电机与电气控制技术教案第四章

泰州机电高等职业技术学校

教案

教师姓名孙海林授课班级09电子中专课型讲授

授课日期2010年9月2日第1周授课时数2

第五章控制电器

授课章节名称

第一节控制电器概述

了解低压电器的定义、分类。

教学目标

低压电器的定义、分类。

教学重点

低压电器的分类。

教学难点

学情分析学生己经进行过电工实习，对低压电器也有一些认识

教具计算机

教学效果反馈很好

教后记

板书设计

第一节控制电器概述

一、低压电器的定义：

凡是自动和手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象进行

切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的电器元件统称为电器。

低压电器是指用于交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V

及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。

二、低压电器的分类：

1.按用途分类

(1)控制电器：例如接触器、控制器、起动器等。

(2)主令电器：如按钮开关、主令开关、行程开关等。

(3)保护电器：如熔断器、热继电器、避雷器等。

(4)配电电器：如断路器、刀开关等。

(5)执行电器：如电磁铁、电磁离合器等。

2.按工作原理分类

(1)电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器。如交直流接触

器、各种电磁式继电器等。

(2)非电量控制电器：电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变

化而动作的电器。如刀开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。

［导入新课］

在工业、农业和交通运输等部门中，大量使用着各种各样的生产机械，如车床、磨

床、铳床等等，生产机械中一些部件的运动，需要原动力来拖动。自19世纪有了电动机

后，由于电力在传输、分配、使用和控制方面的优越性，使电动机拖动获得了广泛的应用，

而在拖动系统中的核心元件就是低压电器。

［讲授新课］

第一节控制电器概述

第一节

案例：

低压电器是组成低压控制线路的基本器件。在工厂中常用继电器、接触器、按钮和开

关等电器组成电动机的起动、停止、反转和制动控制线路。控制系统的可靠性、先进性、

经济性都与所用的低压电器有着直接的关系。

一、低压电器的定义：

凡是自动和手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象进行切换、控制、保

护、检测、变换和调节目的的电器元件统称为电器。

低压电器是指用于交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电路中

起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。

二、低压电器的分类：

1.按用途分类

（1）控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。例如接触器、控制器、起动

器等。

（2）主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器。如按钮开关、主令开关、

行程开关等。

（3）保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。如熔断器、热继电器、避雷器等。

（4）配电电器：用于电能输送和分配的电器。如断路器、刀开关等。

（5）执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。

2.按工作原理分类

（1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器。如交直流接触器、各种电磁式

继电器等。

（2）非电量控制电器：电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。

如刀开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。

泰州机电高等职业技术学校

教案

教师姓名孙海林授课班级09电子中专课型讲授

授课日期2010年9月6日第2周授课时数2

授课章节名称第二节开关

掌握开关的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、

图形符号与文字符号。

教学目标熟悉开关的交、直流灭弧装置的构造与灭弧方法。

了解其他开关的有关知识。

开关的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、图形

教学重点符号与文字符号。

教学难点交、直流灭弧装置的构造与灭弧方法。

学生已经进行过电工实习，在生活中对开关也有一些认

学情分析

识

教具计算机、实物

教学效果反馈很好

教后记

板书设计

第二节：开关

一、刀开关：

1、定义和用途：刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最

广泛的手动电器。在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来

将电路与电源隔离。

2、结构：

3、符号：

(一)开启式负荷开关

1、定义和用途：

2、结构和用途：

3、符号：

4、型号:

(二)封闭式负荷开关

1、作用：

2、结构和特点：

主要由触头及灭弧系统、熔断器及操作机构等三部分组成。

3、符号：

4、型号:

二、组合开关：

1、用途：

2、结构和特点：

3、符号：

4、型号:

三、低压断路器：

1、用途:

2、结构及工作原理：断路器主要由动触点、静触电、灭弧装置、操

作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及外壳等部分组成。

(1)DZ5型低压断路器：

(2)DZ10型低压断路器：

(3)漏电保护断路器：

3、符号：

4、型号：

5

［导入新课］

在工业、农业和交通运输等部门中，大量使用着各种各样的生产机械，如车床、磨

床、铳床等等，生产机械中一些部件的运动，需要原动力来拖动。自19世纪有了电动机

后，由于电力在传输、分配、使用和控制方面的优越性，使电动机拖动获得了广泛的应用，

而在拖动系统中的核心元件就是低压电器。开关就是用着电源的隔离、线路的保护与控制。

［讲授新课］

第二节：开关

一、刀开关：

1、定义和用途：刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。

在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。

2、结构：

3、分类：按刀的极数可分为单极、双极和三极。按刀的转换方向可分为单掷和双掷;

