第5章__常用低压控制电器

1、第5章 常用低压开关电器制作人：吴素珍制作人：吴素珍第第1 1章章 常用低压开关电器常用低压开关电器u接触器接触器u继电器继电器u熔断器熔断器u低压开关低压开关u空气断路器空气断路器1 1、基本结构：了解、基本结构：了解2 2、工作原理、工作原理3 3、用途、用途4 4、主要参数：了解、主要参数：了解5 5、图形符号、图形符号内容提要内容提要：低压电气的分类低压电气的分类1低压电器的基本结构低压电器的基本结构21.1 概 述基本概念基本概念电器电器： 根据外界特定信号自动或手动地接通或断开根据外界特定信号自动或手动地接通或断开电路，实现对电路或非电对象的控制的电工设备。电路，实现对电路或非电对

2、象的控制的电工设备。电器作用：电器作用： 对电能的生产、输送、分配及应用起到通断、对电能的生产、输送、分配及应用起到通断、保护、控制或调节。保护、控制或调节。工作在工作在交流电压交流电压1200V1200V，直流电压直流电压1500V1500V以下以下电器的分类电器的分类按工作电压等级分类按工作电压等级分类: : 高压电器：高压电器：AC1200VAC1200V、DC1500VDC1500V及以上电路中的电器。及以上电路中的电器。 低压电器：低压电器：AC1200VAC1200V、DC1500VDC1500V以下电路中的电器。以下电路中的电器。按动作原理分类：按动作原理分类： 手动电器：手动电

3、器：通过人的操作发出动作指令的电器。通过人的操作发出动作指令的电器。 自动电器：自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。按用途按用途分类分类：l控制电器：控制电器：l用于各种控制电路和控制系统的电器用于各种控制电路和控制系统的电器。接触器、继电器接触器、继电器l配电电器：配电电器：l用于电能的输送和分配的电器。断路器、刀开关等用于电能的输送和分配的电器。断路器、刀开关等l主令电器：主令电器：l用于自动控制系统中用于自动控制系统中发送动作发送动作指令。行程开关、按钮等指令。行程开关、按钮等l保护电器：保护电器：l用于保护电路及用电设备的电器。熔断器、

4、继电器等。用于保护电路及用电设备的电器。熔断器、继电器等。l执行电器：执行电器：l用于完成某种动作或传送功能的电器。电磁离合器、电磁铁用于完成某种动作或传送功能的电器。电磁离合器、电磁铁1.1.3 1.1.3 低压电器的基本结构低压电器的基本结构低压电器的基本结构低压电器的基本结构三、灭弧装置三、灭弧装置v当触头分断大电流电路瞬间时当触头分断大电流电路瞬间时, ,会在动、静触头间产生会在动、静触头间产生大量的带电粒子大量的带电粒子, ,形成炽热的电子流形成炽热的电子流, ,产生强烈的电弧。电弧产生强烈的电弧。电弧会烧伤触头会烧伤触头, ,并使电路的切断时间延长并使电路的切断时间延长, , 妨碍

5、电路的正常分断妨碍电路的正常分断, ,严重时甚至会引起其它事故。为保证电器安全可靠工作严重时甚至会引起其它事故。为保证电器安全可靠工作, ,必须必须采用灭弧装置使电弧迅速熄灭。采用灭弧装置使电弧迅速熄灭。v 对用于对用于10A10A以下以下的小容量交流电器的小容量交流电器, ,灭弧比较简便，不需专灭弧比较简便，不需专门灭弧装置门灭弧装置, , 对容量较大的交流电器一般要采用灭弧栅灭弧对容量较大的交流电器一般要采用灭弧栅灭弧, ,常用灭弧方式：1 1、电动力灭弧、电动力灭弧2 2、栅片灭弧、栅片灭弧3 3、狭缝灭弧、狭缝灭弧4 4、磁吹灭弧、磁吹灭弧1电动力吹弧电动力吹弧2栅片灭弧栅片灭弧图1.

