电磁式低压电器的基本结构及原理
1电磁式低压电器
• 二、电器的分类 • 1．按工作电压等级分 • (1)高压电器 用于交流电压1200V、直流
电压1500V及以上电路中的电器，例如高压断 路器、高压隔离开关、高压熔断器等。
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• （2）低压电器指工作在交流1200V、直流 1500V额定电压以下的电路中，以实现对电路 或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换 和调节为目的的电器。
灭弧装置 • 大容量交流接触器采用栅片灭弧、灭弧罩灭弧
； • 小容量交流接触器采用双断口桥式触点灭弧。
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●线圈通电→产生电磁吸力→衔铁吸合→带动动触点动作：常闭触头断 开，常开触头闭合。
弹簧 ~电源 常开线圈常闭铁心 衔铁
电机 M
3~
主触点 辅助触点
●线圈失电→电磁吸力消失→衔铁在反作用弹簧的作用下释放，带动触点 复位202，0/7常/9 开触头断开，常闭触头闭合 。
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• 2.电磁特性 • （1）电磁吸力与吸力特性 • 线圈电磁吸力：
B2 •S107 F
8
B为气隙中磁感应强度（T） S为磁铁截面积
吸力特性 电磁式电器在吸合或释放过程中，气隙是变化 的，电磁吸力也将随气隙的变化而变化，这种 特性称为吸力特性。
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• 交流δ↑ →F基本不变，而δ↑ →I↑；
• 2.交流接触器的工作原理 • 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场
，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并 带动与衔铁固连在一起的触头动作：常 闭触头断开；常开触头闭合，两者是联 动的。当线圈断电时，电磁吸力消失， 衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头 复原：常开触头断开，常闭触头闭合。
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• 现有市场占有率为50％一60％。
电磁式低压电器的工作原理
电磁式低压电器的工作原理
电磁式低压电器的工作原理：
①当电流通过线圈时产生磁场吸引衔铁使触点闭合从而形成电路；
②触点材料通常采用银合金以减少电弧提高使用寿命在频繁操作条件下表现尤为突出；
③设计中考虑短路保护过载保护欠电压保护等功能确保设备安全可靠运行防止电气事故；
④举例接触器其核心是一个用铁芯绕制而成的电磁线圈当线圈通电后会产生足够强的磁力将活动铁芯吸向固定铁芯；
⑤活动铁芯与一组静触头相连当两者接触时主触头闭合允许电流流过负载如电动机加热元件等；
⑥断电后弹簧力作用下活动部分复位切断电流流动路径实现开关功能；
⑦过电流脱扣器作为附加组件可在过载情况下自动断开电源防止设备损坏；
⑧欠压线圈设计用于监测供电电压水平当电压下降到一定阈值时不足以维持吸引力从而断开连接起到保护作用；
⑨热继电器利用双金属片受热变形原理检测过载条件适用于长期工作负载变化不大的场合；
⑩磁吹式灭弧装置利用磁场将电弧拉长并分散至灭弧室内加速其冷却熄灭过程提高设备分断能力；
⑪在选择低压电器时需根据具体应用环境条件如温度湿度粉尘腐蚀性气体等因素合理选型；
⑫定期维护检查紧固件是否松动清除灰尘污垢更换磨损部件对于延长使用寿命至关重要。
(完整版)电磁式低压电器的结构和工作原理
第一章常用低压电器电器：电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。
根据外界的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电路对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。
定义：一种能控制电能的器件。
第一节电磁式低压电器的结构和工作原理●低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下电路的器件●高压电器：用于交流1200V、直流1500V以上电路的电器。
电力传动系统的组成：1）主电路：由电动机、（接通、分断、控制电动机）接触器主触点等电器元件所组成。
特点：电流大2）控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。
特点：电流小●任务：按给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。
一、低压电器的分类1、按使用的系统1）低压配电电器用于低压供电系统。
电路出现故障（过载、短路、欠压、失压、断相、漏电等）起保护作用，断开故障电路。
（动动稳定性、热稳定性）例如：低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关等。
2）低压控制电器用于电力传动控制系统。
能分断过载电流，但不能分断短路电流。
（通断能力、操作频率、电气和机械寿命等）例如：接触器、继电器、控制器及主令电器等。
2、按操作方式1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器3、按工作原理1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作◆电磁式电器由感测和执行两部分组成。
