8（b）圓柱-圓柱或圓柱-平面為線接觸，觸頭接通或分斷時產(chǎn)生滾動摩擦，接觸過程如圖l-9所示，開始接觸時，動靜觸頭在A點接觸，靠彈簧的壓力經(jīng)B點滾到C點（工作電）；斷開時作相反運動，這樣可以清除觸頭表面的氧化膜，同時長時間工作的位置在C點而不是在易燒灼的A點，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線性觸頭的接觸過程1.2電磁機構(gòu)原理常用低壓電器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）最終斷開位置1.2電磁機構(gòu)原理

常用低壓電器40圖1-10雙斷點橋式觸頭（b）剛剛接觸位置（c）最終閉合位置圖1-10為雙斷點橋式觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖。1.2電磁機構(gòu)原理

常用低壓電器41具有兩個有效滅弧區(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，有利于熄?。挥|頭開距小，使電器結(jié)構(gòu)緊湊，體積??；觸頭閉合時沖擊能量小，無軟連接，有利于提高機械壽命。其優(yōu)點：1.2電磁機構(gòu)原理常用低壓電器42缺點：觸頭不能自動凈化，觸頭材料必須用銀或銀基合金；每個觸頭的接觸壓力小，電動穩(wěn)定性較低；觸頭參數(shù)不易調(diào)節(jié)。1.2電磁機構(gòu)原理觸頭接觸電阻—觸頭一般都是選用導(dǎo)電率高的金屬材料做成的，兩個金屬接觸面總是凹凸不平的，只有少數(shù)的點才能真正接觸上。當觸頭接通電路時，觸頭實際上通電截面很小。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431.2電磁機構(gòu)原理觸頭在從分離到閉合的接通過程中，經(jīng)常發(fā)生機械振動，即觸頭的閉合-分離-再閉合過程的重復(fù)。觸頭閉合瞬間，動觸頭撞擊靜觸頭，動觸頭在反力作用下被反彈，壓縮動觸頭彈簧被。一旦彈簧的張力大于反作用力，動觸頭又被推向與靜觸頭接觸。這樣，動靜觸頭又碰撞、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441.2電磁機構(gòu)原理除機械碰撞外，觸頭電流僅從兩觸頭間少數(shù)接觸點流過，形成收縮狀電流線，觸頭間的收縮電流產(chǎn)生的電動力也能導(dǎo)致觸頭振動，特別是當接通較大電流時，電動力的影響更加顯著。常用低壓電器451.2電磁機構(gòu)原理觸頭的機械振動會使觸頭表面產(chǎn)生電氣磨損，當觸頭接觸表面有熔化的金屬時，一旦機械振動過程結(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、靜觸頭粘在一起，再也不能分開，而發(fā)生熔焊現(xiàn)象。適當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。為了減小接觸電阻及減弱接觸頭的振動，需要在觸頭間加一定的壓力，此壓力一般由彈簧產(chǎn)生。常用低壓電器461.2電磁機構(gòu)原理當動觸頭與靜觸頭剛接觸時，由于安裝時動觸頭的彈簧已經(jīng)被預(yù)壓了一段，因而產(chǎn)生一個初壓力FC，初壓力削弱接觸振動，通過調(diào)節(jié)觸頭彈簧預(yù)壓縮量來增減。觸頭閉合后彈簧在運動機構(gòu)作用下被進一步壓縮，運動機構(gòu)運動終止時，彈簧產(chǎn)生終壓力FZ。終壓力減小接觸電阻。彈簧被進一步壓縮的距離，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471.2電磁機構(gòu)原理2、滅弧原理（1）電弧的產(chǎn)生觸頭在通電狀態(tài)下，當觸頭間剛出現(xiàn)斷口時，兩觸頭間距很小，電場強度很大，在高熱和強電場作用下，金屬內(nèi)部自由電子從陰極表面逸出，奔向陽極，運動過程中撞擊中性氣體分子，使之激勵和游離，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，又延長了電路的分斷時間，所以必須迅速消除。常用低壓電器481.2電磁機構(gòu)原理（2）常用的滅弧方法

●迅速增大電弧長度

電弧長度增加，使觸點間隙增加，電場強度降低，同時散熱面積增大，降低電弧溫度，因而電弧容易熄滅?！窭鋮s

使電弧與冷卻介質(zhì)接觸，帶走電弧熱量，使復(fù)合運動加強，電弧熄滅。常用低壓電器491.2電磁機構(gòu)原理（3）常用的滅弧裝置

●電動力吹弧

如圖1-11所示，它是一種橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭。當觸頭打開時，在斷口中產(chǎn)生電弧，在電動力F的作用下，使電弧向外運動并拉長，加快冷卻并熄滅。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電動力滅弧示意圖1-靜觸頭2-動觸頭1.2電磁機構(gòu)原理●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，它廣泛應(yīng)用于直流接觸器中。常用低壓電器511.2電磁機構(gòu)原理圖1-12磁吹式滅弧裝置常用低壓電器521.2電磁機構(gòu)原理●滅弧柵滅弧