6、4 电动力灭弧示意图 图1.5 栅片灭弧示意图常用灭弧方式常用灭弧方式窄缝灭弧窄缝灭弧磁吹灭弧磁吹灭弧小 结1、常用的低压电器种类2、低压电器的结构1.2 接触器u1 1、接触器的结构、接触器的结构u2 2、接触器的工作原理、接触器的工作原理u3 3、接触器的型号和主要技术参数、接触器的型号和主要技术参数1.2 接触器接触器v接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。1.2 接触器接触器 1.电磁系统电磁系统2.触头系统触头系统 3、灭弧装置、灭弧装置4、其

7、它：、其它：反作用弹簧、缓冲弹簧、触反作用弹簧、缓冲弹簧、触电压力弹簧、支架与底座等。电压力弹簧、支架与底座等。图图1-6 接触器结构示意图接触器结构示意图一、交流接触器一、交流接触器u结构结构图图1-6 接触器结构示意图接触器结构示意图 1.1.电磁系统电磁系统 线圈线圈 衔铁衔铁 静铁心静铁心图图1-6 接触器结构示意图接触器结构示意图 2.2.触点系统触点系统u 主触点：控制电流较大的主触点：控制电流较大的主电路，主电路，3对动合触点组成。对动合触点组成。u 辅助触点：辅助触点：3.3.灭弧装置灭弧装置接触器的灭弧装置：通断大电流电路。1、电动力灭弧2、金属栅片灭弧3、纵缝灭弧二、交流接

8、触器工作原理二、交流接触器工作原理 线圈通以交流电线圈通以交流电线圈电流建立磁场线圈电流建立磁场静铁心产生电磁吸力静铁心产生电磁吸力吸合衔铁吸合衔铁带动触头动作带动触头动作常闭断开，常开闭合；线圈断常闭断开，常开闭合；线圈断电电电磁力消失电磁力消失反作用弹簧使衔铁释放反作用弹簧使衔铁释放各触头复位。各触头复位。1-9 接触器的图形、文字符号接触器的图形、文字符号图1-8接触器的结构外形图 CJTI系列交流接触器CJ20系列交流接触器NCK2系列交流接触器二、直流接触器二、直流接触器v 直流接触器主要用来远距离接通和分断电压高达直流接触器主要用来远距离接通和分断电压高达440 V,电流至电流至6

9、30 A的直流电路的直流电路,以及频繁地控制直流电动机的起动以及频繁地控制直流电动机的起动,反转与制动等。反转与制动等。v结构和工作原理：结构和工作原理：图1-10 直流接触器外形图 图1-11 磁吹灭弧图1-磁吹线圈；2-绝缘套；3-铁心；4-引弧角 5-导磁夹板；6-灭弧罩；7-动触头；8-静触头CZ0直流接触器1.2.2、接触器的型号和主要技术参数、接触器的型号和主要技术参数v1.交流接触器的型号 CJ20- /v2.主要技术参数:l (1)额定电压额定电压：主触点=负载的额定电压l(2)额定电流额定电流：负载的额定电流l(3)吸引线圈的额定电压吸引线圈的额定电压：36V、110V、12

10、7V、220、380l（4）触头数目触头数目l（5）操作频率）操作频率：一般300次、600、1200 接触器接触器交流交流设计序号设计序号额定工额定工作电流作电流额定工作额定工作电压电压K矿用矿用TH湿热带湿热带产品产品二、直流接触器的型号和主要技术参数二、直流接触器的型号和主要技术参数v1.直流接触器的型号 CZ18- /v2.主要技术参数:l (1)额定电压额定电压：主触点=负载的额定电压l(2)额定电流额定电流：负载的额定电流l(3)吸引线圈的额定电压吸引线圈的额定电压：24V、48V、110V、220接触器接触器直流直流设计序号设计序号额定工额定工作电流作电流动合触动合触点数点数动断

11、触点动断触点数数1.3 1.3 继电器继电器v继电器与接触器的相同点？继电器与接触器的相同点？p都是用来自动接通或断开电路的低压电器。v继电器与接触器的区别？继电器与接触器的区别？p继电器：用于控制电路、电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作，有调节装置。p接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一般只能在电压作用下动作。按用途：按用途：u控制继电器和保护继电器。按动作原理：按动作原理：u有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电器。按输入信号：按输入信号：u有电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器等。继电器分类继电器分类本节主要内容u1、电流继电器u

