電控第1章常用低壓電器

第一章

低壓電器

第一節(jié)

概述

第二節(jié)

刀開關(guān)

第三節(jié)

主令電器

第四節(jié)

熔斷器

第五節(jié)

接觸器

第六節(jié)

繼電器

習(xí)題與思考題

電氣是一種電氣設(shè)備，它可根據(jù)外界指令自動(dòng)或手動(dòng)的接通和斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)和調(diào)節(jié)。

一、電器分類

1.按工作電壓等級(jí)分：高壓電器

交流>1200V、直流>1500V；低壓電器2.按動(dòng)作原理分：手控電器和自控電器3.按用途分：控制電器、主令電器、執(zhí)行電器、保護(hù)電器4.按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器第一節(jié)

概述二、表示方法三、電磁式電器電磁式電器指的是根據(jù)電壓電流的變化由電磁力驅(qū)動(dòng)而動(dòng)作的電器。電磁式電器一般可分為電磁機(jī)構(gòu)（感測(cè)機(jī)構(gòu)）和觸頭機(jī)構(gòu)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）兩部分。a)為沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，主要應(yīng)用于直流電磁機(jī)構(gòu)。b)為沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，多用于觸點(diǎn)容量較大的交流電磁機(jī)構(gòu)。

c)為雙E形直動(dòng)式鐵心,多用于交流接觸器、繼電器中。

1.電磁機(jī)構(gòu)

電磁機(jī)構(gòu)包括電磁線圈和鐵心，鐵心由靜鐵心和動(dòng)鐵心（即銜鐵）組成。常見磁路結(jié)構(gòu)：交流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心由硅鋼片疊鉚而成，有磁滯和渦流損耗，由于鐵心和線圈都發(fā)熱，所以在鐵心和線圈之間設(shè)有骨架，鐵心、線圈整體作成矮胖型，利于各自散熱。直流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心由整塊鋼材或工程純鐵制成，無磁滯和渦流損耗，線圈發(fā)熱鐵心不發(fā)熱，所以線圈直接接觸鐵心并通過鐵心散熱，鐵心、線圈整體作成瘦高型。2.電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性電磁線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的力，稱為電磁吸力。電磁吸力的計(jì)算公式為

式中

為空氣隙中的磁通，可近似看作與鐵心的磁通相等，單位是韋伯（Wb）；

為空氣隙的有效面積，單位是米2（m2）；

為電磁吸力，單位是牛頓（N）。直流電磁機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁電流是恒定不變的直流，其磁動(dòng)勢(shì)

也是恒定不變的。但隨著銜鐵的吸合，空氣隙變小，吸合后空氣隙將消失，磁路的磁阻顯著減小，因而磁通

要增大。由F表達(dá)式可知，吸合后的電磁力要比吸合前大得多。

交流電磁機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁電流是交變的，它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是交變的，因此電磁力的大小也是交變的。設(shè)空氣隙處的磁通為將其代入F表達(dá)式中，可得交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力為式中

為電磁吸力的最大值。交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力是脈動(dòng)的，電磁吸力的瞬時(shí)值曲線如左圖，其平均值為

右圖為吸力與空氣隙的關(guān)系曲線。在交流鐵心線圈、變壓器及交流電動(dòng)機(jī)中，

由該式可知

因此，外加電壓一定的條件下，交流磁路中主磁通的最大值基本不變。因此，交流電磁鐵在吸合銜鐵的過程中，電磁吸力的平均值隨空氣隙的變化較小。又由于主磁通等于磁動(dòng)勢(shì)與磁阻之比，而吸合過程中磁路的磁阻顯著減小，可知隨著空氣隙的減小，磁動(dòng)勢(shì)必然減小，所以交流電磁機(jī)構(gòu)吸合后的勵(lì)磁電流要比吸合前顯著減小。也就是說，交流電磁鐵吸合前的勵(lì)磁電流要比吸合后的勵(lì)磁電流大得多。因此，交流電磁鐵在工作時(shí)銜鐵和鐵心之間吸合要好，否則，線圈中會(huì)因長(zhǎng)期通過較大的電流而過熱燒毀。其中曲線3為彈簧的反力特性曲線。無論交流或直流電磁機(jī)構(gòu)，當(dāng)吸力>反力時(shí)，電磁機(jī)構(gòu)吸合，否則釋放。

衡量電磁機(jī)構(gòu)靈敏度的參數(shù)是返回系數(shù)β，被定義為釋放電壓（電流）與吸合電壓（電流）的比值。返回系數(shù)越大，靈敏度越高。

*在使用單相交流電源的電磁機(jī)構(gòu)中，由于電磁吸力的瞬時(shí)值是脈動(dòng)的，且有過零點(diǎn)，吸合后會(huì)出現(xiàn)震顫和噪聲，影響受控電路穩(wěn)定通電。因此對(duì)單相交流電磁機(jī)構(gòu)，可在鐵心端面上，取一部分截面嵌入一個(gè)閉合的短路環(huán)。利用該短路環(huán)的感生電流建立的磁場(chǎng)（比原磁場(chǎng)滯后）與原磁場(chǎng)共同作用，克服磁場(chǎng)過零點(diǎn)，才能保持足夠的電磁吸力，使電磁機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定。

