(完整版)电磁式低压电器的结构和工作原理
电磁式低压电器的工作原理
电磁式低压电器的工作原理
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。
常用低压电器原理与结构
电机与电气控制技术
常用低压电器
二 封闭式负荷开关 型号:
符号: 与开启式负荷开关相同
电机与电气控制技术
常用低压电器
二、组合开关
作用：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。
DZ5
DZ20
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常用低压电器
分类
按结构形 式分类：
塑壳式 又称 装置式
框架式 又称 万能式
DW16
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
主要用作配 电网络的 保护开关
电机与电气控制技术
常用低压电器
一 结构及工作原理
DZ5型低压断路器
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
常用低压电器
刀开关的种类：
按பைடு நூலகம்数分：
单极 双极 三极
单掷 按转换
方向分： 双掷
带灭弧罩 按灭弧分：
不带灭弧罩
板前接线 按接线方式分：
板后接线
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常用低压电器
一 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。
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常用低压电器
电磁式电流动作型漏电断路器结构
电机与电气控制技术
二 符号
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
常用低压电器的结构和工作原理
常用低压电器的结构和工作原理
3)型号含义 4)行程开关的选用 (1)根据使用场合和具体用途的不同要求，按照电器产品选用手册来选择
国产品牌、国际品牌的不同型号和规格的行程开关。常用国产型号有 LX1,JLX1系列，LX2 , JLXK2系列，LXW一11 , JLXK1一11系列以及 LX19 , LXWS , LXK3 , LXK32 ,LXK33系列等。实际选用时可直接查 阅电器产品样本手册。 (2)根据控制系统的设计方案对工作状态和工作情况要求合理选择行程开 关的数量。
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常用低压电器的结构和工作原理
1)结构原理 行程开关的结构与控制按钮有些类似，外形种类很多，但基本结构相同，
都是由推杆及弹簧、常开常闭触点和外壳组成。直动式、滚轮旋转式、 微动式行程开关内部结构分别如图1一6、图1一7、图1一8所示。其动作 原理是当运动部件的挡铁碰压行程开关的滚轮时，推杆连同转轴一起转 动，使凸轮推动撞块，当撞块被压到一定位置时，推动微动开关快速动 作，使其常闭触点断开，常开触点闭合。 2)电气图文符号 按国标要求，行程开关在电路中的电气图文符号如图1 -9所示。
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常用低压电器的结构和工作原理
4)低压断路器的选用 选择低压断路器时主要从以下几个方面考虑: (1)断路器额定电压、额定电流应不小于控制线路或设备的正常工作电压、
工作电流。 (2)断路器极限通断能力不小于控制线路最大短路电流。 (3)欠电压脱扣器额定电压等于控制线路额定电压。 (4)过电流脱扣器的额定电流应不小于控制线路的最大负载电流。
1)结构原理 按钮主要由按钮帽、复位弹簧、常闭触点、常开触点、支柱连杆及外壳
低压电器及工作原理
4、型号：
按钮开关的型号意义：
LA 主令电器
按钮 设计序号
5、按钮的使用：
结构形式 常闭触头数 常开触头数
K-开启式 J-紧急式 H-保护式 Y-钥匙式 S-防水式 X-旋钮式 F-防腐式 D-带指示灯式
（1）选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来确定。 常用的LA18,LA19,LA20系列按钮开关，适用于AC500V,DC440V, 额定电流5A，控制功率为AC300W,DC70W的控制回路中。
铁芯(亦称静铁心)和衔铁(也称动铁心)三部分组成。其作用原理： 当线圈中有电流通过时，电磁吸力克服弹簧的反作用力，使得 衔铁与铁心闭合，由连接机构带动相应的触头动作。
1-衔铁 2-铁心 3-线圈
（2）触头系统：
触头的作用是接通或分断电路。
桥式触头 点接触式：适用于电流不大场合
触头的结构有
面接触式：电流较大场合。
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
“当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动 的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸 力消失,动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。