12、2、电压继电器p3、时间继电器p4、热继电器1.3.1 1.3.1 电磁式继电器电磁式继电器 一、电磁式继电器的结构与工作原理一、电磁式继电器的结构与工作原理v结构结构：电磁系统电磁系统触头（点）系统触头（点）系统释放弹簧释放弹簧,v工作原理工作原理图1-12 电磁式继电 1、底座 、2、反作用弹簧 3，4 调节螺钉 5、非磁性垫片6、衔铁，7 、铁心 8、极片9、电磁线圈 10、触点电磁线圈电磁线圈 铁心铁心 衔铁衔铁图图1-13 继电器的图形、文字符号继电器的图形、文字符号JQX-13F小型大功率电磁继电器二、电流继电器二、电流继电器 根据输入电流大小而动作的继电器。根据输入电流大小而动作

13、的继电器。 使用时使用时, ,电流继电器的线圈应电流继电器的线圈应串联串联在被保护的设备中。在被保护的设备中。线圈匝数少而线径粗、阻抗小、分压小线圈匝数少而线径粗、阻抗小、分压小, ,不影响电路正常不影响电路正常工作。工作。v种类：种类：l欠电流继电器欠电流继电器 （释放额定电流（释放额定电流1020%）l过电流继电器过电流继电器。（交流110400%,直流70300%)I IKIKII IKIKIa)过电流继电器线圈过电流继电器线圈 b)欠电流继电器线圈欠电流继电器线圈 c)动合触点动合触点 d)动断触点动断触点三、电压继电器三、电压继电器v根据输入电压大小而动作的继电器。根据输入电压大小而

14、动作的继电器。v使用时，电压继电器的线圈与负载使用时，电压继电器的线圈与负载并联并联，其线圈匝，其线圈匝数多而线径细。数多而线径细。v种类：种类：过电压继电器：过电压继电器：105120%欠电压继电器：欠电压继电器：2550%零电压继电器：零电压继电器：725%a)a)过电压继电器线圈过电压继电器线圈 b)b)欠电压继电器线圈欠电压继电器线圈 c)c)动合触点动合触点 d)d)动断触点动断触点四、中间继电器四、中间继电器v中间继电器实质是一种中间继电器实质是一种电压继电器电压继电器, ,v它的特点是它的特点是触头数量较多触头数量较多, ,触头容量较大触头容量较大（额定电流（额定电流5-10A5

15、-10A）。）。v扩大触点数扩大触点数 量和容量、中间放大与转换作用。量和容量、中间放大与转换作用。中间继电器的图形符号中间继电器的图形符号图1-16 中间继电器的结构外形图 JZ7系列中间继电器JS14S系列数显时间继电器系列数显时间继电器1.3.31.3.3热继电器热继电器u热继电器是一种热继电器是一种利用电流的热效应利用电流的热效应来切断电路的来切断电路的保护电器。专门用来对连续运转的电动机进行过载保护电器。专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护，以防电动机过热而烧毁。及断相保护，以防电动机过热而烧毁。一、热继电器结构与工作原理一、热继电器结构与工作原理v它主要由双金属片、加热元件

16、、动作机构、触点系统、整定调整装置及温度补偿元件等组成。图图1-23 1-23 双金属片热继电器结构原理图双金属片热继电器结构原理图 l l、4- 4-主双金属片；主双金属片；2 2、3- 3-发热元件；发热元件；5- 5-导板；导板；6- 6-温度补偿片；温度补偿片；7- 7-推杆推杆 8- 8-静触头；静触头；9- 9-动触头；动触头；10-10-螺钉；螺钉；11-11-弹簧；弹簧；12-12-凸轮；凸轮；13-13-复位按钮复位按钮a) 热元件 b) 动断触点FR触点接线柱热元件导板触点主 电 路 接 线柱电 流 调 节 凸轮手动复位按钮(a) 外形(b) 结构JR36系列热继电器1.5