3.觸頭系統(tǒng)與滅弧方法（1）觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)由主觸頭和輔助觸頭組成。主觸頭接在控制對(duì)象的主回路中控制其通斷，輔助觸頭用于通斷電流較小的控制電路每對(duì)觸頭均由靜觸頭和動(dòng)觸頭組成，動(dòng)觸頭與電磁機(jī)構(gòu)的銜鐵相連，當(dāng)接觸器的電磁線圈得電時(shí)，銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)作，使接觸器的常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開。觸頭有點(diǎn)接觸、面接觸、線接觸三種，接觸面越大則通電電流越大。觸頭材料有銅和銀，銀質(zhì)觸頭更好。為了消除觸頭在接觸時(shí)的振動(dòng)，減小接觸電阻，在觸頭上裝有接觸彈簧，該彈簧在觸頭剛閉合時(shí)產(chǎn)生較小的壓力，閉合后壓力增大。（2）電弧的產(chǎn)生與滅弧當(dāng)一個(gè)較大電流的電路突然斷電時(shí)，如觸頭間的電壓超過一定數(shù)值，觸頭間空氣在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生電離放電現(xiàn)象，在觸頭間隙產(chǎn)生大量帶電粒子，形成熾熱的電子流，被稱為電弧。電弧伴隨高溫、高熱和強(qiáng)光，可能造成電路不能正常切斷、燒毀觸頭、引起火災(zāi)等其它事故，因此對(duì)切換較大電流的觸頭系統(tǒng)必須采取滅弧措施。常用的滅弧方法有：電動(dòng)力滅弧、縱縫滅弧、柵片滅弧和磁吹滅弧。主要用于熄滅觸頭在分?jǐn)嚯娏鞯乃查g動(dòng)靜觸頭間產(chǎn)生的電弧，以防止電弧的高溫?zé)龎挠|頭或出現(xiàn)其它事故。

第二節(jié)

刀開關(guān)

刀開關(guān)亦稱低壓隔離器，主要用于電氣線路中隔離電源，也可在低壓線路中不頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘枯^小的低壓供電線路。一、刀開關(guān)分類1、按極數(shù)分：?jiǎn)螛O、雙極和三極；2、按結(jié)構(gòu)分：平板式、框架式；3、按操作方式分：手柄、電動(dòng)；4、按轉(zhuǎn)換方式分：?jiǎn)瓮丁㈦p投；5、按封裝形式分：開啟式、封閉式。

二、刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)1、結(jié)構(gòu)

由手柄①、靜插座②、動(dòng)觸刀③、鉸鏈支座④和絕緣底板⑤組成。

HD/HS系列

2、型號(hào)

3、主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓：刀開關(guān)長(zhǎng)期能承受的最大工作電壓。一般交流為500V以下，直流440V以下；（2）額定電流：合閘狀態(tài)下，刀開關(guān)允許長(zhǎng)期通過的最大工作電流。小電流刀開關(guān)的額定電流有10、15、20、30、60A等五級(jí)；（3）電穩(wěn)定性電流：是指發(fā)生短路故障時(shí)，不產(chǎn)生變形、破壞或觸刀自動(dòng)彈出等現(xiàn)象時(shí)的最大短路電流峰值。（4）熱穩(wěn)定性電流：是指發(fā)生短路故障時(shí)，如能在一定時(shí)間（通常是1s）內(nèi)通以某一短路電流，且不會(huì)因溫度急劇上升而發(fā)生熔焊現(xiàn)象，此短路電流稱為熱穩(wěn)定性電流。通常，刀開關(guān)的1s熱穩(wěn)定性電流為其額定電流的數(shù)十倍。三、開啟式負(fù)荷開關(guān)

開啟式負(fù)荷開關(guān)由電源進(jìn)線座、刀片式動(dòng)觸點(diǎn)、熔絲、負(fù)載線、負(fù)載接線座、瓷底板、靜觸點(diǎn)、膠木蓋組成。主要用于電氣線路照明、電加熱控制或分支電路的配電開關(guān)，三極開啟式負(fù)荷開關(guān)可控制小容量籠型異步電機(jī)的非頻繁起動(dòng)控制。四、封閉式負(fù)荷開關(guān)

封閉式負(fù)荷開關(guān)亦稱鐵殼開關(guān)，由手柄、轉(zhuǎn)軸、速斷彈簧、熔斷器、夾座、閘刀、外殼前蓋組成。主要用于電氣線路照明、電加熱控制或電力排灌等配電設(shè)備中，作為非頻繁接通和分?jǐn)嚯娐酚茫瑫r(shí)，亦可用于三相交流異步電機(jī)的非頻繁全電壓起動(dòng)控制。五、組合開關(guān)

