第1章 低压电器的基本原理
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第一章常用低压电器介绍
实现延时。
● 延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命长。
● 延时时间有0.4～180s和0.4～60s两种规格。
➢电动式：
● 包括同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执行机
构。
● 延时时间长，可达数十小时，延时精度高。
● 结构复杂，体积较大。
➢电子式：
● 数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器
李自成
电气控制与PLC
第一章 常用低压电器
➢直流接触器：远距离通断直流电路或控制直流 电动机的频繁起停。 ➢工作原理：与交流接触器基本相同。
武汉工程大学电气信息学院
李自成
电气控制与PLC
第一章 常用低压电器
接触器主要技术参数：
➢线圈电压 ➢主触点额定电流、额定电压 ➢辅助触点额定电流、对数 ➢接触器极数 ➢接触器机械寿命、电寿命
继电特性曲线： x2：继电器吸合值 x1：继电器释放值
继电器的重要参数：
➢返回系数：k＝x1/ x2
● 释放弹簧的松紧 程度
● 铁心与衔铁间非 磁性垫片的厚薄 ➢吸合时间：
线圈接受电信号到衔 铁完全吸合所需的时间 ➢释放时间：
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直流为(70％～300％)IN
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第一章 常用低压电器
过流电流继电器 欠流电流继电器
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第一章 常用低压电器
➢欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断
● 线圈电流大于或等于吸合整定电流时，继电器吸合 ● 线圈电流低于释放整定电流时，继电器释放 ● 动作电流整定范围：
电气第一章
2．热脱扣器的整定电流
流相等；
与所控制电动机的额定电流 / 负载额定电
3．磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流 应大于负载电路正常工作时的尖峰电流。 （Iset = KIst； 瞬时动作）
整定电流
M的
起动电流
K为安全系数，K=1.2~1.7； 4．断流能力应略大于线路的最大短路电 流。
（三）电气图形符号、文字符号
凸轮非调整式 凸轮调整式
电气图形、文字符号
1 2 3 4 5 6
触点号
1 2 3 4 ×
Ⅰ
×
Ⅱ
× × × ×
Ⅲ
× × × ×
5
6
×
×
×
黑点“·”——接通 路
“×”——接通的电
空格——转换开关在该位置时此路是断开的。
§1.6 低压断路器(自动开关 )
失压保护 短路保护 用于不频繁地接通和断开电路或不频繁 地起动电动机。 它可以分断短路电流。 过载保护
组 成
熔体 熔管
熔断器的 熔体 既是感测部分 又是执行部分
工作原理
检测电流
正常工作：
熔体允许通过一定大小的电流 而长期不熔断； 严重过载： 熔体能在较短时间内熔断 发生短路： 熔体能在瞬间熔断。
电路/ 用电设备
安秒特性
电流越大，熔体熔断时间越短
B A
图 1-11 熔断器的
过载 保护
电磁吸力的计算公式：
107 2 F 8S
——空气隙中的磁通，可近似看
作与铁心的磁通相等(Wb)； S——空气隙的有效面积(m2)； F——电磁吸力(N)。
不同情况：
直流电磁机构：吸合后的电磁力要比吸合前大得多 交流电磁机构：电磁力的大小是交变的
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动触头
(a)内部结构示意图
合 分
合
(b)外形示意图
QS (c)图形符号
组合开关的结构示意和图形符号
2
6
型封闭式负荷开关
▪ HH型封闭式负荷开关俗称铁壳开关。刀开关带有灭弧 装置，能够通断负荷电流，熔断器用于切断短路电流。 一般用于小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电 设备中，用于不频繁地接通与分断电路，也可以直接用 于异步电动机的非频繁全压启动控制。
继电器的分类：按用途分，有控制继电器和保护继电器；按动作原理分，
有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电 器； 按输入信号的不同来分，有电压继电器、中间继电器、电流继电器、时 间继 电器、速度继电器等。
1.2 继 电 器
▪ 1.2.2电磁式继电器
电磁式继电器结构图
▪ 继电器的吸动值和释放值可以根据保护要求在一定范围内调整。 ▪ 1)．转动调节螺母，调整反力弹簧的松紧程度可以调整动作电 流(电 压)，弹簧反力越大动作电流(电压)就越大，反之就越小。 ▪ 2)．改变非磁性垫片的厚度，非磁性垫片越厚衔铁吸合后磁路 的气隙 和磁阻就越大，释放电流(电压)也就越大，反之越小，而吸 引值不 变。 ▪ 3)．用调节螺丝改变初始气隙的大小，在反作用弹簧力和非磁 性垫片 厚度一定时，初始气隙越大，吸引电流(电压)就越大，反之 而就释越放小值，不变。
反力弹簧
铁心
A1
1 3 5 13 21 31 43
线圈
KM
KM
KM
A1
A2
A2
2 4 6 14 22 32 44
线圈
主触点 辅助触点
(a)接触器示意 图
(b)接触器图形符号
交流接触器的结构示意图及图形符号
plc第一章常用低压电器
常开辅助触头 静铁心
吸引线圈
第三节 接触器
2. 工作原理
线圈加额定电
压, 衔铁吸合, 常
闭触头断开, 常开
触头闭合；线圈电
压消失, 触头恢复
常态。为防止铁心
振动, 需加短路
环
。
第三节 接触器
二、直流接触器
用途: 远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构: 电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理: 与交流接触器基本相同。
