低压电器元件介绍

低压电器介绍本章用到的低压电器1.按钮p412.接触器p423.刀开关p474.熔断器p485.热继电器p536.行程开关p627.时间继电器p728.速度继电器p759.自动开关p8010.电压继电器p8211.漏电保护器p831.按钮按钮：是一种手动且可以自动复位和发号施令的主令电器。只能短时接通或分断5A以下的小电流电路，多用在控制电路中。它的电流比较小，不能直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出指令去控制其他电器（如接触器、继电器等），再由它们去控制主电路，也可以用于电气连锁等线路中。按钮外形按钮结构原理图复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽按钮分为：停止按钮、启动按钮、复合按钮。按钮的图形和文字符号常开触点；(b)常闭触点；(c)复式触点复合按钮：按时：常闭的先断开，然后常开的闭合。

松开：常开的先断开，然后常闭的闭合。工作中为便于识别不同作用的按钮，避免误操作，国标GB5226-85对其颜色规定如下：(1)停止和急停按钮：红色。按红色按钮时，必须使设备断电、停车。(2)启动按钮：绿色。

(3)点动按钮：黑色。(4)启动与停止交替按钮：必须是黑色、白色或灰色，不得使用红色和绿色。

(5)复位按钮：必须是蓝色；当其兼有停止作用时，必须是红色。一般情况下，红色表示停止，绿色表示起动，黄色表示干预。。常用按钮型号含义：p42图2-4按钮的常见故障及维修方法：p42表2-4故障现象：按起动按钮时有被电麻的感觉；按停止按钮时不能断开电路；按停止按钮后再按起动按钮，被控制电器不动作。2.接触器接触器：是一种用来频繁接通和断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。具有低压释放保护功能，可以进行频繁操作，实现远距离控制，是电力拖动系统中使用最广泛的电器元件。不具备短路保护的功能，常与熔断器、热继电器等保护电器配合使用。分为：交流接触器和直流接触器。交流接触器的结构：电磁系统、触点系统、灭弧装置。交流接触器实物图交流接触器结构图1.电磁机构

电磁机构：为电磁式电器的感测机构，它的作用是将电磁能量转换为带动触头动作的机械能量，从而实现触头状态的改变，完成电路通、断的控制。

电磁机构：由电磁线圈、静铁心、动铁心（衔铁)等几部分组成。工作原理是：电磁线圈电时，产生磁场，使动静铁心磁化而互相吸引，当动铁心被吸向静铁心时，与动铁心相连的动触点也被拉向静触点，令其闭合接通电路。

电磁线圈断电以后，磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，回到原位，并牵动动、静触点，分断电路。交流电磁铁中通过交变磁通，铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，铁心和线圈都产生热量。因此，交流电磁铁的铁心一般用硅钢片叠成，以减小铁损，并将线圈制成粗短形，由线圈骨架把它和铁心隔开，以免铁心的热量传给线圈使其过热而烧坏。交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的，动静铁心之间的吸引力也随交流电的变化而变化，从而产生振动和噪声，铁心接触面积会磨损，引起结合不良，甚至烧蚀。所以引入短路环，使动静铁心在通电过程中始终处于吸合状态。短路环：相当于变压器二次绕组，在线圈通入交流电时，不仅线圈产生磁通，短路环中的感应电流也将产生磁通。短路环感应电流磁通和线圈电流磁通不同时为零，当电源输入的交流电流为零时，短路环感应电流不为零，此时它的磁场对衔铁起着吸引作用，从而克服了衔铁被释放的趋势，使衔铁在通电过程中总是处于吸合状态，明显减小了振动和噪声。所以短路环又叫做减振环，一般用铜、康铜或镍铬合金制成。磁铁的线圈按接入电路的方式可以分为电压线圈和电流线圈。电压线圈并联在电源两端，由于线圈匝数多、导线细、电流较小而匝间电压高，所以一般用绝缘性能好的漆包线绕制。电流线圈串在主电路中，当主电路中的电流超过其动作值时吸合，其电流值不取决于线圈的电阻或阻抗，而取决于电路负载的大小。由于主电路的电流一般比较大，所以线圈导线比较粗，匝数少，常用纯铜条或粗的纯铜线绕制。2.触头系统触头作为电器的执行机构，起着接通和分断电路的重要作用.