滅弧柵片由許多鍍銅薄鋼片組成，片間距離為2～3mm，安放在觸頭上方的滅弧罩內(nèi)，如圖1-13所示。一旦發(fā)生電弧，電弧周圍產(chǎn)生磁場，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，當交流電壓過零時電弧自然熄滅，兩柵片間必須有150～250V電壓，電弧才能重燃。這樣一來，一方面電源電壓不足以維持電弧，同時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531.2電磁機構(gòu)原理（a）柵片滅弧原理

（b）電弧進入柵片的圖形圖1-13滅弧柵滅弧原理常用低壓電器541.2電磁機構(gòu)原理●窄縫滅弧利用滅弧罩的窄縫來實現(xiàn)滅弧的。滅弧罩內(nèi)只有一個縱縫，縫的下部寬些上部窄些，如圖1-14所示。當觸頭斷開時，電弧在電動力作用下進入縫內(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551.2電磁機構(gòu)原理圖1-14窄縫滅弧裝置常用低壓電器561.2電磁機構(gòu)原理●多斷點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，這種觸頭有兩個斷點，交流電路在過零后，若一對斷點處電弧重燃需要150～250V電壓，則兩對斷點就需要300～500V電壓。若斷點電壓達不到此值，電弧過零后因不能重燃而熄滅，所以有利于滅弧。常用低壓電器571.3開關(guān)電器

開關(guān)電器是電氣控制中的基本組成元件，在各個領(lǐng)域廣泛使用，如刀開關(guān)、低壓斷路器、控制器、接觸器、啟動器、控制繼電器、熔斷器、主令電器等，控制系統(tǒng)的優(yōu)劣和開關(guān)電器的性能有直接的關(guān)系。常用低壓電器581.3開關(guān)電器

1.3.1刀開關(guān)刀開關(guān)是結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的一種手動隔離開關(guān)電器。在低壓電路中作為不頻繁接通和分斷電路用，或用來將電路與電源隔離。常用的刀開關(guān)有HD型單投刀開關(guān)、HS型雙投刀開關(guān)、HR型熔斷器式開關(guān)、HZ型組合刀開關(guān)、HK型閘刀開關(guān)、HY型倒順刀開關(guān)、HH型鐵殼刀開關(guān)等。常用低壓電器591.3開關(guān)電器

1、HD系列單投刀開關(guān)和HS系列雙投刀開關(guān)HD系列單投刀開關(guān)和HS系列雙投刀開關(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，用于不頻繁的手動接通和分斷交、直流電路或隔離開關(guān)用。常用低壓電器601.3開關(guān)電器

（1）HD型單投刀開關(guān)

按極分有1極、2極、3極，其操作示意圖及圖形符號如圖1-15所示。常用低壓電器61（a）（b）1.3開關(guān)電器

（c）（d）

（e）

（f）

（g）

（h）（a）直接手動操作；（b）手柄操作；（c）一般圖形符號；（d）手動符號；（e）三極單投開關(guān)符號；（f）一般隔離開關(guān)符號；（g）手動隔離開關(guān)符號；（h）三極單投刀隔離開關(guān)符號。

圖1-15HD型單投開關(guān)示意圖及圖形符號常用低壓電器621.3開關(guān)電器

刀開關(guān)型號的含義如下：常用低壓電器631.3開關(guān)電器

（2）HS型雙投刀開關(guān)HS型雙投刀開關(guān)也稱轉(zhuǎn)換開關(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如圖1-16所示。常用低壓電器64圖1-16HS型雙投刀開關(guān)示意圖及圖形符號1.3開關(guān)電器

2、HR型熔斷器式開關(guān)HR型熔斷器式開關(guān)也稱刀熔開關(guān)如圖1-17所示，它實際是刀開關(guān)和熔斷器的組合。刀熔開關(guān)操作方便，并簡化了供電線路。刀熔開關(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)在無正常工作電流的情況下進行操作。刀熔開關(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，作用是短路保護和電纜、導(dǎo)線的過載保護。常用低壓電器651.3開關(guān)電器

圖1-17HR型熔斷器式開關(guān)示意圖及圖形符號常用低壓電器661.3開關(guān)電器

3、HZ型組合刀開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(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)換開關(guān)，一般用于電氣設(shè)備電源引入開關(guān)，也可用于非頻繁地通斷電路、換接電源和負載，測量三相電壓以及控制小容量感應(yīng)電機。常用低壓電器671.3開關(guān)電器

