常用低压电器及电气控制系统图的设计

按钮的型号含义
按钮的图形文字符号
2．行程开关



行程开关（位置开关），是一种短时接通或断 开小电流电路的电器，用于控制机械设备的行 程及限位保护。 行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微 动式和组合式。 行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微 动式和组合式。
直动式行程开关 1-推杆 2-弹簧 3-常闭触点 4-常开触点
1-主触点 2-自由脱扣机构 3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器
5-热脱扣器 6-失压脱扣器
7-按钮
（2）低压断路器典型产品 1）装置式断路器 2）框架式低压断路器 3）智能化断路器 4）漏电保护断路器
（3）断路器的主要技术参数 1）额定电压:低压断路器长时间运行所能承受的 工作电压，称额定电压。 2）额定电流:低压断路器长时间运行时的允许持 续电流。 3）分断能力:是指在规定条件下能够接通和分断 的短路电流值。通常采用额定极限短路分断能 力和额定运行短路分断能力两种表示法。
U 4.44 f N
2）反力特性 电磁机构使衔铁释放的力主要是弹簧的反力 3）反力特性与吸力特性的配合
2 触点
触点是电器的执行部分，用于接通和分断电路。 触点主要由动触点和静触点组成 工作原理：当电磁机构中的衔铁与铁芯吸合时， 动触点在连动机构的带动下动作，动触点和静 触点闭合或断开。 （1）触点的接触形式：点接触、线接触和面接 触
1）吸力特性
7 10 F B2S B2S 2 0 8
1
0 4 107 H / m ，
B 为气隙磁通密度，
S 为吸力处的铁芯截面积。 2 S B 当 为常数时，F与 成正比，也可认为与
气隙磁通的平方成正比，即 F 2 。
① 直流电磁机构的吸力特性
IN 0 S IN IN Rm /( 0 S )
刀开关的型号及含义
刀开关的图形和文字符号
2.低压断路器
低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中的 主要开关电器之一，它不仅可以接通和分断正常负 载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接 通和分断短路电流。
低压断路器实物图
（1）低压断路器的结构和工作原理 主要由触点系统、灭弧系统、各种脱扣器和 开关机构等组成。 脱扣器包括过电流脱扣器、失压（欠压）脱 扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣结构。

熔断器结构上一般由熔断管（或座）、熔断体、 填料及导电部件等部分组成。 使用时熔体与被它保护的线路及电气设备串联， 当通过熔体的电流为正常工作电流时，熔体的 温度低于材料的熔点，熔体不熔化；当电路中 发生过载或短路故障时，通过熔体的电流增加， 熔体的电阻损耗增加，使其温度上升，达到熔 体金属的熔点，于是熔体自行熔断，故障电路 被分断，完成保护任务。
1．交流接触器
（1）交流接触器的结构:电磁系统、触点系统和 灭弧装置及其它部件等四部分组成
1-铁芯 2-衔铁 3-线圈 4-复位弹簧 5-绝缘支架 6-动触点 7-静触点 8-触点弹簧
（2）交流接触器的工作原理 （3）交流接触器的基本参数 1）额定电压 2）额定电流 3）通断能力 4）动作值 5）吸引线圈额定电压 6）操作频率 7）寿命
（1）HD型单投刀开关和HS型双投刀开关
（2）HK型开启式负荷开关

HK系列胶盖瓷底刀开关结构图 胶盖瓷底刀开关实物图 1-熔丝接头 2-瓷底 3-静触点 4-瓷柄 5-动触点 6-胶盖
（3）HH系列封闭式负荷开关
HH系列封闭式负荷开关实物图 1-手柄2-速断弹簧3-熔断器 4-灭弧罩5-闸刀
HH系列封闭式 负荷开关结构图
2．直流接触器
直流接触器结构:由电磁机构、触点系统和灭 弧装置等部分组成。
1－铁芯 2－线圈 3－衔铁 4－静触点 5－动触点 6－辅助触点 7、8－接线柱 9－反作用弹簧 10－底板
接近开关分类
（1）涡流式接近开关 （2）电容式接近开关 （3）霍尔接近开关 （4）光电式接近开关 （5）热释电式接近开关
4．万能转换开关