組合開關(guān)由靜觸片①、動(dòng)觸片②、絕緣墊板③、凸輪④、彈簧⑤、轉(zhuǎn)軸⑥、手柄⑦、絕緣桿⑧、接線柱⑨組成。它是一種凸輪式旋轉(zhuǎn)刀開關(guān)，主要用于非頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?、換接電路和負(fù)載、測(cè)量三相電壓以及5.5KW以下電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等場(chǎng)合。HZ10系列HZ5系列六、低壓斷路器1.低壓斷路器的用途和分類斷路器俗稱自動(dòng)開關(guān)，用于不頻繁接通、分?jǐn)嗑€路正常工作電流，也能在電路中流過故障電流時(shí)（短路、過載、欠電壓等），在一定時(shí)間內(nèi)斷開故障電路的開關(guān)電器。低壓斷路器是用于交流電壓1200V、直流電壓1500V及以下電壓范圍的斷路器。按使用類別:非選擇型（A型）和選擇型（B型）按極數(shù):單極、雙極、三極和四極按滅弧介質(zhì):空氣式和真空式按動(dòng)作速度:快速型和一般型按結(jié)構(gòu)型式:塑料外殼式和萬能式。低壓斷路器型號(hào)及含義

2.低壓斷路器的工作原理

FLASH動(dòng)畫主觸頭3是常開觸頭，靠操作手柄10或閉合電磁鐵9合閘，鎖扣7將自由脫扣機(jī)構(gòu)6扣住，保持主觸頭閉合，自由脫扣機(jī)構(gòu)6由鎖扣7、脫扣半軸12、斷開彈簧11和一套連桿機(jī)構(gòu)等組成。過電流脫扣器17的線圈串聯(lián)于主電路，在主電路電流為正常值時(shí)，銜鐵處于打開位置，當(dāng)任何一相主電路的電流超過其動(dòng)作整定值時(shí)，銜鐵被向上吸合，銜鐵上的頂板推動(dòng)脫扣桿13，使脫扣半軸12反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致自由脫扣機(jī)構(gòu)脫扣，在斷開彈簧的作用下，使主觸頭分?jǐn)?。欠電壓脫扣?8的線圈在主電壓正常時(shí)，銜鐵吸合，當(dāng)主電路內(nèi)電壓消失或降低至一定數(shù)值以下時(shí)，銜鐵釋放，主觸頭分?jǐn)?。分?lì)脫扣器15是由控制電源供電的，其線圈可根據(jù)操作人員的命令或繼電保護(hù)信號(hào)而通電，使銜鐵向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)脫扣桿，使主觸頭分?jǐn)唷?/p>

低壓斷路器及其電氣符號(hào)

3.低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓斷路器的額定電壓分額定工作電壓、額定絕緣電壓和額定脈沖耐壓。額定工作電壓（

）是指與通斷能力以及使用類別相關(guān)的電壓值，對(duì)多相電路是指相間的電壓值。額定絕緣電壓（

）一般情況下，額定絕緣電壓就是斷路器最大額定工作電壓。額定脈沖耐壓（

）開關(guān)電器工作時(shí)，要承受系統(tǒng)中所發(fā)生的過電壓，因此開關(guān)電器（包括斷路器）的額定電壓參數(shù)中給定了額定脈沖耐壓值，其數(shù)值應(yīng)大于或等于系統(tǒng)中出現(xiàn)的最大過電壓峰值。額定絕緣電壓和額定脈沖耐壓共同決定了開關(guān)電器的絕緣水平。

（2）額定電流對(duì)于斷路器來說，額定電流（

）就是額定持續(xù)電流，也就是脫扣器能長(zhǎng)期通過的電流，對(duì)帶有可調(diào)式脫扣器的斷路器為可長(zhǎng)期通過的最大工作電流。斷路器殼架等級(jí)額定電流（

）

用基本尺寸相同和結(jié)構(gòu)相似的框架或塑料外殼中能容納的最大脫扣器額定電流表示。一個(gè)殼架等級(jí)可包含數(shù)個(gè)額定電流。（3）額定短路分?jǐn)嗄芰嗦菲鞯念~定分?jǐn)嗄芰Γ?/p>

）是指在規(guī)定的條件（電壓、頻率、功率因數(shù)及規(guī)定的試驗(yàn)程序等）下，能夠分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠?/p>

4．?dāng)嗦菲鞯谋Ｗo(hù)特性（1）過電流保護(hù)特性

斷路器的動(dòng)作時(shí)間與動(dòng)作電流的函數(shù)關(guān)系曲線。其具有一段、兩段或三段過電流保護(hù)特性，圖中曲線ABCD為兩段非選擇性保護(hù)特性，其中AB段為長(zhǎng)延時(shí)反時(shí)限保護(hù)特性，用于過載保護(hù)；CD段為瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作特性。圖中曲線abcdef為選擇性三段保護(hù)特性，其中ab段是過載反時(shí)限長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)特性；cd段為短路電流較小時(shí)的定時(shí)限短延時(shí)特性；ef段則為短路電流較大時(shí)的瞬時(shí)動(dòng)作特性。