感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号，使执行部分动作，实现控制的目的。
执行部分：触点系统。
二、电磁机构电磁机构：通过电磁感应原理将电能转化成机械能。
电磁机构输入的电信号：电压、电流1、电磁机构的结构形式电磁机构组成：线圈、铁心(亦称静铁心)和衔铁(亦称动铁心)，1）E形电磁铁：多用于交流电磁系统。
2）螺管式电磁铁：多用作索引电磁机构和自动开关的操作电磁机构，少数过电流继电器也采用。
低压电器的电磁机构及执行机构
低压电器的电磁机构及执行机构
电磁机构：将电磁能转换成机械能并能带动触电的断开及闭合，完成通断电路的控制作用。
吸引线圈的作用是将电能转换成磁能，产生磁通。
直流线圈：铁芯不发热，线圈发热。
线圈与铁心接触散热。
交流线圈：线圈发热，铁心发热。
在铁芯和线圈之间留有间隙散热。
铁芯用硅钢片叠成。
串联线圈：流过的电流过大，线圈的导线粗，匝数少，线圈阻抗较少
并联线圈：为了减少分流作用，需要较大的阻抗，线圈的导线细且匝数多。
触点作用：接通或分断电路，要求触点有良好的接触性和导电性能，电流容量较小，常采用银质材料。
触点的结构有：桥式：1、点接触式（适用于电流不大且触电压力小) 点
2、面接触式(适用于大电流）面
指形：在接通和分段产生滚动摩擦，用紫铜材质（适用于触电分合次数多，电流大的场合）线
灭弧系统：
1、电动力吹弧（适用于小容量交流接触器）
2、磁吹灭弧（在磁场力的作用下，电弧被吹离触点，经弧角引进灭弧罩，使电弧熄灭）
3、栅片灭弧（交流电常常采用栅片灭弧）
接触器
适用于远距离频繁接通过断开交直流主电路及大容量控制电路
控制对象：电动机
交流接触器（电磁机构+触点系统<常开触点+常闭触点>+灭弧系统<10A以上有灭弧罩，常采用纵缝灭弧及栅片灭弧>）
电路通电，常闭触点先断开，敞开触电后闭合
直流接触器
额定电压：主触点的额定电压
额定电流：主触点的额定电流
线圈的额定电压：常用的额定电压
操作频率：交流接触器600次/小时，直流接触器1200次/小时。
常用低压电器的结构及原理
（一）低压断路器的结构和工作原理
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
图 5-38 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
（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．保护特性
图 5-34 HD 、HS刀开关结构示意图
（二）HH系列封闭式负荷开关
（三）HK系列开启式负荷开关
（四）HZ系列组合开关
（五）刀开关选用原则
1）刀开关类型、极数及 操作方式的选择
2）刀开关额定电压的选择
3）刀开关额定电流的选择
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。
图5-15 灭弧罩窄缝灭弧 1-纵缝 2-介质 3-磁性夹板 4-电弧
第二部分 开关电器
一、刀开关与组合开关
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。
（一）开启式刀开关
电磁式漏电脱扣器结构示意图
电磁式电流动作型漏电断路器工作原理图
（二）漏电断路器典型产品 漏电断路器典型产品有DZ15LE、DZL16、DZL18、 DZ20L、DZL25、JC等系列。 （三）漏电断路器的选用 1）额定漏电不动作电流的选择。 2）额定漏电动作电流的选择。 3）漏电保护特性的选择。 4）额定剩余动作电流的选择。
1．额定参数
低压开关类电气介绍
低压开关类电气介绍一、低压开关的原理低压开关的原理是基于电磁吸合原理工作的。
在正常情况下，电磁继电器处于断开状态，电源无法通过继电器。
当控制电压施加到继电器的线圈时，线圈中产生的磁场会吸引可移动的铁芯，使其闭合，从而使电路通电并开始工作。
一旦控制电压停止供应，铁芯会脱离线圈，使继电器恢复到断开状态。
低压开关通常由继电器、触点、线圈、铁芯等部件组成。
继电器是控制开关的核心部件，负责感应和传递电信号。
触点用于打开和关闭电路，线圈产生磁场，铁芯则作为电流的导体，传递控制信号。
二、低压开关的类型低压开关主要分为磁力式开关和热力式开关两种类型。
1. 磁力式开关磁力式开关是通过电磁原理工作的开关，它包括电磁继电器、磁力触点开关等。
电磁继电器通常用于控制电路的开关和保护，它具有响应速度快、可靠性高、寿命长等优点。
磁力触点开关主要用于控制电流的通断，常见于家用电器中。
2. 热力式开关热力式开关是通过热力原理工作的开关，它包括热继电器、热继电器开关等。
热继电器主要用于对电路进行保护，当电路过载或短路时，热继电器会自动断开电源，避免发生火灾等危险。
热继电器开关常用于电动机的启动和停止，具有过载保护、短路保护等功能。
三、低压开关的工作原理低压开关的工作原理是基于电磁感应和热力原理的。
当控制电压施加到继电器的线圈时，line 线圈中产生的磁场会吸引可移动的铁芯，使其闭合，从而使电路通电并开始工作。
同理，热继电器也是通过电流通过继电器时产生的热量使继电器动作。
在实际应用中，低压开关可以实现手动控制、远程控制和自动控制等多种功能。
通过电路设计和设置参数，可以根据需要对电路进行开关和保护，确保电路安全稳定地工作。
四、低压开关的应用领域低压开关广泛用于工业、商业和住宅等领域，如工厂、仓库、商场、办公楼、住宅等。
它们常用于控制电气设备的启动、停止和保护，如电动机、灯光、电热器等。
在工业领域，低压开关通常用于控制大型设备和电路，如电动机、输电线路、变压器等。
电磁式低压电器
一台380V/7.5KW电动机额定工作线电流约 A。 作正常不频繁启动和分断控制时， 应选用交流接触器 是CJ20。 作频繁启动和分断控制或正反向切换或制动时， 应选用交流接触器是CJ20。
