常用的低压控制电器ppt课件
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第一章 常用低压控制电器
• 电磁式低压电器的基本知识 • 刀开关及熔断器 • 主令电器 • 接触器 • 继电器 • 低压断路器 • 其他控制电器
.
第一节 电磁式低压电器的基本知识
• 低压电器的定义 • 低压电器的作用 • 低压电器的分类 • 低压电器的基本结构及原理
.
• 低压电器的定义
• 低压电器的作用
.
电磁机构
电磁吸力
F
0S 2 2
I
2N
式中 I——线圈中通过的电流（A） N——线圈匝数（匝） S——气隙截面积（㎡）
——气隙宽度（m） F——电磁吸力（N）
0——真空磁导率
0 =4π×10-7H/m
.
电磁机构
电磁吸力
Φ B
S
.
电磁机构
直流电磁机构的电磁吸力特性
IU R
（R 为线圈的电阻）
.
.
触头系统
触头的形式
触头用来接通和断开电路，是一切有触头的电器的执行元件。 对触头的要求一般是：接通时导电性能好、不跳（不振）、噪 声小、不过热；断开时能可靠地消除规定容量下的电弧。根据 结构，触头分为桥式触头和指式触头。
.
触头系统
分类
❖ 按功能可分为：主触头和辅助触头。主触头用于接通和分断主电路；辅助 触头用于接通和分断二次电路，还能起互锁和联锁作用。
接触电阻 .
灭弧系统
电弧的危害
❖ 使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开断。
❖ 会烧损触点，缩短电器的使用寿命。
❖ 使油开关的内部温度和压力剧增引起爆炸。
❖ 形成飞弧造成电源短路事故。
电弧形成
电弧的熄灭
灭弧措施
灭弧方式有电动力灭弧、灭弧栅灭弧、磁吹灭弧和纵缝灭弧等。
其中：10A以下的小容量交流电器常用电动力灭弧，容量较大的交
.
灭弧系统
磁吹灭弧 磁吹灭弧装置如图所示。触头回路(主回路)中串接有吹弧线圈
(较粗的几匝导线，其间穿以铁心增加导磁性)，通电后会产生较大 的磁通。触头分断的瞬间产生的电弧就是载流体，它在磁通的作用 下产生电磁力F将电弧拉长并冷却从而灭弧。由于电磁电流越大， 吹弧的能力越大，且磁吹力的方向与电流方向无关，故一般应用于 直流接触器中。
IU R
∴ I与气隙δ无关
Φ IN Rm l
Rm S
Rm 称为磁阻
.
电磁机构
交流电磁机构的电磁吸力特性
Φ m
U 4.44
fN
∴ F几乎与气隙δ无关
Φ IN Rm
l Rm S
Φ m
U 4.44
fN
∴ I
.
电磁机构
电磁机构的反力特性
.
电磁机构
电磁机构的吸力特性与反力特性的配合 短路环
交流接触器的电磁机构中，在铁芯柱的端面上嵌入一 个自成回路的铜环，这个铜环只有一匝，叫短路环。
.
• 低压电器的分类
• 按控制作用分类
❖ 执行电器 用来完成某种动作或传递功率。例如：电磁铁。 ❖ 控制电器 用来控制电路的通断。例如：开关、继电器。 ❖ 主令电器 用来控制其它自动电器的动作，以发出控制“指
令”。例如：按钮、转换开关等。 ❖ 保护电器 用来保护电源、电路及用电设备，使它们不致在
短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、热继电 器等。
❖ 按形状可分为：桥式触头和指形触头 。 桥式触头又分为点接触桥式触头和面 接触桥式触头。
❖ 触头按位置可分为： ❖ 静触头和动触头 。
静触头固定不动 动触头能由联杆带着移动 。 ❖ 触头按其初始位置可分为： ❖ 常闭触头和常开触头。常闭触头（又称动断触头）——常态时动、静触头 是相互闭合的。常开触头（又称动合触头）——常态时动、静触头是分开 的。
.
低压电器的基本结构及原理
• 电磁式低压电器一般由三部分组成：电磁机构、触头 系统、灭弧系统。
• 电磁机构 组成 电磁机构是电器元件的感受部件，它的作用是将 电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。它通 常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、 动铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相 连。
.
• 低压电器的分类
• 按动作方式分
❖ 自动切换电器 按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。 例如：接触器、继电器等。
❖ 非自动电器 通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等 。
• 按动作原理分类
❖ 电磁式电器 它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电 器等。
❖ 非电磁式电器 它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变 化而动作的电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器 等。
流电器常采用灭弧栅灭弧，直流电器广泛采用磁吹灭弧，纵缝灭弧
则对交ห้องสมุดไป่ตู้流电器皆可。
.