圖1-18HZ型組合刀開關(guān)開關(guān)結(jié)構(gòu)圖及圖形符號常用低壓電器681.3開關(guān)電器

常用低壓電器694、HK型閘刀開關(guān)

HK型開啟式負荷開關(guān)俗稱閘刀或膠殼刀開關(guān)如圖1-19（a）所示，其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、使用維修方便，主要用做電氣照明電路、電熱電路、小容量電動機電路等不頻繁控制開關(guān)，也可用做分支電路的配電開關(guān)。1.3開關(guān)電器

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進線端；8熔絲；9觸點座；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）開啟式負荷開關(guān)；（b）封閉式負荷開關(guān)；(c)圖形文字符號

圖1-19HK型開啟式負荷開關(guān)示意圖及圖形符號1.3開關(guān)電器

常用低壓電器715、HH型鐵殼刀開關(guān)HH型封閉式負荷開關(guān)俗稱鐵殼開關(guān)，它由鋼板外殼、觸刀開關(guān)、操作機構(gòu)、熔斷器等組成如圖1-19（b）所示。鐵殼開關(guān)帶有滅弧裝置，能夠通斷負荷電流，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斷電路，還可直接用于異步電機的非頻繁全壓啟動控制。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器721.3.2低壓斷路器

低壓斷路器又稱自動空氣斷路器，簡稱自動空氣開關(guān)，分為框架式DW系列（又稱萬能式）和塑殼式DZ系列（又稱裝置式）兩類，主要用于分配電能，非頻繁地對電路手動接通和分斷，并在電路發(fā)生過載、短路及失壓時自動分斷電路。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器73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1-211.3開關(guān)電器

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。脫扣器包括過電流脫扣器、失壓（欠壓）脫扣器、熱脫扣器、分勵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—過流脫扣器，4—分勵脫扣器，5—熱脫扣器，6—失壓脫扣器，7—按鈕。圖1-22斷路器結(jié)構(gòu)1.3開關(guān)電器

常用低壓電器75斷路器開關(guān)是靠操作機構(gòu)手動或電動合閘的，觸頭合閉后，自由脫扣器機構(gòu)將觸頭鎖在合閘位置上。分勵脫扣器用于遠距離控制分斷電路，當在遠方按下按鈕時，分勵脫扣器得電產(chǎn)生電磁力使其脫扣跳閘。當電路發(fā)生故障時，通過各自的脫扣器使自由脫扣器機構(gòu)動作，自動跳閘以實現(xiàn)保護作用。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器76即過電流脫扣器當線路的電流大于所整定的過電流和短路電流值時，過電流脫扣器所產(chǎn)生的電磁力使掛鉤脫扣，動觸點在彈簧的拉力下迅速斷開，實現(xiàn)斷路器的跳閘功能；1.3開關(guān)電器

常用低壓電器77失壓（欠壓）脫扣器用于失壓保護，當失壓（欠壓）脫扣器上的線圈的電壓（線路電壓）正常時處于吸合狀態(tài)，斷路器可以正常合閘，當電壓很低或停電時，失壓（欠壓）脫扣器的吸力小于彈簧的反力，彈簧使動鐵芯向上使掛鉤脫扣，實現(xiàn)斷路器的跳閘功能；熱脫扣器用于線路的過負荷保護，工作原理與熱繼電器相同。不同的斷路器的保護是不同的，使用時應(yīng)根據(jù)需要選用。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器78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斷能力1.3開關(guān)電器

常用低壓電器791.3.3控制器控制器是一種手動操作、直接控制主電路大電流（10A～600A）的開關(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明，如圖1-23所示。1.3開關(guān)電器

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。圖1-23KT型凸輪控制器的結(jié)構(gòu)原理示意圖及圖形符號1.3開關(guān)電器

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、定位機構(gòu)等組成。它具有多組觸點，并由多個凸輪分別控制，以實現(xiàn)對一個較復(fù)雜電路中的多個觸點進行同時控制。圖1-23（b）中的圖形符號中粗線條表示極數(shù)，細線條表示位數(shù)，小黑點表示本極在該位接通。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器82凸輪控制器是一種大型的手動控制器，主要用于起重等設(shè)備中直接控制中小型線繞式步進電機的啟動、停止、調(diào)速、換向和制動等。其優(yōu)點為控制線路簡單、開關(guān)元件少、維護方便等，缺點是體積大、操作笨重、不能實現(xiàn)遠距離控制。目前常用的有KT10、KTJ14、KTJ15、KTJ16等系列。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器831.3.4接觸器接觸器是用利用電磁吸力的作用來使觸頭閉合或斷開大電流（5A～1000A）電路（電動機或其他負載主電路）自動切換電器，實現(xiàn)遠距離的自動控制。主要用于控制電機、電熱設(shè)備、電焊機、電容器組等。它具有低電壓釋放保護功能。在電力拖動自動控制中被廣泛應(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)的圖形符號如圖1-25所示。接觸器工作原理在1.2節(jié)中已敘述。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器841-主觸頭；2-常閉輔助觸頭；3-常開輔助觸頭；4-動鐵芯（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)簡圖1.3開關(guān)電器