第二章
1繁接通、断开负载电路，当发生严重过载、短 路、或欠电压等故障时自动切断电路。 2. 结构：触头系统+灭弧装置+脱扣机构+操作结构
1 低压电器的结构与分类 1-1低压电器的分类
• 电器是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或 接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非对 象的切换、控制、检测、保护和调节的电工器械。 • 低压是指小于1200VAC 或 1500VDC • 配电电器: 断路器、隔离开关、自动开关、刀开关等 • 控制电器: 接触器、继电器、启动器、各种控制器等 • 主令电器：按钮、主令开关、行程开关和万能转换开关等 • 保护电器：熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等
• 执行电器：电动机、电磁铁、电磁离合器等
应掌握电器的用途、基本结构、工作原理、型号
与图形符号、技术参数及其选用。
配电电器用于供电系统电能输送和分配，主要有断路 器、隔离开关、自动开关、刀开关。
控制电器: 接触器、继电器、启动器、各种控制器等
主令电器
1-2 低压电器的结构 低压电器一般由工作机构、操作机构及灭弧 机构三大部分组成。
吸力特性和反力特性
吸力过大，接 触时冲击力大，会 损坏铜片； 吸力过小，衔 铁动作慢，难以满 足高频操作的要求。
短路环
短路环
衔铁 铁芯 线圈
短路环的作用：减小衔铁吸合时产生的振动和噪 音，防止因触点抖动产生电弧烧坏触点。
1-2-3灭弧机构
• 电弧的危害：延迟了电路分断，又会损伤触头，还伴 有随高温、高热和强光。 • 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 • 灭弧措施：降低电弧电压， 降低弧区温度， 降低电离 •灭弧方法：
1.1电磁式低压电器的基本知识
（三）技术数据与型号
1.技术数据：见表1-4 2.型号意义
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（四）行程开关的选择及使用
1、选择
使用场合-------确定型号 外界环境------选择防护形式 由需要------选触头数量 触头数不够----中间继电器扩展 切忌过负荷使用 2、使用 安装牢固 防止锈死 位置可调
位置准确
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12
开距(触点行程)
初压力
触点行程
终压力
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开距（触点行程）：气隙最大点时，对应的 动、静触点之间的距离。 初压力：动、静触点刚接触时，由触点弹簧 产生的压力。 触点行程：动触点刚接触静触点开始，而动 触点继续向前运动压缩的距离。 终压力：触点完全闭合后动触点不在向前运 动时的触点压力。
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二、触点系统
1
【知识点】常用低压电器元件的构造、原理、 技术指标及选择；常用低压电器元件在电气 控制系统中的应用。 【教学目标】熟悉低压电器的构造；了解其 技术指标及使用方法，为分析和识读建筑常 用典型设备打下基础。
2
1.1 电磁式低压电器的基本知识
一、电气元件的定义 根据外界的信号和要求 , 手动或自动 地接通或断开电路，断续或连续地改 变电路参数，以实现电路或非电对象 的切换、控制、保护、检测、变换或 调节的电气设备。
点接触面接触线接触16三灭弧系统17发送控制指令的电器设备主令电器一按钮开关一按钮开关的作用二按钮开关分类分为常开常闭和复合式等在结构形式上有揿钮式紧急式钥匙式与旋钮式等为识别其按钮作用通常将按钮帽涂以不同的颜色一般红色表示停止绿色或黑色表示启动
第一章
低压电磁式电器
1.1 电磁式低压电器的基本知识 1.2电磁式低压电器的基本结构及原理 1.3主令电器 1.4刀开关熔断器 1.5 接触器 1.6 继电器 1.7 熔断器 1.8 其它控制电器
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使欠电压继电器动作的最高电压为低电压
继电器的动作电压，用Uop•k() 表示。
使欠电压继电器返回到初始位置的电压为
欠电压继电器的返回电压，用 U re•k () 表
示。
欠电压继电器的返回系数：kre
U re•k () U op•k ()
kre 1, 一般小于1.2
JSD-[]M系列电动机式时间继电器的主要技术参数
型号
延时 额定控 范围 制容量 （s） 交流
380V
JSD-1M 2~30
JSD-2M 2~120 100
JSD-3M 20~60 0
操作 延时 频率 误差 （次 /h）
整定 误差
复位 时间 （s）
1200 600 ＜=1% ＜=1% ＜=2
120
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使继电器返回到起始位置所需的最大电流为
继电器的返回电流，用I re •k 表示。继电器的
返回电流与继电器的动作电流之比称为返回
系数
k re
I re•k I op•k
电流继电器的返回系数小于1，返回系数越高， 说明继电器的质量越好。
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三、热继电器
是利用电流的热效应原理来保护电动机，使 之免受长期过载的危害。
由发热元件、双金属片和触点三部分组成。
热继电器具有热惯性，电路短路时不能立即