按灭弧情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩；按接线方式可分为板前接线式和板后接线式。

4、符号：

a）单极;b）双极;C）三极

6

下面介绍由刀开关和熔断器组合而成的负荷开关。负荷开关分为开启式负荷开关和封

闭式负荷开关。

（一）开启式负荷开关

1、定义和用途：

开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称闸刀开关。生产中常用的是HK系列开

启式负荷开关，适用于照明和小容量电动机控制线路中，供手动不频繁地接通和分断电路,

并起短路保护作用。

2、结构和用途：

HK系列负荷开关由刀开关和熔断器组合而成.，上面盖有胶盖，防止操作时触及带电

体或分断时产生的电弧飞出伤人。

1一出线座2T丝3一动触头4一手柄

5一的触头6—电源进线座7—段座

8—9-接用电器

3、符号:

HK口一口

一一TT-薇定电流

---------设计序号

------------开启式负荷开关

4、型号：

（二）封闭式负荷开关

1、作用：用于手动不频繁的接通和断开带负载的电路以及作为线路末端的短路保护,

也可用于控制15kW以下的交流电动机不频繁的直接起动和停止。

（在开启式负荷开关的基础上改进设计的一种开关。）

2、结构和特点：

主要由触头及灭弧系统、熔断器及操作机构等三部分组成。

（常用的封闭式负荷开关有HH3、HH4系列，其中HH4系列为全国统一设计产品。）

7

（1）在操作机构中，手柄转轴与底座之间装有速动弹簧，使刀开关的接通与断开速

度与手柄操作速度无关。

（2）采用了储能合闸方式，使开关的分合速度与手柄操作速度无关。

作用：改善开关的灭弧性能，又能防止触点停滞在中间位置，从而提高开关的通断

能力，延长其使用寿命；

（3）操作机构上装有机械联锁，它可以保证开关合闸时不能打开防护铁盖，而当打

开防护铁盖时，不能将开关合闸。

3、符号:

与开启式负荷开关相同

4、型号:

封闭式负荷开关极数

设计序号额定电流

二、组合开关：

1、用途：

组合开关又称转换开关，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路

中，供手动不频繁的接通和分断电路、电源开关或控制5kW以下小容量异步电动机的起动、

停止和正反转。

2、结构和特点：

与普通闸刀开关的区别：

转换开关用动触片代替闸刀，操作手柄在平行于安装面的平面内可左右转动。由于采

用了扭簧储能，可使触点快速闭合或分断，从而提高了开关的通断能力。

8

手柄

绝缘杆，a）外形；b）结构；c）符号

绝缘培板

动触点

1触点

QS接线端五

3、分类：

组合开关有单极、双极和多极之分。普通类型的转换开关各极是同时通断的；特殊类

型的转换开关是各极交替通断，以满足不同的控制要求。其表示方法类似于万能转换开关。

4、符号：

5、型号：

一般在电气控制线路中普遍采用的是HZ10系列的组合开关。

三、低压断路器：

1、用途：

低压断路器即低压自动空气开关，又称自动空气断路器。

作用：既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸，保护线路和

电气设备。是低压配电网络和电力拖动系统中常用的重要保护电器之一。

2、分类：

按结构形式分类：（1）塑壳式（又称装置式）：除用作配电网络的保护开关外，

还用作电动机、照明线路的控制开关

（2）框架式（又称万能式）：主要用作配电网络的保护开关

3、结构及工作原理：

在电气控制线路中，主要采用的是DZ5型和DZ10系列低压断路器

9

（1）DZ5型低压断路器：

a）外形;

b）结构;

断路器主要由动触点、静触电、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及外壳

等部分组成。

热脱扣器：加热元件和双金属片组成，用于过载保护。

电磁脱扣器：由线圈和铁心组成，用于短路保护。

工作原理图:

（2）DZ10型低压断路器：

DZ10系列为大电流系列，其额定电流的等级有100A、250A、600A三种，分断能力

为7〜50kA。在机床电气系统中常用250A以下的等级，作为电气控制柜的电源总开关。

DZ10型低压断路器可根据需要装设：

热脱扣器（用双金属片作过负荷保护）

电磁脱扣器（只作短路保护）

复式脱扣器（可同时实现过负荷保护和短路保护）

特点：DZ10型低压断路器采用钢片灭弧栅，因为脱扣机构的脱扣速度快，灭弧时间

短，一般断路时间不超过一个周期（0.02s）,断流能力就比较大。

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（3）漏电保护断路器：

通常称作漏电开关。

作用：是一种安全保护电器，在线路或设备出现对地漏电或人身触电时，迅速自动断

开电路，能有效的保证人身和线路的安全。

工作原理图：

电子器件

电磁式电流动作型漏电断路器结构

4、符号:型号

□

DZ口口一1无辅助触点2有辅助触点

——n

I

。无脱扣等式

1热脱扣器式

—,.

塑

设极2电磁脱扣器式

额

自

壳

计数4复式

定

动

式

序

电

开

号

1流

关

装

置DW万能式

期>

11

泰州机电高等职业技术学校

教案

教师姓名孙海林授课班级09电子中专课型讲授

授课日期2010年9月9日第2周授课时数2

授课章节名称第三节主令电器

掌握按钮开关、位置开关和万能转换开关的名称、用途、

规格、基本结构、工作原理、图形符号与文字符号。

教学目标

了解其他主令电器的有关知识。

按钮开关、位置开关和万能转换开关的名称、用途、规

教学重点格、基本结构、工作原理、图形符号与文字符号。

按钮开关、位置开关和万能转换开关的基本结构、工作

教学难点原理。

学生已经进行过电工实习，日常生活对开关也有一些认

学情分析

识

教具计算机

教学效果反馈很好

教后记

12

板书设计

第四节主令电器

一、按钮开关

1、定义和用途：

2、结构：一般由1.接线柱2.按钮帽3.复位弹簧4常闭触头5.

常开触头

3、型号：

4、符号:

二、位置开关

（一）行程开关

1、定义和用途：

2、结构和工作原理:

3、型号：

4、符号：

（二）接近开关

1、定义和用途：

2、工作原理和特点:

3、型号：

三、万能转换开关

1、定义和用途：

2、结构和工作原理:

3、型号：

4、符号：

13

［导入新课］

在电力拖动系统中，需要对控制电路的接通或断开发出指令或信号，这类低压电器叫

主令电器。主令电器主要有按钮开关、位置开关和万能转换开关等。

［讲授新课］

第四节主令电器

一、按钮开关

1、定义和用途：

按钮开关是一种用人力（一般为手指或手掌）操作，并具有储能（弹簧）复位的一种控制开

关。按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A。

一般情况下它不直接控制主电路，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、

继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。

2、结构：一般由1.接线柱2.按钮帽3.复位弹簧4常闭触头5.常开触头

L接线柱2.按钮帽

3.复位弹簧

4常闭触头（即动断触头）

5.常开触头（即动合触头）

3,型号:

「K开启式S防水式

H保护式F防腐式

J紧急式X旋钮式

丫钥匙式D带指示灯式

DJ带灯紧急式

----主令电器

常用型号：LA18、LA19.LA20、LA25等

按钮帽有红、绿、黄、蓝、白各种颜色

一般以红色表示停止按钮，绿色表示起动按钮

4、符号:

SB复合按钮

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二、位置开关

(一)行程开关

1、定义和用途：

行程开关是用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开

关，主要用于机床、自动生产线和其它机械的限位及程序控制。

2、结构：

a)JLXK1—311直动式；

b)JLXK1—111单轮旋转式;

c)JLXK1—211双轮旋转

浪轮滚轮

杠杆杠杆

转轴JLXK1-111型行程开关的结构

凸轮

,转轴复§

.复位嘉和动作原理

•撞块a)结构；b)动作原理;

一撞块

•调节媒叮

,微(动开关

微动开关

3、工作原理:

