低压电器基本原理
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教学重点
低压电器的图形符号和文字符号
教学难点
低压电器的基本构成和构成原理
4
wenku.baidu.com 1.1 概述
电气是：以电能、电气设备和电气技术为手段来创
造、维持与什改么善限是定空电间气和环？境的一门科学。
电器是：凡是根据外界特定的信号和要求，自动或
手动接通或电断器开电与路，电继气续或有连续什地么改变区电路别参数？，
实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电 气设备。
φ2 φ1
F min
Fr
φ1
O
φ2
wt
j1
j2 磁通不同时
为零
φ2 φ1
27
1.1.5 低压电器的性能指标
28
1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号
一、图形符号和文字符号 符号要素
通常用于图样或其它文件，用以表 示一个设备或概念的图形、标记或 字符。
图形符号 文字符号
一般符号
限定符号
用于电气技术领域中技术文件的 编制，表示电气设备、装置和元
母符号在前，另一字母在后的
限定符号：提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。
30
1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号
一、图形符号和文字符号
2.文字符号
基本文字符号
按拉丁字母顺序将各种电气设
备、装置和元器件划分成为23
单字母符号： 大类，每一类用一个专用单字
母符号表示，如“C”表示电容
双字母符号：
由器一类个，表“示R”种表类示的电单阻字器母类符等号。 与另一个字母组成，且以单字
授课计划
PLC 40
PLC实验 10
电气实验2
电气控制 12
1
上篇
电气控制技术
（第1章,第2章）
第1章 常用低压控制电器
1.1 概述
本
章
1.2 接触器
内
1.3 继电器
容
1.4 熔断器
1.5 低压断路器和刀开关
1.6 主令电器
3
第1章 常用低压控制电器
教学目的
掌握常用低压电器的基本构成/工作原理/图形 符号/文字符号
F
4B2S
105
2
1
2
式中：
F——电磁铁磁极的表面吸力(N)；
B——工作气隙磁感应强度(T)；
S——铁心截面积(m2)；
￠——气隙磁通；
——磁路空气隙。
18
直流电磁铁的电磁吸力
麦克斯韦公式
式中，
F
0 S0 n 2i 2 8 0 2
μ0 ——真空或空气中的磁导率；
n ——单个磁铁的线圈匝数； i ——线圈中电流； S0 ——空气隙面积；
13
灭弧方法
桥式结构双断口灭弧
触点分断时，在弧隙中产生两个彼此串联的电弧。 在电动力F的作用下，电弧向两侧方向运动，电弧拉长。 在拉长过程中电弧受到空气迅速冷却而很快熄灭。
14
灭弧方法
3
F
1 1—灭 弧 栅 片 ； 2—触 头 ； 3—电 弧
2
栅片灭弧
栅片彼此绝缘，片 间距离2—3 mm。
8
电磁机构
电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。
动触点
静触点
通断电
复位弹簧
动铁心 线圈 静铁心
9
电磁机构
电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。
动触点
静触点
断电
复位弹簧
动铁心 线圈 静铁心
10
电磁机构
交流电磁机构
直流电磁机构
异同 ？
11
触头系统
触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。
δ0——空气隙厚度。
19
直流电磁铁的电磁吸力
F
IW1＞IW2
1 2 IW1
IW2
O
直流电磁铁的吸力特性
F
1
2
20
直流电磁铁的电磁吸力
断电时会发生什么情况？ 如何解决呢？
21
直流电磁铁的电磁吸力
K
＋
－
R
V
直流线圈并联放电电路
22
交流电磁机构的电磁吸力
交流电磁铁的电磁吸力：
F 4B2S 105 4S 105 Bm2 sin2 t 2Bm2 S(1 cos2 t ) 105 2Bm2 S 105 2Bm2 S 105 cos2 t
具有铁心的吹弧线圈和触点串联。 电弧在磁场中受电磁力F：一方面被拉长，另一方面又被冷却。 磁场力随电弧电流的大小而改变，电弧电流越大，灭弧能力越强。 磁吹力的方向与电流方向无关，该装置适用于交、直流控制电器。
17
1.1.4 电磁吸力
直流电磁铁的电磁吸力
直流电磁铁的电磁吸力根据麦克斯韦公式计算：
•手控电器:如刀开关、按钮 •自控电器:如接触器、继电器 按工作方式分
按用途分
•低压控制电器如刀开关 •低压保护电器如如熔断器
•低压断路器、接触器、继电器、 主令电器和自动开关等
按种类分
7
1.1.3 低压电器的组成