万能转换开关是一种多档式、控制多回路的主 令电器。 万能转换开关主要用于各种控制线路的转换、 电压表、电流表的换相测量控制、配电装置线 路的转换和遥控等。万能转换开关还可以用于 直接控制小容量电动机的起动、调速和换向。
1．按钮
控制按钮是一种结构简单、使用广泛的手动 主令电器，它可以与接触器或继电器配合，对 电动机实现远距离的自动控制。是一种短时间 接通或断开小电流电路的手动控制指令电器。 按钮的触点形式: 动合按钮(常开触点 ) 动断按钮 (常闭触点 ) 复合按钮
按钮的结构
按钮实物图
按钮结构图 1-按钮帽 2-复位弹簧 3-常闭触点 4-常开触点
（1）电弧产生的条件 当被分断电路的电流超过0.25～1 A， 分断 后加在触点间隙两端的电压超过12～20 V（根据 触点材质的不同取值）时，在触点间隙中会产生 电弧。 （2）电弧的危害 延长电路的分断时间；将触点烧坏；严重时, 会引起电器和周围设备的损坏,甚至造成火灾
（3）灭弧方法
1)机械性拉弧：分断触点时，迅速增加电弧长度， 使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而 熄弧
2.1.2电磁式电器的工作原理与结构特点
电磁式电器主要由电磁机构、触点和灭弧装置组成 1．电磁机构 （1）结构与工作原理 由吸引线圈、铁芯、衔铁等几部分组成.它的 主要作用是将电磁能量转换为机械能量并带动 触点动作，完成电路接通和分断。当线圈通过 工作电流时，产生足够的磁动势，在磁路中形 成磁通，使衔铁获得足够的电磁力，克服反作 用力与铁芯吸合，由连接机构带动相应的触点 动作。
（4）HZ型组合开关
组合开关结构图
1-静触片 2-动触 3-绝缘垫板 4-凸轮 5-弹簧 6-转轴 7-手柄 8-绝缘杆 9-接线柱
（5）熔断器式刀开关



HR3熔断器式刀开关、具有刀开关和熔断器的 双重功能 在正常运行时，熔断器不脱扣，当线路发生故 障时，其熔断体熔断 采用这种开关电器可以简化配电装置结构，作 为导线及电气设备的过载和短路保护，以及用 于在电网正常馈电的情况下，不频繁地接通或 分断电路。
滚轮式行程开关
微动式行程开关 1-推杆 2-片状弹簧 3-常开触点 4-常闭触点 5-恢复弹簧
行程开关型号的含义
行程开关图形符号及文字符号
3．接近开关
接近开关又称无触点行程开关，当某种物体与 之感应头接近到一定距离时就发出动作信号， 它不像机械行程开关那样需要施加机械力，而 是通过其感应头与被测物体间介质能量的变化 来获取信号。
4）限流能力: 限流式低压断路器，当电路出现故障时，动 触点受短路电流产生的电动斥力的作用快速打 开，动作速度快，约在8～10ms内全部断开，要
求限流电器的固有动作时间不大于3ms。一般要
求限流系数K（限流系数K指实际分断电流峰值 与预期短路电流峰值之比）在0.3～0.6之间。
5）动作时间 从网络出现短路的瞬间开始至触点分离后 电弧熄灭，电路完全分断所需的时间，称全分 断时间或动作时间。框架式和塑壳式低压断路
2）双断口灭弧
效果较弱，一般多用于小功率的电器中
3）磁吹灭弧
电弧电流越大，灭弧能力越强。它广泛用于直 流灭弧装置中
4）灭弧栅灭弧
这种灭弧装置常用于交流灭弧
5）利用有机固体介质的狭缝灭弧
6）利用真空灭弧
2.2 常用低压电器
2.2.1 开关电器
1.刀开关与组合开关
手柄操作式单级开 关示意图 1-手柄 2-刀夹座 （静触点） 3-闸刀（动触点） 4-铰链支座 5-接线端子 6-绝缘底板

F B2 2
1
2
直流电磁机构的吸力 与气隙的平方成反比
② 交流电磁机构的吸力特性 当频率f、匝数N 和电压U均为常数时， 为常数，F亦为常数， 说明F与δ 大小无关。 (实际上由于漏磁 通的 存在，F随着 δ 的减小略有增加)
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（4）快速熔断器 主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保 护 （5）自复熔断器 自复式熔断器只能限制短路电流，却不能真正 切 断电路，故常与断路器配合使用。它的优点是 不必更换熔体，可重复使用。
（6）插入式熔断器 一般用在380V及以下电压等级低压照明线路末端 或分支电路中作短路保护及高倍过流保护之用
第二章 常用低压电器 及电气控制系统图的设计
主要内容 • • • • • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 电器的基本知识 常用低压电器 电气控制系统图 电气控制的基本电路 三相异步电动机速度控制电路 变频调速控制电路 电气控制电路分析基础
2.1 电器的基本知识
2.1.1电器的定义及分类
1-动触点 2-熔体 3-瓷插件4-静触点 5-瓷座
熔断器的型号意义
熔断器的图形符号和文字符号
2.2.3 主令电器


控制系统中，主令电器是一种发布电气控制指 令的电器。它直接或通过电磁式电器间接作用 于控制电路。常用来控制电力拖动系统中电动 机的起动、停车、调速及制动等。 常用的主令电器有：控制按钮、行程开关、接 近开关、万能转换开关、主令控制器等。
1．电器的定义 根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通和 断开电路，实现对电路或非电对象的切换、控制、保 护、检测、变换和调节用的电气元件统称为电器。 2．电器的分类 （1）按工作电压等级分类:低压电器 高压电器 （2）按用途分类:控制电器 配电电器 执行电器 （3）按工作原理分类 :电磁式电器 非电量控制电器 （4）按工作方式分类:机械式电器 电子式电器
2.熔断器分类
(1)螺旋式熔断器
常用于机床电气控制设备中
1-底座 2-熔体 3-瓷帽
(2) 有填料密封管式熔断器
常用于大容量的配电线路中
1-瓷底座2-弹簧片3-管体4-绝缘手柄5-熔体