（2）欠電壓保護(hù)特性

指當(dāng)主電路電壓下降至某一規(guī)定值范圍時(shí)，使電器有延時(shí)或無延時(shí)動(dòng)作的保護(hù)性能。零電壓保護(hù)特性（或稱失壓保護(hù)特性）是欠電壓保護(hù)特性中的一種特殊形式。

5.低壓斷路器的額定電流選擇（1）配電用低壓斷路器的選用選用配電用低壓斷路器，除應(yīng)考慮一般選用原則外，還應(yīng)考慮與下級(jí)電路的選擇性配合問題，以限制可能出現(xiàn)的越級(jí)跳閘現(xiàn)象，一般可從以下幾方面注意：1）長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值應(yīng)不大于導(dǎo)線容許載流量。一般可取電線電纜容許載流量的80%。2）3倍長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值的可返回時(shí)間不小于線路中起動(dòng)電流最大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間。3）短延時(shí)動(dòng)作電流整定值應(yīng)不小于

式中

線路計(jì)算電流；

電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)；

電動(dòng)機(jī)的額定電流。

4）瞬時(shí)動(dòng)作電流整定值應(yīng)不小于

式中：

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的沖擊系數(shù)，一般取1.7～2；

最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流。（2）電動(dòng)機(jī)保護(hù)用低壓斷路器的選用1）過載保護(hù)（長(zhǎng)延時(shí)）動(dòng)作電流整定值等于電動(dòng)機(jī)額定電流。2）瞬時(shí)動(dòng)作電流整定值，對(duì)于籠型電動(dòng)機(jī)應(yīng)為（8～15）倍電動(dòng)機(jī)額定電流；對(duì)于繞線式電動(dòng)機(jī)應(yīng)為（3～6）倍電動(dòng)機(jī)額定電流。并以此確定電磁脫扣器的額定電流。（3）家用低壓斷路器的選用一般選用塑殼式斷路器。選用時(shí)還應(yīng)注意：1）長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值應(yīng)不大于線路計(jì)算電流。2）瞬時(shí)動(dòng)作電流整定值應(yīng)等于（6～20）倍線路計(jì)算電流。

第三節(jié)

主令電器

主令電器用于發(fā)布操作命令以接通和分?jǐn)嗫刂齐娐贰３Ｒ婎愋陀锌刂瓢粹o、位置開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令控制器等。一、按鈕

按鈕是一種用人力（一般為手指或手掌）操作，并具有儲(chǔ)能復(fù)位的開關(guān)電器。它由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動(dòng)觸頭、動(dòng)合靜觸頭、動(dòng)斷靜觸頭、推桿和外殼等組成。

按下：先分?jǐn)喑ｉ]，再接通常開。

松開：先復(fù)位常開，后復(fù)位常閉。

FLASH動(dòng)畫

按鈕產(chǎn)品有LA10、LA18、LA19、LA20、LA25、LA30等系列，引進(jìn)產(chǎn)品有LAY3、LAY4、PBC系列等。其中LA25是通用型按鈕的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

二、位置開關(guān)

位置開關(guān)主要用于將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，用來控制生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)作。

1.行程開關(guān)

行程開關(guān)是用來限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)行程的一種電器，主要用于機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和其它生產(chǎn)機(jī)械的限位及流程控制。

1）直動(dòng)式行程開關(guān)

其動(dòng)作原理與控制按鈕相似，只是它用運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊來碰撞行程開關(guān)的推桿。

2）滾輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)

采用能瞬時(shí)動(dòng)作的滾輪旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，當(dāng)滾輪1受到向左的外力作用時(shí)，上轉(zhuǎn)臂2向左下方轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿4向右轉(zhuǎn)動(dòng)，并壓縮右邊彈簧8，同時(shí)下面的小滾輪5也很快沿著擒縱件6向右轉(zhuǎn)動(dòng)，小滾輪滾動(dòng)又壓縮彈簧7，當(dāng)滾輪5走過擒縱件6的中點(diǎn)時(shí)，盤形彈簧3和彈簧7都使擒縱件6迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使動(dòng)觸頭迅速地與右邊的靜觸頭分開，并與左邊的靜觸頭閉合。

FLASH動(dòng)畫

復(fù)位方式有自動(dòng)復(fù)位和非自動(dòng)復(fù)位兩種產(chǎn)品有LX19、LX22、LX32、LX33等系列行程開關(guān)，引進(jìn)產(chǎn)品有3SE3等系列行程開關(guān)。行程開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓、額定電流、觸頭換接時(shí)間、動(dòng)作力、動(dòng)作角度或工作行程、觸頭數(shù)量、結(jié)構(gòu)形式和操作頻率等。2.微動(dòng)開關(guān)