灭弧系统
电动力灭弧 如图所示，触头断开时产生电弧的同时，会产生如图所示
的磁场（右手螺旋定则），此时电弧相当于载流体，根据左手定 则，磁场对电弧作用图示的电动力将电弧拉断，从而起到灭弧作 用。
.
灭弧系统
栅片灭弧 下图为栅片灭弧原理，栅片由表面镀铜的薄钢板制成，嵌装在
.
低压电器的基本结构及原理
• 电磁式低压电器一般由三部分组成：电磁机构、触头 系统、灭弧系统。
• 电磁机构 组成 电磁机构是电器元件的感受部件，它的作用是将 电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。它通 常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、 动铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相 连。
灭弧罩内，彼此绝缘。当触头分开时，所产生的电弧在电动力的作 用下被拉入一组栅片中，电弧进入栅片后被分割成数段，一方面栅 片间的电压不足以维持电弧或重新起弧，另一方面栅片有散热冷却 作用，因此电弧会迅速熄灭。
.
灭弧系统
纵缝灭弧 下图为纵缝灭弧的原理，依靠磁场产生的电动力将电弧拉入用
耐弧材料制成的狭缝中，加快散热冷却，从而达到灭弧目的。
.
（a）直动式
（b）转动式
.
电磁机构
工作原理 线圈通以电流后产生磁场，磁通经铁心、衔铁和工作气隙形
成闭合回路，产生的电磁吸力克服复位弹簧的反作用力，将衔铁 吸向铁心；线圈断电后，衔铁在复位弹簧的力作用下恢复原始状 态。电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。 电磁铁的分类 ❖ 电磁铁按励磁电流可分为：直流电磁铁和交流电磁铁 ❖ 按接入电路的方式可以分为：电压线圈和电流线圈
• 电器：是指能自动或手动接通和 断开电路，以及对电路或非电路 现象能进行切换、控制、保护、 检测、变换和调节的元件。
• 低压电器：通常是指交流1200V 及以下与直流1500V及以下电路 中起通断、控制、保护和调节作 用的电气设备。
1.控制作用 2.检测作用 3.保护作用 4.转换作用 5.指示作用 6.调节作用
• 电磁式低压电器的基本知识 • 刀开关及熔断器 • 主令电器 • 接触器 • 继电器 • 低压断路器 • 其他控制电器
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第一节 电磁式低压电器的基本知识
• 低压电器的定义 • 低压电器的作用 • 低压电器的分类 • 低压电器的基本结构及原理
.
• 低压电器的定义
• 低压电器的作用
.
电磁机构
电磁吸力
F
0S 2 2
I
2N
式中 I——线圈中通过的电流（A） N——线圈匝数（匝） S——气隙截面积（㎡）
——气隙宽度（m） F——电磁吸力（N）
0——真空磁导率
0 =4π×10-7H/m
.
电磁机构
电磁吸力
Φ B
S
.
电磁机构
直流电磁机构的电磁吸力特性
IU R
（R 为线圈的电阻）
.
.
触头系统
触头的形式
触头用来接通和断开电路，是一切有触头的电器的执行元件。 对触头的要求一般是：接通时导电性能好、不跳（不振）、噪 声小、不过热；断开时能可靠地消除规定容量下的电弧。根据 结构，触头分为桥式触头和指式触头。
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触头系统
分类
❖ 按功能可分为：主触头和辅助触头。主触头用于接通和分断主电路；辅助 触头用于接通和分断二次电路，还能起互锁和联锁作用。
接触电阻 .
灭弧系统
电弧的危害
❖ 使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开断。
❖ 会烧损触点，缩短电器的使用寿命。
❖ 使油开关的内部温度和压力剧增引起爆炸。
❖ 形成飞弧造成电源短路事故。
电弧形成
电弧的熄灭
灭弧措施
灭弧方式有电动力灭弧、灭弧栅灭弧、磁吹灭弧和纵缝灭弧等。
其中：10A以下的小容量交流电器常用电动力灭弧，容量较大的交
.
灭弧系统
磁吹灭弧 磁吹灭弧装置如图所示。触头回路(主回路)中串接有吹弧线圈
(较粗的几匝导线，其间穿以铁心增加导磁性)，通电后会产生较大 的磁通。触头分断的瞬间产生的电弧就是载流体，它在磁通的作用 下产生电磁力F将电弧拉长并冷却从而灭弧。由于电磁电流越大， 吹弧的能力越大，且磁吹力的方向与电流方向无关，故一般应用于 直流接触器中。
IU R
∴ I与气隙δ无关
Φ IN Rm l
Rm S
Rm 称为磁阻
.
