第1章 常用低压电器

1、CH1 常用低压电器常用低压电器n一一. 电器的定义和分类电器的定义和分类n二二. 手动电器手动电器n三三. 自动电器自动电器本章要本章要求求 电器是自动控制的重要元件之一。现在，电器是自动控制的重要元件之一。现在，无论在工厂、矿山以及交通运输方面都已广无论在工厂、矿山以及交通运输方面都已广泛地采用自动化及半自动化生产。生产过程泛地采用自动化及半自动化生产。生产过程的自动化意味着带有电气拖动的许多工作枢的自动化意味着带有电气拖动的许多工作枢纽间密切和可靠的组合。它们间的密切联系纽间密切和可靠的组合。它们间的密切联系和相互配合已不能光靠机械的装置去完成，和相互配合已不能光靠机械的装置去完成，而必

2、须更多地借助于电器。而必须更多地借助于电器。 1.1 电器的定义和分类电器的定义和分类 电器是对于电能的生产、输送、分配和应用起电器是对于电能的生产、输送、分配和应用起控制、调节、检测及保护等作用的工具之总称，如控制、调节、检测及保护等作用的工具之总称，如开关、熔断器、变阻器等都属于电器。开关、熔断器、变阻器等都属于电器。 简言之，电器就是一种能控制电的工具。简言之，电器就是一种能控制电的工具。FDefinitionu 电器的控制作用就是手动或自动地接通、电器的控制作用就是手动或自动地接通、断开电路，因此，断开电路，因此，“开开”和和“关关”是电器最基是电器最基本、最典型的功能。本、最典型的功

3、能。 电器？电气？电器电器:electrical equipment (electrical appliance) 电气电气:Electric 电气是以电能、电气设备和电气技术为电气是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。一门科学。 电气，一种利用电产生能量的方式。如电气，一种利用电产生能量的方式。如：铁路电气化、电气设备。：铁路电气化、电气设备。 FClassification按工作电压等级分按工作电压等级分按作用不同分按作用不同分按动作原理分按动作原理分按电器的输出形式分按电器的输出形式分按控制对象分按控制对象分

4、按电器在电气控制系统中的作用分按电器在电气控制系统中的作用分n按工作电压等级分按工作电压等级分 低压电器：工作电压在交流低压电器：工作电压在交流1000V、直流、直流1200V以下，如接触器、继电器等。以下，如接触器、继电器等。 高压电器：工作电压在交流高压电器：工作电压在交流1000V、直流、直流1200V以上，如高压断路器、高压熔断器等。以上，如高压断路器、高压熔断器等。n按作用不同分按作用不同分 控制电器：在电路中起控制作用，如按钮、接控制电器：在电路中起控制作用，如按钮、接触器、中间继电器等。触器、中间继电器等。 保护电器：在电路中起保护作用，如熔断器、保护电器：在电路中起保护作用，如

5、熔断器、热继电器等。热继电器等。n按动作原理分按动作原理分 手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器，手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器，如按钮、刀开关等。如按钮、刀开关等。 自动电器：通过产生电磁吸力而自动完成动作自动电器：通过产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器，如接触器、继电器、电磁换向阀等。指令的电器，如接触器、继电器、电磁换向阀等。n按电器的输出形式分按电器的输出形式分 有触点电器：利用触点的接通和分断来切换有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀开关、按钮等。电路，如接触器、刀开关、按钮等。 无触点电器：电器通断电路是根据输出信号无触点电器：电器通断电路是根据

6、输出信号的高低电平来实现，如晶闸管的导通与截止。的高低电平来实现，如晶闸管的导通与截止。 n按控制对象分按控制对象分 分为电气控制系统用和电力系统用两类分为电气控制系统用和电力系统用两类 。n按电器在电气控制系统中的作用分按电器在电气控制系统中的作用分 信号元件：用以把非电量（如机械位移、压力、温信号元件：用以把非电量（如机械位移、压力、温度等）的度等）的 变化转换为电信号的电器，如按钮、压力继变化转换为电信号的电器，如按钮、压力继电器、热继电器等。电器、热继电器等。 控制元件：是一种逻辑门，其输入输出均为电信号。控制元件：是一种逻辑门，其输入输出均为电信号。如电磁式继电器、接触器等，可分别控

