第1章低压电器的基本原理讲述

1、一、低压电器的定义一、低压电器的定义 根据使用要求及控制信号，通过一个或多个器根据使用要求及控制信号，通过一个或多个器件组合，能手动或自动分合额定电压在交流件组合，能手动或自动分合额定电压在交流AC1200VAC1200V、直流直流DC1500VDC1500V及以下的电路，以实现电路中被控制及以下的电路，以实现电路中被控制对象的对象的控制、调节、交换、检测、保护控制、调节、交换、检测、保护等作用的基等作用的基本件称为低压电器。本件称为低压电器。二、电器的分类二、电器的分类 按按工作电压等级工作电压等级分分 ：高压电器和低压电器：高压电器和低压电器 按按动作原理动作原理分：手动电器和自动电器分：

2、手动电器和自动电器 按按有无触点有无触点分：有触点电器和无触点电器分：有触点电器和无触点电器 按按用途用途分：控制电器和保护电器分：控制电器和保护电器三、常用的低压控制电器三、常用的低压控制电器 接触器接触器：交流接触器、直流接触器：交流接触器、直流接触器 继电器继电器：电磁式继电器、时间继电器、热继电器：电磁式继电器、时间继电器、热继电器 干簧继电器、速度继电器干簧继电器、速度继电器 熔断器熔断器：瓷插式、螺旋式、有填料式、无填料式：瓷插式、螺旋式、有填料式、无填料式 快速熔断器、自复式快速熔断器、自复式 低压断路器低压断路器：框架式、塑壳式、限流式：框架式、塑壳式、限流式 位置开关位置开关

3、：直动式、滚动式、微动式：直动式、滚动式、微动式三、我国低压电器的发展概况三、我国低压电器的发展概况 第一代第一代产品：产品：2020世纪世纪6060年代年代7070年代，自行开发年代，自行开发 设计第一代产品设计第一代产品 第二代第二代产品：产品：2020世纪世纪7070年代年代8080年代，更新换代年代，更新换代 第三代第三代产品：产品：2020世纪世纪9090年代，跟踪国外先进技术年代，跟踪国外先进技术 当前当前：向高性能、高可靠、小型化、多功能、组：向高性能、高可靠、小型化、多功能、组 合化、模块化、电子化、智能化方向发展合化、模块化、电子化、智能化方向发展一、电磁系统一、电磁系统1.

4、1.电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 v 组成组成 v 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。 铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈直动式直动式转动式转动式电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。

5、交流交流：硅钢片叠加：硅钢片叠加直流直流：整块铸铁或铸钢：整块铸铁或铸钢铁芯形状铁芯形状：E型和型和U型型一、电磁系统一、电磁系统1.1.电磁机构电磁机构 1 1铁芯铁芯 2 2线圈线圈 3 3衔铁衔铁 4 4静触头静触头 5 5动触头动触头 6 6触头弹簧触头弹簧 7 7反力弹簧反力弹簧 一、电磁系统一、电磁系统2.2.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 一、电磁系统一、电磁系统3 3、吸力特性：电磁吸力与气隙的关系曲线、吸力特性：电磁吸力与气隙的关系曲线 交流电磁机构吸力特性：交流电磁机构吸力特性：F F随着随着的减少略有

6、增加的减少略有增加 I I与与成正比成正比 直流电磁机构吸力特性：直流电磁机构吸力特性：F F与与的平方成反比的平方成反比 I I与与无关无关mRINfNEUSBF44. 410425一、电磁系统一、电磁系统4 4、吸反力配合特性：电磁吸力与气隙的关系曲线、吸反力配合特性：电磁吸力与气隙的关系曲线 吸合：吸力特性必须始终处于反力特性上方吸合：吸力特性必须始终处于反力特性上方 释放：吸力特性必须位于反力特性下方释放：吸力特性必须位于反力特性下方 注意：吸合过程中吸力特性位于反力特性上方不能太高，注意：吸合过程中吸力特性位于反力特性上方不能太高， 否则会影响到电磁机构寿命否则会影响到电磁机构寿命二

7、、触头系统二、触头系统触头：用来接通或断开被控制电路。触头：用来接通或断开被控制电路。v 类型类型v 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成质材料制成 桥式触头桥式触头指形触头指形触头 点接触 面接触 三、灭弧系统三、灭弧系统电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V10V，电，电 流超过流超过80mA80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。时，触头间会产生蓝色的光柱，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

8、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：多断口灭弧、灭弧措施：多断口灭弧、栅片灭弧栅片灭弧、磁吹灭弧、磁吹灭弧、 窄缝灭弧、改善触头表面材料窄缝灭弧、改善触头表面材料 。 灭弧栅片 触头 电弧 一、通断工作类型一、通断工作类型 隔离：开关电器把电气设备和隔离：开关电器把电气设备和“电源电源”隔开的功能隔开的功能 无载通断：通断空载电路时，触头不出现明显电压无载通断：通断空载电路时，触头不出现明显电压 有载通断：接通和分断一定的负载电流有载通断：接通和分断一定的负载电流 电动机通断：满足控制不同工作制的电动机的要求电动机通

