chap2常用低压电器

1、机电传动控制胡兆勇胡兆勇第2章 常用低压电器32.1 概述q电器的概念电器的概念一种能够根据外界信号的要求，手动或自动地一种能够根据外界信号的要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或用电设备的切换、控制、保护、以实现电路或用电设备的切换、控制、保护、检测、变换和调节作用的电气元件或设备检测、变换和调节作用的电气元件或设备按工作电压等级分为高压电器和低压电器按工作电压等级分为高压电器和低压电器q低压电器的概念低压电器的概念低压电器：通常指工作在交流低压电器：通常指工作在交流1200v（ac）、）、直流直流1500v（dc）

2、及以下电路中的电器）及以下电路中的电器42.1 概述q电器的分类电器的分类按功能分按功能分 控制类电器 保护类电器按动作分类按动作分类 自动切换电器 手动切换电器按控制对象分类按控制对象分类 控制电器 配电电器按触点分类按触点分类 有触点电器 无触点电器分类不严格分类不严格52.1 概述q电器的基本组成电器的基本组成从结构上看，电器一般由两个部分组成，即感从结构上看，电器一般由两个部分组成，即感受部分和执行部分受部分和执行部分感受部分接受外界输入信号，并通过转换、放感受部分接受外界输入信号，并通过转换、放大与判断做出有规律的反应，使执行部分动作大与判断做出有规律的反应，使执行部分动作执行部分则

3、按照感受部分的反应进行相应的动执行部分则按照感受部分的反应进行相应的动作，从而接通或断开电路，实现控制的目的作，从而接通或断开电路，实现控制的目的在常用低压电器中，大部分为电磁式电器在常用低压电器中，大部分为电磁式电器62.1 概述q电磁机构电磁机构电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁三部分组成电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁三部分组成其结构形式按衔铁的运动方式一般可分为直动其结构形式按衔铁的运动方式一般可分为直动式和转动式（拍合式）两种式和转动式（拍合式）两种72.1 概述q触头系统触头系统触头的分类触头的分类 按所控制的电路分为：主触头和辅助触头 按其原始状态分为：常开触头和常闭触头 按其结构形式

4、分为：桥形触头和指形触头 按其接触形式分为：点接触、线接触和面接触82.1 概述q触头系统触头系统电弧的产生：空气电离作用、高温、燃烧电弧的产生：空气电离作用、高温、燃烧灭弧需求：使电弧拉长，冷却加速灭弧需求：使电弧拉长，冷却加速常用灭弧方法常用灭弧方法 双断口灭弧法 磁吹灭弧法 灭弧罩 金属栅片灭弧法92.1 概述q触头系统触头系统 双断口式灭弧：使一段电弧变成两段而使电压为1/2，（小功率）双断口灭弧法102.1 概述q触头系统触头系统磁吹灭弧法：利用磁吹线圈产生磁场，使电弧磁吹灭弧法：利用磁吹线圈产生磁场，使电弧中的载流子受到电磁力中的载流子受到电磁力f（变流、直流、大功率）（变流、直流

5、、大功率）磁吹灭弧法112.1 概述q触头系统触头系统灭弧罩：冷却用于直流灭弧罩：冷却用于直流纵缝灭弧法（灭弧罩）122.1 概述q触头系统触头系统金属栅片灭弧法：导磁好的栅片磁力吸弧、栅金属栅片灭弧法：导磁好的栅片磁力吸弧、栅片散热、分隔电压，用于交流接触中片散热、分隔电压，用于交流接触中金属栅片灭弧法132.2 开关类电器q两大类两大类用于动力电路中的开关电器用于动力电路中的开关电器 工作在较高电压电路中用于控制电路中的开关电器用于控制电路中的开关电器 工作在较低电压电路中142.2.1 动力电路开关电器q按能否带负载（负荷）通断，分为按能否带负载（负荷）通断，分为2类类不能带负载通断的开

