第1章常用低压电器

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1.1 电器的基础知识
1.电器的定义和分类
● 常用低压电器
常用低压电器的类别
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低压电器的分类—配电电器：
低压电器的分类：
按在电气系统中的作 用分为配电电器和控 制电器
*低压电器根据其控制对象的不同，分为 配电电器和控制电器两大类。 *低压配电电器——低压配电电器主要用 于低压配电系统和动力回路。常用的有： 刀开关、转换开关、熔断器、自动开关、 接触器等。
智能化断路器的特征是采用了以微处理器或单片机为核心 的智能控制器(智能脱扣器) 。 智能化断路器有框架式和塑料外壳式两种。 框架式智能化断路器主要用于智能化自动配电系统中的主 断路器。
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自动开关—装置式自动开关 装置式自动开关又称为塑 壳式自动开关。 装置式自动开关可通过手 动或者电动的方式来进行 分合闸的操作。 装置式自动开关主要用于 电动机及照明系统的控制、 供电线路的保护等。
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刀开关—封闭式铁壳闸刀开关
铁壳开关外形结构
图形文字符号：
封闭式铁壳闸刀开关型号的含义:
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刀开关—熔断器式刀开关
熔断器式刀开关外形结构：
HR6型系列
HR5系列
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二、低压配电电器—组合开关
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装 置 式 自 动 开 关 外 观
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自动开关—装置式自动开关
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● 常用低压电器
2. 电磁式低压电器的基本结构和工作原理
电磁机构
单相交流电磁机构的特性
噪声和振动的产生----(图示) 解决办法：加短路环
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1.1 电器的基础知识
● 常用低压电器
2. 电磁式低压电器的基本结构和工作原理
电磁机构
输入/输出特性：继电器特性（回环特性） 电磁机构激磁线圈的电压（或电流）为其输入量X。衔铁的位置Y
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自动开关外观及工作原理图
自 动 开 关 外 观
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自动开关外观及工作原理图
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自动开关的工作原理（过 流）
过流状态 正常工作状态
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自动开关的工作原理（欠压）
3. 难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。
4. 教学方法：课堂教学+动画演示+实物展示
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1.1 电器的基础知识
1. 电器的定义和分类

பைடு நூலகம்
● 常用低压电器
定义

电器就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， 以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、 变换和调节的电工器械。 低压电器 交流1200V以下、直流1500V以下为低 压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电 器，采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电 磁式低压电器。
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自动开关的结构
自动开关主要由触点、灭弧装置、操 作机构、保护装置（各种脱扣器）等 部分组成。 自动开关具有多种保护功能（过载、 短路、欠电压保护等）、动作值可调、 分断能力高、操作方便、安全等优点， 能自动切断故障电路，保护用电设备 的安全。
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1.1 电器的基础知识
2. 电磁式低压电器的基本结构和工作原理
● 常用低压电器
触头（触头是用来接通或断开电路的，其结构形式有很
多种）
按接触形式分

特点： 点接触、线接触、面接触
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1.1 电器的基础知识
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1.1 电器的基础知识
2.
● 常用低压电器
电磁式低压电器的基本结构和工作原理
触头
几个概念
单断点指形触头（图1-7）。 双断点桥形触头 （图1-7）。 点接触 线接触 面接触（图1-8）
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1.1 电器的基础知识
● 常用低压电器
2. 电磁式低压电器的基本结构和工作原理
电磁机构

