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常用低压电器 第五章第五章 常用低压电器常用低压电器及电机控制电路及电机控制电路 常用低压电器 一一 低压电器的基础知识低压电器的基础知识 二二 低压开关低压开关 三三 熔断器熔断器 四四 接触器接触器 五五 继电器继电器 六六 主令电器主令电器 七七 常用其它低压电器常用其它低压电器 第一节第一节 常用低压电器常用低压电器常用低压电器 HK系列刀开关 带熔断器刀开关 带熔断器刀开关三相刀开关 三相刀开关 防爆刀开关 低压电器图片常用低压电器 自动电源转换开关万能转换开关 可逆转换开关各种类型按钮 带灯普通按钮 常用低压电器 微动开关 各种类型行程开关 接近开关 各种接近开关 常用低压电器 单元件断路器单相断路器三相断路器 带漏电保护断路器RL1系列螺旋式熔断器RT0系列有填料封闭管式熔断器 瓷插式熔断器常用低压电器 RO,RT系列熔断芯子 慢溶保险丝 高分子PTC自复保险丝 CFC36系列交流接触器 CKC1（CJ40）系列接触器常用低压电器 中间继电器中间继电器热继电器热继电器常用低压电器 空气囊时间继电器 空气囊时间继电器 电子式时间继电器AR-731F2 AR-731F3 JSS1P1-时间继电器 DH11S-S-时间继电器 常用低压电器 一、一、 低压电器的基础知识低压电器的基础知识（一）（一） 低压电器的分类低压电器的分类1 1 按用途可分按用途可分(1) 低压配电电器：包括刀开关、转换开关、 熔断器和自动开关。用途用途：低压配电系统对系统控制与保护，使系统中出现短路电流时， 其热效应不会损坏电器。 (2) 低压控制电器：包括接触器、控制继电器及各种主令电器等，用途：用途：主要用于设备电气控制系统。常用低压电器 2 按动作方式分(1) 自动切换电器：它依靠电器本身参数变化或外来信号（如电流、电压、温度、压力、速度、热量等）自动完成接通、分断或使电机启动、反向及停止等动作，如接触器、 继电器等。 (2) 手控电器：它依靠外力（人力）直接操作来进行切换等动作，如按钮、刀开关等。 （3）电器按其执行机能还可分为有触点电器和无触点电器。 常用低压电器 （二）（二） 电磁式低压电器基本结构及灭弧电磁式低压电器基本结构及灭弧1 1 电磁机构电磁机构1）结构形式电磁机构通常采用电磁铁的形式，由吸引线圈、铁心（又称静铁心或磁轭）和衔铁（也称动铁心）三部分组成。2）工作原理工作原理 当线圈通入电流后，磁通通过铁心。 衔铁和工作气隙形成闭合回路，因衔铁受到电磁力，便吸向铁心。 常用低压电器 图1 电磁机构示意图 常用低压电器 图2 电磁铁心的结构形式 （U形E形铁心，直动和转动方式）常用低压电器 常用低压电器 2. 2. 灭弧装置灭弧装置1)电弧的产生：各种有触点电器都是通过触点的开、闭来通、断电路的。 触点接通电路时，存在接触电阻，引起触点升温；触点分断电路时，由于热电子发射和强电场的作用使气体游离，从而在分断瞬间产生电弧。2)电弧的危害：开关电器在分断电路时产生的电弧，一方面使电路仍旧保持导通状态，延迟了电路的开断；另一方面会烧损触点，缩短电器的使用寿命。常用低压电器 灭弧措施主要有以下几种： (1)拉长电弧：依靠触点的分开， 机械地拉长电弧，如图（a）、（b）所示。 (2)磁吹灭弧：利用导电回路或特制线圈的电流在弧区产生磁场， 使电弧受力迅速移动并拉长电弧（磁吹灭弧），如图4（a）、 （b）、（c）、（d）所示。 (3)分隔电弧：将电弧分隔成许多串联的短弧，如图（c）、（f）所示。 (4)冷却电弧：依靠磁场作用，将电弧驱入用耐弧材料制成的狭缝中， 以加快电弧的冷却，如图4（e）、（g）所示。 (5)气体吹弧：在封闭的灭弧室中，利用电弧自身能量分解固体材料产生气体， 提高灭弧室中的压力， 或利用产生的气体进行吹弧。 （6）其他常用低压电器 图 4灭弧措施 常用低压电器 图5 熔断器的灭弧措施 常用低压电器 （一）（一） 刀开关刀开关 二、二、 低压开关低压开关 常用低压电器 1 胶盖刀开关胶盖刀开关 胶盖刀开关又称开启式负荷开关，由瓷地板、静触头、触刀、瓷柄、熔体和胶盖等构成。其结构简单，价格低廉，常用作照明电路的电源开关，也可用来控制5.5 kW以下异步电动机的启动与停止。因其无专门的灭弧装置，故不宜频繁分、 合电路。常用低压电器 图 6 HK系列负荷开关(a) 内部结构； (b) 图形符号 常用低压电器 对于照明和电热负载，可选用额定电压220 V或250 V， 额定电流大于所有负载额定电流的开关。对于电动机的控制， 可选用额定电流大于电动机额定电流倍的开关。 