7、制自身、其它控如电磁式继电器、接触器等，可分别控制自身、其它控制元件和执行元件。制元件和执行元件。 380V380V的交流接触器，什么类？的交流接触器，什么类？电力拖动自动控制系统常用电器电力拖动自动控制系统常用电器接触器接触器继电器继电器自动空气断路器自动空气断路器行程开关行程开关熔断器熔断器其他电器其他电器继电器继电器-接触器控制系统常用电器设备接触器控制系统常用电器设备一、组合开关（转换开关）一、组合开关（转换开关）v作用：作用：组合开关又称转换开关，在电气控制线路中作为组合开关又称转换开关，在电气控制线路中作为电源引入开关，起隔离电源的作用。也可直接用来控制电源引入开关，起隔离电源的作

8、用。也可直接用来控制5kW5kW以下的小容量笼型异步电动机的不频繁起停、正反以下的小容量笼型异步电动机的不频繁起停、正反转等，有时也用来控制局部照明电路。转等，有时也用来控制局部照明电路。 v结构结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作每次作9090正或反方向的转动，带动静触头通。正或反方向的转动，带动静触头通。v特点特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。：结构紧凑，安装面积小，操作方便。 1.3 手动电器手动电器单极 三极极数（即层数）触头

9、额定电流设计序号HZ 10转换开关型号说明型号说明SA012345678左右图形表示法SA位置触点1-23-45-67-8左0右列表表示法表示方法表示方法v 作用：隔离电源，不频繁通断电路作用：隔离电源，不频繁通断电路v 分类：分类： 按刀的按刀的级数级数分分: :单极、双极和三极单极、双极和三极 按按灭弧灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换按刀的转换方向方向分为：单掷和双掷分为：单掷和双掷 按按接线接线方式分为：板前接线和板后接线方式分为：板前接线和板后接线 按按操作操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无按

10、有无熔断器熔断器分：带熔断器和不带熔断器分：带熔断器和不带熔断器二、刀开关二、刀开关外形单极双极三极QSQSQS1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）v 作用：作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。v 结构图和符号结构图和符号 ： QS二、刀开关二、刀开关2.2.带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。急开关，并作电路保护用。二、刀开关二、刀开关3.3.开启式负荷开关开启式负荷开关v 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。用途：作不频繁带负荷

11、操作和短路保护用。v 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。v 分类：单相双极和三相三极两种分类：单相双极和三相三极两种二、刀开关二、刀开关4.4.封闭式负荷开关（铁壳开关）封闭式负荷开关（铁壳开关）v 作用：手动通断电路及短路保护。作用：手动通断电路及短路保护。二、刀开关二、刀开关三、按钮三、按钮1.作用：按钮通常用来接通或断开控制电路（如接触器或继电器线圈所在的电路），从而控

12、制电动机或其它电气设备的运行。它是专门发布信号或命令的电器，故常称为主令电器。F按钮的外形图和结构：按钮的外形图和结构：按按钮钮(b) 结构结构常闭触头常闭触头(a) 外形图外形图复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭触点常闭触点常开触点常开触点4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮( (停车按钮停车按钮) )常开按钮常开按钮( (起动按钮起动按钮) )复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽按下按钮帽时，按下按钮帽时，先断开常闭触先断开常闭触头，通过一定头，通过一定行程后接通常行程后接通常开触头；松开开触头；松开按钮帽时，复按钮帽时，复位弹簧先将常位弹簧先将常开触头分断，开触

13、头分断，通过一定行程通过一定行程后常闭触头才后常闭触头才闭合。闭合。外壳外壳2结结构构和和工工作作原原理理 注意事项：注意事项： 选择时应从使用场合、所需触头数及按钮帽的颜色等选择时应从使用场合、所需触头数及按钮帽的颜色等因素考虑。因素考虑。 一般一般“绿色绿色”表示表示起动起动，“红色红色”表示表示停止停止， “黑黑色色”表示点动，表示点动，“蓝色蓝色”表示表示复位复位。结构形式：K开启式；H保护式；S防水式；F防腐式；J紧急式； Y 钥匙式；X旋钮式；D带指示灯式；DJ紧急式带指示灯。L A动断触点数动合触点数设计序号按钮主令电器 型号说明：型号说明：v分类：按钮分类：按钮 万能转换开关万