动作断开电路，所以不能作为短路保护之
用。电动机启动或短时过载时，热继电器 不会动作，可避免电动机不必要的停车。
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按继电器在控制线路中的作用分类 启动继电器 时间继电器 信号继电器 中间继电器
按反应的物理量的变化情况分类
反应过量的继电器 反应欠量的继电器 （过电压、过电流 （低压继电器） 继电器）
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一、电磁式继电器
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电磁式继电器分为电磁式电流继电器、电 磁式电压继电器、电磁式中间继电器、电 磁式信号继电器。 1、电磁式电流继电器
分为过电流继电器和欠电流继电器两类。 使电流继电器动作所需的最小电流为继电器 的动作电流，用I op •k 表示
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电流型，串联接入 基本形式
电压型，并联接入
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二、时间继电器 是按照所整定的时间间隔的长短来切换电路的自动
电器。 有空气式、电动式、电子式等。 按动作原理分为电磁式、空气阻尼式、电动机式、
电子式 按延时方式分为通电延时型与断电延时型。 1、空气阻尼式时间继电器 利用空气的阻尼作用而获得动作延时的，主要由电
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3、电磁式中间继电器 有多个接点，且接点容量较大。继电保护中
用于同时接通、断开多个独立电路。
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4、电磁式信号继电器 用来指示保护装置的动作，动作后，一方面
有机械掉牌指示，另一方面它的接点闭合 接通灯光和声音信号。
热继电器的选择主要根据电动机的额定电流
来确定热继电器的型号和热元件的额定电 流。
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星形连接的电动机采用普通两相或三相热继 电器进行长期过载保护，三角形连接的电动 机进行断相保护时必须采用具有断相保护功 能的热继电器。
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2、电磁式电压继电器 分为过电压继电器和欠电压继电器两类。
使过电压继电器动作的最低电压为过电压
继电器的动作电压，用 Uop•k() 表示。
使过电压继电器返回到初始位置的电压为
过电压继电器的返回电压，用U re•k () 表
示。 过电压继电器的返回系数： kre
U re•k () U op•k ()
kre 1, 通常为 0.85
1.7 熔断器
熔断器是用来进行短路保护的器件，当通过熔断器 的电流大于熔断器的熔断电流时，能依靠自身的热 量使特制的金属熔体融化而自动分断电路。 一、熔断器的种类 1、RCIA系列瓷插式熔断器 主要由瓷底座、静触头、动触头、熔丝及瓷盖组成。 额定电压为380V，额定电流有5、10、15、30、60、 100、200A。（额定电流60A以上的瓷底空腔内衬有 石棉织物，熄弧）用于500V以下的电路，对照明设备 和小容量电动机及家用电器进行短路和过载保护。
磁系统、触头、气室和传动机构组成。
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2、电磁阻尼式时间继电器 只能用于直流、延时时间较短且是断电延时
的场合。结构简单、运行可靠、寿命长、 允许通电次数多，但延时时间短、延时不 准确。
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3、电动机式时间继电器 是由微型同步电动机拖动减速齿轮组带动触
头经过一定的延时后动作的时间继电器。 其延时范围宽度可达0.4s到72h，有通电延时
型、断电延时型，延时精度高，调节方便， 结构复杂，造价高，用于要求延时准确的 场合。
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接接通或断开控制电路，实现控制目的的电
器。
电流电压等电学量
1、输入信号
温度、速度、时间、压力
等非电量
2、信号输出：触点的动作
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3、继电器的分类
电磁 式
感应 式
按动作原理分类
电动 晶体 整流 式 管式 式
集成电 微机 路式 式
按反映的物理量的类型分类 电流 电压 功率 阻抗 周波 瓦斯 温度
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1.5
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一、
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二、
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辽宁商贸职业技术学院技术经济系建筑电气教研室三、. Nhomakorabea7
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四、
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1.6 继电器
继电器是一种根据某种输入信号的变化而直