胶盖刀开关的型号(HK 2/)含义为 常用低压电器 安装和使用胶盖开关时应注意下列事项： (1)(1)电源进线应接在静触头一边的进线端（进线电源进线应接在静触头一边的进线端（进线座应在上方），座应在上方），用电设备应接在动触头一边的出线端。这样，当开关断开时，闸刀和熔体均不带电，以保证更换熔体时的安全。（上进下出） (2)安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。 常用低压电器 2 2 组合开关组合开关组合开关又称转换开关，由分别装在多层绝缘件内的动、 静触片组成。动触片装在附有手柄的绝缘方轴上，手柄沿任一方向每转动90，触片便轮流接通或分断。为了使开关在切断电路时能迅速灭弧，在开关转轴上装有扭簧储能机构，使开关能快速接通与断开，从而提高了开关的通断能力。图所示为HZ10系列转换开关的外形和内部结构。 这种开关适用于交流50 Hz、电压380 V以下和直流电压220 V以下的电路中，供手动不频繁地接通和断开电源，以及控制5 kW以下异步电动机的直接启动、停止和正反转。常用低压电器 常用低压电器 图8 HZ1010/3型组合开关 常用低压电器 HZ系列转换开关型号及含义为 常用低压电器 组合开关的图形符号如图4-9所示。 图4-9 组合开关的图形符号(a) 单极； (b) 三极 常用低压电器 （二）（二）熔熔 断断 器器 1. 1. 常用熔断器常用熔断器（1 1） 熔断器的分类熔断器的分类熔断器按结构可分为开启式、半封闭式和封闭式。封闭式熔断器又分为有填料、无填料管式和有填料螺旋式等。按用途分有工业用熔断器、保护半导体器件熔断器、具有两段保护特性的快慢动作熔断器、自复式熔断器等。常用低压电器 (2)结构和原理结构和原理常用低压电器 图10 熔断器的图形符号 常用低压电器 2 2 熔断器的主要技术参数熔断器的主要技术参数选择熔断器时，应考虑以下几个主要技术参数： （1） 额定电压：这是从灭弧角度出发， 保证熔断器能长期正常工作的电压。如果熔断器的实际工作电压超过额定电压，则一旦熔体熔断，可能发生电弧不能及时熄灭的现象。（2） 熔体额定电流：是指在规定的工作条件下，电流长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流。 常用低压电器 （3） 熔断器额定电流：是指保证熔断器能长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作时所允许的温升决定的。该额定电流应不小于所选熔体的额定电流， 且在额定电流范围内不同规格的熔体可装入同一熔壳内。 （4） 极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能分断的最大短路电流值。常用低压电器 熔断器的型号及意义为 常用低压电器 3 3 常用熔断器常用熔断器(1） 瓷插式熔断器： 常用的瓷插式熔断器为RC1A系列，它由瓷盖、瓷底座、 静触头、动触头和熔体组成，动触头在瓷盖两端，熔体沿凸起部分跨接在两个动触头上。瓷插式熔断器一般用于交流50 Hz，额定电压380 V及以下、 额定电流200 A以下的电路末端，用于电气设备的短路保护和照明电路的保护。 常用低压电器 图4-11 瓷插式熔断器 常用低压电器 （2） 有填料螺旋式熔断器：它由瓷帽、熔管、瓷套及瓷座等组成。熔管是一个瓷管，内装熔体和灭弧介质石英砂， 熔体的两端焊在熔管两端的金属盖上，其一端标有不同颜色的熔断指示器，当熔体熔断时指示器弹出，便于发现并更换同型号的熔管。有填料螺旋式熔断器外形结构如图4-12所示。 常用低压电器 图12 有填料螺旋式熔断器 (a) 外型； (b) 结构 常用低压电器 这种熔断器的特点是其熔管内充满了石英砂填料，以增强熔断器的灭弧能力。因为石英砂具有很大的热惯性与较高的绝缘性能，且它为颗粒状，同电弧接触面大，能大量吸收电弧的能量，使电弧很快冷却，从而加快电弧熄灭过程。 常用低压电器 （3） 无填料封闭管式熔断器：这种熔断器由熔管、熔体和插座组成，熔体被封闭在不充填料的熔管内，其外形结构如图4-13所示。15 A以上熔断器的熔管由钢纸管、黄铜套管和黄铜帽等构成， 新产品中熔管已用耐电弧的玻璃钢制成。 常用的无填料封闭管式熔断器有RM7和RM10系列。 常用低压电器 图13 无填料封闭式熔断器 (a) 外型； (b) 结构 常用低压电器 4.4.熔断器的选择熔断器的选择熔断器的额定电压和额定电流应不小于线路的额定电压和所装熔体的额定电流。 熔断器的分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。 常用低压电器 熔体额定电流的选择熔体额定电流的选择（1） 对于电炉和照明等电阻性负载，可用作过载保护和短路保护，熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流。 （2） 电动机的启动电流很大，熔体的额定电流应考虑启动时熔体不能熔断而选得较大些，因此对电动机只宜作短路保护而不能作过载保护。 常用低压电器 对单台电动机，熔体的额定电流（IfN）应不小于电动机额定电流（IN）的1.52.5倍， 即 IfN(1.52.5)IN 轻载启动或启动时间较短时，系数可取1.5，带负载启动、 启动时间较长或启动较频繁时，系数可取2.5。 常用低压电器 (三三 )接接 触触 器器 1. 1. 交流接触器交流接触器(1)(1)交流接触器的工作原理交流接触器的工作原理交流接触器是利用电磁吸力与弹簧弹力配合动作，使触头闭合或分断，以控制电路的分断的。 交流接触器有两种工作状态：失电状态（释放状态）和得电状态（动作状态）。当吸引线圈得电后， 衔铁被吸合， 各个动合触头闭合，动断触头分断，接触器处于得电状态。当吸引线圈失电后，衔铁释放，在恢复弹簧的作用下， 衔铁和所有触头都恢复常态， 接触器处于失电状态。 常用低压电器 接触器的外型接触器的外型 常用低压电器 图 14 交流接触器的结构和图形符号 (a) 外型； (b) 结构示意图； (c) 图形符号 (2) 交流接触器的结构交流接触器的结构常用低压电器 交流接触器线圈在其额定电压的85%105%时，能可靠地工作。电压过高，则磁路趋于饱和，线圈电流将显著增大， 线圈有被烧坏的危险；电压过低，则吸不牢衔铁，触头跳动， 不但影响电路正常工作，而且线圈电流会达到额定电流的十几倍，使线圈过热而烧坏。因此，电压过高或过低都会造成线圈发热而烧毁。 常用低压电器 2 2 直流接触器直流接触器直流接触器主要用于额定电压至440 V、额定电流至600 A的直流电力线路中，作为远距离接通和分断线路，以控制直流电动机的启动、停止和反向，多用在冶金、起重和运输等设备中。 直流接触器和交流接触器一样，也是由电磁系统、触头系统和灭弧装置等部分组成的。图所示为直流接触器的结构原理图。 常用低压电器 图 4-15 直流接触器的结构原理图 常用低压电器 KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM接触器的符号接触器的符号 常用低压电器 额定电压额定电压 交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V 交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 额定电流额定电流 吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 接触器的主要技术指标接触器的主要技术指标 常用低压电器 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。接触器的使用选择原则接触器的使用选择原则 常用低压电器 (四四) 继继 电电 器器中间继电器热继电器 气囊式时间继电器电子式时间继电器常用低压电器 JSS1P1-时间继电器 小型中间继电器常用低压电器 v 作用：控制、放大、联锁、保护和调节作用：控制、放大、联锁、保护和调节v 分类：分类：按用途分按用途分 ：控制和保护继电器：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器按动作时间分：瞬时、延时继电器 v 特点：额定电流不大于特点：额定电流不大于5A5A(四四) 继继 电电 器器常用低压电器 1. 1. 电流继电器电流继电器根据线圈中电流大小而动作的继电器称为电流继电器。 其线圈与被测电路串联，反映电路电流的变化。其线圈匝数少，导线粗，阻抗小。 欠电流继电器过电流继电器IIdIId直流电动机磁场控制及失磁保护。电动机过载及短路保护动作用途用途动作常用低压电器 欠电流继电器KAI I KAKAKA电流继电器符号电流继电器符号常用低压电器 2 .电压继电器电压继电器电压继电器：根据线圈两端电压大小而动作的继电器。欠电压（或零压）继电器在电压低于规定值时动作，对电路进行欠电压（或零压）保护。电压为1.1倍额定电压以上时动作，以对电路进行过电压保护欠电压继电器过电压继电器UUdUUd常用低压电器 图17 电压继电器的符号常用低压电器 中间继电器本质上是电压继电器，它是用来远距离传输或转换控制信号的中间元件。3 中间继电器中间继电器输入线圈 通电 断电输出接通断开触点用途：增加控制信号的数目因为触头的额定电流大于线圈的额定电流， 故还可用来放大信号。常用低压电器 图18 JZ7系列中间继电器外形结构 常用低压电器 图19 中间继电器的图形符号 常用低压电器 表表3 JZ7系列中间继电器的主要技术数据系列中间继电器的主要技术数据 常用低压电器 热继电器:利用电流通过发热元件所产生的热效应，使双金属片受热弯曲而推动机构动作的继电器。