14、能转换开关 主令控制器主令控制器 行程开关行程开关 接近开关接近开关主令电器主令电器按按 钮钮万能转换开关万能转换开关主令控制器主令控制器行程开关行程开关接近开关接近开关v作用：用于短路保护。作用：用于短路保护。v结构：主要由熔体（俗称保险丝）和外壳两部分组成。结构：主要由熔体（俗称保险丝）和外壳两部分组成。v应用：应用：串接串接连接在被保护电路的中。连接在被保护电路的中。v优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻v分类：分类： 瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器R

15、SRS自恢复熔断器自恢复熔断器四、熔断器四、熔断器 熔断器的保护特性熔断器的保护特性 (熔断特性熔断特性)t I NI（熔断时间）（电流）（额定电流）0热继电器的 过载保护四、熔断器四、熔断器电路符号电路符号FUFU瓷插式熔断器瓷插式熔断器四、熔断器四、熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器四、熔断器四、熔断器有填料式熔断器有填料式熔断器四、熔断器四、熔断器无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器四、熔断器四、熔断器快速熔断器快速熔断器四、熔断器四、熔断器自恢复熔断器自恢复熔断器四、熔断器四、熔断器1.4 自动电器自动电器F自动空气断路器自动空气断路器F交流接触器交流接触器FF中间继电器中间继电器FF热继

16、电器热继电器FF行程开关行程开关FF时间继电器时间继电器FF速度继电器速度继电器v 功能：功能：不频繁通断电路不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路，其功能相当于刀开关、熔断器、热压时自动分断电路，其功能相当于刀开关、熔断器、热继电器、失压继电器和漏电保护器保护的部分或全部功继电器、失压继电器和漏电保护器保护的部分或全部功能的组合，可能的组合，可实现短路、过载和失压保护实现短路、过载和失压保护，在分断故障，在分断故障电流后一般不需要更换零部件。电流后一般不需要更换零部件。 v 特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。v 分类：分类

17、：框架式（万能式）框架式（万能式）和和塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）v 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。自动空气断路器（自动开关）自动空气断路器（自动开关）万能式低压断路器结构图万能式低压断路器结构图1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12

18、345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线

19、路过线路过载保护载保护12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮电动机电动机的失压的失压保护保护交流接触器交流接触器 1 1作用作用 接触器是用来接通和断开带有负载的主电路、大容量控制电路的自动切换电器。 主电路：从电源到电动机部分的电路。交流接触器结构图交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁

20、心动铁心吸引线圈灭弧装置2 2结构和工作原理结构和工作原理 （1）电磁系统：双E形铁芯（动、静铁芯）和吸引线圈构成。短路环短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。 衔铁 铁芯 线圈 短路环 结构组成结构组成（2）触头系统：桥式触头桥式触头指式触头指式触头 点接触 面接触 按结构形式主触头主触头辅助触头辅助触头按功能体积大，允许通过的电流大，接于体积大，允许通过的电流大，接于主电路中。主电路中。主触头均为常开主触头均为常开。体积小，允许通过的电流小，接体积小，允许通过的电流小，接于控制电路中。于控制电路中。辅助触头既有常辅助触头既有常开，又有常闭开，又有常闭。CJ2

21、0CJ20型交流接触器具有多少个触头呢？型交流接触器具有多少个触头呢？v 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于于 10V10V，电流超过，电流超过80mA80mA时，触头间会产生蓝色时，触头间会产生蓝色 的光柱，的光柱， 即电弧。即电弧。v 电弧的危害电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间；延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。v 灭弧措施：吹弧、拉弧、灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧长弧割短弧、多断口灭、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头

22、表面材料弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料 。 灭弧栅片 触头 电弧 （3）灭弧系统：必须采取灭弧措施。灭弧的具体方法： 采用双断点桥式触点； 设置相间隔弧板； 设置专门的灭弧装置，如灭弧栅、灭弧罩、灭弧线圈等。工作原理工作原理 线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振 动 ， 需 加 短 路环。KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM3 3图形和文字符号图形和文字符号 1）额定电压：指主触头的额定工作电压。n 直流有：24V、48V、110V、220V、440Vn 交流有：36V、127V、220V、380Vn（2）额定电流：主