五、速度继电器
作用: 根据速度的大小通断电路 结构: 定子、转子和触头 原理: 与异步电动机类似 参数: 动作转速: >120rpm
复位转速: <100rpm
第二节 开关电器
一、刀开关 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用: 不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 :
QS
第二节 开关电器
一、刀开关 2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离
开关和应急开关, 并作电路保护用。
第二节 开关电器
一、刀开关 3.负荷开关 (1) 用途: 作不频繁带负荷操作和短路保护用。 结构: 由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线
U< KA KA KA
欠电压继电器
U> KA KA KA
过电压继电器
第四节 继电器
三、中间继电器
中间继电器实质上是一种电压 继电器, 结构和工作原理与接触器 相同。但它的触点数量较多, 在电 路中主要是扩展触点的数量。另外 其触头的额定电流较大。
第四节 继电器
四、热继电器
作用: 电动机的过载保护 型式: 双金属片式
双金属片式热继电器原理示意图
第四节 继电器
吸引线圈
第三节 接触器
2. 工作原理
线圈加额定电
压, 衔铁吸合, 常
闭触头断开, 常开
触头闭合；线圈电
压消失, 触头恢复
常态。为防止铁心
振动, 需加短路
环
。
第三节 接触器
二、直流接触器
用途: 远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构: 电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理: 与交流接触器基本相同。
五、速度继电器
作用: 根据速度的大小通断电路 结构: 定子、转子和触头 原理: 与异步电动机类似 参数: 动作转速: >120rpm
复位转速: <100rpm
第二节 开关电器
一、刀开关 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用: 不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 :
QS
第二节 开关电器
一、刀开关 2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离
开关和应急开关, 并作电路保护用。
第二节 开关电器
一、刀开关 3.负荷开关 (1) 用途: 作不频繁带负荷操作和短路保护用。 结构: 由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线
U< KA KA KA
欠电压继电器
U> KA KA KA
过电压继电器
第四节 继电器
三、中间继电器
中间继电器实质上是一种电压 继电器, 结构和工作原理与接触器 相同。但它的触点数量较多, 在电 路中主要是扩展触点的数量。另外 其触头的额定电流较大。
第四节 继电器
四、热继电器
作用: 电动机的过载保护 型式: 双金属片式
双金属片式热继电器原理示意图
第四节 继电器
精编常用低压电器与可编程序控制器第1章资料
电磁机构由吸引线圈(励磁线圈)和磁路两部分组成。磁路包 括铁心、衔铁和空气隙。当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁 通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔 铁吸向铁心。与此同时，衔铁还要受到反作用弹簧的拉力，只有 当电磁吸力大于弹簧拉力时，衔铁才可靠地被铁心吸住。其结构 型式按铁心型式分有单E型、螺管型等；按动作方式分有直动式、 转动式等，见图1-1。
第1章 低压电器的基本原理
2. 触头的接触形式 触头的接触形式及结构形式很多，通常按其接触形式归
为三种，即点接触、线接触和面接触，如图1-11所示。触头 的结构形式有指形触头和桥形触头等。显然，面接触时的实 际接触面要比线接触的大，而线接触的又要比点接触的大。
第1章 低压电器的基本原理
A
B C
(a)
(b)
(c)
图1-11 触点的三种接触形式 (a) 点接触；(b) 线接触；(c) 面接触
第1章 低压电器的基本原理
t
F~
图1-4 交流电磁铁吸力的变化情况
第1章 低压电器的基本原理 即式(1-2)中的第二项为
F~ Fav cos2 t
(1-3)
交流电磁吸力是在最大值为2Fav和最小值为0的范围内以两 倍于电源频率周期地变化的，因此在每一个周期内，必然有某 一段时刻的吸力小于弹簧产生的反作用力。这时衔铁在反力作 用下将开始释放，而当吸力再次大于反力时，衔铁又被吸合。 如此周而复始，衔铁会产生振动。这种振动对电器工作十分不 利，同时还会发出噪声。为此，必须采取措施消除振动。
式中：Bm为B的最大值。由式(1-2)可知，虽然交流电磁铁 磁感应强度是正、负交变的，但电磁吸力却是脉动的、方向 不变的。电磁吸力由两项组成：第一项为平均吸力Fav，其值 为最大吸力的一半；第二项为以电源频率两倍变化的交变分 量，如图1-4所示。
第1章 低压电器的基本原理
2. 触头的接触形式 触头的接触形式及结构形式很多，通常按其接触形式归
为三种，即点接触、线接触和面接触，如图1-11所示。触头 的结构形式有指形触头和桥形触头等。显然，面接触时的实 际接触面要比线接触的大，而线接触的又要比点接触的大。
第1章 低压电器的基本原理
A
B C
(a)
(b)
(c)
图1-11 触点的三种接触形式 (a) 点接触；(b) 线接触；(c) 面接触
第1章 低压电器的基本原理
t
F~
图1-4 交流电磁铁吸力的变化情况
第1章 低压电器的基本原理 即式(1-2)中的第二项为
F~ Fav cos2 t
(1-3)
交流电磁吸力是在最大值为2Fav和最小值为0的范围内以两 倍于电源频率周期地变化的，因此在每一个周期内，必然有某 一段时刻的吸力小于弹簧产生的反作用力。这时衔铁在反力作 用下将开始释放，而当吸力再次大于反力时，衔铁又被吸合。 如此周而复始，衔铁会产生振动。这种振动对电器工作十分不 利，同时还会发出噪声。为此，必须采取措施消除振动。