微動(dòng)開關(guān)是行程非常小的瞬時(shí)動(dòng)作開關(guān)，其特點(diǎn)是操作力小和操作行程短，用于機(jī)械、紡織、輕工、電子儀器等各種機(jī)械設(shè)備和家用電器中作限位保護(hù)和聯(lián)鎖等。3.接近開關(guān)接近開關(guān)即無觸點(diǎn)行程開關(guān)。按工作原理分為高頻振蕩性、電容型和永磁型三種類型。對(duì)外連接3根線，其中紅、綠兩根線外接直流電源（通常為24V），另一根黃線為輸出線。接近開關(guān)供電后，輸出線與綠線之間為高電平輸出；當(dāng)有金屬物靠近該開關(guān)的檢測(cè)頭時(shí)，輸出線與綠線之間翻成低電平?？衫迷撔盘?hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)繼電器或直接將該信號(hào)輸入PLC等控制回路。三、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令控制器1.萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要用于電氣控制線路的轉(zhuǎn)換、配電設(shè)備的遠(yuǎn)距離控制、電氣測(cè)量?jī)x表的轉(zhuǎn)換和微電機(jī)的控制，也可用于小功率籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、換向和變速。

常用的有LW8、LW6、LW5、LW2等系列。LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)由操作機(jī)構(gòu)、面板、手柄、觸頭座等組成，觸頭座最多可裝10層，每層均可安裝3對(duì)觸頭，操作手柄最多有12個(gè)檔位，可控制各對(duì)觸頭進(jìn)行有預(yù)定規(guī)律的接通或分?jǐn)?。LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)其中一層的結(jié)構(gòu)示意圖

：圖形虛線表示操作檔位，有幾個(gè)檔位就畫幾根虛線，實(shí)線與成對(duì)的端子表示觸頭，使用多少對(duì)觸頭就可以畫多少對(duì)。在虛實(shí)線交叉的地方只要標(biāo)黑點(diǎn)就表示實(shí)線對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)，在虛線對(duì)應(yīng)的檔位是接通的，不標(biāo)黑點(diǎn)就意味著該觸頭在該檔位被分?jǐn)唷?/p>

2.主令控制器主令控制器是一種按照預(yù)定程序來轉(zhuǎn)換控制電路接線的主令電器。由觸頭系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、齒輪減速機(jī)構(gòu)、凸輪、外殼等部件組成。按凸輪結(jié)構(gòu)的形式：凸輪調(diào)整式和凸輪非調(diào)整式兩類；動(dòng)作原理、圖形符號(hào)與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)相同。一、熔斷器的作用是指利用金屬導(dǎo)體為熔體,串聯(lián)于電路，當(dāng)過載或短路電流通過熔體時(shí)，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。熔斷器主要作短路保護(hù)之用，有時(shí)也作過載保護(hù)。第四節(jié)

熔斷器二、熔斷器的組成熔斷器主要由熔體（保險(xiǎn)絲）和熔管（熔座）組成。熔體由易熔金屬材料鉛、鋅、錫、銀、銅及其合金制成，通常制成絲狀和片狀。熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙制成，在熔體熔斷時(shí)兼有滅弧作用。

RT0系列RL1系列

幾種常用的熔斷器以及熔斷器的圖形符號(hào)

RC1系列HG30系列RT14系列RW3系列RW10系列NT系列載熔手柄熔斷器的型號(hào)說明

R熔體額定電流熔斷器額定電流設(shè)計(jì)序號(hào)熔斷器結(jié)構(gòu)形式：C（插入式）、L（螺旋式）熔斷器的常用型號(hào)有：RC1A、RL6、RL7、RM10、RM7、RT18、RT19（AM3）、RTO、RS0、RS3、RZ等，在選用時(shí)可根據(jù)使用場(chǎng)合酌情選擇。

熔斷器工作的物理過程

熔斷器工作的物理過程是指熔斷器分?jǐn)噙^載或短路電流時(shí)的物理過程，可分為四個(gè)階段：

三、熔斷器的工作過程和特性1.熔體升溫階段t1。2.熔體熔化階段t2。3.熔體金屬氣化階段t3。4.燃弧階段t4。t1、t2、t3之和稱為熔斷時(shí)間。熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)和特性

1.額定電壓

指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)和熔斷后所能承受的電壓。熔斷器的交流額定電壓（單位為V）有：220、380、415、500、600、1140；直流額定電壓（單位為V）有：110、220、440、800、1000、1500。2.額定電流

熔斷器在長(zhǎng)期工作制下，各部件溫升不超過極限允許溫升所能承載的電流值，習(xí)慣上，把熔斷體支持件的額定電流簡(jiǎn)稱為熔斷器額定電流。熔體額定電流規(guī)定（單位為A）有2、4、6、8、10等3.極限分?jǐn)嗄芰?/p>