常用低壓電器85

（a）

（b）

（c）

（d）（a）線圈；（b）主觸頭；（c）常開（動合）輔助觸頭；（d）常閉（動斷）輔助觸頭

圖1-25接觸器圖形符號1.3開關(guān)電器

常用低壓電器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對常開主觸頭。（2）電磁系統(tǒng)，包括動靜、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、電動力滅弧、相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器87當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銜鐵吸合，動銜鐵牽動觸頭系統(tǒng)動作，使常閉觸頭分開，常開觸頭閉合。當線圈斷電后，磁力消失，動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)，即常開觸頭分斷，常閉觸頭閉合。從而達到接通或分斷線路的控制目的。

1.3開關(guān)電器

常用低壓電器882、直流接觸器

直流接觸器主要用于遠距離接通和分斷直流電路，尤其是用于控制頻繁啟停、正反轉(zhuǎn)、制動的直流電機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。1.3開關(guān)電器

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行，常見的接觸器的型號及含義如圖1-26和圖1-27所示。1.3開關(guān)電器

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)等于負載的額定電壓。（2）額定電流：接觸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。

1.3開關(guān)電器

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)定條件試驗時，其各部件在8h工作制下的溫升不超過值時所能承受的最大電流。（7）接通和分斷能力：指接觸器主觸點在規(guī)定條件下，能可靠接通和分斷的電流值。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器92圖1-26圖1-271.3開關(guān)電器

常用低壓電器93根據(jù)接觸器的使用類別不同對主觸頭的接通和分斷能力的要求也不同，而不同類別的接觸器是根據(jù)其不同控制對象（負載）的控制方式所規(guī)定的。常見的接觸器使用類別及典型用途見表1-1，表中AC1和DC1類允許接通和分斷額定電流；AC2、DC3和DC5類允許接通和分斷4倍的額定電流；AC3和AC4類允許接通和分斷6倍的額定電流。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器94表1-1常見的接觸器使用類別及典型用途1.3開關(guān)電器

常用低壓電器951.3.5啟動器

啟動器用于三相異步電動機的啟動和停止控制，它是一種成套的低壓控制裝置。由于電機的啟動電流較大（額定電流的6～7倍），在電機啟動期間，線路電壓會降低較多，一方面會影響線路上其它設(shè)備的運行，另一方面電機啟動轉(zhuǎn)矩將減小，啟動發(fā)生困難，甚至啟動失敗，因此大功率三相異步電動機不能直接啟動，需要啟動器啟動。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器96三相異步電動機的啟動方式有以下幾種：1、直接啟動。對電網(wǎng)沖擊較大。2、降壓啟動。主要有熱自藕降壓啟動和星三角降壓啟動。熱自藕降壓啟動是通過自藕變壓器在啟動時降低電動機電壓，同時也就降低了啟動電流。啟動電壓一般降低至額定電壓的55%～75%左右。優(yōu)點是可通過改變自藕變壓器的抽頭圈數(shù)方便地改變啟動電壓。缺點是自藕變壓器體積大、成本高。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器97星三角降壓啟動是通過改變電動機的接線方式而改變啟動電壓。在啟動時，使用繼電器方法使電動機接線方式為星形，此時電動機的相電壓為原來的1/，當電動機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的80%左右時，控制繼電器改變電動機接線方式為三角形，電動機開始正常運轉(zhuǎn)。優(yōu)點是成本低，接線簡單，工作可靠。缺點是無法改變啟動電壓的比率，同時無法使用到原本在星形接法的電動機。

1.3開關(guān)電器

常用低壓電器983、頻敏電阻啟動。通過在電動機主回路中串聯(lián)頻敏電阻，以降低啟動電流。頻敏電阻能夠平滑地改變啟動電流，對電網(wǎng)沖擊較小，是較為理想的啟動方式。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。通過變頻器實現(xiàn)對電機的恒頻壓比控制，達到電動機的緩啟緩?fù)Ｄ康摹?.3開關(guān)電器

常用低壓電器991.3.6控制繼電器控制繼電器用于電路的邏輯控制，繼電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、時間等）的變化量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量，以實現(xiàn)對電路的自動控制功能。1.3開關(guān)電器

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）擴大控制范圍。例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。（2）放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器101（3）綜合信號。例如，當多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時，經(jīng)過比較綜合，達到預(yù)定的控制效果。（4）自動、遙控、監(jiān)測。例如，自動裝置上的繼電器與其它電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現(xiàn)自動化運行。1.3開關(guān)電器