式中：Bm为B的最大值。由式(1-2)可知，虽然交流电磁铁 磁感应强度是正、负交变的，但电磁吸力却是脉动的、方向 不变的。电磁吸力由两项组成：第一项为平均吸力Fav，其值 为最大吸力的一半；第二项为以电源频率两倍变化的交变分 量，如图1-4所示。
电气控制与S7-1500 PLC应用技术 第1章 常用低压电器
① 点接触； ② 线接触； ③ 面接触。 ➢ 触点的结构形式包括： ① 单断点指形触点； ② 双断点桥式触点。
➢电磁式控制电器
② 触点
➢ 点接触
① 球面对球面、球面对平面等，适合于小电流电器，如 接触器的辅助触点。
a)
➢电磁式控制电器
② 触点
➢ 线接触
① 圆柱对平面、圆柱对圆柱等 ，适合于中等电流电器， 如接触器的主触点。
1.1 电器的基本知识
➢ 控制电器的定义和分类
① 电器的定义
• 电器是一种能够根据外界信号（如机械力、电动 力等）的要求，自动或手动地接通或断开电路， 从而断续或连续地改变电路参数，实现对电路或 非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电 气元件和设备的总称。
1.1 电器的基本知识
➢ 控制电器的定义和分类 ② 控制电器的定义
③ 其缺点是：
• 触点不能自动净化，触点材料用银或银基合金； • 每个触点的接触压力小，电动稳定性较低； • 触点参数不易调节。
② 触点
➢电磁式控制电器
③ 电弧的产生及灭弧方法
பைடு நூலகம்
➢ 电弧的产生
① 在通电状态下，触点分开瞬间，当被分断的电 流超过某一数值（与触点材料有关，0.2～1A） 或分段后加在触点间隙两端的电压超过某一数 值（12～20V）时，触点间产生电弧；
1.1 电器的基本知识
➢ 控制电器的定义和分类 ③ 控制电器的分类
• 按用途分 • 控制电器：用于控制电路和控制系统的电器； • 配电电器：用于电能的输送和分配的电器； • 主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令 的电器； • 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器； • 执行电器：用于完成某一类动作或传递动能的 电器。
➢电磁式控制电器
② 触点
➢ 点接触
① 球面对球面、球面对平面等，适合于小电流电器，如 接触器的辅助触点。
a)
➢电磁式控制电器
② 触点
➢ 线接触
① 圆柱对平面、圆柱对圆柱等 ，适合于中等电流电器， 如接触器的主触点。
1.1 电器的基本知识
➢ 控制电器的定义和分类
① 电器的定义
• 电器是一种能够根据外界信号（如机械力、电动 力等）的要求，自动或手动地接通或断开电路， 从而断续或连续地改变电路参数，实现对电路或 非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电 气元件和设备的总称。
1.1 电器的基本知识
➢ 控制电器的定义和分类 ② 控制电器的定义
③ 其缺点是：
• 触点不能自动净化，触点材料用银或银基合金； • 每个触点的接触压力小，电动稳定性较低； • 触点参数不易调节。
② 触点
➢电磁式控制电器
③ 电弧的产生及灭弧方法
பைடு நூலகம்
➢ 电弧的产生
① 在通电状态下，触点分开瞬间，当被分断的电 流超过某一数值（与触点材料有关，0.2～1A） 或分段后加在触点间隙两端的电压超过某一数 值（12～20V）时，触点间产生电弧；
1.1 电器的基本知识
➢ 控制电器的定义和分类 ③ 控制电器的分类
• 按用途分 • 控制电器：用于控制电路和控制系统的电器； • 配电电器：用于电能的输送和分配的电器； • 主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令 的电器； • 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器； • 执行电器：用于完成某一类动作或传递动能的 电器。
电机与电器控制第一章1 低压电器概述
图1－3 触头的三种接触形式
a) 点接触 b）线接触 c）面接触
图1-4 不同接触形式的触头结构
a)采用点接触的桥式触头 b)采用面接触的桥式触头 c)采用线接触的指形触头
（二）接触系统的静态机械特性与参数
触头每工作一次（接通与断开），经历四个工作状态： 1. 断开状态 如图1-5a 所示，要求动、静触头间的距离S1足够大， 保证在线路规定的容许电压与电流作用下，不致发生击穿或 电弧重燃现象。 2. 关合过程 如图1-5b、c、d 所示，从断开状态到闭合状态的转换 过程，要求动触头具有一定的关合速度V1，藉以保证触头 迅速可靠地接通，而不致引起严重的碰撞弹跳现象。
3．选用低压电器的注意事项 （1）明确控制对象的分类和使用环境。 （2）明确有关的技术数据，如控制对象的额定电压、 额定功率、操作特性、起动电流倍数和工作制等。 （3）了解电器的正常工作条件，如周围温度、湿度、 海拔高度、震动和防御有害气体等。 （4）了解电器的主要技术性能，如用途、种类、控制 能力、通断能力和使用寿命等。
（1）从结构上来看，交流电磁铁的线圈有骨架式； 因为铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，为防止热量传给线圈。
直流电磁铁的线圈多是无骨架的。 （2）交流电磁铁的结构：粗短型（减少铁心与线圈的 接触面，以满足散热的需要）； 直流：细长型。 （3）交流电磁铁的铁心由硅钢片叠加，以减少涡流、 磁滞损耗； 直流电磁铁的铁心一般由整块钢制成。
图1-7 双断口结构的电动力 吹弧效应
1－静触头 2－动触头 3—电弧
图1-8 磁吹灭弧原理
1－磁吹线圈 2－铁芯 3－导磁夹板 4－引弧角 5－灭弧罩 6－动触头 7－磁场方向 8－静触头
2. 磁吹灭弧装置 灭弧装置设有与触点串联的磁吹线圈，电弧在吹弧线 圈的作用下受力拉长，从触点间吹离，加速了冷却而熄灭。 为了加强灭弧效果，在线圈中央穿有铁芯，其两端平 行地设置夹着灭弧室的导磁钢板。 串联磁吹线圈的吹弧效果仅在触头分断大电流时很明 显，分断小电流时则效果较差，往往要同时采取几种灭弧 措施。
