电磁式低压电器的结构和工作原理
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。
电磁结构与原理
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电气控制技术基础
2.1.2 电磁式电器
电磁式电器在低压电器中占有十分重要的地位，在电气 控制系统中应用最为普遍。如接触器、自动空气开关（断路 器）、电磁式继电器等。但它们的工作原理基本上相同。就 其结构而言主要由电磁机构和执行机构所组成，电磁机构按 其电源种类可分为交流和直流两种，执行机构则可分为触头 系统和灭弧装置两部分。
成，它广泛用于直流电器中；图2-1b为衔铁沿轴转动的拍合 式铁心，铁心形状有E形和U形两种，其铁心材料由电工硅钢 片叠成，多用于触头容量较大的交流电器中；图2-1c为衔铁
直线运动的双E形直动式铁心，它也是由硅钢片叠压而成， 也分为交、直流两大类。
电气控制技术基础
（2）作用原理
其作用原理：当线圈中有工作电流通过时，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。在交流电流产生的交变磁场中，为避免因 磁通过零点造成衔铁的抖动，需要在交流电器铁心的端部开 槽，嵌入一铜短路环，使环内感应电流产生的磁通与环外磁
电气控制技术基础
（4）窄缝灭弧法 这种灭弧方法是利用灭弧罩的窄缝来 实现的。灭弧罩内有一条纵缝，缝的下部宽些上部窄些。当 触头断开时，电弧在电动力的作用下进入缝内，窄缝可将电 弧弧柱直径压缩，使电弧同缝壁紧密接触，加强冷却和去游 离作用，使电弧熄灭加快。
（5）金属栅片灭弧法 利用栅片对电弧的吸引作用及磁 吹线圈的作用将电弧引入栅片中，栅片将电弧分割成许多串 联的短弧。这样每两片灭弧栅片可以看作一对电极，使整个 灭弧栅的绝缘强度大大加强。而每个栅片间的电压不足以达 到电弧燃烧电压，同时吸收电弧热量，使电弧迅速冷却，所 以电弧进入灭弧栅片后就很快地熄灭。如图2-3所示。
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目录一、低压电器概述 (2)1.1 低压电器的定义与分类 (2)1.2 低压电器的作用与特点 (3)二、低压电器的基本结构与工作原理 (4)2.1 电器的基本构造 (5)2.2 电器的工作原理 (6)三、常用低压电器及其工作原理 (7)3.1 开关电器 (8)3.1.1 隔离器 (9)3.1.2 接触器 (11)3.1.3 继电器 (12)3.2 保护电器 (14)3.2.1 熔断器 (15)3.2.2 断路器 (16)3.2.3 限时器 (17)3.3 控制电器 (17)3.3.1 主令电器 (18)3.3.2 信号电器 (19)四、低压电器的选用与维护 (20)4.1 低压电器的选用原则 (21)4.2 低压电器的维护保养 (22)五、实验与实践 (24)5.1 实验设备与器材介绍 (25)5.2 实验内容与步骤 (27)5.3 实验报告与总结 (28)六、低压电器发展动态与未来趋势 (29)6.1 国内外低压电器发展现状 (30)6.2 低压电器的发展趋势 (32)一、低压电器概述低压电器是一种用于控制电气设备的开关、保护设备以及调节电气参数的装置。
它广泛应用于工业、建筑、交通等各个领域，是电力系统中不可或缺的重要组成部分。
低压电器的主要功能包括接通、断开电路，以及保护电路和设备的安全运行。
根据其结构和功能，低压电器可分为多种类型，如开关、断路器、熔断器、继电器、接触器等。
低压电器的工作原理主要是基于电磁学、电子学和控制理论等基本原理。
在电力系统中，低压电器通过接收和传递控制信号，实现对电路的控制和保护。
当电路中出现异常时，低压电器能够迅速切断电路，保护设备和人员的安全。
随着科技的发展，现代低压电器逐渐向智能化、数字化方向发展，具有更高的可靠性和安全性。
了解低压电器的工作原理，不仅有助于我们更好地使用和维护电气设备，还能在电路设计和故障排除中发挥重要作用。
我们将详细介绍各类低压电器的工作原理及其应用场景。
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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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
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。
常用低压电器基础知识
思考题：对于交流电磁机构线圈通电后，衔铁长时间被卡死不能 吸合会产生什么后果？为什么？
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1.2 接触器
接触器是用来接通或切断电动机或其他负载主电路的一种 控制电器。
1.2.1接触器的用途及分类
接触器最主要的用途是控制电动机的启动、反转、制动和调速 等。它具有低电压释放保护功能，具有比工作电流大数倍乃至 几十倍的接通和分断能力，但不能分断短路电流。它是一种执 行电器。 接触器种类很多，按驱动力不同可分为电磁式、气动式和液压 式。按接触器主触点控制的电路中电流种类分为交流接触器和 直流接触器两种。按其主触点的极数（即主触点的个数）来分 有单极、双极、三极、四极和五极等多种。
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图1-1 常用低压控制电器分类
常用低压控制电器分类
接触器
交流接触器 直流接触器 电磁式继电器 热继电器
继电器
时间继电器
温度继电器 速度继电器 压力继电器
开关电器 行程开关
低压断路器
刀开关 直动式 滚动式 微动式
电压继电器 中间继电器 电流继电器 直流电磁式 空气阻尼式 电动式 电子式
,此种结构多用于触点容量较大的交流电器中.图(d)是衔铁直线运动的
双E形直动式铁心,它多用于交流接触器、继电器中。
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对于直流电磁机构线圈流过直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗 ，铁心不会发热，只有线圈发热。为加工方便，通常直流电磁机构的铁 心用整块钢块或工程纯铁制成，为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成 高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触，易于散热.
第一章 常用低压电器
1.1 电器的基本知识 1.2 接触器 1.3 继电器 1.4 开关电器 1.5 熔断器 1.6 主令电器
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
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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
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（a）点接触（b）线接触(c) 面接触
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：
（c）最终闭合位置（a）最终拉开位置（b）刚接触位置
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。