指熔斷器在規(guī)定的使用條件下，能可靠分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠?.截?cái)嚯娏魈匦?/p>

指在規(guī)定的條件下，截?cái)嚯娏髋c預(yù)期電流的關(guān)系特性。截?cái)嚯娏魇侵溉蹟囿w分?jǐn)嗥陂g電流到達(dá)的最大瞬時(shí)值。

5.時(shí)間—電流特性

亦稱安秒特性，表示熔斷器的熔斷時(shí)間與流過熔體電流的關(guān)系。是反時(shí)限特性，流過熔體的電流越大，熔化（或熔斷）時(shí)間越短。6.I2t特性

當(dāng)熔斷器弧前時(shí)間小于0.1s時(shí)，用I2t特性表示熔斷器的保護(hù)特性。四、熔斷器的選用1、熔斷器類型的選擇主要根據(jù)使用場(chǎng)合來選擇不同的類型。例如，作電網(wǎng)配電用，應(yīng)選擇一般工業(yè)用熔斷器；作晶閘管元件保護(hù)用，應(yīng)選擇快速熔斷器；供家庭使用，宜選用螺旋式或半封閉插入式熔斷器。2、熔斷器額定電壓≥其安裝處的電路額定電壓。3、電路保護(hù)用熔斷器熔體的額定電流基本上可按電路的額定負(fù)載電流來選擇，但其極限分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流。

4、作電機(jī)回路短路保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮電機(jī)的起動(dòng)條件及起動(dòng)時(shí)間。1）起動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)的場(chǎng)合式中，

—電機(jī)起動(dòng)電流，

—電機(jī)額定電流。2）起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)或較頻繁起動(dòng)的場(chǎng)合3）多臺(tái)電機(jī)并聯(lián)回路，考慮到電機(jī)一般不同時(shí)起動(dòng)，故熔體的電流可按下式計(jì)算：

或

式中

—最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流；

—其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。

5、為了防止越級(jí)熔斷、擴(kuò)大停電事故范圍，各級(jí)熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，選擇時(shí)，上下級(jí)熔斷器應(yīng)根據(jù)其保護(hù)特性曲線上的數(shù)據(jù)及實(shí)際誤差來選擇。一般，老產(chǎn)品的選擇比為2:1，新型熔斷器的選擇比為1.6:1。例如，下級(jí)熔斷器額定電流為100A，上級(jí)熔斷器的額定電流最小也要為160A。6、保護(hù)半導(dǎo)體器件用熔斷器的選擇。在變流裝置中作短路保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮到熔斷器熔體的額定電流是用有效值表示，而半導(dǎo)體器件的額定電流是用通態(tài)平均電流

表示的，應(yīng)將其乘以1.57換算成有效值。因此，熔體的額定電流可按下式計(jì)算：第五節(jié)

接觸器一、接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理接觸器是一種能頻繁地遠(yuǎn)距離接通和斷開交直流電路及大容量控制電路。它主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三部分組成，分為直流和交流兩類。

交流接觸器外形圖、原理圖及電氣符號(hào)FLASH動(dòng)畫二、接觸器型號(hào)說明如CJ12T-250，該型號(hào)的意義為CJ12T系列交流接觸器，額定電流250A，主觸頭為三極。CZ0-100/20為CZ0系列直流接觸器，額定電流100A，雙極動(dòng)合主觸頭。

三、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1.額定電壓

按觸器銘牌上額定電壓是指主觸頭的額定工作電壓，其等級(jí)有：直流接觸器：220V，440V，660V。交流接觸器：220V，380V，500V，660V，1140V。2.額定電流

接觸器銘牌上額定電流是指在正常工作條件下主觸頭中允許通過的長(zhǎng)期工作電流，一般按下面等級(jí)制造：直流接觸器：25A，40A，60A，100A，150A，250，400A，600A。交流接觸器：10，15，25，40，60，100，150，250，400，600A。3.線圈的額定電壓

其等級(jí)有：直流線圈：24V，48V，220V。交流線圈：36V，127V，220V，380V。

4.動(dòng)作值

是指接觸器的吸合電壓與釋放電壓。部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接觸器在額定電壓85%以上時(shí)，應(yīng)可靠吸合。釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。5.接通與分?jǐn)嗄芰?/p>

指接觸器的主觸頭在規(guī)定的條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦担粦?yīng)該發(fā)生熔焊，飛弧和過分磨損等。6.機(jī)械壽命和電氣壽命

接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)有較長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電器壽命。目前有些接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)一千萬次以上；電氣壽命是機(jī)械壽命的5%～20%。7.操作頻率

是指每小時(shí)接通的次數(shù)。交流接觸器最高為600次/h；直流接觸器可高達(dá)1200次/h。

第六節(jié)