电气控制与PLC教材课件全书电子教案完整版课件 (2)全文编辑修改
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
5
4 电动机的 失压保护
6 7
1．1主-主触触头2头．自由脱2-扣自器由3脱．扣过器电流脱3扣-器过电4．流分脱励扣脱器扣器 4-分励脱5扣．器热脱扣5-器热6．脱失扣压器脱6扣-失器压7．脱按扣钮器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
低压断路器的图形和文字符号
低压断路器的主要参数
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
5
线路短路 或严重过 载保护
4
6 7
1．1主-主触触头头2．自由脱2-扣自器由3脱．扣过器电流脱3扣-器过4电．流分脱励扣脱器扣器 4-分励脱5扣．器热脱扣5-器热6．脱失扣压器脱6扣-失器压7．脱按扣钮器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
5
远距离跳 闸，对电 路不起保 护作用
空气阻尼时间继电器
时间继电器的图形和文字符号
(a)通电延时线圈；(b)断电延时线圈；(c)瞬动触点；(d)通电延时闭合常开触点； (e)通电延时断开常闭触点；(f)断电延时断开常开触点；(g)断电延时闭合常闭触点
1.3.5 热继电器
用于：电动机或其他设备的过载保护和断相保护 热继电器的结构和工作原理
自恢复熔断器
瓷插式熔断器 有填料式熔断器
有填料封闭管式熔断器
螺旋式熔断器 无填料密封式熔断器
熔断器的选择
型号
选 熔断器的额定电压 择 熔断器额定电流
熔体的额定电流
1）熔断器额定电压大于等于线路的工作电压 2）熔断器额定电流必须大于等于所装熔体的额定电流 ➢ 用于保护照明或电热设备的熔断器，因负载电流比 较稳定，熔体的额定电流一般应等于或稍大于负载的 额定电流。即 Ire ≥ Ie ➢用于保护单台长期工作的电动机的熔断器，考虑电 动机启动时不应熔断，即
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4 电动机的 失压保护
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1．1主-主触触头2头．自由脱2-扣自器由3脱．扣过器电流脱3扣-器过电4．流分脱励扣脱器扣器 4-分励脱5扣．器热脱扣5-器热6．脱失扣压器脱6扣-失器压7．脱按扣钮器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
低压断路器的图形和文字符号
低压断路器的主要参数
塑壳式低压断路器原理图
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线路短路 或严重过 载保护
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1．1主-主触触头头2．自由脱2-扣自器由3脱．扣过器电流脱3扣-器过4电．流分脱励扣脱器扣器 4-分励脱5扣．器热脱扣5-器热6．脱失扣压器脱6扣-失器压7．脱按扣钮器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
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远距离跳 闸，对电 路不起保 护作用
空气阻尼时间继电器
时间继电器的图形和文字符号
(a)通电延时线圈；(b)断电延时线圈；(c)瞬动触点；(d)通电延时闭合常开触点； (e)通电延时断开常闭触点；(f)断电延时断开常开触点；(g)断电延时闭合常闭触点
1.3.5 热继电器
用于：电动机或其他设备的过载保护和断相保护 热继电器的结构和工作原理
自恢复熔断器
瓷插式熔断器 有填料式熔断器
有填料封闭管式熔断器
螺旋式熔断器 无填料密封式熔断器
熔断器的选择
型号
选 熔断器的额定电压 择 熔断器额定电流
熔体的额定电流
1）熔断器额定电压大于等于线路的工作电压 2）熔断器额定电流必须大于等于所装熔体的额定电流 ➢ 用于保护照明或电热设备的熔断器，因负载电流比 较稳定，熔体的额定电流一般应等于或稍大于负载的 额定电流。即 Ire ≥ Ie ➢用于保护单台长期工作的电动机的熔断器，考虑电 动机启动时不应熔断，即
1低压电气基本原理ppt课件
按触头控制电路的不同可将其分为主触头和辅助触头。主 触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头 用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。
第1章 低压电器的基本原理
3. 电弧的产生
在自然环境中断开电路时，如果被断开电路的电流(电压) 超过某一数值(根据触头材料的不同，其值约在0.25～1 A， 12～20 V)，则触头间隙中就会产生电弧。电弧实际上是触头 在断开时,触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。所谓气 体放电，就是触头间隙中的气体被游离而产生大量的电子和离 子，在强电场作用下，大量的带电粒子作定向运动，于是绝缘 气体就变成了导体。电流通过这个游离区时所消耗的电能转换 为热能和光能，发出光和热的效应，产生高温及强光，使触头 烧损，并使电路切断时间延长，甚至不能断开，造成严重事故。
第1章 低压电器的基本原理
(3) 有载通断开关。有载通断是相对于无载通断而言的， 其开关电器需接通和分断一定的负载电流(具体负载电流的数 据因负载类型而异)。
电磁机构由吸引线圈(励磁线圈)和磁路两部分组成。磁路包 括铁心、衔铁和空气隙。当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁 通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔 铁吸向铁心。与此同时，衔铁还要受到反作用弹簧的拉力，只有 当电磁吸力大于弹簧拉力时，衔铁才可靠地被铁心吸住。
其结构型式按铁心型式分有单E型、螺管型等；按动作方式 分有直动式、转动式等，见图1-1。