交流接触器一般采用双断点桥式触点，其中两个触点串联于同一电路中，同时接通或断开。

触点按功能分为：主触点和辅助触点。

主触点用于接通或分断电流较大的主电路，一般由接触面较大的常开触点组成；辅助触点由常开触点和常闭触点组成，用于接通和分断电流较小的控制电路，还能起互锁和连锁的作用。接触器的图形符号常开辅助触点KMKM常闭辅助触点(a)线圈；(b)常开主触点；(c)常闭主触点图1.1触头系统的结构(a)点接触式；(b)面接触式；(c)指式3.灭弧系统

（1）电弧产生的条件：当被分断电路的电流超过0.25～1A，分断后加在触头间隙两端的电压超过12～20V（根据触头材质的不同取值）时，在触头间隙中会产生电弧。（2）电弧的实质：电弧是一种气体放电现象，即触头间气体在强电场作用下产生自由电子，正、负离子呈游离状态，使气体由绝缘状态转变为导电状态，并伴有高温、强光。

触点的电压越高，电弧就越大；负载的电感越大，断开时的火花也越大。在开端电路时产生电弧，一：会使电路仍然处于导通的状态，延迟了电路的开断；二：会烧损触点，缩短电器的使用寿命。因此，要采取一定的措施来灭弧。机械性拉弧

①机械性拉弧：分断触点时，迅速增加电弧长度，使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧,如图所示。窄缝灭弧装置②窄缝灭弧：依靠磁场的作用，将电弧驱入耐弧材料制成的窄缝中，以加快电弧的冷却,如图所示。这种灭弧装置多用于交流接触器。栅片灭弧示意图③栅片灭弧：分断触点时，产生的电弧在电动力的作用下被推入彼此绝缘的多组镀铜薄钢片（栅片）中，电弧被分割成多组串联的短弧。

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被控制电路的最高电压；接触器的额定电流应大于被控制电路的最大电流；在频繁起动、制动、正反转的场合，接触器额定电流要降一个等级选用。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；接触器的触点数量和种类应满足主电路和控制线路的要求。接触器的使用选择原则

接触器的故障诊断和维修检查：外观、灭弧罩、触点、铁心、线圈、活动部件。P46表2-5故障：触点熔焊、触点断相、相间短路、线圈损坏、起动缓慢、短路环断裂等。3.刀开关普通刀开关

普通的刀开关是一种结构简单而且应用最广泛的手控低压电器，主要有负荷开关（如胶盖刀开关和铁盖刀开关）、板型刀开关。胶盖刀开关又称为开启式负荷开关，广泛应用于照明电路和小容量（5.5KW）、不频繁起动的动力电路的控制电路中。

瓷底胶盖刀开关实物图系列瓷底胶盖刀开关(a)外形图；(b)、(c)刀开关图形及文字符号胶盖式刀开关安装时，瓷底应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身安全和设备安全。刀开关型号含义：p47图2-13刀开关的常见故障及维修：p48表2-6

2.组合开关

组合开关又称转换开关，其操作较灵巧，靠动触片的左右旋转来代替闸刀开关的推合与拉开。

与一般刀开关的区别：一般的刀开关的操作手柄式在垂直于安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄是在平行于安装面的平面内向左或向右转动。组合开关多用在机床电气控制线路中，作为电源的引入开关，也可以用作不频繁地接通和断开电路、换接电源和负载以及控制5kw以下的小容量电动机的正反转和星形三角形转换起动等。HZ10-10/3型组合开关结构

(a)外形；(b)结构绝缘杆的一端装有操作手柄，转动手柄，即可完成三组触点之间的开合或切换。开关内装有速断弹簧，用于加速开关的分断速度。使用组合开关的注意事项：如果组合开关用于控制电动机的正反转，当从正转切换到反转的过程中，必须先经过停止位置，待电动机停止后，再切换到反转位置。组合开关本身不带过载和短路保护装置，在它控制的电路中，必须另外加保护设备。组合开关的图形和文字符号

(a)单极；(b)三极4.熔断器熔断器：是一种简单有效的保护电器，在使用时，熔断器串联在所保护的电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，主要用于短路保护。

熔断器主要由熔体和熔座两部分组成。熔体：由低熔点的金属材料（铅、锡、锌、银、铜及合金）制成丝状或片状，俗称保险丝。工作中，熔体串接于被保护电路，既是感测元件，又是执行元件；当电路发生短路或严重过载故障时，通过熔体的电流势必超过一定的额定值，使熔体发热，当达到熔点温度时，熔体某处自行熔断，从而分断故障电路，起到保护作用。