6、关电器，主要在维修等时，不能带负载通断的开关电器，主要在维修等时，用于隔离电源。用于隔离电源。 隔离开关（qs）能带负载通断的开关电器能带负载通断的开关电器 负荷开关、断路器152.2.1 动力电路开关电器1、刀开关、刀开关具有刀形触片的各类开关电器的总称具有刀形触片的各类开关电器的总称由触刀、触头插座、绝缘底板、操纵手柄组成由触刀、触头插座、绝缘底板、操纵手柄组成162.2.1 动力电路开关电器1、刀开关、刀开关常用的刀开关有两大类常用的刀开关有两大类 一类是带杠杆操作机构的单投或双投刀开关，能切断额定电流值以下的负载电流 另一类是中央手柄式的单投或双投刀开关，不能分断电流，只能作隔离器用1

7、72.2.1 动力电路开关电器1、刀开关、刀开关可以通断小电流可以通断小电流用于隔离，作低压隔离器用于隔离，作低压隔离器隔离开关隔离开关电器符号电器符号182.2.1 动力电路开关电器2、负荷开关、负荷开关开关和熔断器的串联组合构成的电器组开关和熔断器的串联组合构成的电器组能够带负载通断电路能够带负载通断电路常用的负荷开关有两大类常用的负荷开关有两大类 开起式负荷开关 封闭式负荷开关电器符号电器符号192.2.1 动力电路开关电器q开起式负荷开关开起式负荷开关俗称胶壳开关，或胶盖开关俗称胶壳开关，或胶盖开关由瓷底座、触头座、触刀、熔断丝、胶盖和操由瓷底座、触头座、触刀、熔断丝、胶盖和操作手柄组

8、成作手柄组成安装时电源线应接在刀座上方，负载线应接在刀片下面熔丝安装时电源线应接在刀座上方，负载线应接在刀片下面熔丝的另一端。通常是垂直安装，刀片向下为断开的另一端。通常是垂直安装，刀片向下为断开触刀触刀触头座触头座熔断丝熔断丝胶盖胶盖瓷底座瓷底座操作手柄操作手柄202.2.1 动力电路开关电器q封闭式负荷开关封闭式负荷开关俗称铁壳开关俗称铁壳开关铁壳铁壳刀座刀座刀片刀片操作手柄操作手柄壳盖与手柄之间有机械联锁，壳盖打开时不壳盖与手柄之间有机械联锁，壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全熔断器熔断器212.2.1 动力电路开关电器3、低压断路器

9、、低压断路器低压断路器俗称自动开关、空气开关（空开）低压断路器俗称自动开关、空气开关（空开）常用作低压配电的总电源开关，也可作为电动常用作低压配电的总电源开关，也可作为电动机主电路的短路、过载和欠电压保护开关机主电路的短路、过载和欠电压保护开关电器符号电器符号222.2.1 动力电路开关电器3、低压断路器、低压断路器小型断路器232.2.1 动力电路开关电器q低压断路器结构和工作原理低压断路器结构和工作原理242.2.1 动力电路开关电器4、转换开关、转换开关多组触点组合的电器多组触点组合的电器多极多位置开关电器多极多位置开关电器m33电器符号电器符号252.2.1 动力电路开关电器4、转换开

10、关、转换开关q典型应用典型应用正反转正反转多回路控制等多回路控制等262.2.2 控制电路开关电器q也称为主令电器也称为主令电器q主要用在控制电路中，发出控制工作状态转主要用在控制电路中，发出控制工作状态转换的命令或信号换的命令或信号按钮类按钮类位置类位置类选择类选择类272.2.2 控制电路开关电器1、按钮类、按钮类由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成按下时先断开常闭触头，再闭合常开触头；去按下时先断开常闭触头，再闭合常开触头；去掉外力后在复位弹簧的作用下，先断开常开触掉外力后在复位弹簧的作用下，先断开常开触头，再闭合常闭触头头，再闭合常闭触头电器符号