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、保護特征、觸點負載、產(chǎn)品用途等分類，以下按作用原理分類。1.3開關(guān)電器

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、時間繼電器等。它們起到控制、放大、聯(lián)鎖、保護、調(diào)節(jié)等作用。

1.3開關(guān)電器

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)示意圖1.3開關(guān)電器

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0.1～0.4,保護繼電器的k值一般為0.85～0.9。一般繼電器的吸合時間與釋放時間為0.05s～0.15s,快速繼電器的吸合時間與釋放時間為0.005s～0.05s。1.3開關(guān)電器

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圖1-29中間繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號1.3開關(guān)電器

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，以及用于擴展接點的容量（一般為5A～10A）和數(shù)量。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器108（3）電流繼電器電流繼電器的線圈與被測量電路串聯(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。這樣通過電流時的壓降很小，不會影響負載電路的電流，而仍可獲得需要的磁勢。電流繼電器可分為欠電流繼電器和過電流繼電器。如圖1-30電流繼電器的圖形符號。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器109欠電流繼電器用于欠電流保護或控制，在正常工作時，銜鐵是吸合的，只有當電流降低到某一整定值時，繼電器才釋放，輸出信號。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%。過電流繼電器用在電路正常工作時不動作，當電流超過到某一整定值時才動作，整定范圍為線圈額定電流的1.1～4.0倍。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器110（a）欠電流繼電器

（b）過電流繼電器

圖1-30電流繼電器的圖形符號1.3開關(guān)電器

常用低壓電器111（4）電壓繼電器電壓繼電器的線圈與負載并聯(lián)以反映負載電壓，其線圈匝數(shù)多而導(dǎo)線細。根據(jù)動作電壓值不同，電壓繼電器分欠電壓繼電器、過電壓繼電器和零電壓繼電器，它們分別起到欠壓、過壓、零壓保護作用。過電壓繼電器動作電壓范圍為額定電壓的105%～120%；欠電壓繼電器吸合動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%；零電壓繼電器動作當電壓降低至額定電壓的5%～25%時動作，如圖1-31電壓繼電器的圖形符號。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器112

（a）欠電壓繼電器

（b）過電壓繼電器

圖1-31電壓繼電器的圖形符號1.3開關(guān)電器

常用低壓電器113（5）熱繼電器熱繼電器的種類常用的有：①雙金屬片式，利用雙金屬片式受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作。②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。③易熔合金式，利用過載電流發(fā)熱使易熔合金達到某一溫度值時，合金熔化而使繼電器動作。1.3開關(guān)電器

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)來切斷電路的保護電器，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，它主要由發(fā)熱元件、雙金屬片、觸頭、接線端子及動作機構(gòu)（包括復(fù)位按鈕、傳動桿、彈簧、調(diào)節(jié)旋鈕、復(fù)位螺絲等）等部分組成。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器115雙金屬片是一種將兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬機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）稱為主動層，膨脹系數(shù)小的（如鐵鎳類合金）稱為被動層。由于兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬緊密地貼合在一起，當產(chǎn)生熱效應(yīng)時，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)生的位移帶動觸頭動作。1.3開關(guān)電器

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。熱元件串接于電動機等負載回路中，通過熱元件的電流就是電動機等負載的工作電流（對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）。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器117當電動機等負載正常運行時，其工作電流通過熱元件產(chǎn)生的熱量不足以使雙金屬變形，熱繼電器不會動作；當電動機等負載發(fā)生過流電流且超過整定值時，雙金屬片的熱量增大而發(fā)生彎曲，直到使觸點動作，通過控制電路切斷電動機等負載的工作電源。同時，熱元件也因失電而逐漸降溫，經(jīng)過一段時間的冷卻，雙金屬片恢復(fù)到原來狀態(tài)。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器118熱繼電器動作電流的調(diào)節(jié)是通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕來實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)旋鈕是一個偏心輪，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕可以改變傳動桿和動觸點之間的傳動距離，距離越長，動作電流越大；反之亦然。熱繼電器復(fù)位方式有自動復(fù)位和手動復(fù)位。將復(fù)位螺絲旋入，使常開的靜觸點向動觸點靠近，這樣動觸點在閉合時處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在雙金屬片冷卻后動觸點也返回，為自動復(fù)位方式。如果將復(fù)位螺絲旋出，觸點不能自動復(fù)位，為手動復(fù)位方式。在手動復(fù)位方式下，需在雙金屬片恢復(fù)原狀時按下復(fù)位按鈕才能使觸點復(fù)位。1.3開關(guān)電器

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期通過而不致引起熱繼電器動作的最大電流值。熱繼電器具有反時限保護特性，見表1-2所示。通常熱繼電器的整定電流是按電動機等負載的額定電流整定的。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器120表1-2熱繼電器的保護特性1.3開關(guān)電器

