常用低压电器优秀公开课课件

第一章常用低压电器重点：接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理、符号和选择方法。难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。低压电器定义定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。第一章常用低压电器1.1电磁式低压电器1.2接触器（交流、直流）1.3继电器1.4熔断器1.5主令电器1.6刀开关1.7低压断路器1.8接线端子1.1电磁式低压电器定义：利电磁式机构原理工作的低压电器。构成：电磁式电器：电磁机构+执行机构+灭弧装置1.1电磁式低压电器1.1.2触头系统结构：图1.1.2桥式：点接触 面接触指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。材料：黄铜—指式；银铜合金—桥式1.1电磁式低压电器1.1.3灭弧系统用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。电弧种类：交流电弧和直流电弧交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭灭弧原理：①迅速拉长电弧②冷却和去游离法1.1电磁式低压电器灭弧方法：①机械灭弧法：利用弹性力、迅速拉长电弧②缝灭弧法：分割电弧，并有冷却作用。如：纵缝陶土灭弧罩③栅片灭弧法：金属栅片分割电弧见图1.1.3④磁吹灭弧法：电磁吸力的作用下迅速拉长电弧使用于熄灭直流电弧。构成：电磁机构+触头+灭弧罩一、接触器结构：二、接触器的符号及型号含义1、接触器的型号及代表意义例如：

CJl2—250／3为CJl2系列交流接触器，额定电流250A，三个主触点。

CJl2T—250／3为CJl2系列改型后的交流接触器，额定电流250A，三个主触点。CJ20技术规格与型号表示法2、电气符号：图形及文字

CJTI系列交流接触器接触器外形结构CJ12系列交流接触器接触器外形结构CJ24系列交流接触器接触器外形结构CJ40系列交流接触器接触器外形结构NCK2系列交流接触器接触器外形结构三、接触器的主要技术参数1、额定电压接触器铭牌额定电压是指主触点上的额定电压。

通常用的电压等级为：直流接触器：220V、440V、660V交流接触器：220V、380V、500V2、额定电流接触器铭牌额定电流指主触点的额定电流。

常用的电流等级为：直流接触器：25A、40A、60A、100A、l50A、250A、400A、600A。交流接触器：5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。三、接触器的主要技术参数3、线圈的额定电压接触器线圈正常工作的电压常用的等级为：直流线圈；24V、48V、220V、440V。交流线圈：36V、127V、220V、380V。说明：1）交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器，但交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器。2）常用的额定电压是直流110v，220v；交流127v，220v，380v。4、额定操作频率额定操作频率是指每小时接通次数。说明：交流接触器最高为600次／h；直流接触器可高达1200次／h。四、接触器的选用1、根据负载性质选择接触器类型。（交/直流接触器）；2、根据类别确定接触器系列(参考电工标准)。3、根据负载额定电压确定接触器的额定电压。交流接触器的电压大于或等于线路电压。4、根据负载电流确定接触器的额定电流，并根据外界实际条件加以修正。1）接触器安装在箱柜内，电流要降低10％～20％使用（冷却条件变差）；2）接触器工作于长期工作制，通电持续率不超过40％时，若敞开安装，电流允许提高10％～25％，若箱拒安装，允许提高5%～10％。5、根据控制电路的电压选择吸引线圈的额定电压。6、根据负载情况复核操作频率，看是否在额定范围之内。1.3继电器1．继电器:根据外界输入信号(电量或非电量)的变化来接通或断开被控电路,以实现控制和保护作用的自动电器。输入信号：电量（电流、电压）

非电量（转速、时间、温度）输出：触点的动作或电量的变化。2．继电器分类：1）用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。2）原理分：电磁式、感应式、热继电器等3）参数分：电流、电压、速度、压力继电器4）动作时间分：瞬时继电器、延时继电器5）输出形式分：有触点、无触点继电器一、电磁式继电器电磁式继电器与接触器的区别：继电器：

没有灭弧装置，触点容量小，用于控制电路，可在电量或非电量的作用下动作。接触器：

有灭弧装置，触点容量大，用于主电路，一般只能在电压作用下动作。一、电磁式继电器2.电流继电器：触点的动作与线圈中的电流大小有关。（电流线圈与负载串联）1）作用：电流保护和控制。2）分类过电流继电器：IX=(1.1～3.5)IN