外界信号
感受部件
电磁 触 机构 点
基本 结构
操作 灭弧 手柄 系统
中间环节
执行部件
控制系统
基本文字符号件的名称、功能、状态和特征。
辅助文字符号
补助文字符号
29
1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号
一、图形符号和文字符号 1.图形符号 符号要素： 具有确定意义的简单图形，必须同其它图
形组合构成一个设备或概念的完整符号。
一般符号： 表示一类产品和此类产品特征的一种简单的 符号，如电动机可用一个圆圈表示。
Fav Fav cos2 t
23
交流电磁机构的电磁吸力
F
F
Fm F av
O
F av
wt F~
交流电磁铁吸力的变化情况
24
交流电磁机构的电磁吸力
吸引力过零点，会发生什 么情况？ 如何解决呢？
短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音
25
26
交流电磁机构的电磁吸力
短路环
FF F max
F
F1
F2
❖ 类型
桥式触头 指形触头
点接触
面接触
❖ 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 。
12
电弧的产生
电弧产生的条件？ 电流0.25～1 A，电压12～20 V 电弧产生的实质？ 气体放电绝缘气体就变成了导体 电弧产生的危害？ 产生高温及强光，使触头烧损 使电路切断时间延长，甚至不能断开，造成严重事故
栅片具有冷却作用， 能导出电弧的热量。
弧要重燃，两栅片间 要有150～250V压降。
交流电压过零时，电 弧自然熄灭。
15
灭弧方法
窄缝灭弧
灭弧罩采用耐高温的 陶土和石棉水泥做成。 电弧进入灭弧罩后， 可以降低弧温和隔弧。 在直流接触器的主触点 上广泛采用这种灭弧装置。
16
灭弧方法
磁吹灭弧
1.1.1 电气控制的发展
继电器接 触器控制
顺序控制 器控制
电气控制系统的发展
PLC控制
6
1.1.2 低压电器的分类
低压电器的定义
交流 50Hz，额定电压 1200V 以下, 直流额定电压1500V以下,起通断、
保护、控制或调节作用的电器设备。
为什么电压直流1500，交流1200？
低压电器的分类
低压电器的图形符号和文字符号
教学难点
低压电器的基本构成和构成原理
4
wenku.baidu.com 1.1 概述
电气是：以电能、电气设备和电气技术为手段来创
造、维持与什改么善限是定空电间气和环？境的一门科学。
电器是：凡是根据外界特定的信号和要求，自动或
手动接通或电断器开电与路，电继气续或有连续什地么改变区电路别参数？，
实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电 气设备。
φ2 φ1
F min
Fr
φ1
O
φ2
wt
j1
j2 磁通不同时
为零
φ2 φ1
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1.1.5 低压电器的性能指标
28
1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号
一、图形符号和文字符号 符号要素
通常用于图样或其它文件，用以表 示一个设备或概念的图形、标记或 字符。
图形符号 文字符号
一般符号
限定符号
用于电气技术领域中技术文件的 编制，表示电气设备、装置和元
母符号在前，另一字母在后的
限定符号：提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。
30
1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号
一、图形符号和文字符号
2.文字符号
基本文字符号
按拉丁字母顺序将各种电气设
备、装置和元器件划分成为23
单字母符号： 大类，每一类用一个专用单字
母符号表示，如“C”表示电容
双字母符号：
由器一类个，表“示R”种表类示的电单阻字器母类符等号。 与另一个字母组成，且以单字
授课计划
PLC 40
PLC实验 10
电气实验2
电气控制 12
1
上篇
电气控制技术
（第1章,第2章）
第1章 常用低压控制电器
1.1 概述
本
章
1.2 接触器
内
1.3 继电器
容
1.4 熔断器
1.5 低压断路器和刀开关
1.6 主令电器
3
第1章 常用低压控制电器
教学目的
掌握常用低压电器的基本构成/工作原理/图形 符号/文字符号
F
4B2S
105
2
1
2
式中：
F——电磁铁磁极的表面吸力(N)；
B——工作气隙磁感应强度(T)；
S——铁心截面积(m2)；
￠——气隙磁通；
——磁路空气隙。
18
直流电磁铁的电磁吸力
麦克斯韦公式
式中，
F
0 S0 n 2i 2 8 0 2
μ0 ——真空或空气中的磁导率；
n ——单个磁铁的线圈匝数； i ——线圈中电流； S0 ——空气隙面积；