繼電器繼電器是一種根據(jù)電量或非電量（比如電壓、電流等電量或溫度、壓力、速度等非電量）輸入信號(hào)接通和分?jǐn)嚯娐冯娏鞯碾娖鳎瑥V泛用于電動(dòng)機(jī)或線路的保護(hù)以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制。按輸入信號(hào)性質(zhì)分：中間繼電器、電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、熱與溫度繼電器等。按使用范圍分：保護(hù)繼電器、控制繼電器、通信繼電器。主要技術(shù)參數(shù)：額定參數(shù)、吸合時(shí)間和釋放時(shí)間、整定參數(shù)、靈敏度、觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰?、使用壽命等?/p>

一、普通電磁式繼電器普通電磁式繼電器由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成，但沒有滅弧裝置，不分主副觸頭。與接觸器的主要區(qū)別在于：能靈敏地對(duì)電壓、電流變化作出反應(yīng)，觸頭數(shù)量很多但容量較小，主要用來切換小電流電路或用作信號(hào)的中間轉(zhuǎn)換。1.電壓繼電器電壓繼電器可以對(duì)所接電路上的電壓高低作出動(dòng)作反應(yīng)。分過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。過電壓繼電器

線圈電壓>105%~120%的額定電壓時(shí)吸合欠電壓繼電器

線圈電壓<40%~70%的額定電壓時(shí)釋放零電壓繼電器

線圈電壓<5%~25%的額定電壓時(shí)釋放

2.中間繼電器中間繼電器實(shí)質(zhì)是一種電壓繼電器。主要用來對(duì)外部開關(guān)量的接通能力和觸頭數(shù)量進(jìn)行放大。其種類有:JZ系列，適用于在交流電壓500V（頻率50Hz或60Hz）、直流電壓220V以下的控制電路中用于控制各種電磁線圈，(如JZC4,JZC1,JZ7)；DZ系列，主要用于各種繼電保護(hù)線路中，用以增加主保護(hù)繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量或容量。3.電流繼電器電流繼電器的線圈被做成阻抗小、導(dǎo)線粗、匝數(shù)少的電流線圈，串接在被測(cè)量的電路中（或通過電流互感器接入），用于檢測(cè)電路中的電流是否越限。分過電流繼電器和欠電流繼電器。過電流繼電器

電流>1.1~1.4倍的額定電流時(shí)吸合

欠電流繼電器

電流<10%~20%的額定電流時(shí)釋放繼電器的外形及底座

二、時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是一種利用電磁或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)通或斷的自動(dòng)控制電器。常用的有電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式等。

1.空氣阻尼式時(shí)間繼電器

它由電磁系統(tǒng)、空氣室、觸點(diǎn)系統(tǒng)三部分組成。有通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型，兩者結(jié)構(gòu)相同，僅電磁機(jī)構(gòu)安裝方向不同。通電延時(shí)型工作原理：線圈1通電后，吸合動(dòng)鐵心3，活塞6在釋放彈簧7的作用下開始上升，帶動(dòng)傘形活塞13和固定在其上的橡皮膜9一起上移，在膜下方造成空氣稀薄的空間。FLASH動(dòng)畫

時(shí)間繼電器的電氣符號(hào)

活塞由于受到上面空氣的壓力，僅能緩慢上升。經(jīng)一定時(shí)間后，杠桿15才能碰觸微動(dòng)開關(guān)14，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。延時(shí)長(zhǎng)短可以通過螺釘11調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小來改變。空氣阻尼式時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍較大，可達(dá)0.4~180s。當(dāng)電磁線圈斷電后，活塞在恢復(fù)彈簧4的作用下迅速?gòu)?fù)位，氣室內(nèi)的空氣經(jīng)由出氣孔12及時(shí)排出，斷電不延時(shí)。2．晶體管式時(shí)間繼電器

晶體管式時(shí)間繼電器主要利用電容對(duì)電壓變化的阻尼作用作為延時(shí)環(huán)節(jié)而構(gòu)成。其特點(diǎn)是延時(shí)范圍廣、精度高、體積小、便調(diào)節(jié)、壽命長(zhǎng)。

非對(duì)稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的晶體管時(shí)間繼電器的外形及原理圖：

電路由主電源、輔助電源、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其附屬電路等幾部分組成。主電源作為觸發(fā)器和輸出繼電器的工作電源。輔助電源與主電源疊加后作為R、C環(huán)節(jié)的充電電源。另外，在延時(shí)過程結(jié)束、二極管VD3導(dǎo)通后，輔助電源的正電壓又通過R和VD3加到晶體管V1的基極上，使之截止，從而使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。

觸發(fā)器的工作原理：接通電源時(shí)，晶體管V1處于導(dǎo)通狀態(tài)，V2處于截止?fàn)顟B(tài)。主電源與輔助電源疊加后，通過可變電阻R1和R對(duì)電容器C充電。在充電過程中，a點(diǎn)的電位逐漸升高，直至a點(diǎn)的電位高于b點(diǎn)的電位，二極管VD3則導(dǎo)通，使輔助電源的正電壓加到晶體V1的基極上。這樣，V1就由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗鳹2則由截止變?yōu)閷?dǎo)通，便觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)。于是，繼電器K便動(dòng)作；通過觸頭發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。與此同時(shí)，電容器C經(jīng)由繼電器的常開觸頭對(duì)電阻R4放電，為下一步工作做準(zhǔn)備。