常用低壓電器121（a）雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖(b)雙金屬片式熱繼電圖形符號圖1-32為雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號1.3開關(guān)電器

常用低壓電器1224、時間繼電器

時間繼電器用來按照所需時間間隔，接通或斷開被控制的電路，以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機械的各種動作。線圈動作后，觸頭經(jīng)過延時才動作，這類觸頭稱為延時觸頭。此外，目前多數(shù)時間繼電器附有瞬時觸頭。時間繼電器種類很多，按其動作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動式和電子式。按延時方式時有通電延時和斷電延時型。圖1-33為空氣阻尼式時間繼電器示意圖及圖形符號。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器123（a）通電延時繼電器示意圖；1.3開關(guān)電器

常用低壓電器124(b)通電延時繼電器圖形符號；1.3開關(guān)電器

常用低壓電器125(c)斷電延時繼電器示意圖；1.3開關(guān)電器

常用低壓電器126

（d）斷電延時繼電器圖形符號；圖1-33空氣阻尼式時間繼電器示意圖及圖形符號1.3開關(guān)電器

常用低壓電器127空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時。由直動式雙E型鐵心電磁機構(gòu)、氣囊式阻尼器延時機構(gòu)和LX5型微動開關(guān)觸頭系統(tǒng)三部分組成。通電延時型與斷電延時型僅是電磁鐵倒置1800安裝的，它們工作原理相似。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器128如圖1-34（a）通電延時繼電器示意圖，當線圈通電后，銜鐵向下吸合并帶動托板下移，活塞桿在釋放彈簧的作用下，開始下降，但空氣室的空氣受進氣孔處調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖璧K而是活塞下降緩慢，到達最終準位置時通過杠桿壓動微動開關(guān)，使其常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，起到通電延時作用。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器129空氣阻尼式時間繼電器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、延時范圍大（分0.4s～60s和0.4s～180s兩種,操作頻率600次/h）、壽命長、價格低及不受電源電壓和頻率波動的影響；缺點是延時誤差大(±15%)、無調(diào)節(jié)刻度指示，一般用于延時要求不高的場合。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器1305、速度繼電器速度繼電器用來反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的自動電器。常用于鼠籠式異步電動機反接制動電路，又稱為反接制動繼電器。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器131(a)外形(b）結(jié)構(gòu)(c）符號

圖1-34速度繼電器1.3開關(guān)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）、觸點三部分組成。轉(zhuǎn)子由一塊永久磁體制成，于電動機同軸相連，用以接受轉(zhuǎn)動信號。當轉(zhuǎn)子（磁鐵）旋轉(zhuǎn)時，鼠型空心繞組切割轉(zhuǎn)子磁場產(chǎn)生感生電動勢，形成環(huán)內(nèi)電流，此電流與磁鐵磁場相作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，圓環(huán)在此轉(zhuǎn)矩的作用下帶動擺桿，克服彈簧力而順轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向擺動，并撥動觸點改變其通斷狀態(tài)。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器133當調(diào)節(jié)彈簧彈力時，可使速度繼電器在不同轉(zhuǎn)速時切換觸點改變通斷狀態(tài)。通常速度繼電器都有二對轉(zhuǎn)換觸點，一對用于正轉(zhuǎn)時動作，一對用于反轉(zhuǎn)時動作。其動作轉(zhuǎn)速一般不低于120r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速約在100r/min以下，工作時，允許的轉(zhuǎn)速高達1000～3600r/min。1.3開關(guān)電器

常用低壓電器1341.3.7熔斷器熔斷器是一種最簡單有效而價廉的保護電器，是利用金屬的溶化作用來切斷電路的，通常串接在被保護的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路或嚴重過載的保護元件。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。1.3開關(guān)電器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；1.3開關(guān)電器

常用低壓電器136（c）無填料密封管式；（d）符號圖1-35常用的熔斷器結(jié)構(gòu)1.3開關(guān)電器⑴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，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，不同色點表示不同的熔體電流，熔體熔斷時，色點跳出，示意熔體已熔斷。螺旋式熔斷器額定電流5A～200A，主要用于短路電流大的分支電路或有易燃氣體的場所。常用低壓電器1371.3開關(guān)電器⑵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、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，通過手動機構(gòu)操作。填料管式熔斷器額定電流為50A～1000A，主要用于短路電流大的電路或有易燃氣體的場所。常用低壓電器1381.3開關(guān)電器⑶無填料管式熔斷器RM無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，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。無填料管式熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、保護性能好、使用方便等特點，一般均與刀開關(guān)組成熔斷器刀開關(guān)組合使用。常用低壓電器1391.3開關(guān)電器⑷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作型的熔斷器，由熔斷管、觸點底座、動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。由于其具有快速動作性，一般為半導(dǎo)體整流元件保護用。常用低壓電器1401.3開關(guān)電器2、熔斷器的安秒特性