第1章 低压电器的基本原理
1.2.1 开关电器的通断工作类型及相关参数 1．主开关的形式 在开关装置中,一般有下列开关:隔离.空载通断,有载通断,电
动机通断和断路用开关. (1) 隔离用开关。隔离指开关电器具有将电器设备和电源
“隔开〞的功能，在对电器设备的带电部分进行维修时以确保 人员和设备的安全。
第1章 低压电器的基本原理
3. 电弧的产生
在自然环境中断开电路时，如果被断开电路的电流(电压) 超过某一数值(根据触头材料的不同，其值约在0.25～1 A， 12～20 V)，则触头间隙中就会产生电弧。电弧实际上是触头 在断开时,触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。所谓气 体放电，就是触头间隙中的气体被游离而产生大量的电子和离 子，在强电场作用下，大量的带电粒子作定向运动，于是绝缘 气体就变成了导体。电流通过这个游离区时所消耗的电能转换 为热能和光能，发出光和热的效应，产生高温及强光，使触头 烧损，并使电路切断时间延长，甚至不能断开，造成严重事故。
第1章 低压电器的基本原理
(3) 有载通断开关。有载通断是相对于无载通断而言的， 其开关电器需接通和分断一定的负载电流(具体负载电流的数 据因负载类型而异)。
电磁机构由吸引线圈(励磁线圈)和磁路两部分组成。磁路包 括铁心、衔铁和空气隙。当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁 通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔 铁吸向铁心。与此同时，衔铁还要受到反作用弹簧的拉力，只有 当电磁吸力大于弹簧拉力时，衔铁才可靠地被铁心吸住。
其结构型式按铁心型式分有单E型、螺管型等；按动作方式 分有直动式、转动式等，见图1-1。
第1章 低压电器的基本原理
1.2.1 开关电器的通断工作类型及相关参数 1．主开关的形式 在开关装置中,一般有下列开关:隔离.空载通断,有载通断,电
动机通断和断路用开关. (1) 隔离用开关。隔离指开关电器具有将电器设备和电源
“隔开〞的功能，在对电器设备的带电部分进行维修时以确保 人员和设备的安全。
低压电器电气控制技术OK课件
M1 M 3～
M2 M 3～
KM1
KM2
（a）电动机按顺序工作的控制线路
3
第1章 常用低压电器
1.1.1 低压电器的分类 按动作原理分: 手动电器——需人工直接操作才能完成指令任务 自动电器——按照电的或非电的信号自动完成指令任务 按工作原理分: 电磁式电器——依据电磁感应原理工作 非电量控制电器——靠外力或某种非电物理量的变化而 动作
电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开 状态的过程中产生的电弧。气体自持放电 形式之一，是一种带电质点的急流。
电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高 的温度和密度很大的电流。
20
1.1.4 灭弧系统
第1章 常用低压电器
灭弧方法
迅速增加电弧长度，使 得单位长度内维持电弧 燃烧的电场强度不足而
使电弧熄灭。
电磁式电器主要由电磁机构、触点和灭弧装置组成
1．电磁机构
（1）结构与工作原理 由吸引线圈、铁芯、衔铁等几部分组成. 它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量并带 动触点动作，完成电路接通和分断。当线圈通过工 作电流时，产生足够的磁动势，在磁路中形成磁通， 使衔铁获得足够的电磁力，克服反作用力与铁芯吸 合，由连接机构带动相应的触点动作。
22
（1）电弧产生的条件 当被分断电路的电流超过0.25～1 A， 分断
后加在触点间隙两端的电压超过12～20 V（根据 触点材质的不同取值）时，在触点间隙中会产生 电弧。 （2）电弧的危害
延长电路的分断时间；将触点烧坏；严重时, 会引起电器和周围设备的损坏,甚至造成火灾
23
（3）灭弧方法
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
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继电器线圈 继电器常闭触头 信号灯
Date: 2017/2/13
Page: 23
CH1 低压电器 的基本原理
一般三极电源开关
文字符号：QK
Date: 2017/2/13 Page: 24
CH1 低压电器 的基本原理
低压断路器
文字符号：QF
Date: 2017/2/13 Page: 25
CH1 低压电器 的基本原理
• 约定熔断电流：在约定时间内熔断体熔断的规定电流值
Date: 2017/2/13
Page: 15
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
三、额定电流
• 额定持续电流：电器在长期工作制下，各部件的温升不超过
规定极限值时所承载的电流值 • 额定工作电流：开关电器在正常使用条件下的确定的电流值 • 额定发热电流：电器在8h工作制下，各部件的温升不超过规 定极限值时所能承载的最大电流值
• 发热电流：在约定时间内，各部件的温升不超过规定极限值
时所能承载的最大电流值
Date: 2017/2/13
Page: 16
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
三、额定电流
• 分断电流：分断操作时，在电弧开始瞬间流过电器一个极的
电流值 • 预期分断电流：相应于分断过程开始瞬间所确定的预期电流 • 预期接通电流：规定条件下，电器接通时所产生的预期电流
各有自己的使用类别，辅助电路控制电路有两类使用类别
Date: 2017/2/13
Page: 20
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
七、操作频率和使用寿命
• 允许操作频率：规定开关电器在每小时内可能实现的最高操
作循环次数 • 机械寿命：开关电器在需要修理或更换零件前所能承受的无 载操作循环次数，按操作次数给出 • 电寿命：在规定的正常工作条件下，开关电器不需修理或更
位置开关常开触头