示意图
5、额定参数： （1）额定电压：是指熔断器长期工作时和分断后能够承受 的电压，它取决于线路的额定电压，其值一般等于或大于电气 设备的额定电压。 （2）额定电流：是指熔断器长期工作时，各部件温升不超 过规定值时所能承受的电流。熔断器的额定电流等级比较少， 而熔体的额定电流等级比较多，即在一个额定电流等级的熔断 管内可以分装不同额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流最 大不能超过熔断管的额定电流。
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
25
（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
26
12
开距(触点行程)
初压力
触点行程
终压力
13
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。
14
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
电磁低压电器的工作原理
电磁低压电器的工作原理电磁低压电器是指电流低于1000安培，电压低于1000伏的电器。
它们广泛应用于家庭、办公室、商业场所等各种环境中。
电磁低压电器包括电磁继电器、磁力接触器、断路器等。
它们的工作原理都是基于电磁感应和电磁力的作用。
首先，我们来看电磁继电器。
它由一个线圈和至少一个触点组成。
当通过线圈通电时，线圈中的电流会产生磁场。
这个磁场会吸引或推开触点，从而实现电路的开闭。
当线圈电流断开时，磁场消失，触点会恢复原位。
电磁继电器在控制电路中起到开关的作用，可以实现自动控制。
接下来是磁力接触器。
它与电磁继电器类似，也是由一个线圈和至少一个触点构成。
当通过线圈通电时，线圈中的电流会产生磁场。
这个磁场会吸引或推开固定在一侧的接触器，从而实现电路的开闭。
不同于电磁继电器的是，磁力接触器通常用于控制较大功率的电路，因此所需的线圈电流较大。
断路器也是常见的电磁低压电器之一。
它主要用于保护电路和设备免受过载、短路等故障的损害。
断路器包括电磁式断路器和热式断路器两种类型。
其中，电磁式断路器的工作原理是基于电磁力的作用。
当电路中出现过载或短路等故障时，线路中的电流会急剧增大。
这时，电磁式断路器中的电流感应器会产生强磁场，瞬时吸引断路器的触发机构，使得断路器迅速跳闸，切断电路。
除了上述电磁低压电器，还有许多其他的电磁低压电器，如电磁阀、电磁铁、电磁控制开关等。
它们的工作原理都是基于电磁感应和电磁力的作用。
通过合理设计和运用电磁原理，这些电器可以完成各种复杂的控制与保护功能。
总的来说，电磁低压电器的工作原理是基于电磁感应和电磁力的作用。
通过通电产生的磁场，使得触点或触发机构发生位移，从而实现电路的开闭、设备的控制与保护。
这些电磁低压电器广泛应用于各个领域，为人们的生活与工作提供了便利和安全性。
常用低压电器的结构和工作原理.讲课讲稿
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常用低压电器的结构和工作原理
2.行程开关 行程开关又叫限位开关，在机电设备的行程控制中其动作不需要人为操
作，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞或感应使其触点动作后，发 出控制命令以实现近、远距离行程控制和限位保护。行程开关的主要结 构大体由操作机构、触点系统和外壳3部分组成:按其结构可分为直动式、 滚轮式及微动式;按其复位方式可分为自动及非自动复位;按其触头性质 可分为触点式和无触点式。为了适用于不同的工作环境，行程开关可以 做成各种各样的结构外形，如图1一4所示。
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常用低压电器的结构和工作原理
定位装置采取刺轮刺爪式结构，不同的刺轮和凸轮可组成不同的定位模 式，使手柄在不同的转换角度时，触头的通断状态得以改变。其常用转 换开关的结构如图1一11所示。
2)电气图文符号 按国标要求，转换开关在电路中的图文符号如图1一12所示，表中“x”
表示闭合。 3)型号含义 4)转换开关的选用 (1)转换开关的额定电压应不小于安装地点线路的电压等级。
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常用低压电器的结构和工作原理
主要分为点按式(用手进行点动操作)、旋钮式(用手进行旋转操作)、指示 灯式(在按钮内装入信号指示灯点动操作)、钥匙式(为使用安全插入钥匙 才能旋转操作)、蘑菇帽紧急式(点动操作外凸红色蘑菇帽)。
为了适用于不同的工作环境的要求，按钮可以做成各种各样的结构外形， 如图1一1所示。
通常将按钮的颜色分成黄、绿、红、黑、白、蓝等，供不同场合选用。 按安全规程规定，一般选红色为停止按钮，绿色为启动按钮。
电磁式低压电器基本结构
电磁式低压电器基本结构1、电磁机构（1）结构形式电磁机构通常采用电磁铁的形式，由吸引线圈、铁心（又称静铁心或磁轭）和衔铁（也称动铁心）三部分组成，如图所示。