17、 低压断路器和低压开关低压断路器和低压开关v1.5.1低压断路器低压断路器 v1.5.2漏电保护器漏电保护器v1.5.3刀开关刀开关v 1.5.4组合开关组合开关1.5.1低压断路器低压断路器v空气断路器（空气开关或自动开关）空气断路器（空气开关或自动开关） 它相当于它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护、动作值可调、分断能力高电压、失电压、过载和短路保护、动作值可调、分断能力高的电器。的电器。 低压断路器

18、与接触器不同的是：低压断路器与接触器不同的是： 接触器允许频繁地接通和分断电路，但不能接触器允许频繁地接通和分断电路，但不能分断短路电流；而低压断路器不仅可分断额定分断短路电流；而低压断路器不仅可分断额定电流、一般故障电流，还能分断短路电流，但电流、一般故障电流，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作次数较低。单位时间内允许的操作次数较低。1.低压断路器的结构和工作原理（1）触头系统触头系统（4）操作机构操作机构过电流脱扣器过电流脱扣器欠电压与失电压脱扣器欠电压与失电压脱扣器热脱扣器热脱扣器（3）脱扣器脱扣器（2）灭弧装置灭弧装置图图1-25 低压断路器工作原理低压断路器工作原理 1-分闸弹

19、簧分闸弹簧 2-主触头主触头 3-传动杆传动杆 4-锁扣锁扣 5-轴轴 6-过电流脱扣器过电流脱扣器 7-热脱扣器热脱扣器 8-欠压失压脱扣器欠压失压脱扣器 9-分励脱扣器分励脱扣器一、工作原理一、工作原理 断路器的工作原理如图所示。图断路器的工作原理如图所示。图中主触头中主触头2有三对有三对,串联在三相主电路中。串联在三相主电路中。断路器的主触头是靠手动操作或电动合断路器的主触头是靠手动操作或电动合闸的，用手扳动按钮为接通位置闸的，用手扳动按钮为接通位置,这时主这时主触头触头2由锁键由锁键3保持在闭合状态保持在闭合状态, 主触头闭主触头闭合后合后, 自由脱扣机构将主触头锁在接通位自由脱扣机构

20、将主触头锁在接通位置上。锁键置上。锁键3由自由脱扣机构由自由脱扣机构4支持着。支持着。要使开关断开要使开关断开,扳动按钮为断开位置扳动按钮为断开位置, 自自由脱扣机构由脱扣机构4被杠杆被杠杆7顶开，自由脱扣机顶开，自由脱扣机构构4可绕轴可绕轴5向上转动向上转动, 主触头主触头2就被弹簧就被弹簧1拉开。拉开。图图1-25 低压断路器工作原理低压断路器工作原理 1-分闸弹簧分闸弹簧 2-主触头主触头 3-传动杆传动杆 4-锁扣锁扣 5-轴轴 6-过电流脱扣器过电流脱扣器 7-热脱扣器热脱扣器 8-欠压失压脱扣器欠压失压脱扣器 9-分励脱扣器分励脱扣器低压断路器的图形、文符号低压断路器的图形、文符号

21、 v断路器的类型：断路器的类型：v万能式万能式v塑料外壳式塑料外壳式v直流快速式直流快速式v限流式等限流式等二、主要技术参数和选用v主要技术参数主要技术参数: :v额定电压、额定电压、v额定电流、额定电流、v极数、极数、v脱扣器类型脱扣器类型v整定电流范围整定电流范围v分断能力分断能力v动作时间等动作时间等 1.1.万能式断路器，主要用于配电网络的保护。万能式断路器，主要用于配电网络的保护。2.2.塑料外壳式断路器，主要用作配电网络的保护和塑料外壳式断路器，主要用作配电网络的保护和 电动机、照明电路及电热器等控制开关。电动机、照明电路及电热器等控制开关。3. 3. 直流快速断路器，主要用于半导