11、电器符号282.2.2 控制电路开关电器1、按钮类、按钮类q不同颜色，表示不同含义不同颜色，表示不同含义红色：危险情况下的操作、停止或分断红色：危险情况下的操作、停止或分断绿色：启动和接通绿色：启动和接通黄色：应急和干预黄色：应急和干预蓝色：上述不包括的任一种功能蓝色：上述不包括的任一种功能292.2.2 控制电路开关电器2、位置类行程开关、位置类行程开关有触点的位置类开关有触点的位置类开关利用机械运动部件的碰撞将运动位置信号变换利用机械运动部件的碰撞将运动位置信号变换为电路的通断信号的主令电器为电路的通断信号的主令电器若将行程开关安装于生产机械的终点处，以限若将行程开关安装于生产机械的终点处

12、，以限制其行程，则又称为限位开关制其行程，则又称为限位开关电器符号电器符号302.2.2 控制电路开关电器2、位置类行程开关、位置类行程开关按结构分为直动式、滚轮式和微动式按结构分为直动式、滚轮式和微动式312.2.2 控制电路开关电器2、位置类行程开关、位置类行程开关322.2.2 控制电路开关电器2、位置类行程开关、位置类行程开关332.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、光电开、位置类接近开关、光电开无触点、非接触式的位置类开关无触点、非接触式的位置类开关特点特点 操作频率高、灵敏度高 没机械疲劳、损耗，寿命长 可工作环境恶劣 可与计算机、plc直接接口q接近开关两大类接近开关两

13、大类电感式接近开关：专用于检测金属物体电感式接近开关：专用于检测金属物体电容式接近开关：可检测任意材料制作的物体电容式接近开关：可检测任意材料制作的物体342.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关电感、电容接近开关外形电感、电容接近开关外形352.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关电感式接近开关原理电感式接近开关原理 电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。及放大输出电路。 振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距

14、离时，在金属目标内产生涡流，从而导并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。致振荡衰减，以至停振。 振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的之检测目的 。 这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。362.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关电容式接近开关原理电容式接近开关原理 测量头构成电容器的一个极，另一个极是物体本身测量头构成电容器的一个极，另一个极是

15、物体本身 物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态发生变化生变化，使得和测量头相连的电路状态发生变化 由此便可控制开关的接通和关断由此便可控制开关的接通和关断 接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体绝缘的液体或粉状物体372.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关电感式接近开关原理图电感式接近开关原理图382.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关电感容式接近开关原理图电感容式接近开关原理图392

16、.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关接近开关应用接近开关应用402.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关接近开关应用接近开关应用412.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关422.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关q接线方式：接线方式：q三线（直流）（常开型、常闭型）三线（直流）（常开型、常闭型）q二线（交流）（常开型、常闭型）二线（交流）（常开型、常闭型）432.2.2 控制电路开关电器2、位置类接近开关、位置类接近开关442.2.2 控制电路开关电器2、位置类光电开关、位置类光电开关无触点、非接触式

17、的位置类开关无触点、非接触式的位置类开关q四种类型四种类型漫射式漫射式反射式反射式直通光束式直通光束式光纤导线式光纤导线式452.3 继电器类电器q由电磁系统或工作参数等驱动机构动作的一由电磁系统或工作参数等驱动机构动作的一类电器类电器q三大类三大类接触器类接触器类控制继电器类控制继电器类保护继电器类保护继电器类往往也将继电器和接触器分为两大类往往也将继电器和接触器分为两大类但两个基本原理是一样的但两个基本原理是一样的462.3.1 接触器q可以频繁接通和断开交直流主电路和大电流可以频繁接通和断开交直流主电路和大电流电路的自动切换电器电路的自动切换电器q具有手动开关所缺乏的远距离控制和低压保具

18、有手动开关所缺乏的远距离控制和低压保护功能，但不具有过载和短路保护功能护功能，但不具有过载和短路保护功能q主要控制对象是电动机（起动、反转、制动、主要控制对象是电动机（起动、反转、制动、调速），也可用于控制电热设备、电焊机等调速），也可用于控制电热设备、电焊机等电力负载电力负载472.3.1 接触器q分类分类按驱动触头系统的动力不同分为电磁接触器、按驱动触头系统的动力不同分为电磁接触器、气动接触器和液压接触器气动接触器和液压接触器按通过按通过主触头主触头的电流种类分为交流和直流接触的电流种类分为交流和直流接触器器482.3.1 接触器q分类分类按按主触点主触点的个数（也称极数）分：的个数（也称