其工作原理如下：当线圈通入电流后，磁通Φ通过铁心。
衔铁和工作气隙形成闭合回路，如图中虚线所示。
因衔铁受到电磁力，便吸向铁心，但衔铁的运动受到反作用弹簧的拉力，故只有当电磁力大于弹簧反力时，衔铁才能可靠地被铁心吸住。
电磁吸力应大于弹簧反力，以便吸牢，但吸力也不宜过大，过大会在吸合时使衔铁和铁心产生严重撞击。
电磁铁有各种结构形式：铁心有E型和U型、动作方式有直动式和转动式、它们各有不同的机电性能，适用于不同的场合。
如下图列出了几种电磁铁心的结构形式。
2、交流电磁铁的分磁环对单相交流电磁机构，一般在铁心端面上安置一个铜制的分磁环（也称短路环），以便改善工作状况，下图所示。
因为电磁机构的磁通是交变的，而电磁吸力与磁通的平方成正比，当磁通为零时，吸力也为零，这时衔铁在弹簧反力作用下被拉开，磁通大于零后，吸力增大，当吸力大于反力时，衔铁又吸合，在如此反复循环过程中，衔铁产生强烈的振动和噪声。
振动会使电器寿命缩短，使触点接触不良、磨损或熔焊。
所以为了消除振动，单相交流电磁机构必须加分磁环。
3、灭弧装置各种有触点电器都是通过触点的开、闭来通、断电路的。
触点接通电路时，存在接触电阻，引起触点升温；触点分断电路时，由于热电子发射和强电场的作用使气体游离，从而在分断瞬间产生电弧。
开关电器在分断电路时产生的电弧，一方面使电路仍旧保持导通状态，延迟了电路的开断；另一方面会烧损触点，缩短电器的使用寿命，所以不少电器采用了灭弧措施。
灭弧措施主要有以下几种：（1）、依靠触点的分开，机械地拉长电弧，如下图（a）、（b）所示。
（2）、利用导电回路或特制线圈的电流在弧区产生磁场，使电弧受力迅速移动并拉长电弧（瓷吹灭弧），如下图（a）、（b）、（c）、（d）所示。
（3）、将电弧分隔成许多串联的短弧，如下图(c）、（f）所示。
低压电器基础
4、电磁机构的工作特性 （1）吸力特性：使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线。
107 2 F B S 8
F 电磁吸力（N）；B 气隙中磁感应强度（T）；S 磁 极截面积（m2） 当截面积S为常数时，吸力F与磁密强度B2成正比，也 可认为F与磁通Φ2成正比。
交流电磁机构的激磁线圈电流与气隙成正比。激磁线圈 通电而衔铁尚未动作时，气隙最大，电流可达到吸合后额定 电流的10-15倍。如果衔铁卡住不能吸合或频繁动作，交流 线圈很可能烧毁。 直流电磁机构吸力与气隙的平方成正比，衔铁闭合前后 吸力变化很大，气隙越小，吸力越大。当激磁线圈断电时， 磁势急剧变为接近零，磁通也发生相应变化，会在线圈中感 应很大的反电势，可以达到线圈额定电压的10-20倍，易使 线圈过压损坏。因此，需增加线圈放电电路，一般采用反串 二极管并加限流电阻实现。
（3）吸力特性和反力特性的配合 衔铁要吸合，吸力必须大于反力，但是过大又会使衔铁 吸合时运动速度过大，产生很大冲击力，使衔铁和铁芯柱面 产生机械磨损，还有可能使触点产生弹跳现象，导致触点熔 焊或磨损，降低触点使用寿命，表现在图中为，吸力高于反 力且彼此靠近。对于直流电磁机构，反力特性必须大于剩磁 吸力，才能可靠断开。
（3）灭弧栅 灭弧栅由许多灭弧栅片组成，片间距为2-3mm，安放在 触点上方的灭弧罩内，一旦产生电弧，电弧周围产生磁场， 导磁钢片将电弧吸入栅片，电弧被分割成许多串联的短电弧。 交流电压过零时，电弧熄灭。重燃需要较大电压，电源电压 不足以维持电弧，另外，由于栅片的散热作用，电弧熄灭后 很难重燃，这是一种常用的交流灭弧装置。
（4）单相交流电磁机构短路环的作用 电磁机构在工作中始终受到反力F的作用，交流磁通过 零时吸力也为零，衔铁在反力作用下被拉开，磁通过零后， 吸力增大，吸力大于反力时衔铁又被吸合，因此在交流电磁 机构每个周期产生两次过零点，周而复始，使衔铁产生强烈 震动并发出噪声。
常用低压电器的结构和工作原理课件
接触器工作原理
接触器工作原理
接触器是一种用于控制电动机、 电炉等大功率设备的开关设备， 通过主触点控制主电路的通断，
辅助触点控制相关控制电路。
接触器结构
接触器主要由触点、电磁铁、弹簧 和传动机构等部分组成。
接触器工作过程
当线圈通电后，电磁铁吸合，带动 传动机构使主触点闭合，接通主电 路，同时辅助触点闭合，控制相关 控制电路。
继电器主要由触点、线圈和铁芯等部分组成。当电流通过线圈时，会产生磁场，使铁芯移动，从而带动触点接通或断开电路 。触点是继电器的核心部分，根据需要可以设计为常开或常闭触点。继电器通常用于自动控制系统，如温度控制、压力控制 等。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
常用低压电器工作原理
TE
ANALYSIS
SUMMARY
常用低压电器的结构 和工作原理课件
目录
CONTENTS
• 常用低压电器概述 • 常用低压电器结构 • 常用低压电器工作原理 • 常用低压电器应用与维护
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
常用低压电器概述
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
常用低压电器应用与维 护
应用场景与选型
应用场景
常用低压电器广泛应用于各种工业、商业和家庭场合，如电动机控制、照明系 统、空调系统等。