正常时触点不动作欠电流继电器：Ix＝(0.3～0.65)IN

正常时触点动作If=(0.1～0.2)IN3）电流继电器选用：线圈的种类和电流等级应与控制电路一致根据在控制电路中的作用（过电流、欠电流保护）进行选型。4）电流继电器的图形和文字符号一、电磁式继电器一、电磁式继电器3、中间继电器（一种电压继电器）UX=(0.85～1.05)UN

1）特点：触点多(六对甚至更多),在电路中起增加触头数量和起中间放大作用。触点电流大(额定电流为5～10A)动作灵敏(动作时间小于0.05s)

2）作用：放大触点容量、数量。一、电磁式继电器3）图形和文字符号JZ7系列中间继电器外型图一、电磁式继电器二时间继电器时间继电器：感受部分在感测到外界信号变化后，经过一段时间（延时时间）执行机构才动作的继电器。（按时间原则工作的继电器）用途：用于时间控制，又称定时器。分类：按动作原理：电磁阻尼式，空气阻尼式、电动机式、电子式

按延时方式：通电延时型；线圈得电后要延时一段时间，触点才发生变化；线圈失电后，触点瞬时恢复。断电延时型：线圈得电后，触点瞬时动作；线圈失电后，要延时一段时间触点才动作。

1、空气式时间继电器构成：电磁机构+触头+汽缸（活塞）原理：利用空气阻尼的原理工作。Flash动画演示动画演示二、时间继电器特点：价低、可靠、定时精度差（优点：延时范围大(0.4～180s)、结构简单、寿命长、价格低廉。缺点：延时误差大(土10％～土20％)，无调节刻度指示，难以精确整定延时时间。）电气符号：2.电动式时间继电器

构成：同步机+减速器+执行结构（触头）优：延时时间长、精度高。缺：结构复杂、体积大。型号举例：JS10系列7PR系列3.电子式时间继电器

分类：晶体管式（阻容式）：利用充放电原理延时工作，小型继电器触点输出。数字式：脉冲+计数+执行机构。型号：晶：JS14、ST3P系列数：JSS14系列常用时间继电器外形JS14S系列数显时间继电器JSS20-4AMS数显时间继电器JSZ3（ST3P）系列电子式时间继电器JS14B数字式时间继电器JSS27系列数字式时间继电器JS14晶体管时间继电器4.热继电器电动机长时间过载，绕组超过允许温升时，将会加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，严重时会将电动机烧毁。过流的原因：长期过载、频繁起动、欠电压、断相运行均会引起过电流。热继电器：电动机或其他设备的过载保护、断相保护（具有过载保护特性的过电流继电器）。

热继电器分类：双金属片式—常用电子式4.热继电器结构：热元件+触头+动作机构+整定装置+复位装置1、结构与工作原理原理：由双金属片的变形，通过导板，分断触点。复位：故障排除后，手动复位整定：通常整定在电动机的额定电流上。注意：1）继电器动作后一般不能自动复位，要等双金属片冷却后，按下复位按钮10才能复位；2）改变压动螺钉8的位置，还可以用来调节动作电流。4.热继电器型号：参数：①额定电流②热元件额定电流及整定范围。JR36系列热继电器型号意义符号：热继电器符号JR36系列热继电器JR20系列热继电器常用的热继电器5.速度继电器用途：检测转速的过零点。多用于反接制动时，切除反相序电源。结构：转子（磁极）定子（笼型空心绕组）触头输入信号是非电信号，而当非电信号到一定值时，才有信号输出的电器为信号继电器,常用的有速度继电器和干簧继电器。前者输入信号为电动机的转速，后者输入信号为磁场，输出信号皆为触头的动作。

速度继电器是将电动机的转速信号经电磁感应原理来实现触头动作的电器。5.速度继电器原理：电磁感应与鼠笼式异步机相似。转动时，笼型绕组感生电势，形成电流后受力而摆动，摆锤拨动触头系统工作。停转时（N=0），摆锤垂立，触头复位。l—转子2一电动机轴3一定子4一绕组5一定子柄6一静触点7一动触点8一簧片5.速度继电器型号：JY1（复位转速100r/min）、JFZ0

JY1型能在3000r／min以下可靠的工作JFZ0—1型适用于300-1000r／minJFZ0—2用于1000—3600r／min速度继电器主要根据电动机的额定转速进行选择，还可以通过调节螺钉(图中没有画出)的松紧，调节反力弹簧的反作用力，来改变速度继电器动作的转速，以适应控制电路的要求。