9、断：满足控制不同工作制的电动机的要求 短路通断：接通和分断短路电流短路通断：接通和分断短路电流 通断持续率：电器的有载时间与工作时间之比通断持续率：电器的有载时间与工作时间之比一、通断工作类型一、通断工作类型 通断能力：在给定电压下通断能力：在给定电压下接通和分断接通和分断的预期电流值的预期电流值 分断能力：在给定电压下分断能力：在给定电压下分断分断的预期电流值的预期电流值 接通能力：在给定电压下接通能力：在给定电压下接通接通的预期电流值的预期电流值 I I2 2t t特性：在规定条件下为预期电流或电压的函数特性：在规定条件下为预期电流或电压的函数二、电网参数二、电网参数 峰值耐受电流：开关电

10、器在闭合位置所能承受的电流峰值峰值耐受电流：开关电器在闭合位置所能承受的电流峰值 额定短时耐受电流：开关电器承受持续额定短时耐受电流：开关电器承受持续1s1s而不受破坏的电流而不受破坏的电流 额定短路分断能力：开关电器在规定条件下分断电流的能力额定短路分断能力：开关电器在规定条件下分断电流的能力 额定短路通断能力：在规定条件下接通和分断的预期电流值额定短路通断能力：在规定条件下接通和分断的预期电流值 约定脱扣电流：在约定时间内动作（脱扣）的规定电流值约定脱扣电流：在约定时间内动作（脱扣）的规定电流值 约定熔断电流：在约定时间内熔断体熔断的规定电流值约定熔断电流：在约定时间内熔断体熔断的规定电流

11、值三、额定电流三、额定电流 额定持续电流：电器在长期工作制下，各部件的温升不超过额定持续电流：电器在长期工作制下，各部件的温升不超过 规定极限值时所承载的电流值规定极限值时所承载的电流值 额定工作电流：开关电器在正常使用条件下的确定的电流值额定工作电流：开关电器在正常使用条件下的确定的电流值 额定发热电流：电器在额定发热电流：电器在8h8h工作制下，各部件的温升不超过规工作制下，各部件的温升不超过规 定极限值时所能承载的最大电流值定极限值时所能承载的最大电流值 发热电流：在约定时间内，各部件的温升不超过规定极限值发热电流：在约定时间内，各部件的温升不超过规定极限值 时所能承载的最大电流值时所能

12、承载的最大电流值三、额定电流三、额定电流 分断电流：分断操作时，在电弧开始瞬间流过电器一个极的分断电流：分断操作时，在电弧开始瞬间流过电器一个极的 电流值电流值 预期分断电流：相应于分断过程开始瞬间所确定的预期电流预期分断电流：相应于分断过程开始瞬间所确定的预期电流 预期接通电流：规定条件下，电器接通时所产生的预期电流预期接通电流：规定条件下，电器接通时所产生的预期电流四、电器动作时间参数四、电器动作时间参数 断开时间：从断开操作开始到所有极的触头都分开为止断开时间：从断开操作开始到所有极的触头都分开为止 燃弧时间：电器分断电路过程中，从触头断开出现电弧的瞬燃弧时间：电器分断电路过程中，从触头

13、断开出现电弧的瞬 间开始至电弧完全熄灭为止的时间间隔间开始至电弧完全熄灭为止的时间间隔 分断时间：从断开时间开始起到燃弧时间结束为止分断时间：从断开时间开始起到燃弧时间结束为止 接通时间：从闭合操作开始到电流开始流过主电路瞬间接通时间：从闭合操作开始到电流开始流过主电路瞬间 闭合时间：从闭合操作开始到所有极的触头都接触为止闭合时间：从闭合操作开始到所有极的触头都接触为止 通断时间：从电流开始在一个极流过瞬间起到所有极的电弧通断时间：从电流开始在一个极流过瞬间起到所有极的电弧 最终熄灭瞬间为止的时间间隔最终熄灭瞬间为止的时间间隔五、额定工作制五、额定工作制 长期工作制：在恒定负载下连续运行长期工

14、作制：在恒定负载下连续运行 短时工作制：有载时间比空载时间短的工作制短时工作制：有载时间比空载时间短的工作制 断续工作制：有载时间和无载时间周期性相互交替分断接通断续工作制：有载时间和无载时间周期性相互交替分断接通六、操作频率和使用寿命六、操作频率和使用寿命 允许操作频率：规定开关电器在每小时内可能实现的最高操允许操作频率：规定开关电器在每小时内可能实现的最高操 作循环次数作循环次数 机械寿命：开关电器在需要修理或更换零件前所能承受的无机械寿命：开关电器在需要修理或更换零件前所能承受的无 载操作循环次数，按操作次数给出载操作循环次数，按操作次数给出 电寿命：在规定的正常工作条件下，开关电器不需

15、修理或更电寿命：在规定的正常工作条件下，开关电器不需修理或更 换零件的负载操作循环次数，按操作次数给出换零件的负载操作循环次数，按操作次数给出谢谢!文字符号：文字符号：QKQK文字符号：文字符号：QFQF文字符号：文字符号：SQSQ文字符号：文字符号：SQSQ文字符号：文字符号：SQSQ文字符号：文字符号：SBSB文字符号：文字符号：SBSB文字符号：文字符号：SBSB文字符号：文字符号：KMKM文字符号：文字符号：KMKM文字符号：文字符号：KMKM文字符号：文字符号：KMKM文字符号：文字符号：BVBV文字符号：文字符号：BVBV文字符号：文字符号：KTKT文字符号：文字符号：KTKT文字符号：文字符号：KTKT文字符号：文字符号：KTKT文字符号：文字符号：KTKT文字符号：文字符号：FRFR文字符号：文字符号：FRFR文字符号：文字符号：KAKA文字符号：文字符号：KAKA文字符号：文字符号：KAKA文字符