选型原则
根据使用需求，如电压、电流、频率、环境条件等，选择合适的低压电器，确 保安全可靠。
使用注意事项
操作规程
常用低压电器的作用与重要性
低压断路器工作原理
低压断路器工作原理低压断路器是一种用于保护电气设备和电路免受过载和短路等故障的电器设备。
它能够在电路中断开电流，以保护电气设备和电路免受损坏和火灾的威胁。
本文将详细介绍低压断路器的工作原理。
1. 低压断路器的基本结构低压断路器通常由电磁式触发器、熔断器、电磁线圈、弹簧机构和触点等组成。
其中，电磁式触发器是用于感应电路中的过载和短路故障的电流，并通过电磁力作用打开或者关闭断路器。
熔断器则是用于保护电路免受过载电流的损坏，一旦电流超过额定值，熔断器会熔断，切断电路。
2. 工作原理低压断路器的工作原理可以分为两个阶段：过载保护和短路保护。
2.1 过载保护当电路中的电流超过额定值时，触发器中的电磁线圈会感应到过载电流，并产生电磁力。
这个电磁力将克服弹簧机构的张力，使触点分离，从而切断电路。
一旦电路中的过载故障被解决，电磁力消失，弹簧机构将恢复原状，触点再次闭合，电路恢复通电状态。
2.2 短路保护当电路中发生短路故障时，电流会迅速增加到非常高的水平。
触发器中的电磁线圈会感应到这种异常电流，并产生更大的电磁力。
这个电磁力将迅速克服弹簧机构的张力，使触点迅速分离，切断电路。
短路故障解决后，触发器中的电磁力消失，弹簧机构将恢复原状，触点再次闭合，电路恢复通电状态。
3. 额定电流和短路容量低压断路器的额定电流是指断路器能够正常工作的最大电流值。
短路容量是指断路器能够承受的短路电流的最大值。
这两个参数决定了断路器的性能和适合范围。
4. 选择和安装在选择低压断路器时，需要考虑电路的额定电流、短路容量、工作环境和负载特性等因素。
断路器应根据需要正确安装在电路中，并与其他保护设备（如熔断器、接触器等）配合使用，以提供全面的保护。
5. 常见问题和故障排除低压断路器在使用过程中可能会浮现一些常见问题，如触点磨损、电磁线圈故障等。
对于这些问题，可以通过更换触点、修复或者更换电磁线圈等方式进行故障排除。
总结：低压断路器是一种用于保护电气设备和电路的重要设备，它通过感应电路中的过载和短路故障，并切断电路，以保护电气设备和电路免受损坏和火灾的威胁。
低压电器的工作原理详细教程
低压电器的工作原理详细教程低压电器的工作原理详细教程第一章电气控制基础本章主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的工作原理、用途、型号、规格及符号等知识，电器控制线路的基本环节，并通过对典型电器控制系统的分析，学会正确选择和合理使用常用电器、学会分析和设计电气控制线路的基本方法，为后继章节的学习打下基础。
第一节常用电器元件及符号一、电器的基本知识（一）电器的分类电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。
完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器—接触器控制系统，简称电器控制系统。
电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。
下面是几种常用的电器分类。
1．按工作电压等级分类（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。
（2）低压电器用于交流50Hz(或60Hz)，额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。
例如接触器、继电器等。
2．按动作原理分类1）手动电器用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。
2）自动电器借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。
3．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、继电器、电动机起动器等。
（2）主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。
（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、各种保护继电器、避雷器等。
（4）执行电器指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。
（5）配电电器用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。
4．按工作原理分类1）电磁式电器依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。
2）非电量控制电器依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。
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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。