文字符号：SQ
Date: 2017/2/13 Page: 26
CH1 低压电器 的基本原理
位置开关常闭触头
文字符号：SQ
Date: 2017/2/13 Page: 27
CH1 低压电器 的基本原理
位置开关复合触头
文字符号：SQ
Date: 2017/2/13 Page: 28
CH1 低压电器 的基本原理
接触器线圈
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 32
CH1 低压电器 的基本原理
接触器主触头
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 33
CH1 低压电器 的基本原理
接触器常开辅助触头
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 34
CH1 低压电器 的基本原理
一、电磁系统
组成
衔铁 线圈
原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。
Date: 2017/2/13
Page: 6
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
电磁式电器的基本知识
一、电磁系统
1.电磁机构 1——铁芯 2——线圈 3——衔铁 4——静触头 5——动触头 6——触头弹簧 7——反力弹簧
起动按钮
文字符号：SB
Date: 2017/2/13 Page: 29
CH1 低压电器 的基本原理
停止按钮
文字符号：SB
Date: 2017/2/13 Page: 30
CH1 低压电器 的基本原理
复合按钮
文字符号：SB
Date: 2017/2/13 Page: 31
CH1 低压电器 的基本原理
CH1 低压电器 的基本原理
第一节 概述
三、我国低压电器的发展概况 • 第一代产品：20世纪60年代～70年代，自行开发 设计第一代产品 • 第二代产品：20世纪70年代～80年代，更新换代 • 第三代产品：20世纪90年代，跟踪国外先进技术 • 当前：向高性能、高可靠、小型化、多功能、组 合化、模块化、电子化、智能化方向发展
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器断电延时常开触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 41
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器断电延时常闭触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 42
CH1 低压电器 的基本原理
热继电器热元件
文字符号：FR
• 接触器：交流接触器、直流接触器 • 继电器：电磁式继电器、时间继电器、热继电器 干簧继电器、速度继电器 • 熔断器：瓷插式、螺旋式、有填料式、无填料式 快速熔断器、自复式 • 低压断路器：框架式、塑壳式、限流式
CH1 低压电器 的基本原理
• 位置开关：直动式、滚动式、微动式
Date: 2017/2/13 Page: 4
• 闭合时间：从闭合操作开始到所有极的触头都接触为止
• 通断时间：从电流开始在一个极流过瞬间起到所有极的电弧 最终熄灭瞬间为止的时间间隔
Date: 2017/2/13 Page: 18
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
五、额定工作制
• 长期工作制：在恒定负载下连续运行
接触器常闭辅助触头
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 35
CH1 低压电器 的基本原理
速度继电器常开触头
文字符号：BV
Date: 2017/2/13 Page: 36
CH1 低压电器 的基本原理
速度继电器常闭触头
文字符号：BV
Date: 2017/2/13 Page: 37
一、电磁系统
4、吸反力配合特性：电磁吸力与气隙的关系曲线
• 吸合：吸力特性必须始终处于反力特性上方 • 释放：吸力特性必须位于反力特性下方 • 注意：吸合过程中吸力特性位于反力特性上方不能太高， 否则会影响到电磁机构寿命
Date: 2017/2/13
Page: 10
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
Date: 2017/2/13
Page: 2
CH1 低压电器 的基本原理
第一节 概述
二、电器的分类
• 按工作电压等级分 ：高压电器和低压电器
• 按动作原理分：手动电器和自动电器
• 按有无触点分：有触点电器和无触点电器
• 按用途分：控制电器和保护电器
Date: 2017/2/13
Page: 3
第一节 概 述 三、常用的低压控制电器
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器线圈
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 38
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器通电延时常开触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 39
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器通电延时常闭触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 40
电磁式电器的基本知识
二、触头系统
触头：用来接通或断开被控制电路。
类型 桥式触头 指形触头 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成
点接触 面接触
Date: 2017/2/13
Page: 11
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
电磁式电器的基本知识
灭弧栅片
三、灭弧系统