23、触头的额定工作电流。n（3）机械寿命1000万次以上n 电气寿命100万次以上n（4）操作频率每小时的操作次数n 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h4 4主要技术指标主要技术指标 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电压；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级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；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。接触器的选择原则接触器的

24、选择原则 常用交流接触器有常用交流接触器有CJ20、CJ24、CJ40等系列。等系列。常用直流接触器有常用直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22、CZ0系列，主要系列，主要用于控制直流设备。用于控制直流设备。C J额定电流Z重任务；X消弧；B栅片去游离消弧设计序号交流接触器极数C Z常开触头数额定电流设计序号直流接触器常闭触头数型号含义型号含义用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。直流接触器直流接触器 中间继电器中间继电器 继电器是一种根据电量（电流、电压）或非电量（继电器是一种根据电量（电流、电压）或非电量（

25、时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。制电路，以完成控制或保护任务的电器。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同，主要区别在于：继电器和接触器的结构和工作原理大致相同，主要区别在于：接触器：用于主电路，电流大。接触器：用于主电路，电流大。继电器：用于控制电路，电流小（继电器触头容量较小，继电器：用于控制电路，电流小（继电器触头容量较小，不大于不大于5A5A） 。 在继电器在继电器-接触器控制系统中，为了解决接触器辅助触接触器控制系统中，为了解决接触器辅助触头不够用地矛盾，专门生产了一种有多个触头的继电

26、器，头不够用地矛盾，专门生产了一种有多个触头的继电器，用作中间控制环节用作中间控制环节，以便转换、传递信号或同时控制多个，以便转换、传递信号或同时控制多个电路，称之为中间继电器。也可直接用它来控制小容量电电路，称之为中间继电器。也可直接用它来控制小容量电动机或其它电气执行元件。动机或其它电气执行元件。中间继电器中间继电器 作用：电动机的过载保护。结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成 。热继电器热继电器 工作原理：利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作。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

27、 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热继电器热继电器 1-1.接线端子 2 - 主双金属片 3 - 热元件 4 - 推动导板 5 - 补偿双金属片 6 - 常闭触头 7 - 常开触头 8 - 复位调节螺钉 9 - 动触头 110 - 复位按钮 11 - 偏心轮 12 - 支撑件 13 - 弹簧 双金属片式热继电器原理示意图热继电器热继电器 热继电器热继电器 热元件热元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头FRFR热继电器热继电器 热继电器有几个热元件能满足对电路过载保护的要求呢热继电器有几个热元件能满足

28、对电路过载保护的要求呢? ?一个热元件一个热元件两个热元件两个热元件三个热元件三个热元件常开触点的应用常开触点的应用: : 可接一信号指示电路。可接一信号指示电路。FRHLQFU M3 FR( )()()0CBAIII使用与选择使用与选择使用：使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器作为电动机的过载保护，注意与熔断器 的配合。的配合。选择：选择：eReReded eReR：热继电器热元件的额定电流；：热继电器热元件的额定电流； eded：电动机的额定电流。：电动机的额定电流。热继电器热继电器 n用途：行程开关又称限位开关或位置开关，它利用生产机械运动部件的碰撞，使其内部触头动作，分断或切换电路

29、，从而实现生产机械的自动往复控制或限位保护。n结构：结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开触头：常开触头：常闭触头：常闭触头：行程开关行程开关 行程开关行程开关空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器分类分类：按构成原理分：电磁式按构成原理分：电磁式 电动式电动式 空气阻尼式空气阻尼式 晶体管式晶体管式 数字式数字式按延时方式分：通电延时型按延时方式分：通电延时型 断电延时型断电延时型 时间继电器时间继电器 作用作用：检测时间间隔的自动切换电器。：检测时间间隔的自动切换电器。特点特点：线圈通电或断电后，触头并不立即动作，而是经过：线圈通电或断电后，触头并不立即动作，而是经过一段时间（延时）后才动作，这类触头称为延时触头；此一段时间（延时）后才动作，这类触头称为延时触头；此外，目前多数时间继电器还附有瞬动触头。外，目前多数时间继电器还附有瞬动触头。常开触头常开触头常闭触头常闭触头工作原理工作原理调节螺钉调节螺钉进气孔进气孔托板托板线圈线圈衔铁衔铁恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔连杆连杆常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 常开触头常开触头 延时闭合延时闭合