第01章-常用低压电器课件

第一章常用低压电器第一节低压电器基本知识第二节电磁式接触器第三节电磁式继电器第四节热继电器第五节熔断器第六节信号继电器第七节低压开关与低压断路器第八节常用电子式电器7/24/2023作者：许翏

是指工作在直流1200V、交流1500V及以下的电路中，以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。第一节低压电器基本知识采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式低压电器；利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。低压电器：7/24/2023作者：许翏

一、低压电器的分类（二）低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。（一）低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等；（三）低压主令电器：用于发送控制指令的电器。如：按钮、主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。（四）低压保护电器：用于对电路及用电设备进行保护的电器。如：熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。（五）低压执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如：电磁铁、电磁离合器等。7/24/2023作者：许翏

二、电磁式低压电器基本结构（一）电磁机构电磁机构的结构型式电磁机构：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。图1-1常用电磁机构的结构形式a)直动式电磁机构b)拍合式电磁机构1-衔铁2-铁心3-线圈7/24/2023作者：许翏

电磁机构工作原理（1）反力特性图1-2电磁机构反力特性与吸力特性a)反力特性b)直流电磁机构吸力特性c)交流电磁机构吸力特性7/24/2023作者：许翏

（2）直流电磁机构的吸力特性（3）交流电磁机构的吸力特性（4）剩磁的吸力特性（5）吸力特性与反力特性的配合图1-3

电磁机构吸力特性与反力特性的配合1-直流吸力特性2-交流吸力特性3-反力特性4-剩磁吸力特性7/24/2023作者：许翏

图1-4

交流电磁机构短路环示意图（6）交流电磁机构短路环的作用7/24/2023作者：许翏

电磁机构的输入—输出特性图1-5

电磁机构的输入—输出特性7/24/2023作者：许翏

（二）触头系统触头的接触形式图1-6

触头的接触形式a)点接触b)线接触c)面接触7/24/2023作者：许翏

触头的结构形式图1-7

触头的结构形式a)点接触桥式触头b)面接触桥式触头c)线接触指形触头7/24/2023作者：许翏

减小接触电阻的方法触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小；增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧；改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。7/24/2023作者：许翏

（三）电弧的产生和灭弧方法电弧的产生电弧产生的原因（4）高温游离（1）强电场放射（2）撞击电离（3）热电子发射7/24/2023作者：许翏

灭弧的基本方法（1）拉长电弧，从而降低电场强度；（2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度；（3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧；（4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临极电压降7/24/2023作者：许翏

常用的灭弧装置（1）电动力吹弧图1-8

双断口电动力吹弧1-静触头2-动触头3-电弧7/24/2023作者：许翏

（2）磁吹灭弧图1-9

磁吹灭弧原理1-磁吹线圈2-铁心3-导磁夹板4-引弧角5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场7-电弧电流磁场8-动触头7/24/2023作者：许翏

（3）栅片灭弧图1-10

栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧7/24/2023作者：许翏

（4）窄缝灭弧图1-11

窄缝灭弧1-纵缝2-介质3-磁性夹板4-电弧7/24/2023作者：许翏

接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。第二节电磁式接触器7/24/2023作者：许翏

按操作方式分有：●电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分有：●空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电路种类分有：●交流接触器、直流接触器、切换电容接触器等；按电磁机构的励磁方式分有：●直流励磁操作与交流励磁操作两种。7/24/2023作者：许翏

一、接触器的结构及工作原理图1-12

交流接触器结构示意图1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧7/24/2023作者：许翏

二、常用典型交流接触器简介（一）空气电磁式交流接触器典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。（二）切换电容器接触器专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。

常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、CJX2A、LC1-D、6C系列等。7/24/2023作者：许翏

（三）真空交流接触器以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。（四）直流接触器应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。

常用直流接触器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。7/24/2023作者：许翏

（五）智能化接触器智能化接触器装有智能化电磁系统，对接触器的电磁系统进行动态控制，并具有与数据总线及与其他设备之间相互通信的功能。

目前智能化接触器产品不多，国外有日本富士电机公司的Newsc系列交流接触器，美国西屋公司的“A”系列智能化接触器，ABB公司的AF系列智能化接触器，金钟——默勒公司的DIL-M系列智能化接触器等。国内已有将单片机引入交流接触器的控制技术。

7/24/2023作者：许翏

三、接触器的主要技术参数

接触器的主要技术参数有：1、极数和电流种类2、额定工作电压3、额定工作电流（或额定控制功率）4、额定通断能力5、线圈额定工作电压6、允许操作频率7、机械寿命和电寿命8、使用类别7/24/2023作者：许翏

四、接触器的选用1．接触器极数和电流种类的确定2．根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。3．根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。4．根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。5．接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。6．接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。7/24/2023作者：许翏

第三节电磁式继电器继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。常用的继电器按动作原理分有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、压电式、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。7/24/2023作者：许翏

一、电磁式继电器的基本结构及分类（一）电磁式继电器的结构1．电磁机构2．触头系统3．调节装置图1-13

电磁式继电器的典型结构1-底座2-铁心3-释放弹簧4-调节螺母5-调节螺母6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴9-触头系统10-线圈7/24/2023作者：许翏