用途：主要用于电动机的过载、断相及电流不平衡的保护及其他电器设备发热状态的控制。4 热继电器热继电器常用低压电器 4 4、热继电器、热继电器a） 外形 b ） 结构图 1- 电流整定装置 2 - 主电路接线柱 3 - 复位按钮 4- 常闭触头 5 - 动作机构 6 - 热元件 31 -常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱 33 -常开触头接线柱 双金属片式热继电器常用低压电器 图4-20 JR16系列热继电器结构原理(a) 外形； (b) 结构原理； (c) 图形符号 常用低压电器 5 时间继电器时间继电器1 1 空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器：利用空气阻尼的原理制成的， 它由电磁系统、延时机构和触头系统三部分组成。通电延时型断电延时型根据触头延时的特点有常用低压电器 常用低压电器 图 4-22 空气阻尼式时间继电器的延时原理(a) 通电延时型； (b) 断电延时型 常用低压电器 常用低压电器 常用低压电器 常用低压电器 图 23 时间继电器的符号常用低压电器 5 .主主 令电器令电器 (1)(1)按钮按钮按钮是一种短时接通或断开小电流电路的手动电器，常用于控制电路中发出启动或停止等指令，以控制接触器、继电器等电器的线圈电流的接通或断开，再由它们去接通或断开主电路。 结构：按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式动触头、静触头和外壳等组成 类型：常开按钮、常闭按钮、复合按钮常用低压电器 常用低压电器 常用低压电器 图27 按钮的外形和结构原理(a) 外形； (b) 结构原理； (c) 图形符号 常用低压电器 按钮型号：LAY3、 LAY6、 LA10、 LA18、 LA19、 LA20、LA25等系列。 其型号含义如下： 按钮颜色：红色表示停止按钮； 绿色表示启动按钮。 常用低压电器 位置开关又称行程开关或限位开关，可将机械信号转换为电信号，以实现对机械运动的控制。（2） 位置开关位置开关常用低压电器 用途：根据运动部件的位置而切换的电器，能实现运动部件极限位置的保护。它的作用原理与按钮类似，利用生产机械运动部件的碰压使其触头动作， 从而将机械信号转变为电信号。 结构：主要由触头系统、操作机构和外壳组成。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。行程开关动作后，复位方式有自动复位和非自动复位两种。常用低压电器 常用低压电器 图28 JLXK1系列行程开关外形(a) 按钮式； (b) 单轮旋转式； (c) 双轮旋转式 常用低压电器 行程开关的工作原理:当运动机械的挡铁压到滚轮上时,杠杆连同转轴一起转动,并推动撞块。当撞块被压到一定位置时，推动微动开关动作，使常开触头分断，常闭触头闭合在当动动机械的挡铁离开后，复位弹簧使行程开关各部位部件恢复常态。常用低压电器 图29 行程开关的结构、动作原理和图形符号常用低压电器 目前机床中常用的行程开关有LX19和JLXK1等系列， JLXK1系列型号含义如下： 常用低压电器 空气断路器又叫自动空气开关或低压断路器，相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、 过载和短路保护的电器。 空气断路器主要由触头系统、操作机构和保护元件三部分组成。其主要参数是额定电压、额定电流和允许切断的极限电流。选择时空气断路器的允许切断极限电流应略大于线路最大短路电流。 其内部结构如图4-35所示。 6.空气断路器空气断路器常用低压电器 结构：空气断路器主要由触头系统、操作机构和保护元件三部分组成。其主要参数是额定电压、额定电流和允许切断的极限电流。选择时空气断路器的允许切断极限电流应略大于线路最大短路电流。常用低压电器 单元件断路器 单相断路器 常用低压电器 带漏电保护断路器 三相断路器 常用低压电器 空气断路器的工作原理：电磁脱扣器3的线圈和热脱扣器5的热元件电阻丝与电路串联，分离脱扣器4和失压脱扣器6的线圈与电路并联。 保护功能： 1、短路保护：当电路发生短路或较大过电流时，磁力增加将衔铁吸合，撞击杠杆，搭钩松开，触头分断。 2、欠压保护：当电路电压下降较多或失去电压时，欠压脱扣器磁力减小或失去，其衔铁被弹簧拉开，撞击杠杆，顶上搭钩，触头分断。 3、过载保护：当电路发生过载时，双金属片发生弯曲， 撞击杠杆， 顶开搭钩， 触头分断。常用低压电器 图4-36 低压断路器原理图 常用低压电器 图4-37 低压断路器图形符号