熔座（或熔管）：是由陶瓷、硬质纤维制成的管状外壳。熔座的作用主要是为了便于熔体的安装并作为熔体的外壳，在熔体熔断时兼有灭弧的作用。熔断器RC1A系列瓷插式熔断器RL1系列螺旋式熔断器(a)外形；(b)结构无填料密闭管式熔断器的结构1-铜圈2-熔管3-管帽4-插座5-特殊垫圈6-熔片7-触刀熔断器的特性电流流过熔体产生的热量与电流的平方和电流通过的时间成正比。因此，电流越大，则熔体熔断的时间越短，这称为熔断器的反时限保护特性。熔体在小截面处熔断且熔断部位较短，一般是因过负荷引起的，而大截面部位熔化无遗、熔丝爆熔或熔断部位很长，一般为短路引起。熔断器常见的故障及维修：p50表2-73.熔断器的选择(1)类型选择：由电气控制系统线路要求、使用场合和安装条件的整体设计而定。(2)额定电压选择：熔断器额定电压应不小于线路的工作电压。(3)额定电流选择：熔断器额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。①保护一台电动机时，应对电动机启动冲击电流予以考虑，故熔体额定电流的要求为:式中IfN为熔体额定电流;IN为电动机的额定电流。

熔体额定电流选择：具体选择方法可遵循以下四条原则。②保护多台电动机时，熔体应在出现尖峰电流时不致熔断，通常将容量最大电动机启动，其他电动机正常工作时出现的电流视为尖峰电流，故③电路上、下两级均设短路保护时，两级熔体额定电流的比值不小于1.6∶1，以使两级保护达到良好配合。④照明电路、电炉等阻性负载因没有冲击电流，可取式中，Ie为电路工作电流。5.热继电器p53热继电器：是一种利用电流的热效应原理工作的保护电器，在电路中用作电动机的过载及断相保护。过载时间太长危害：绕组温升易超过允许值，加速绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时会烧毁电动机的绕组。热继电器实物图热继电器的结构组成：热继电器由双金属片、热元件、动作机构、触头系统、整定调整装置和手动复位装置组成。热继电器的工作原理p53

热继电器的图形及文字符号

(a)热元件；(b)常闭触点热继电器的主要参数及选用。①热继电器的整定电流：指热元件在正常持续工作中不引起热继电器动作的最大电流值。②热继电器额定电流：指热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。③热元件的额定电流：指热元件的最大整定电流值。

热继电器的检查和维修内容，常见故障和处理方法p54表2-8

6.行程开关p62行程开关行程开关又称限位开关，用于机械设备运动部件的位置检测，是利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令，以控制其运动方向或行程的主令电器。行程开关图片

行程开关的图形和文字符号

(a)常开触点；(b)常闭触点7.时间继电器p72

时间继电器：是一种根据电量（电流、电压）或非电量（速度、时间、温度、压力等）的变化自动接通或断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。按反应的参数：电压继电器、电流继电器、中间继电器、热继电器、时间继电器、速度继电器等。按动作原理：电磁式、电动式、电子式和机械式等。其中电压继电器、电流继电器、中间继电器均为电磁式。继电器和接触器的异同同：都用来自动接通或断开电路。异：继电器可以对电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制电路，触点容量较小（一般不大于5A），且没灭弧装置，而接触器则用来控制大电流电路。

(1)通电延时型：线圈通电，延时一定时间后延时触点才闭合或断开；线圈断电，触点瞬时复位。

(2)断电延时型：线圈通电，延时触点瞬时闭合或断开；线圈断电，延时一定时间后延时触点才复位。

JS7-A系列时间继电器由电磁机构、工作触头、气室三部分组成。

时间继电器的两种类型图1.14JS7-A系列时间继电器工作原理

(a)通电延时型；(b)断电延时型

断电延时型时间继电器的原理与结构均与通电延时型时间继电器相同，只是电磁机构翻转180°安装。现以我国生产的新产品JS23系列为例说明时间继电器的型号意义：图1.15时间继电器的图形符号(a)线圈一般符号；(b)通电延时线圈；(c)断电延时线圈；(d)延时闭合常开触点；(e)延时断开常闭触点；(f)延时断开常开触点；(g)延时闭合常闭触点；(h)瞬时常开触点；(i)瞬时常闭触点KTKT(d)(c)KT(e)KTKTKT(f)KT(g)KTKT(h)KT(i)(b)(a)速度继电器p75速度继电器根据电磁感应原理制成，主要作用是在三相交流异步电动机反接制动控制电路中作转速过零的判断元件。速度继电器主要由以下三部分组成：(1)转子：为圆柱形永久磁铁。(2)定子：为笼型空心绕组。(3)触点：包括动断、动合触点。速度继电器结构原理工作原理：p75速度继电器的图形及文字符号(a)转子；(b)