(1)、运动部件的挡铁碰压顶杆1时，顶杆向下移动

(2)、顶杆移动到一定位置时，弹簧的弹力方向发生改变，同时储存的能量得以释放，完

成跳跃式快速换接动作

(3)、当挡铁离开顶杆时，顶杆在弹簧7的作用下上移，上移到一定位置，接触桥5瞬时

进行快速换接，触点迅速恢复到原状态。

4、型号：5、符号：

15

JLXK1—□□□

常闭触头数

'常开触头数

设

快

计

速0无滚轮I单轮

序2双轮3直动不带轮

号

行

主直动带轮

机4SQ复合触头

程

令

床

开

电

电

关

器

器

（二）接近开关

1、定义和用途：

接近开关又称为无触点位置开关，是一种非接触型检测开关。除了行程控制和限位保

护外，还可作为检测金属体的存在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、检测零件尺

寸、液面控制及用作无触点按钮等。

2、原理及特点：

通过其感辨头与被测物体间介质能量的变化来取得信号的。当运动的物体靠近开关到

一定位置时，开关发出信号，达到行程控制、计数及自动控制的作用。

感应头-----*振荡器-----••检测电路——••输出电路―

------------------------1电源|

当有金属物体靠近一个以一定频率稳定振荡的的高频振荡器的感应头附近时，由于感

应作用，该物体内部会产生涡流及磁滞损耗，使振荡回路因电阻增大、能耗增加而使振荡

减弱，直至停止振荡。检测电路根据振荡器的工作状态控制输出电路的工作，输出信号去

控制继电器或其它电器，以达到控制目。

特点：采用了无触点电子结构形式，克服了有触点位置开关可靠性差、使用寿命短和操作

频率低的缺点。

3、型号：

□

接近开关——I

输出开关元件类型:0为NFN型;1为序P型;

设计序号--------2%无极性

结构形式:A为圆柱黑」

最大工作电流:1为50nA;2为100mA；

纹型;B为方型;C为槽3为300mA;4为400mA;5为500mA;

型;D为贯穿型6为1000mA

约定动作距离

输出形式（用数字表示）•

16

三、万能转换开关

1、定义和用途：万能转换开关实际是多档位、控制多回路的组合开关，主要用作控制线

路的转换及电气测量仪表的转换，也可用于控制小容量异步电动机的起动、换向及调速。

由于触点挡数多、换接线路多、能控制多个回路，适应复杂线路的要求，故称为万能转换

开关。

2、结构与工作原理：

转

轴

第

转

90

(a)外形(b)凸轮通断触点示意图

操作时，手柄带动转轴和凸轮一起旋转，则凸轮即可推动触点接通或断开，由于凸轮

的形状不同，当手柄处于不同的操作位置时，触点的分合情况也不同，从而达到换接电路

的目的。

3、符号：

4、型号:

万能转换开关一11—触头维件节数

设计序号--------------接线图编号

额定电流(A)定位特征代号

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泰州机电高等职业技术学校

教案

教师姓名孙海林授课班级09电子中专课型讲授

授课日期2010年9月13日第3周授课时数2

授课章节名称第四节保护电器

掌握熔断器的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、

图形符号与文字符号。

教学目标熟悉熔断器的交、直流灭弧装置的构造与灭弧方法。

了解其他熔断器的有关知识。

熔断器的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、图

教学重点形符号与文字符号。

熔断器的基本结构、工作原理。

教学难点

熔断器的交、直流灭弧装置

学生已经进行过电工实习，日常生活对熔断器也有一些

学情分析

认识

教具计算机

教学效果反馈很好

教后记

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板书设计

第三节熔断器

一、定义和用途：

二、结构和用途：

1、熔体：是熔断器的主要组成部分。常用形式：丝状、片状或栅状。

熔体的材料：①铅、铅锡合金或锌等低熔点材料，多用于小电流电路;

②银、铜等较高熔点的金属，多用于大电流电路。

2、熔管：熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼

有灭弧作用。

3、熔座：熔断器的底座，作用是固定熔管和外接引线。

三、工作原理

四、常用的低压熔断器：

（-）RC1A系列插入式熔断器（瓷插式熔断器）

1、型号：

2、结构：

3、用途：

（二）RL1系列螺旋式熔断器

1、结构：

2、用途：

（三）RM10系列无填料封闭管式熔断器

1、型号：

2、结构:

3、用途：

（四）RTO系列有填料封闭管式熔断器

1、型号：

2、结构：

3、用途：

（五）快速熔断器（又叫半导体器件保护用熔断器）

1、结构：

2、用途：

（六）自复式熔断器

1、结构：

2、原理：

3、特点：

五、熔断器的符号：

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［导入新课］

熔断器是以金属导体作为熔体而分断电路的电器。串联于电路中，当过载或短

路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备及家用

电器起到保护作用。具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时,

熔断时间短。因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以

继续使用。熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成，其中熔体是控制熔断特性

的关键元件。

［讲授新课］

第三节熔断器

一、定义和用途：

熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从

而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制

系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，是应用最普遍的保护器件之一。

二、结构和用途：

2、熔体：是熔断器的主要组成部分。常用形式：丝状、片状或栅状。

熔体的材料：①铅、铅锡合金或锌等低熔点材料，多用于小电流电路；

②银、铜等较高熔点的金属，多用于大电流电路。

2、熔管：熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。

3、熔座：熔断器的底座，作用是固定熔管和外接引线。

三、工作原理

利用金属导体作为熔体串联在被保护的电路中，当电路发生过载或短路故障时，通过

熔断器的电流超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，

起到保护作用。

注意：熔断器对过载反应很不灵敏。电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时

间才熔断，有时甚至不熔断。因此，除在照明电路中外，熔断器一般不宜用作过载保护，

主要用作短路保护。

20

四、常用的低压熔断器：

熔断器按结构形式分：半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式、自复式

（一）RC1A系列插入式熔断器（瓷插式熔断器）

1、型号：2、结构：

3、用途:

RC1A系列插入式熔断器一般用在交流50HZ、额定电压380V及以下，额定电流200A

及以下的低压线路末端或分支电路中，作为电气设备的短路保护及一定程度的过载保护。

（二）RU系列螺旋式熔断器

1、结构：

2、用途:

RLI系列螺旋式熔断器广泛应用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合，在

交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中，作为短路保护器件。

（三）RM10系列无填料封闭管式熔断器

1、型号：

M1HJ/DD

T丁丁丁

无期弱管由一一棚棚就号（Q一枷媵级『皮就假）

姗居————新独定嫌

21

3、结构:

a）外形

b）结构

3、用途：

适用于交流50Hz、额定电压380V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力网

络和成套配电设备中，作为导线、电缆及较大容量电气设备的短路和连续过载保护。

（四）RT0系列有填料封闭管式熔断器

1、型号：

RTo-n/n

1

熔断器一IIT匚翻看定电濡

有填料封用管式——11——珞斯定电说

f-------设计序号

2,结构:

a）熔体

b）熔管

c）熔断器

d）绝缘操作手柄

3、用途：

是一种大分断能力的熔断器，广泛用于短路电流较大的电力输配电系统中，作为

电缆、导线和电气设备的短路保护及导线、电缆的过载保护。

22

（五）快速熔断器（又叫半导体器件保护用熔断器）

1、结构：

2、用途:

用于硅元件变流装置内部的短路保护。由于硅元件的过载能力差，因此要求短路保护

元件应具有快速动作的特征。快速熔断器能满足这种要求，且结构简单，使用方便，动作

灵敏可靠，因而得到了广泛应用。

（六）自复式熔断器

1、结构：

电沫维子熔体绝缘管电流域子

填充剂不锈钢套活塞氯气

图5-16自复式熔断器结构图

2、原理:

在常温下是固体，电阻值较小，构成电流通路。在短路电流产生的高温下，熔体气化,

阻值剧增，即瞬间呈现高阻状态，从而能将故障电流限制在较小的数值范围内。

3、特点：

常用熔断器的熔体一旦熔断，必须更换新的熔体，这就给使用带来不便，而且延缓

了供电时间。

自复式熔断器是一种限流电器，其本身不具备分断能力，但是和断路器串联使用

时，可以提高断路器的分断能力，可以多次使用。

五、熔断器的符号:

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泰州机电高等职业技术学校

教案

教师姓名孙海林授课班级09电子中专课型讲授

授课日期2010年9月16日第3周授课时数2

授课章节名称第五节接触器

掌握接触器的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、

图形符号与文字符号。

教学目标熟悉接触器的交、直流灭弧装置的构造与灭弧方法。

了解接触器的有关知识。

掌握接触器的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、

教学重点图形符号与文字符号。

接触器的基本结构、工作原理。

教学难点

学情分析学生已经进行过电工实习，对接触器也有一些认识

教具计算机

教学效果反馈很好

教后记

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板书设计

第五节接触器

一、定义和作用：

二、分类

按主触点通过的电流分为交流接触器和直流接触器。

三、交流接触器

（一）结构：主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件等组成。

1.电磁系统：

（1）组成：交流接触器的电磁系统主要由线圈、静铁芯和衔铁（动铁芯）

（2）CJ10系列交流接触器的衔铁运动方式：

（3）作用：

（4）特点：短路环

2.触点系统：

（1）按接触情况分：点接触；线接触；面接触

（2）按结构形式分：a）双断点桥式触点；b）指形触点

（3）按通断能力分：

3.灭弧装置：

（1）电弧的影响：

（2）灭弧方法：a）、双断口电动力灭弧：b）、纵缝灭弧：c）、栅片灭弧:

4.辅助部件

（二）型号

（三）工作原理

（四）符号

四、直流接触器

直流接触器的结构及工作原理与交流接触器基本相同，但也有一些区别

（一）结构：主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置三部分组成。

1、电磁系统：直流接触器的电磁系统主要由线圈、铁芯和衔铁（动铁芯）

2.触点系统：

3.灭弧装置：

4.辅助部件

（­）型号

（三）符号

25

［导入新课］

在电工学上，接触器是一种用来接通或断开带负载的交直流主电路或大容量控制

电路的自动化切换器，主要控制对象是电动机，此外也用于其他电力负载，如电热器,

电焊机，照明设备。接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。

接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，是自动控制系统中的重要元件之

O

［讲授新课］

第五节接触器

二、定义和作用：

是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控

制电路。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他负载。

特点：远距离、自动操作和欠电压释放保护功能，控制容量大、工作可靠、操作频率

高、使用寿命长等。

二、分类

按主触点通过的电流分为交流接触器和直流接触器。

在机床电气控制线路中，主要采用的是交流接触器。

三、交流接触器

(一)结构：主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件等组成。

瓠室

灭

£L3尔

触点

压糖主触点

力弹

黄断A,

主触

点器

动断辅

_助触点

动合辅

山福志

，动铁心

线圈短,环'按钮

(a)结构(b)工作原理

1.电磁系统:

(1)组成:交流接触器的电磁系统主要由线圈、静铁芯和衔铁(动铁芯)三部分组成。

26

特点：铁芯和衔铁一般用E形硅钢片叠压钾成，铁芯的中柱端面需留有0.1mm〜0.2mm

的气隙，以减小剩磁影响，避免线圈断电后衔铁粘住不能释放，同时在铁芯和衔铁的两个

不同端部各开一个槽，嵌装一个用铜、康铜或银铭合金材料制成的短路环。

线圈一般做成粗而短的圆筒形，并且绕在绝缘骨架上，使铁芯与线圈之间有一定间隙,

增加散热，避免线圈受热烧损。

a)衔铁直线运动式b)衔铁绕轴转动排合式

(2)CJ10系列交流接触器的衔铁运动方式：

额定电流为40A及以下的接触器，采用衔铁直线运动的螺管式

额定电流为60A及以上的接触器，采用衔铁绕轴转动的拍合式

(3)作用：是利用电磁线圈的通电或断电，使衔铁和静铁芯吸合或释放，从而带动动触

点与静触点闭合或分断，实现接通或断开电路的目的。

(4)特点：短路环

线圈中通入的交流电在铁芯中产生交变的磁通，因此铁心与衔铁间的吸力也是变

化的，这会使衔铁产生振动，发出噪声。

在交流接触器铁芯和衔铁的两个不同端部各开一个槽，槽内嵌装一个用铜、康铜或银

铭合金材料制成的短路环，又称减振环或分磁环，这样可以消除振动和噪声。

2.触点系统：

(1)按接触情况分：点接触；线接触；面接触

8)b)C)

a)点接触;b)线接触;c)面接触

(2)按结构形式分:

a)双断点桥式触点；b)指形触点

(3)按通断能力分：

主触点：主触点用以通断电流较大的主电路，一般由三对接触面较大的动合触点组成。

辅助触点：辅助触点用以通断电流较小的控制电路，一般由两对动合触点和两对动断触点

组成。

结论：CJ10系列交流接触器的触点一般采用双断点桥式触点。

3.灭弧装置：

(1)电弧的影响：

A、灼伤触点，减少触点的使用寿命；

B、使电路切断时间延长，甚至造成弧光短路或引起火灾事故。

容量在10A以上的接触器中都装有灭弧装置。

28

（2）灭弧方法:

a）双断口电动力灭弧；b）纵缝灭弧

a）、双断口电动力灭弧：

原理：将整个电弧被分割成两段，利用触点回路本身的电动力f把电弧向两侧拉长，使电

弧热量在拉长的过程中散发、冷却而熄灭。

b）、纵缝灭弧：

原理：由耐弧陶土、石棉水泥等材料制成灭弧罩，罩内有一个或多个纵缝，纵缝下宽上窄

以便压缩电弧，使电弧与灭弧室壁有很好的接触，当触点分断时，电弧被外磁场或

电动力吹入缝内，电弧迅速冷却熄灭。

c）、栅片灭弧：

短电弧

静触点

原理：金属栅片由镀铜或镀锌铁片制成，并插在灭弧罩内，由于金属栅片的磁阻远小于空

气的磁阻，电弧上部的磁通容易通过金属栅片而形成闭合磁路，这一磁场对电弧产

生向上的作用力，电弧被拉到栅片间隙中，被分割成若干个串联的短电弧，总电弧

压降被分成几段，栅片间的电弧电压都低于燃弧电压，同时栅片将电弧的热量吸

收散发，使电弧迅速冷却，促使电弧尽快熄灭。

4.辅助部件

（1）反作用弹簧：线圈断电后，推动衔铁释放，使各触点恢复原状态

（2）缓冲弹簧：缓冲衔铁在吸合时对静铁芯和外壳的冲击力

（3）触点压力弹簧：增加动、静触点间的压力，从而增大接触面积，以减小接触电阻

（4）传动机构及底座、接线柱等：衔铁或反作用弹簧的作用下，带动动触点实现与静触

29

点的接通或分断。

（-）型号

B—棚片去游离灭弧

（三）工作原理

线圈通电，电流产生磁场，使铁心产生足够

大的吸力，将衔铁吸合，触点动作（即动合

辅助触头闭合，动断辅助触头断开）。

线圈断电或电压显著下降，电磁吸力消失或

过小，衔铁在反作用弹簧力的作业下复位，

触点恢复到原始状态。

（四）符号

四、直流接触器

直流接触器的结构及工作原理与交流接触器基本相同，但也有一些区别

（一）结构：主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置三部分组成。

1、电磁系统：

（1）组成：直流接触器的电磁系统主要由线圈、铁芯和衔铁（动铁芯）三部分组成。

特点：铁心可用整块铸钢或铸铁制成，铁心端面不需嵌装短路环，但在磁路中垫有非磁性

垫片，以减少剩磁的影响；

线圈做成长而薄的圆筒形，且不设骨架,以利于散热；容量较大的直流接触器线圈采

30

用串联双绕组。（如图）目的是减小运行时的线圈功耗及延长吸引线圈的使用寿命

双线圈的工作原理：电路刚接通瞬间，保持线圈被动断触点短路，可使起动线圈获得较大

的电流和吸力。接触器动作后，起动线圈和保持线圈串联通电，由于电压不变，所以电流

较小，但仍可保持衔铁被吸合，从而达到省电的目的。

（2）衔铁运动方式：采用衔铁绕棱角转动的拍合式

2.触点系统

（1）主触头：多采用滚动接触的指形触点，以延长触点的使用寿命。在触点闭合过程中,

动触点与静触点先在A点接触，然后经B点滑动过渡到C点。断开时作相

反方向的运动，这样就自动清除触点表面的氧化膜，保证了可靠的接触。

（2）辅助触点：通断电流小，多采用双断点桥式触点，可有若干对。

3.灭弧装置

31

直流接触器一般采用磁吹灭弧装置结合其他灭弧方法灭弧。

磁吹灭弧装置主要由磁吹线圈、铁芯、两块导磁夹板、灭弧罩和引弧角等部分组成。

工作原理：当接触器的动、静触点分断时，在触点间产生电弧，短时间内电弧通过自身仍

维持电流继续存在，此时该电流在电弧未熄灭之前形成两个磁场，一个是该电流在电弧周

围形成的磁场，另一个是该电流流过磁吹线圈在两导磁夹板间形成磁场，在f作用下电弧

从磁场强的一边被拉向弱的一边，结果

1、电弧在向上运动的过程中被迅速拉长并和空气发生相对运动，使电弧温度降低；

2、电弧被吹进灭弧罩上部时，热量又被传递给灭弧罩，进一步降低了电弧温度；

3、静触点上的弧根将逐渐转移到引弧角上，从而减轻了触点的灼伤。引弧角引导弧根向

上移动又使电弧被继续拉长，当电源电压不足以维持电弧燃烧时，电弧就熄灭。

32

教案

教师姓名孙海林授课班级09电子中专课型讲授

授课日期2010年9月20日第4周授课时数2

授课章节名称第六节继电器

掌握继电器的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、

图形符号与文字符号。