幾種新型時(shí)間繼電器的外形：

超級(jí)時(shí)間繼電器（電子式）

數(shù)顯時(shí)間繼電器

三、速度繼電器速度繼電器主要用作籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制。它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭三部分組成

，轉(zhuǎn)子是一個(gè)園柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)籠形空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。速度繼電器外形和結(jié)構(gòu)示意如右圖。

速度繼電器工作原理：速度繼電器轉(zhuǎn)子的軸與被控電動(dòng)機(jī)的軸相連接，而定子空套在轉(zhuǎn)子上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，定子內(nèi)的短路導(dǎo)體便切割磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電流，此電流與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，于是定子開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，裝在定子軸上的擺錘推動(dòng)簧片動(dòng)作，使常閉觸頭分?jǐn)啵ｉ_觸頭閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時(shí)，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，觸頭在彈簧作用下復(fù)位。

FLASH動(dòng)畫速度繼電器電氣符號(hào)四、熱繼電器熱繼電器是一種保護(hù)電器，專門用來對(duì)過載及電源斷相進(jìn)行保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)因上述故障導(dǎo)致過熱而損壞。1.熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)臒嵩傻玫搅己玫姆磿r(shí)限特性。所謂反時(shí)限特性，是指熱繼電器動(dòng)作時(shí)間隨電流的增大而減小的性能。熱繼電器的結(jié)構(gòu)主要由三大部分組成：加熱元件（熱電電器的加熱元件有直接加熱式、復(fù)合加熱式、間接加熱式和電流互感器加熱式四種）；動(dòng)作機(jī)構(gòu)（大多采用弓簧式\壓簧式或拉簧跳躍式機(jī)構(gòu)）；復(fù)位機(jī)構(gòu)（有手動(dòng)復(fù)位及自動(dòng)復(fù)位兩種型式，可根據(jù)使用要求自由調(diào)整）。動(dòng)作系統(tǒng)常設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置,保證在一定的溫度范圍內(nèi),熱繼電器的動(dòng)作特性基本不變。主雙金屬片1與加熱元件3串接在接觸器負(fù)載（電動(dòng)機(jī)電源端）的主回路中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，主雙金屬片受熱彎曲推動(dòng)導(dǎo)板4，并通過補(bǔ)償雙金屬片5與推桿7將觸頭11和12（即串接在接觸器線圈回路的熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)）分開，以切斷電路保護(hù)電動(dòng)機(jī)。調(diào)節(jié)旋鈕6是一個(gè)偏心輪，改變它的半徑即可改變補(bǔ)償雙金屬片5與導(dǎo)板4的接觸距離，因而達(dá)到調(diào)節(jié)整定動(dòng)作電流值的目的。此外，靠調(diào)節(jié)復(fù)位螺釘9來改變動(dòng)合靜觸頭10的位置使熱繼電器能工作在自動(dòng)復(fù)位或手動(dòng)復(fù)位兩種狀態(tài)。調(diào)成手動(dòng)復(fù)位時(shí)，在排除故障后要按下按鈕8才能使動(dòng)觸頭11恢復(fù)與靜觸頭12相接觸的位置。FLASH動(dòng)畫熱繼電器的常閉觸頭常串入控制回路，常開觸頭可接入信號(hào)回路。當(dāng)三相電動(dòng)機(jī)的一相接線松開或一相熔絲熔斷時(shí)，造成電動(dòng)機(jī)的缺相運(yùn)行是三相異步電動(dòng)機(jī)燒壞的主要原因之一。需要缺相保護(hù)可選用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。2.熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)和型號(hào)熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、相數(shù)、熱元件編號(hào)、整定電流及刻度電流調(diào)節(jié)范圍等。熱繼電器的整定電流是指熱元件能夠長(zhǎng)期通過而不致引起熱繼電器動(dòng)作的電流值。手動(dòng)調(diào)節(jié)整定電流的范圍，稱為刻度電流調(diào)節(jié)范圍，可用來使熱繼電器更好地實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。常用的熱繼電器有JR20、JRS1、JR16等系列。熱繼電器的外形及電氣符號(hào)

JRS1系列和JR20系列熱繼電器的型號(hào)含義3．熱繼電器的選用熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，因此，在選用時(shí)必須了解被保護(hù)對(duì)象的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)、工作機(jī)制以及電動(dòng)機(jī)允許的過載能力。要遵循的原則是：應(yīng)使熱繼電器的安—秒特性位于電動(dòng)機(jī)的過載特性之下，并盡可能地接近，甚至重合，以充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的能力