13
灭弧方法
桥式结构双断口灭弧
触点分断时，在弧隙中产生两个彼此串联的电弧。 在电动力F的作用下，电弧向两侧方向运动，电弧拉长。 在拉长过程中电弧受到空气迅速冷却而很快熄灭。
14
灭弧方法
3
F
1 1—灭 弧 栅 片 ； 2—触 头 ； 3—电 弧
2
栅片灭弧
栅片彼此绝缘，片 间距离2—3 mm。
8
电磁机构
电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。
动触点
静触点
通断电
复位弹簧
动铁心 线圈 静铁心
9
电磁机构
电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。
动触点
静触点
断电
复位弹簧
动铁心 线圈 静铁心
10
电磁机构
交流电磁机构
直流电磁机构
异同 ？
11
触头系统
触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。
δ0——空气隙厚度。
19
直流电磁铁的电磁吸力
F
IW1＞IW2
1 2 IW1
IW2
O
直流电磁铁的吸力特性
F
1
2
20
直流电磁铁的电磁吸力
断电时会发生什么情况？ 如何解决呢？
21
直流电磁铁的电磁吸力
K
＋
－
R
V
直流线圈并联放电电路
22
交流电磁机构的电磁吸力
交流电磁铁的电磁吸力：
F 4B2S 105 4S 105 Bm2 sin2 t 2Bm2 S(1 cos2 t ) 105 2Bm2 S 105 2Bm2 S 105 cos2 t
具有铁心的吹弧线圈和触点串联。 电弧在磁场中受电磁力F：一方面被拉长，另一方面又被冷却。 磁场力随电弧电流的大小而改变，电弧电流越大，灭弧能力越强。 磁吹力的方向与电流方向无关，该装置适用于交、直流控制电器。
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1.1.4 电磁吸力
直流电磁铁的电磁吸力
直流电磁铁的电磁吸力根据麦克斯韦公式计算：
•手控电器:如刀开关、按钮 •自控电器:如接触器、继电器 按工作方式分
按用途分
•低压控制电器如刀开关 •低压保护电器如如熔断器
•低压断路器、接触器、继电器、 主令电器和自动开关等
按种类分
7
1.1.3 低压电器的组成
外界信号
感受部件
电磁 触 机构 点
基本 结构
操作 灭弧 手柄 系统
中间环节
执行部件
控制系统
基本文字符号件的名称、功能、状态和特征。
辅助文字符号
补助文字符号
29
1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号
一、图形符号和文字符号 1.图形符号 符号要素： 具有确定意义的简单图形，必须同其它图
形组合构成一个设备或概念的完整符号。
一般符号： 表示一类产品和此类产品特征的一种简单的 符号，如电动机可用一个圆圈表示。
Fav Fav cos2 t
23
交流电磁机构的电磁吸力
F
F
Fm F av
O
F av
wt F~
交流电磁铁吸力的变化情况
24
交流电磁机构的电磁吸力
吸引力过零点，会发生什 么情况？ 如何解决呢？
短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音
25
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交流电磁机构的电磁吸力
短路环
FF F max
F
F1
F2
❖ 类型
桥式触头 指形触头
点接触
面接触
❖ 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 。
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电弧的产生
电弧产生的条件？ 电流0.25～1 A，电压12～20 V 电弧产生的实质？ 气体放电绝缘气体就变成了导体 电弧产生的危害？ 产生高温及强光，使触头烧损 使电路切断时间延长，甚至不能断开，造成严重事故
栅片具有冷却作用， 能导出电弧的热量。
弧要重燃，两栅片间 要有150～250V压降。
交流电压过零时，电 弧自然熄灭。
15
灭弧方法
窄缝灭弧
灭弧罩采用耐高温的 陶土和石棉水泥做成。 电弧进入灭弧罩后， 可以降低弧温和隔弧。 在直流接触器的主触点 上广泛采用这种灭弧装置。
16
灭弧方法
磁吹灭弧
1.1.1 电气控制的发展
继电器接 触器控制
顺序控制 器控制
电气控制系统的发展
PLC控制
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1.1.2 低压电器的分类
低压电器的定义
交流 50Hz，额定电压 1200V 以下, 直流额定电压1500V以下,起通断、
保护、控制或调节作用的电器设备。
为什么电压直流1500，交流1200？
低压电器的分类