符号：JZC1系列接触器式继电器JZC-32F超小型中功率电磁继电器JQC-3F超小型中功率电磁继电器JQX-14FC小型大功率电磁继电器JQX-102F小型大功率电磁继电器JQX-13F小型大功率电磁继电器JTX通用型小型大功率电磁继电器6.固态继电器构成：由电力开关器件组成，由输入信号电压，控制输出电子器件导通。用途：为无触点继电器，无火花。广泛应用在数字电路和计控系统。分类：交流输出和直流输出两大类。（AC—SSR、DC—SSR）分别用来通断交/直流负载。应用举例（AC—SSR）原理：1.2端施加US时，3.4端接通。1.2端无US时，3.4端开关截止。常用型号：JGX—F系列（电流有10~80A的8种规格）。主要参数：输入信号电压范围输出额定电压/电流耐压强度固态继电器外形结构JGC-2F固态继电器JGC-5F固态继电器JGX-10F、20F、30F、40F、50F、60F、70F、80F固态继电器1.4熔断器

用途：在电路中主要起短路保护，由熔体和安装熔体的熔管或熔座等部分组成。(它是一种当电流超过规定值一定时间以后，以它本身的热量使熔体熔化而分断电路的电器）1）电流保护形式：过载延时保护、短路瞬时保护。过载一般是指l0倍额定电流以下的过电流。短路则是指超过l0倍额定电流以上的过电流。2）熔体：既是感测元件又是执行元件，安装在被保护的电路中。熔体是有低熔点的金属材料（铅、锡、铜、银及其合金）丝状、带壮、片壮。3）熔管：安装熔体和在熔体熔断时灭弧。1.４熔断器一、熔断器的分类1．按发热时间常数(热惯性)：无热惯性、大热惯性、小热惯性；2．按熔体形状：丝状、片状、带状；3．按支架结构：螺旋塞式、管式。管式又分为有填料与无填料两种，石英砂等材料以增加灭弧能力。插入式和螺旋式熔断器的结构图：RT36（RT16）系列有填料管式熔断器HDLRTD（RTD）系列有填料封闭管式刀形触头熔断器RL1螺旋式熔断器1.４熔断器1、原理：电流热效应1）正常：i=ie—→温度〈熔点—→熔体不熔断2）短路：i>>ie—→温度〉熔点—→熔体熔断—→切断电路2、保护特性：反时限特性（熔体动作时间随电流增大而减小）安秒特性：指熔化电流与熔化时间的关系。二、熔断器的保护特性

IR：熔体最小熔化电流IRTR：熔体额定电流

熔断器的融化系数

1.４熔断器三、熔断器的主要参数1、额定电压熔断器长期工作时和分断后能够耐受的电压，其值一般等于或大于电气设备的额定电压。2、额定电流1）熔体的额定电流：熔体长期通过而不会熔断的电流值。2）支持件（熔管）额定电流：熔断器长期工作所允许的温升电流值。3、极限分断能力熔断器在规定的额定电压和功率因数(或时间常数)的条件下，能分断的最大电流值４、熔断电流通过熔体并使其熔化的最小电流。1.４熔断器四、熔断器的选择选择的原则：设备正常工作(设备起动电流响)时不熔断，当过大电流和短路电流时熔断。（主要是选择熔断器的类型、额定电压、额定电流）1、无起动过程的平稳负载（照明、电阻电炉）

式中2、单台长期工作的电动机3、多台电动机1.４熔断器常用的熔断器：1）瓷插式：照明电路熔丝2）螺旋式：机床电路熔管3）自复式熔断器：熔丝（金属钠）金属钠（非线性电阻），常温时高的电导率；短路电流产生的高温会使其呈现高电阻。五、图形和文字符号FU

1.5主令电器

主令电器的用途：用来接通或断开控制电路,以发布命令、改变控制系统工作状态的电器。(闭合、断开控制电路，不允许分合主电路）常用主令电器：控制按钮、行程开关．万能转换开关和主令控制器等。一、控制按钮1．结构：按钮帽复位弹簧动触点静触点1—按钮2—复位弹簧3一常闭触点4一常开触点1.5主令电器\控制按钮2．原理：

