电工与电子技术课件5

而控制机械运动或实现安全保护。位置开关包括行程开关、限位开关、微动开
Biblioteka Baidu
2.直流接触器
直流接触器主要用于远距离接通和分断直流电路，还用于直流
电动机的频繁起动、停止、反转和反接制动。
3.接触器的主要技术指标
（1）额定电压
（2）额定电流
（3）吸引线圈的额定电压
（4）通断能力
（5）操作频率
（6）交、直流接触器的额定操作频率
（7）寿命
4.接触器的选择
①根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型。一般直流电
电器具有工作准时可靠、操作频率高、寿命长、尺寸小及便
于维护等特点。这类电器有继电器、接触器、行程开关、变
阻器、电磁铁等。
低压电器按其动作性质，可分为自动切换电器和非自动
切换电器。自动切换电器是指接通、分断、起动、反向和停
止等动作是依赖其本身参数的变化或外来的电信号自动进行
或完成的，而不是由人工直接操作。这类电器有自动开关、
路用直流接触器控制，当直流电动机和直流负载容量较小时，也可
用交流接触器控制，但触头的额定电流应适当选择大些。
第一节 常用低压电器
②接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。
③吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致。
④额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。根据负载的额定电流，接触
下降时，速度继电器转速也下降，使电磁转矩减小；当电磁转矩小于反作用弹簧
的反作用力时，定子返回原位，速度继电器的触点便也恢复原位。
第一节 常用低压电器
图5-8 速度继电器的外形、结构和符号
六、熔断器
1.熔断器的分类及原理
熔断器是电力系统中过载和短路故障的保护设备。其原理是当电流超过给定值
一定时间后，熔化一个或几个特殊设计配合的熔件，从而分断电路的器件。熔断器
第一节 常用低压电器
2.组合开关
组合开关又称转换开关，由分别装在多层绝缘件内的动、静触头组成。常用
的组合开关为HZ系列，其结构如图5-11所示。
图5-11 HZ系列组合开关的结构
3.低压断路器
（1）低压断路器的功能.低压断路器又称自动空气开关，是一种既有手动开 关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的开关电器。低压断路器 分为框架式DW系列（又称万能式）和塑料外壳式DZ系列（又称装置式）两大 类，主要在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用，并在电路发生 过载、短路及失压时能自动分断电路。
大容量控制电路的自动控制开关电器。主要用于控制电热设备、交、直流电动
机等。接触器可分为交流接触器和直流接触器。
1.交流接触器
（1）交流接触器的结构.图5-4为交流接触器的外形与结构图。交流接触器
主要由以下3部分组成：
（a）触头系统：采用双断点桥式触头结构，一般有3对常开主触头。
（b）电磁系统：包括动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧。
具有结构简单、体积小、价格便宜、维护方便、保护动作可靠和消除短路故障时间
短等优点。常用的熔断器有瓷插式、有填料螺旋式、无填料密闭管式等几种类型。
2.熔断器的结构及熔断时间
熔断器由熔体和熔座两部分组成，在正常情况下，熔体中通过额定电流时熔体
不应该熔断，当电流增大至某值时，熔体经过一段时间后熔断并熄弧，这段时间称
图5-6 电磁式电压继电器的符号
①过电压继电器。在电路中用于过电压保护。当线圈为额定电压时，
衔铁不吸合。只有当线圈电压高于其额定电压一定值时，衔铁才吸合，
相应触头动作；当线圈电压低于热继电器释放电压时，衔铁返回释放状
态，相应触头也返回到原始状态。
②欠电压继电器。在电路中用于欠压保护。当线圈电压低于额定电
时间继电器按构成原理可分为电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式和数