电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电 流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。 电弧的危害 ：
Date: 2017/2/13
Page: 5
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
电磁式电器的基本知识
交流：硅钢片叠加 电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。 直流：整块铸铁或铸钢 电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 直动式 铁芯形状： E型和U型 交流线圈：短而粗，有骨架。 转动式 铁芯 直流线圈：细而长，无骨架。
位置开关常闭触头
起动按钮 复合按钮 接触器主触头 接触器常闭辅助触头 速度继电器常闭触头 时继通电延时常开触头
CH1 低压电器 的基本原理
第四节 常用电气元件图形文字符号表
时继通电延时常闭触头 时继断电延时常开触头
时继断电延时常闭触头
热继电器常闭触头 继电器常开触头 熔断器 三相笼型异步电动机
热继电器热元件
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
二、电网参数
• 峰值耐受电流：开关电器在闭合位置所能承受的电流峰值
• 额定短时耐受电流：开关电器承受持续1s而不受破坏的电流 • 额定短路分断能力：开关电器在规定条件下分断电流的能力 • 额定短路通断能力：在规定条件下接通和分断的预期电流值 • 约定脱扣电流：在约定时间内动作（脱扣）的规定电流值
• 交流电磁机构吸力特性：F随着δ的减少略有增加 I与δ成正比 • 直流电磁机构吸力特性：F与δ的平方成反比 I与δ无关
F 4 10 B S
5 2
U E 4.44 fN IN Rm
Date: 2017/2/13 Page: 9
C电器的基本知识
换零件的负载操作循环次数，按操作次数给出
Date: 2017/2/13
Page: 21
CH1 低压电器 的基本原理
第四节 常用电气元件图形文字符号表
一般三极电源开关 低压断路器
位置开关常开触头
位置开关复合触头 停止按钮 接触器线圈 接触器常开辅助触头 速度继电器常开触头 时间继电器线圈
Date: 2017/2/13
Page: 23
CH1 低压电器 的基本原理
一般三极电源开关
文字符号：QK
Date: 2017/2/13 Page: 24
CH1 低压电器 的基本原理
低压断路器
文字符号：QF
Date: 2017/2/13 Page: 25
CH1 低压电器 的基本原理
• 约定熔断电流：在约定时间内熔断体熔断的规定电流值
Date: 2017/2/13
Page: 15
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
三、额定电流
• 额定持续电流：电器在长期工作制下，各部件的温升不超过
规定极限值时所承载的电流值 • 额定工作电流：开关电器在正常使用条件下的确定的电流值 • 额定发热电流：电器在8h工作制下，各部件的温升不超过规 定极限值时所能承载的最大电流值
• 发热电流：在约定时间内，各部件的温升不超过规定极限值
时所能承载的最大电流值
Date: 2017/2/13
Page: 16
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
三、额定电流
• 分断电流：分断操作时，在电弧开始瞬间流过电器一个极的
电流值 • 预期分断电流：相应于分断过程开始瞬间所确定的预期电流 • 预期接通电流：规定条件下，电器接通时所产生的预期电流
各有自己的使用类别，辅助电路控制电路有两类使用类别
Date: 2017/2/13
Page: 20
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
七、操作频率和使用寿命
• 允许操作频率：规定开关电器在每小时内可能实现的最高操
作循环次数 • 机械寿命：开关电器在需要修理或更换零件前所能承受的无 载操作循环次数，按操作次数给出 • 电寿命：在规定的正常工作条件下，开关电器不需修理或更
位置开关常开触头
文字符号：SQ
Date: 2017/2/13 Page: 26
CH1 低压电器 的基本原理
位置开关常闭触头
文字符号：SQ
Date: 2017/2/13 Page: 27
CH1 低压电器 的基本原理
位置开关复合触头
文字符号：SQ
Date: 2017/2/13 Page: 28
CH1 低压电器 的基本原理
接触器线圈
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 32
CH1 低压电器 的基本原理
接触器主触头
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 33
CH1 低压电器 的基本原理
接触器常开辅助触头
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 34
CH1 低压电器 的基本原理
一、电磁系统
组成
衔铁 线圈
原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。
Date: 2017/2/13
Page: 6
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
电磁式电器的基本知识
一、电磁系统
1.电磁机构 1——铁芯 2——线圈 3——衔铁 4——静触头 5——动触头 6——触头弹簧 7——反力弹簧
起动按钮
文字符号：SB
Date: 2017/2/13 Page: 29
CH1 低压电器 的基本原理
停止按钮
文字符号：SB
Date: 2017/2/13 Page: 30
CH1 低压电器 的基本原理
复合按钮
文字符号：SB
Date: 2017/2/13 Page: 31
CH1 低压电器 的基本原理
CH1 低压电器 的基本原理
第一节 概述