（二）电磁式继电器的分类按用途不同分有：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器7/24/2023作者：许翏

二、电磁式继电器的特性及主要参数（一）电磁式继电器的特性（二）继电器的主要参数1．额定参数2．动作参数5．动作时间3．整定值４．返回参数7/24/2023作者：许翏

电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。分：过电压、欠电压、零电压继电器。三、电磁式电压继电器与电流继电器（一）电磁式电压继电器7/24/2023作者：许翏

1．过电压继电器

在电路中用于过电压保护，由于直流电路一般不会出现过电压，所以产品中没有直流过电压继电器。交流过电压继电器吸合电压调节范围为U0=（1.05～1.2）UN。2．欠电压继电器

在电路中用于欠电压保护，一般直流欠电压继电器吸合电压U0=（0.3～0.5）UN，释放电压Ur=（0.07～0.2）UN。交流欠电压继电器的吸合电压与释放电压的调节范围分别为U0=（0.6～0.85）UN，Ur=（0.1～0.35）UN。

7/24/2023作者：许翏

（二）电磁式电流继电器1．过电流继电器通常，交流过电流继电器的吸合电流Io=（1.1～3.5）IN，直流过电流继电器的吸合电流Io=（0.75～3）IN。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。7/24/2023作者：许翏

直流欠电流继电器的吸合电流调节范围为Io=（0.3～0.65）IN；

释放电流调节范围为Ir=（0.1～0.2）IN。2．欠电流继电器正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头动作。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。7/24/2023作者：许翏

（三）电磁式中间继电器中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。7/24/2023作者：许翏

（四）常用典型电磁式继电器简介１．直流电磁式通用继电器常用的有JT3、JT9、JT10、

JT18等系列２．电磁式中间继电器常用的有JZ7、JDZ2、JZ14等系列。引进产品有MA406N系列、

3TH系列(国内型号JZC)。

3．电磁式交、直流电流继电器常用的有JL3、JL14、JL15等系列7/24/2023作者：许翏

4．继电器返回系数的调节

（五）电磁式继电器的选用1．使用类别的选用

2．额定工作电流与额定工作电压的选用3．工作制的选用7/24/2023作者：许翏

四、时间继电器继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触都头状态才发生变化，即延时触头才动作。分类：空气式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。延时方式：通电延时和断电延时两种。7/24/2023作者：许翏

（一）直流电磁式时间继电器图1-14

直流电磁式时间继电器1-阻尼套筒2-释放弹簧3-调节螺母4-调节螺钉5-衔铁6-非磁性垫片7-电磁线圈7/24/2023作者：许翏

（二）空气阻尼式时间继电器

1、空气阻尼式时间继电器结构与工作原理组成：电磁系统、延时机构、触头系统延时方式：通电延时、断电延时空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的7/24/2023作者：许翏

图1-15

JS7-A系列空气阻尼式时间继电器结构原理图a-通电延时型b-断电延时型1-线圈2-铁心3-衔铁4-反力弹簧5-推板6-活塞杆7-塔形弹簧8-弱弹簧9-橡皮膜10-空气室壁11-调节螺钉12-进气孔13-活塞14、16-微动开关15-杠杆7/24/2023作者：许翏

2、空气阻尼式时间继电器典型产品典型产品有：JS7、JS23、JSK˿系列时间继电器

3、空气阻尼式时间继电器的选用1）线圈电压值的选择：按控制电路电流种类和电压等级来选择线圈电压值2）延时方式的选择：按控制电路的控制要求来选择通电延时型还是断电延时型3）触头延时状态的选择：按控制要求选择触头是延时闭合还是延时断开4）延时触头数量和瞬动触头数量是否满足控制电路的要求

7/24/2023作者：许翏

第四节热继电器

热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护

7/24/2023作者：许翏

一、电气控制对热继电器性能的要求图1-16

热继电器保护特性与电动机过载特性的配合１-电动机的过载特性2-热继电器的保护特性１．应具有合理可靠的保护特性２．具有一定的温度补偿

４．具有手动复位与自动复位功能３．热继电器动作电流可以方便地调节7/24/2023作者：许翏

二、双金属片热继电器的结构及工作原理图1-17

双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧7/24/2023作者：许翏

三、具有断相保护的热继电器图1-18

电动机三角形联结时U相断线时的电流分析图1-19

差动式断相保护机构及工作原理a)通电前b)三相正常电流c)三相均匀过载d)W相断路1-上导板2-下导板3-杠杆4-顶头5-补偿双金属片6-主双金属片7/24/2023作者：许翏

四、热继电器典型产品及主要技术参数常用的热继电器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6JR20系列热继电器技术数据7/24/2023作者：许翏

型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-16配CJ20-161S3.6~4.5~5.4JR20-25配CJ20-253T2.6~3.2~3.82S5.4~6.7~84T3.2~4~63S8~10~12JR20-63配CJ20-631U4~5~64S10~12~142U5~6~75S12~14~163U6~7.2~8.46S14~16~184U8.6~10~11.6JR20-25配CJ20-251T7.8~9.7~11.65U0.1~0.13~0.152T11.6~14.3~176U55~62~71JR20系列热继电器技术数据(续)7/24/2023作者：许翏