3）拍合式电磁铁：用于直流继电器和直流接触器，也用于交流继电器。
2、电磁机构的线圈
线圈分类：电流线圈
电压线圈
1）电流线圈：串接在主电路，
特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数少,内阻小。
讨论：a 衔铁动作与否取决于线圈中电流的大小。
b 衔铁动作不改变线圈电流。
2）电压线圈：并联在电路
特点：细铜线绕制，匝数多，阻抗大，电流小，常用绝缘较好的电线绕制。
讨论：衔铁动作与否取决于线圈的电压大小。
从结构上看，线圈大抵可分为有骨架和无骨架两种。
▲交流电磁铁的线圈：有骨架式，线圈形状做成矮胖型（考虑到铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，为便于散热之故）。
▲直流电磁机构的线圈：无骨架式，线圈形状做成瘦高型
3、 电磁特性
电磁吸力的近似计算公式：
S S B F 2
0202121ψμμ==（1-1）
式中： 。
当Ｓ为常数时，Ｆ与Ｂ２成正比。
1) 吸力特性：电磁吸力与气隙的关系曲线。
说明：吸力特性与线圈励磁电流种类、线圈连接方式有关。
▲直流电压线圈的吸力特性
电流为常数(与磁路的气隙大小无关，取决于线圈的电阻)，根据磁路定律 m R IN
=ψ
∝m
R 1
则有
吸力F 与气隙 成反比，所以特性为二次曲线形状：
（1-2）
结论：a直流电压线圈在衔铁闭合前后吸力变化很大；
b直流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后不变化。
▲交流电压线圈的吸力特性
交流电压线圈的阻抗主要决定与线圈的电抗，电阻可以忽略：
当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常数时：为常数，
结论：
a交流电压线圈在衔铁闭合前后吸力几乎不变化（如考虑漏磁通，随的减少略有增加）。
b交流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后随气隙的减小而减小。
综上：a衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。
b 直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。
C交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。
eg: U型：6～7倍
E型：10～15倍
说明：衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电压线圈可能烧毁。
可靠性要求高，或频繁动作的控制系统采用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。
2）反力特性
反力特性：指电磁机构转动部分的静阻力与气隙的关系曲线
电磁机构的反力：作用弹簧、摩擦阻力和衔铁的重量。
电磁机构的反力特性如图所示：
4、反力特性与吸力特性的配合
F吸略大于F反
电磁铁正常工作时衔铁在吸合的过程中，吸力必须大于反力，但也不能太大否则影响电器的机械寿命
5、短路环
1）单相交流电磁机构存在的问题
磁通是交变：衔铁产生强烈的振动和噪音，易使电器结构松散、寿命降低，同时使触头接触不良，易于熔焊与烧毁。
2）短路环的作用
短路环：磁通分相的作用，使合成后的吸力在任一时刻都大于反力，消除振动和噪声。
短路环的示意图：
三、触点系统
1、触点（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。
2、触点接触形式：点接触、线接触和面接触。
点接触：小电流的触点
线接触：中等容量的触点
面接触：大容量的触点
1
2
3、电接触（接触电阻）
电接触：动、静触点完全接触并有工作电流通过。
触点的接触过程：
四、电弧的产生和灭弧装置
1、电弧的产生及危害
1）电弧的产生
触点由闭合到断开时，当电压超过10～20V 和电流超过80～100mA ，在拉开的两（a ）点接触 （b ）线接触 (c) 面接触
（a ）最终拉开位置 （b ） 刚接触位置 （c ） 最终闭合位置
个触点之间将出现强烈的火花，实质是气体放点的现象，通常称之为“电弧”。
撞击电离热电子发射热电离形成电弧
2）电弧的危害
a烧灼触点，降低电器的寿命和电器工作的可靠性。
b使触点的分断时间延长，严重的会产生事故。
2、灭弧装置
灭弧措施：降低电弧温度和电场强度。
常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和电弧分段
常用的灭弧装置：
1）磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中）
磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强。
2）灭弧栅（常用作交流灭弧装置）
3）灭弧罩（用于交流和直流灭弧。
）
采用一个用陶土和石棉水泥做的雨高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。
4）多断点灭弧
电器控制与PLC教案11。