－工作原理
吸力特性和反力特性
1、直流电磁机构 吸力特性，2、交 流电磁机构吸力 特性，3、反力特 性。
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1.1 电器的基础知识
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1.1 电器的基础知识
1.电器的定义和分类
● 常用低压电器
分类
1） 按电器的工作电压等级分：高压电器和低压电器 2） 按电器的动作性质分 ：手动电器和自动电器
3） 按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器等
4） 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 5） 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。
第一章
常用低压电器
1. 低压电器是电力拖动控制系统、低压供配电系统的基 本组成元件，其性能的优劣直接影响着系统的可靠性、 先进性和经济性，是电气控制技术的基础。本章主要 介绍常用低压电器的结构、工作原理以及使用方法等 有关知识。 2. 重点：接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结 构、原理、符号和选择方法。
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1.1 电器的基础知识
2.
● 常用低压电器
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电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁式低压电器
最常用的低压电器 结构上，由三个主要部分组成：
触头、灭弧装置和电磁机构。
执行机构
图A 交流接触器结构示意图 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
正常工作状态 欠压状态
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自动开关的型号及其含义
自动开关的 图形、文字符号
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自动开关的分类
自动开关按其用途和结构不同分类，主要有装置式、万能 式、直流快速式和限流式。常用的主要是装置式、万能式 两种。 ★智能化框架断路器和智能化塑壳断路器★
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1.1 电器的基础知识
2. 电磁式低压电器的基本结构和工作原理
● 常用低压电器
电弧的产生和灭弧
电弧的产生(p5) 危害: 电弧产生高温并有强光，可将触头烧损，并使电路的 切断时间延长，严重时可引起事故或火灾。 电弧的分类 电弧分直流电弧和交流电弧，交流电弧有自然过零 点，故其电弧较易熄灭。 灭弧的方法 常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和将电弧 分段。
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1.1 电器的基础知识
灭弧的方法
● 常用低压电器
（1）机械灭弧：通过机械将电弧迅速拉长，用于 开关电路。 （2）磁吹灭弧：在一个与触头串联的磁吹线圈产 生的磁力作用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质 构成的灭弧罩内，电弧被冷却熄灭。
磁吹灭弧示意图
组合开关又称为转换开关，是由多节触 点组合而成的一种手动控制电器。 组合开关有单级、双极和三级之分。 组合开关可以用作电源引入开关、也可 以用作5.5KW以下的电动机的直接启动、 停止、反转和调速的控制开关。
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组合开关实物图片
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（3）熔断器式刀开关：熔断器式刀开关即熔断器式隔离 开关。是一种以熔断体或带有熔断体的载融件作为动触点 的隔离开关。
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刀开关—胶盖闸刀开关
胶盖闸刀开关外形结构：
图形文字符号：
HK系列胶盖闸刀开关型号的含义:
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2.
● 常用低压电器
电磁式低压电器的基本结构和工作原理
触头
按控制的电路分
按控制的电路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，只允许通过较小的电流。
按原始状态分
按原始状态分为常开触头和常闭触头。当线圈不带电 时，动、静触头是分开的称为常开触头；当线圈不带 电时，动、静触头是闭合的称为常闭触头。
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1.1 电器的基础知识
● 常用低压电器
窄缝灭弧室的断面
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金属栅片灭弧示意图
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1.2 低压配电电器
*低压配电 一、刀开关 ： 电器 低压配电电 刀开关（手柄闸刀式开关）是低压配电电器 器主要用于 中结构最简单、应用最广泛的电器。广泛应 低压配电系 用于照明电路、小容量（5.5KW及以下）的 统和动力回 动力电路且不频繁启动的控制电路中。 路。常用的 有：刀开关、 刀开关按极数分为单级、双极和三级；按操 转换开关、 作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构 熔断器、自 式和电动操作机构式；按刀开关可转换的方 动开关、接 向分为单投式和双投式。 触器等。
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组合开关结构示意图
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组合开关图形文字符号
HZ系列组合开关型号的含义：
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三、低压配电电器—自动开关
自动开关又称为自动空气开关或自动空 气断路器。
自动开关是一种可以自动切断电路故障 的组合型保护电器。 自动开关主要用于低压动力线路中，用 于分断和接通负荷电路。所以，自动开 关又被称之为低压断路器。
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1.1 电器的基础知识
● 常用低压电器
直流电磁机构和交流电磁机构的特点 电磁机构 －工作原理
当线圈中有工作电流通过时，通电线圈产生磁场，于是电磁吸力 克服弹簧的反作用力使得衔铁与铁芯闭合，由连接机构带动相应 的触头动作。 吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力 特性 。 反力特性：电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线 称为反力特性。 交流电磁机构的吸力特性：F与δ 无关 直流电磁机构的吸力特性：F与δ 的平方成反比－双曲线 吸力和反力的配合：吸力大于反力
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电动力灭弧示意图 现代电气控制技术—李晓峰 17
1.1 电器的基础知识
灭弧的方法
● 常用低压电器
（3）窄缝灭弧：在电弧形成的磁场、电场力的作 用下，将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中，使其分成 数段并迅速熄灭，该方式主要用于交流接触器中。 （4）栅片灭弧：当触头分开时，产生的电弧在电 场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段， 彼此绝缘的金属片相当电极，因而就有许多阴阳极 压降，对交流电弧来说，在电弧过零时使电弧无法 维持而熄灭，交流电器常用栅片灭弧。 （5）多断点灭弧 （6）灭弧罩
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1.1 电器的基础知识
● 常用低压电器
2. 电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁机构 （包括磁路和激磁线圈）
作用：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电 磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实 现电路的接通或分断。 结构：（常用的磁路结构分为三种形式）
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一、配电电器—刀开关
常 用 的 刀 开 关 种 类：
（1）胶盖闸刀开关：胶盖闸刀开关又称为开启式负荷开 关。 （2）铁壳开关：铁壳开关又称为封闭式负荷开关。一般 应用于不频繁地接通和分断负荷电路，也可以用作15KW以 下的电动机的不频繁启动的控制开关。
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低压电器的分类—控制电器：
低压电器的分类：
*“低压控制电器” ：根据外界的电信号或非电信 号可以自动或手动地对所控制的电路或者不具备 电性能的对象进行控制的电器设备或器件总成被 称之为“控制电器”。 *——低压控制电器主要用于电力传输系统和电气 自动控制系统中。 常用的有：主令电器、继电器、启动器、控制器、 电阻器、变阻器、万能转换开关等。