电磁机构
交流电磁机构的电磁吸力特性
Φ m
U 4.44
fN
∴ F几乎与气隙δ无关
Φ IN Rm
l Rm S
Φ m
U 4.44
fN
∴ I
.
电磁机构
电磁机构的反力特性
.
电磁机构
电磁机构的吸力特性与反力特性的配合 短路环
交流接触器的电磁机构中，在铁芯柱的端面上嵌入一 个自成回路的铜环，这个铜环只有一匝，叫短路环。
.
• 低压电器的分类
• 按控制作用分类
❖ 执行电器 用来完成某种动作或传递功率。例如：电磁铁。 ❖ 控制电器 用来控制电路的通断。例如：开关、继电器。 ❖ 主令电器 用来控制其它自动电器的动作，以发出控制“指
令”。例如：按钮、转换开关等。 ❖ 保护电器 用来保护电源、电路及用电设备，使它们不致在
短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、热继电 器等。
❖ 按形状可分为：桥式触头和指形触头 。 桥式触头又分为点接触桥式触头和面 接触桥式触头。
❖ 触头按位置可分为： ❖ 静触头和动触头 。
静触头固定不动 动触头能由联杆带着移动 。 ❖ 触头按其初始位置可分为： ❖ 常闭触头和常开触头。常闭触头（又称动断触头）——常态时动、静触头 是相互闭合的。常开触头（又称动合触头）——常态时动、静触头是分开 的。
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低压电器的基本结构及原理
• 电磁式低压电器一般由三部分组成：电磁机构、触头 系统、灭弧系统。
• 电磁机构 组成 电磁机构是电器元件的感受部件，它的作用是将 电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。它通 常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、 动铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相 连。
.
• 低压电器的分类
• 按动作方式分
❖ 自动切换电器 按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。 例如：接触器、继电器等。
❖ 非自动电器 通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等 。
• 按动作原理分类
❖ 电磁式电器 它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电 器等。
❖ 非电磁式电器 它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变 化而动作的电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器 等。
流电器常采用灭弧栅灭弧，直流电器广泛采用磁吹灭弧，纵缝灭弧
则对交ห้องสมุดไป่ตู้流电器皆可。
.
灭弧系统
电动力灭弧 如图所示，触头断开时产生电弧的同时，会产生如图所示
的磁场（右手螺旋定则），此时电弧相当于载流体，根据左手定 则，磁场对电弧作用图示的电动力将电弧拉断，从而起到灭弧作 用。
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灭弧系统
栅片灭弧 下图为栅片灭弧原理，栅片由表面镀铜的薄钢板制成，嵌装在
.
低压电器的基本结构及原理
• 电磁式低压电器一般由三部分组成：电磁机构、触头 系统、灭弧系统。
• 电磁机构 组成 电磁机构是电器元件的感受部件，它的作用是将 电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。它通 常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、 动铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相 连。
灭弧罩内，彼此绝缘。当触头分开时，所产生的电弧在电动力的作 用下被拉入一组栅片中，电弧进入栅片后被分割成数段，一方面栅 片间的电压不足以维持电弧或重新起弧，另一方面栅片有散热冷却 作用，因此电弧会迅速熄灭。
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灭弧系统
纵缝灭弧 下图为纵缝灭弧的原理，依靠磁场产生的电动力将电弧拉入用
耐弧材料制成的狭缝中，加快散热冷却，从而达到灭弧目的。
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（a）直动式
（b）转动式
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电磁机构
工作原理 线圈通以电流后产生磁场，磁通经铁心、衔铁和工作气隙形
成闭合回路，产生的电磁吸力克服复位弹簧的反作用力，将衔铁 吸向铁心；线圈断电后，衔铁在复位弹簧的力作用下恢复原始状 态。电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。 电磁铁的分类 ❖ 电磁铁按励磁电流可分为：直流电磁铁和交流电磁铁 ❖ 按接入电路的方式可以分为：电压线圈和电流线圈
• 电器：是指能自动或手动接通和 断开电路，以及对电路或非电路 现象能进行切换、控制、保护、 检测、变换和调节的元件。
• 低压电器：通常是指交流1200V 及以下与直流1500V及以下电路 中起通断、控制、保护和调节作 用的电气设备。
1.控制作用 2.检测作用 3.保护作用 4.转换作用 5.指示作用 6.调节作用