教学目标熟悉继电器的交、直流灭弧装置的构造与灭弧方法。

了解继电器的有关知识。

掌握继电器的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、

教学重点图形符号与文字符号。

各种继电器的基本结构、工作原理。

教学难点

学情分析学生已经进行过电工实习，对继电器也有一些认识

教具计算机

教学效果反馈很好

教后记

33

板书设计

第六节继电器

一、继电器的概述：

二、电磁式电压、电流、中间继电器

（一）电流继电器：

1、用途：根据继电器线圈中电流的大小而接通或断开电路。

2、特点及接线：

3、分类：分过电流继电器和欠电流继电器。

4、过电流继电器

5、欠电流继电器

（二）电压继电器

1、定义和用途：根据线圈两端电压的大小而接通或断开电路。

2、特点及接线：

3、分类：分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器

4、常用型号：JT4—P系列。

5、符号:

（三）中间继电器

1、定义和用途：中间继电器实质上一个电压线圈继电器。

2、特点：

3、结构和原理：

4、中间继电器和交流接触器的相同点和不同点：

5、符号

三、时间继电器

1、定义和用途：

2、分类：电磁式、电动式、空气阻尼式、电子式

3、延时方式：断电延时、通电延时

4、特点及应用：

（1）电磁式时间继电器：（2）空气阻尼式时间继电器：

（3）电动式时间继电器：（4）电子式：

5、JS7—A系列空气阻尼式时间继电器

34

［导入新课］

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动

控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。

［讲授新课］

第六节继电器

一、继电器的概述:

1、用途：根据某种输入信号接通或断开小电流电路，实现远距离自动控制和保护的自动

控制电器。

2、特点：(1)输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非

电量。

(2)输出是触点的动作或者是电路参数的变化。

(3)触点分断能力小、结构简单、体积、重量轻、反应灵敏、动作准确、工作

可靠。

3、与接触器的区别：继电器不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器或其他电器

对主电路进行控制。

4、分类：(1)按输入信号的性质：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、

压力继电器

(2)按工作原理分：电磁式继电器、电动式继电器、感应式继电器、热继电器、

电子式继电器

(3)按输出方式分：有触电式、无触点式

二、电磁式电压、电流、中间继电器

(一)电流继电器:

1、用途：根据继电器线圈中电流的大小而接通或断开电路。

2,特点及接线：线圈的匝数少，导线要粗，阻抗小。使用时，电流继电器的线圈串联在

被测电路中

3、分类：分过电流继电器和欠电流继电器。

4、过电流继电器

(1)定义：当继电器中的电流超过预定值时，引起开关电器有延时或无延时动作的继电

(2)作用：主要用于频繁起动和重载起动的场合，作为电动机和主电路的过载和短路保

(3)结构及工作原理:

(a)结构

(b)外形

当线圈通过的电流为额定值时，它所产生的电磁吸力f<f反力，此时衔铁不动作。

当线圈通过的电流超过整定值时，4f反力，铁芯吸引衔铁动作，带动动断触点断开，动

合触点闭合。

调整反作用弹簧的作用力，可整定继电器的动作电流值。一般交流继电器调整在110%〜

400%额定电流动作，直流继电器调整在70%〜300%额定电流动作。

结论：过电流继电器不能代替热继电器来作电动机的过载保护。

因为电流继电器的工作线圈是串联在电机主线路中的，当电机启动时，启动电流很大，是

额定电流的4到7倍，如果把电流继电器选到可以躲过启动尖锋电流时，那就没有了保护,

若选的正好，电流稍大电流继电器就动作，电动机无法启动。

(4)型号:(5)符号：

缰电P-零电