JR20系列型号含义:7/24/2023作者：许翏

五、热继电器的选用1）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。7/24/2023作者：许翏

第五节熔断器熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.一、熔断器结构及工作原理7/24/2023作者：许翏

二、熔断器的保护特性图1-20

熔断器的保护特性7/24/2023作者：许翏

三、熔断器的主要技术参数及典型产品（一）熔断器的主要技术参数1．额定电压2．额定电流3．极限分断能力4．熔断电流7/24/2023作者：许翏

（二）熔断器的典型产品按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。瓷插式熔断器螺旋式熔断器有填料封闭管式熔断器7/24/2023作者：许翏

按用途分：工业用熔断器、半导体保护用熔断器、快速熔断器和特殊熔断器。典型产品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔断器，RL1B系列带断相保护螺旋式熔断器，RT18、RT18-□X系列熔断器以及RT14系列有填料密封管式熔断器。还有国外引进技术生产的NT系列有填料密闭式刀型触头熔断器与NGT系列半导体器件保护用熔断器等。RL系列型号含义：7/24/2023作者：许翏

图1-22螺旋式熔断器结构示意图1-瓷帽2-金属螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接线端7-上接线端8-瓷座RL6、RL7螺旋式熔断器结构示意图：7/24/2023作者：许翏

四、熔断器的选用1）熔断器类型的选择

2）熔断器额定电压的选择3）熔体、熔断器额定电流的选择4）熔断器额定电流的校验7/24/2023作者：许翏

第六节信号继电器一、速度继电器

速度继电器是根据电磁感应原理制成的，它的套有永久磁铁的轴与被控电动机的轴相联，用以接受转速信号。图1-25

速度继电器结构原理图1-调节螺钉2-反力弹簧3-常闭触头4-动触头5-常开触头6-返回杠杆7-杠杆8-定子导条9-定子10-转轴11-转子7/24/2023作者：许翏

二、温度继电器

温度继电器是对电动机进行过载保护用的电器。它埋设在电动机定子槽内，或绕组端部等发热部位。

有双金属片式与热敏电阻式温度继电器两种图1-26

PTC热敏电阻的电阻温度特性7/24/2023作者：许翏

各相热敏电阻：

RTU、RTV、RTW各相分压电阻：

RPU、RPV、RPW输出电压：

UXU、UXV、UXW

图1-27

热敏电阻的“并联”接线方式测量电路7/24/2023作者：许翏

图1-28

热敏电阻并联接线的温度继电器7/24/2023作者：许翏

三、液位继电器图1-29

液位继电器结构原理图液位继电器是根据液体液面高低来使触头动作的继电器

7/24/2023作者：许翏

四、干簧继电器图1-30

干簧继电器结构原理图a）线圈通电驱动型b)外磁场驱动型干簧继电器是利用磁场作用来驱动继电器触头动作的继电器

7/24/2023作者：许翏

第七节低压开关与低压断路器一、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、以及用刀与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关，还有转换开关等。7/24/2023作者：许翏

（一）HK2系列胶盖瓷底刀开关型号及含义：有HK1、HK2系列极数额定电流设计代号开启式负荷开关HK2-7/24/2023作者：许翏

以熔断体或带有熔断体的载熔件作为动触点的一种隔离开关有HR3、HR5、HR6系列用于额定电压AC660V。

0

无熔断信号装置1

有熔断信号装置极数2

二极3

三极额定工作电流设计序号熔断器式隔离开关HR5-（二）HR5系列熔断器式刀开关7/24/2023作者：许翏

额定工作电流设计序号组合开关

HZ5-（三）HZ5系列普通型组合开关图1-32

HZ5系列普通型组合开关1-手柄2-转轴3-弹簧4-凸轮5-绝缘垫板6-动触片7-静触片8-接线柱9-绝缘杆7/24/2023作者：许翏

二、低压断路器

低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。7/24/2023作者：许翏

（一）低压断路器的结构和工作原理图1-33

低压断路器工作原理1-分闸弹簧2-主触头3-传动杆4-锁扣5-轴6-过电流脱扣器7-热脱扣器8-欠压失压脱扣器9-分励脱扣器1．主触头及灭弧装置2．脱扣器3．自由脱扣机构和操作机构7/24/2023作者：许翏

（二）、低压断路器的主要技术数据和保护特性1．低压断路器的主要技术数据1）额定电压2）断路器额定电流3）断路器壳架等级额定电流4）断路器的通断能力5）保护特性2．保护特性图1-34

低压断路器的保护特性

1-被保护对象的发热特性

2-低压断路器保护特性7/24/2023作者：许翏

（三）塑壳式低压断路器典型产品塑壳式低压断路器根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源开展开关及保护。常用的有：DZ15、DZ20、H、T、3VE、S等系列。后四种是引进国外技术生产的产品。7/24/2023作者：许翏

（四）塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。选择原则是：1）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。3）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。7/24/2023作者：许