熔斷器的作用原理可用保護特性或安秒特性來表示，安秒特性是指熔化電流與熔化時間的關(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間常用低壓電器1411.3開關(guān)電器常用低壓電器142圖1-36熔斷器的按秒特性1.3開關(guān)電器熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)包括額定電壓、熔體額定電流、熔斷器額定電流、極限分斷能力等。

①額定電壓，保證熔斷器能長期正常工作的電壓。

②熔體額定電流，熔體長期通過而不會熔斷的電流。

③熔斷器額定電流，保證熔斷器能長期正常工作的電流。常用低壓電器1431.3開關(guān)電器

④極限分斷能力，熔斷器在額定電壓下所能開斷的最大短路電流。熔體額定電流按被保護設(shè)備的負荷電流選擇，熔斷器額定電流應(yīng)大于熔體額定電流。常用低壓電器1441.3開關(guān)電器3、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。⑴熔斷器的類型選擇

主要依據(jù)負載的保護特性和短路電流的大小而定。比如，用于保護照明和電動機的熔斷器，一般是考慮它們的過載保護，這時希望熔斷器的熔化系數(shù)適當小些，所以容量較小的照明線路和電動機宜采用熔體為鉛鋅合金的RCIA系列熔斷器；常用低壓電器1451.3開關(guān)電器而大容量的照明線路和電動機除過載保護外，還應(yīng)考慮短路時的分斷短路電流能力，若短路電流較小時可采用熔體為錫質(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熔斷器，一般是考慮短路時的分斷能力，當短路電流較大時，宜采用具有高分斷能力的RL1系列熔斷器，當短路電流相當大時，宜采用具有限流作用的RT0及RT12系列熔斷器。常用低壓電器1461.3開關(guān)電器⑵熔體額定電流的選擇如果熔體額定電流選擇偏大，負載在短路或長期過負載時不能及時熔斷；選擇過小，可能在正常負載電流作用下就會熔斷，影響正常運行。因此，為保證設(shè)備正常運行，必須根據(jù)負載性質(zhì)合理選擇熔體額定電流。常用低壓電器1471.3開關(guān)電器①用于保護照明或電熱設(shè)備的熔斷器，因為負載電流比較穩(wěn)定，所以，熔體的額定電流應(yīng)Ire等于或稍大于負載的額定電流Ie。即Ire≥Ie。②用于保護單臺長期電動機或電焊機（即供電支線）的熔斷器，考慮電動機啟動時不應(yīng)熔斷，即Ire≥（1.5～2.5）Ie。輕載啟動或啟動時間比較短時，系數(shù)可取近1.5；帶重載啟動或啟動時間比較長，系數(shù)可取近2.5。常用低壓電器1481.3開關(guān)電器③用于保護頻繁啟動電動機（即供電支線）的熔斷器，考慮頻繁啟動時的發(fā)熱，熔斷器也不應(yīng)熔斷，則選Ire≥（3～3.5）Ie。④用于保護多臺電動機（即供電支線）的熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時也不應(yīng)熔斷。通常將其中容量最大的一臺電動機啟動，而其余電動機正常運行時出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流，為此Ire≥（1.5～2.5）Iemax+∑Ie。常用低壓電器1491.3開關(guān)電器⑶熔斷器之間的配合

為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級（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（供電干線）熔斷器的熔斷額定電流比下一級（供電支線）大1～2個級差。⑷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1501.3開關(guān)電器主令電器在自動控制系統(tǒng)中用來發(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、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。1、按鈕開關(guān)按鈕開關(guān)用來切斷和接通控制電路。按鈕有單極雙位開關(guān)或雙級雙位開關(guān)，按功能與用途又分為啟動按鈕、復(fù)位按鈕、檢查按鈕、控制按鈕、限位按鈕等多種。常用低壓電器1511.3開關(guān)電器按結(jié)構(gòu)可分為開啟式（K）、保護式（H）、防水式（S）、防腐式（F）、緊急式（J）、鑰匙式（Y）、旋鈕式（X）、帶指示燈式（D）等。按鈕的觸點也分常開（動合）、常閉（動開）?？刂瓢粹o是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成。其結(jié)構(gòu)、符號、外形分別如圖1-37所示。常用低壓電器1521.3開關(guān)電器常用低壓電器153（a）結(jié)構(gòu)（b）符號（c）外形圖1-37結(jié)構(gòu)、符號、外形圖1.3開關(guān)電器2、位置開關(guān)位置開關(guān)是一種將機器信號轉(zhuǎn)換為電氣信號，以控制運動部件位置或形程的自動控制電器。位置開關(guān)又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)，它的作用是將機械位置信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，使電動機的運行狀態(tài)發(fā)生改變，即按一定行程自動停車、反轉(zhuǎn)、變速或循環(huán)，從而控制機械運動或?qū)崿F(xiàn)安全保護。位置開關(guān)有直動式、擺動式和微動式三種，如圖1-38所示。其結(jié)構(gòu)基本相同，由操作頭、傳動系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、外殼組成。常用低壓電器1541.3開關(guān)電器常用低壓電器1551-推桿；2-凹形輪；3-彈簧；4-小輪；5-支桿；6-彈簧片（動觸頭）；7、8-靜觸頭；9-轉(zhuǎn)軸