↓动触点下移，先断开常闭触点，后接通常开触点↑动触点上移，先断开常开触点，后接通常闭触点3．作用：发布命令、机械联锁4．种类：

1）颜色：红—停止绿—起动黑—点动

2）结构：蘑菇—急停指示灯式—指示

钥匙—安全平钮—一般1.5主令电器\控制按钮5、图形和文字符号SB

SB

SB

注意：水平绘制时，逆时针旋转6、按钮和指示灯外形NP2系列、ＬＡ2、ＬＡ4、LA18、LA19NP系列按钮开关外型NP2系列按钮开关外型LA2、LA4系列按钮开关外型LA18系列按钮开关外型LA19系列按钮开关外型ND16系列信号灯外型二、行程开关（有触点）依据生产机械的行程发出指令，以控制其运动方向和行程长短的主令电器称为行程开关。若将行程开关安装于生产机械行程的终点处，用以限制其行程，则称为限位开关或终端开关。作用：

机械位移信号—→电信号

1）结构：推杠代替按钮帽

1.5主令电器\行程开关2）原理：由移动物体碰压推杠使触点动作。（微动开关：触点瞬间完成换接，不受推杠下压速度影响）

3、分类：（操作头型式）直杆式、单轮式、双轮式等（按复位方式为自动复位式和非自动复位式）。4、型号举例：ＬＸ１９

1.5主令电器\行程开关5、行程开关外形YBLX-1系列行程开关YBLX-K2系列行程开关YBLXW-N/E小型微动开关三、万能转换开关万能转换开关是由多组相同结构的触头组件叠装而成的多档位多回路的主令电器。结构特点：多挡住、多段式。可同时控制多回路，故称万能转换开关。（园盘操作）ＬW６型的一层结构原理见右图。（触头座，凸轮、手柄、定位机构等组成）触头转轴凸轮触头弹簧1.5主令电器\万能转换开关用途：1）低压断路机构的合闸与分闸；2）电压表、电流表的转换开关；3）小容量电动机的起动、调速和换向。

（万能转换开关的通断能力不高，只能直接控制小容量电动机）常用型号：ＬＷ５、ＬＷ６系列万能转换开关外形与转换开关比较：1）层数多（1～10层）2）触点多（每层3对）3）手柄转换位多（2～12）LW5D-16万能转换开关外形LW6万能转换开关外形四、主令控制器主令控制器：是用来切换较为频繁的复杂的多回路控制电路的主令电器。主要用作起重机、轧钢机的主令控制。主令控制器的触头是按小电流设计，尺寸小，不需要灭弧装置（不能直接控制电动机）。结构特点：

凸轮非调整式主令控制器，是一种采用机械传动杠杆手动操作方式的多档位、多控制回路的控制电器。用途：主要用于起重设备的磁力控制。常用型号：ＬＫ４、Ｌ１８等１.6刀开关（低压隔离器）

（电源与负载的隔离配电电器）作用：

1）不频繁地手动接通/断开交、直流电路；2）作隔离开关用

结构：操作手柄、触刀、静插座和底板正确安装：

1）合闸时手柄应向上；2）电源进线接在刀开关上端，负载接在下端。1.6刀开关1、胶盖闸刀开关：

交流频率50赫兹、电压380伏、电流60安及以下的线路中。常用的有HKl、HK2系列，

胶盖闸刀开关、熔断器式刀开关具有通断和保护功能2、刀开关的选用1）额定电压应等于或大于电路的额定电压。2）额定电流应等于或稍大于电路工作电流。注意：若用刀开关来控制电动机，则必须考虑电动机的起动电流比较大，应选用比额定电流大一级的刀开关。1.6刀开关3、图形和文字符号：1.6刀开关4、HK2、HK8开启式负荷开关外形１.7低压断路器低压断路器（自动空气断路器、自动开关）：

1）手动开关

2）自动进行欠压、失压、过流、过载和短路保护的电器。作用：刀开关、熔断器、热继电器及欠压继电器的组合。注意：

低压断路器允许切断短路电流，但允许操作的次数较低。一、低压断路器的结构和基本工作原理

1．结构：触点（用于通断主电路）、灭弧装置（灭弧栅片灭弧）、脱扣器、操作机构低压短路器的结构：1—触点2—锁键3—搭钩4—转轴5—杠杆6—弹簧7—衔铁8—欠电压脱扣器9—加热电阻丝10—热脱扣器双金属片11—衔铁12—过电流脱扣器13—弹簧

1）正常状态通/断电路：

由操作机构手动、电动（分励脱扣器）合/分闸。2）保护功能：

短路（过流）保护——过电流脱扣器（12）短路电流→过流脱扣器线圈→12的衔铁吸合→自由脱扣机构3上移→触点动作失压（欠压）保护——失压脱扣器（8）失压→失压脱扣器F〈F反→8的衔铁释放→自由脱扣机构3上移→触点动作