三、我国低压电器的发展概况 • 第一代产品：20世纪60年代～70年代，自行开发 设计第一代产品 • 第二代产品：20世纪70年代～80年代，更新换代 • 第三代产品：20世纪90年代，跟踪国外先进技术 • 当前：向高性能、高可靠、小型化、多功能、组 合化、模块化、电子化、智能化方向发展
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器断电延时常开触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 41
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器断电延时常闭触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 42
CH1 低压电器 的基本原理
热继电器热元件
文字符号：FR
• 接触器：交流接触器、直流接触器 • 继电器：电磁式继电器、时间继电器、热继电器 干簧继电器、速度继电器 • 熔断器：瓷插式、螺旋式、有填料式、无填料式 快速熔断器、自复式 • 低压断路器：框架式、塑壳式、限流式
CH1 低压电器 的基本原理
• 位置开关：直动式、滚动式、微动式
Date: 2017/2/13 Page: 4
• 闭合时间：从闭合操作开始到所有极的触头都接触为止
• 通断时间：从电流开始在一个极流过瞬间起到所有极的电弧 最终熄灭瞬间为止的时间间隔
Date: 2017/2/13 Page: 18
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
五、额定工作制
• 长期工作制：在恒定负载下连续运行
接触器常闭辅助触头
文字符号：KM
Date: 2017/2/13 Page: 35
CH1 低压电器 的基本原理
速度继电器常开触头
文字符号：BV
Date: 2017/2/13 Page: 36
CH1 低压电器 的基本原理
速度继电器常闭触头
文字符号：BV
Date: 2017/2/13 Page: 37
一、电磁系统
4、吸反力配合特性：电磁吸力与气隙的关系曲线
• 吸合：吸力特性必须始终处于反力特性上方 • 释放：吸力特性必须位于反力特性下方 • 注意：吸合过程中吸力特性位于反力特性上方不能太高， 否则会影响到电磁机构寿命
Date: 2017/2/13
Page: 10
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
Date: 2017/2/13
Page: 2
CH1 低压电器 的基本原理
第一节 概述
二、电器的分类
• 按工作电压等级分 ：高压电器和低压电器
• 按动作原理分：手动电器和自动电器
• 按有无触点分：有触点电器和无触点电器
• 按用途分：控制电器和保护电器
Date: 2017/2/13
Page: 3
第一节 概 述 三、常用的低压控制电器
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器线圈
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 38
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器通电延时常开触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 39
CH1 低压电器 的基本原理
时间继电器通电延时常闭触头
文字符号：KT
Date: 2017/2/13 Page: 40
电磁式电器的基本知识
二、触头系统
触头：用来接通或断开被控制电路。
类型 桥式触头 指形触头 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成
点接触 面接触
Date: 2017/2/13
Page: 11
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
电磁式电器的基本知识
灭弧栅片
三、灭弧系统
电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电 流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。 电弧的危害 ：
Date: 2017/2/13
Page: 5
CH1 低压电器 的基本原理
第二节
电磁式电器的基本知识
交流：硅钢片叠加 电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。 直流：整块铸铁或铸钢 电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 直动式 铁芯形状： E型和U型 交流线圈：短而粗，有骨架。 转动式 铁芯 直流线圈：细而长，无骨架。
位置开关常闭触头
起动按钮 复合按钮 接触器主触头 接触器常闭辅助触头 速度继电器常闭触头 时继通电延时常开触头
CH1 低压电器 的基本原理
第四节 常用电气元件图形文字符号表
时继通电延时常闭触头 时继断电延时常开触头
时继断电延时常闭触头
热继电器常闭触头 继电器常开触头 熔断器 三相笼型异步电动机
热继电器热元件
CH1 低压电器 的基本原理
第三节 低压电器主要技术性能指标和参数
二、电网参数
• 峰值耐受电流：开关电器在闭合位置所能承受的电流峰值
• 额定短时耐受电流：开关电器承受持续1s而不受破坏的电流 • 额定短路分断能力：开关电器在规定条件下分断电流的能力 • 额定短路通断能力：在规定条件下接通和分断的预期电流值 • 约定脱扣电流：在约定时间内动作（脱扣）的规定电流值
• 交流电磁机构吸力特性：F随着δ的减少略有增加 I与δ成正比 • 直流电磁机构吸力特性：F与δ的平方成反比 I与δ无关
F 4 10 B S
5 2
U E 4.44 fN IN Rm
Date: 2017/2/13 Page: 9
C电器的基本知识
换零件的负载操作循环次数，按操作次数给出
Date: 2017/2/13
Page: 21
CH1 低压电器 的基本原理
第四节 常用电气元件图形文字符号表
一般三极电源开关 低压断路器
位置开关常开触头
位置开关复合触头 停止按钮 接触器线圈 接触器常开辅助触头 速度继电器常开触头 时间继电器线圈