19、极数）分： 直流接触器有单极和双极两种，用于直流电动机等直流设备的电源的通断 交流接触器有三极、四极和五极三种，用于交流电动机等直流设备的电源的通断，（多速电机的控制或自耦降压起动可采用五极的交流接触器）按灭弧介质分为空气、油、真空按灭弧介质分为空气、油、真空492.3.1 接触器q结构和工作原理结构和工作原理用于动力电路用于动力电路用于用于控制控制电路电路电磁机构触头灭弧装置电器符号电器符号502.3.2 控制继电器1、中间继电器、中间继电器中间继电器触头数量多（一般有中间继电器触头数量多（一般有8对），容量对），容量一般为一般为5a主要起中间信号传递及转换的作用主要起中间信号传递及转换的作

20、用电器符号电器符号512.3.2 控制继电器2、时间继电器、时间继电器利用某种原理实现触头延时动作的自动电器，利用某种原理实现触头延时动作的自动电器，经常用于按时间原则进行控制的场合经常用于按时间原则进行控制的场合按延时方法分为电气式和机械式两大类按延时方法分为电气式和机械式两大类 电气延时式分为电磁阻尼式、电子式等 机械延时式分为气体阻尼、油阻尼等按电流类型分直流和交流时间继电器按电流类型分直流和交流时间继电器主要类型有电磁阻尼式、空气阻尼式、电子主要类型有电磁阻尼式、空气阻尼式、电子式时间继电器式时间继电器522.3.2 控制继电器2、时间继电器、时间继电器532.3.2 控制继电器2、时

21、间继电器、时间继电器通电延时时间继电器通电延时时间继电器断电延时时间继电器断电延时时间继电器542.3.2 控制继电器2、时间继电器、时间继电器触点动作时序图触点动作时序图552.3.2 控制继电器2、时间继电器、时间继电器电器符号电器符号触点触点 瞬动常闭瞬动常闭 触点触点 瞬动常开瞬动常开通电延时线圈通电延时线圈断电延时线圈断电延时线圈通电延时闭合常开触点通电延时闭合常开触点断电延时断开常开触点断电延时断开常开触点通电延时断通电延时断开常闭触点开常闭触点断电延时闭断电延时闭合常闭触点合常闭触点562.3.2 控制继电器3、速度继电器、速度继电器主要用于笼型异步电动机按速度原则控制的主要用于

22、笼型异步电动机按速度原则控制的反接制动，又称反接制动继电器反接制动，又称反接制动继电器速度继电器主要由转子、定子和触头组成，速度继电器主要由转子、定子和触头组成，速度继电器有两组触头速度继电器有两组触头电器符号电器符号572.3.2 控制继电器3、速度继电器、速度继电器用于将电动机的转速和转向参数转换为触点用于将电动机的转速和转向参数转换为触点信号，控制电路的接通或断开。信号，控制电路的接通或断开。582.3.2 控制继电器4、压力继电器、压力继电器主要用于检测流体压力是否达到某一阀值主要用于检测流体压力是否达到某一阀值电器符号电器符号592.3.3 保护类继电器1、热继电器、热继电器根据电流通过发热元件产生的热量，使双金属根据电流通过发热元件产生的热量，使双金属片受热弯曲而推动机构动作的一种电器片受热弯曲而推动机构动作的一种电器主要用于电动机的过载、断相和电流不平衡的主要用于电动机的过载、断相和电流不平衡的保护保护602.3.3 保护类继电器1、热继电器、热继电器热继电器主要由热元件、双金属片和触头热继电器主要由热元件、双金属片和触头三部分组成三部分组成电器符号电器符号612.3.3 保护类继电器1、热继电器、热继电器注意：由于热继电器中发热元件有热惯性注意：由于热继电器中发热元件有热惯性，不能起到瞬时过载保护，更不能做短路保护不能