（a）直動式位置開關(guān)1.3開關(guān)電器常用低壓電器1561-滾輪；2-連桿；3-開口彈簧；4-推桿；5-鋼球；6-丁字桿；7、8-扣板；9、10-彈簧（b）擺動式位置開關(guān)1.3開關(guān)電器常用低壓電器1571-推桿；2-彎形片狀彈簧；3-常開觸頭；4-觸橋；5-常閉觸頭；6-恢復(fù)彈簧；7-基座（c）微動式位置開關(guān)圖1-38位置開關(guān)1.3開關(guān)電器3、接近開關(guān)接近開關(guān)是一種無觸頭行程開關(guān)，它是一種非接觸型的物體位置檢測裝置，其外形如圖1-39所示。常用低壓電器158圖1-39接近開關(guān)1.3開關(guān)電器當某種物體與之接近到一定距離時就發(fā)出動作信號，而無須機械接觸。應(yīng)用—接近開關(guān)不僅僅是避免了機械行程開關(guān)觸頭容易損壞等缺點，其應(yīng)用已遠遠超出一般行程控制和限位保護的范疇，它廣泛用于高速脈沖發(fā)生、高速計數(shù)、測速、液面控制、無觸頭按鈕等。即使用于一般的行程控制，定位精度、操作頻率、使用壽命和對惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力也優(yōu)于一般機械式行程開關(guān)。常用低壓電器1591.3開關(guān)電器4、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)目前常用的萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)有LW5、LW6等系列。

LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)由操作機構(gòu)、面板、手柄及觸頭座等主要部件組成，其操作位置有2～12個，觸頭底座有1～10層，其中每層底座均可裝三對觸頭，并由底座中間的凸輪進行控制。由于每層凸輪可做成不同的形狀，因此，當手柄轉(zhuǎn)動到不同位置時，通過凸輪作用，可使各對觸頭按所需要的規(guī)律接通和分斷。常用低壓電器1601.3開關(guān)電器LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)還可裝成雙列型式，列與列之間用齒輪嚙合，并由一個公共手柄進行操作，因此，這種轉(zhuǎn)換開關(guān)裝入的觸頭最多可達60對。常用低壓電器161（a）萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)單層結(jié)構(gòu)示意圖

（b）符號圖1-40萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)1.3開關(guān)電器萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要用于各種控制線路的轉(zhuǎn)換、電壓表、電流表的換相測量控制、配電裝置線路的轉(zhuǎn)換和遙控等。還可直接用于控制小容量電動機的啟動、調(diào)速、換向。常用低壓電器1621.3開關(guān)電器1.3.9其它電器1、信號燈信號燈也叫指示燈，如圖1-41所示，其發(fā)光體主要有白燈、氖燈、發(fā)光燈二極管等。常用低壓電器163

（a）平光燈（b）閃光燈

（c）紅燈（d）紅色發(fā)光二極管燈圖1-41信號燈的圖形符號1.3開關(guān)電器顏色各異表示的含義也不同，見表1-4所示。表1-4指示燈的顏色及其含義常用低壓電器1641.3開關(guān)電器信號燈工作形式有持續(xù)發(fā)光（平光）和斷續(xù)發(fā)光（閃光）兩種，一般用于電源指示、顯示設(shè)備的工作狀態(tài)以及操作警示等，示意有如下作用（或含義）:①進一步引起注意；②需立即采取行動；③反映出的信息不符合指令的要求；④表示變化過程等。常用低壓電器1651.3開關(guān)電器2、報警器常用的報警器有電鈴和電喇叭等。電鈴一般用于正常的操作信號（如設(shè)備啟動前的警示）和設(shè)備的異?，F(xiàn)象（如變壓器的過載、漏油）。電喇叭一般用于設(shè)備的故障信號（如線路短路跳閘）和聯(lián)絡(luò)信號。常用低壓電器1661.3開關(guān)電器圖1-42為常見報警器的圖形符號。常用低壓電器167（a）電喇叭

（b）電鈴

（c）蜂鳴器圖1-42報警器的圖形符號1.3開關(guān)電器3、液壓控制元件液壓控制元件在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。液壓傳動特點

運動平穩(wěn)

實現(xiàn)在大范圍內(nèi)的無級調(diào)速

實現(xiàn)功率放大常用低壓電器1681.3