22、体整流元件和整直流快速断路器，主要用于半导体整流元件和整流装置的保护。流装置的保护。4.4.限流断路器，主要用于短路电流相当大的电路中。限流断路器，主要用于短路电流相当大的电路中。选用原则：选用原则：v1)断路器的额定电压和额定电流应断路器的额定电压和额定电流应线路、设备的正常工线路、设备的正常工作电压和工作电流。作电压和工作电流。v2)断路器的极限通断能力断路器的极限通断能力电路最大短路电流。电路最大短路电流。v3)欠电压脱扣器的额定电压欠电压脱扣器的额定电压 = 线路的额定电压。线路的额定电压。v4)过电流脱扣器的额定电流大过电流脱扣器的额定电流大线路的最大负载电流。线路的最大负载电流。选

23、用原则：选用原则：1.5.1 低压开关低压开关又称低压隔离器，是低压电器中结构比较简单、应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关。刀开关刀开关胶壳刀开关胶壳刀开关 铁壳开关铁壳开关1.5.3 1.5.3 刀开关刀开关1、开关内装有熔断器，有短路保护2、安装时，手柄向上，不得倒装或平装。一、一、胶壳刀开关(闸刀开关)作用：电路的隔离开关，电路的电源开关和容量小于7.5kW的异步电动机。是非频繁起动的操作开关。组成：操作手柄、熔丝、刀片、刀座和底座组成。分类：按极数分有单极、双极与三极。图1-37 刀开关（a）单极 （b）双极 （c）三极刀开关的安装 刀开关在安装时必须垂直安装必须垂直安装，

24、使闭合操作时的手柄操作方向应从下向上合，不允许平装或倒装，以防误合闸；电源进线应接在静触头一边的进线座，负载接在动触头一边的出线座；在分闸和合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭。二、铁壳开关（二、铁壳开关（封闭式负荷开关）v组成：钢板外壳、触刀、操作机构、熔丝等。 铁壳开关的操作机构两个特点:u一是设置了联锁装置联锁装置,保证了开关在合闸状态下开关盖不能开启,而开启时,不能合闸,以保证操作安全。u二是采用储能分合闸方式储能分合闸方式, 在手柄转轴与底座间装有速断弹簧, 能使开关快速接通与断开,与手柄操作速度无关,这样有利于迅速灭弧。 图1-38 HH系列铁壳开关的结构示意图l-U形开关；2-

25、静夹座；3-熔断器；4-弹簧；5-转轴；6-操作手柄三、刀开关的主要技术参数有: u额定电压：在规定条件下,刀开关长期工作所能承受的最大电压。u额定电流：指在规定条件下,刀开关在合闸位置允许长期通过的最大工作电流.u通断能力：指在规定条件下,刀开关在额定电压时能接通和分断电路的最大电流值。u动稳定电流：指当在电路发生短路故障时,刀开关并不因短路电流产生的电动力作用而发生变形、损坏等现象。这一短路电流峰值的动稳定电流。u刀开关电寿命：指在规定条件下,刀开关不经维修或更换零件的额定负载操作循环次数。1.5.4 1.5.4 组合开关组合开关v组合开关：实际上是一种转换开关。在机床电气设备中用作电源引

26、入开关, 可实现多组触点组合，用于三相异步电动机非频繁正、反转。HZ10系列组合开关HY23系列组合开关1.6.11.6.1按钮按钮u作用：作用：用于用于手动发出控制信号，手动发出控制信号，接通或断开小电流的控接通或断开小电流的控制电路制电路, ,从而控制电动机或其他电气设备的运行。按钮是一从而控制电动机或其他电气设备的运行。按钮是一种结构简单种结构简单, ,应用广泛的主令电器。应用广泛的主令电器。u分类：分类： 1 1、结构形式、结构形式旋钮式：旋钮式：用手动旋钮进行操作。用手动旋钮进行操作。指示灯式：指示灯式：按钮内装入信号灯显示信号。按钮内装入信号灯显示信号。 紧急式：紧急式：装有蘑菇形钮帽装有蘑菇形钮帽, ,以示紧急动作以示紧急动作2 2、按触头形式、按触头形式常开按钮：常开按钮：常闭按钮常闭按钮复合按钮复合按钮3 3、起动