字式等；按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。
4.速度继电器
速度继电器是以速度的大小为信号与接触器配合，完成笼型电动机的反接制
动控制，故亦称为反接制动继电器。主要由转子、定子及触头系统三部分组成。
速度继电器常用于铣床和镗床的控制电路中。速度继电器的外形、结构和符号如
②欠电流继电器。正常工作时，线圈流过额定电流，衔铁处于吸合状态；当负
载电流减小至继电器释放电流时，衔铁释放，触头恢复至原始状态。欠电流继电器
只用于直流电路中。
第一节 常用低压电器
（2）电磁式电压继电器.电磁式电压继电器线圈的匝数多，导线细，工 作时并联在回路中，根据线圈两端电压的大小接通或断开电路。电磁式 电压继电器的符号如图5-6所示。
图5-7 热继电器的结构和符号
第一节
常用低压电器
（3）热继电器的选择.热继电器的选择应满足以下条件：
IeR≥Ied
式中， IeR为热继电器发热元件的额定电流，Ied为电动机的额定电流。
3.时间继电器
时间继电器用来按照所需时间间隔接通或断开被控制的电路，以协调和控制
生产机械的各种动作，因此是按整定时间长短进行动作的控制电器。
（2）热继电器的结构及工作原理.热继电器是利用电流的热效应 来切断电路的保护电器,主要由发热元件、双金属片和触头及动作机 构等组成。热继电器的结构和符号如图5-7所示。热元件串接在电 动机定子回路中，当电动机正常工作时，热元件产生的热量虽可使 双金属片发生变形，但不足以使热继电器的触头动作。当电动机过 载时，双金属片弯曲位移增大，继电器触头动作，从而切断电动机 控制回路，实现过载保护。
压时，衔铁就吸合，而当线圈电压很低时衔铁才释放。
（3）中间继电器.中间继电器的电磁线圈所用电源有直流和交流两种。 常用的中间继电器有JZ7和JZ8两个系列。
第一节 常用低压电器
2.热继电器
（1）热继电器的类型.热继电器主要用于电动机的长期过载保护， 常用的热继电器有：双金属片式热继电器;热敏电阻式热继电器;易熔 合金式热继电器。
吸引线圈可分为电压线圈和电流线圈，电流线圈可分为直流线圈和交
流线圈两种。直流线圈必须通入直流电，交流线圈必须通入交流电。
单相交流电磁机构的短路环的作用是消除振动。如图5-2所示。
三、电器的触头系统
触头是有触点电器的执行部分，通过触头的闭合、断开类控制电
路的通、断。触头的形式有点接触式、线接触式、面接触式。其中，
接触器等;非自动切换电器又称手动电器，它主要是用手直接
操作来进行切换的。这类电器有刀开关、转换开关、主令电
器等。
低压电器的作用有：
（1）控制作用。
（2）保护作用。 根据设备的特点，对设备、环境以及人 身安全实行自动保护。
第一节 常用低压电器
（3）调节作用。 低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要
第五章 电器及其用电技术
知识目标 1.掌握开关电器、主令电器、接触器、继电器、断路器、熔断器的作用、
结构、工作原理。 2.了解各种电器规定的技术参数和使用范围。 3.了解常用低压电器新旧图形符号和文字符号。 4.了解电工仪表的类型、误差及常用电工仪表的符号和意义。 5.了解电流、电压、电阻的测量方法。 6.掌握安全用电常识。 7.了解常用安全用电防护措施。 8.了解常用电器接地线的正确安装。 技能目标 1.会识别并能简单地操作常用低压电器。 2.能够用有关仪表测量电流、电压、电阻。 3.会正确安装常用电器的接地线。
（2）带熔断器式刀开关
（3）负荷开关
图5-10 刀开关的典型结构
负荷开关又分为：①开启式负荷开关；②封闭式负荷开关。开启式负荷 开关常用作交流380V/220V，额定电流至60A的照明配电线路和小容量的 电动机非频繁启动的操作开关；封闭式负荷开关一般用在额定电压为交流 380V、直流440V，额定电流至600A的电路，作为手动、不频繁的接通与 分断负载电路，一般用于控制交流异步电动机。
流的大小而动作。这种继电器的线圈导线粗、匝数少、线圈阻抗小。电磁式电流继
电器的符号如图5-5所示。
图5-5 电磁式电流继电器的符号
①过电流继电器。正常工作时，电流流过负载，衔铁不吸合；当流过线圈的电
流超过一定值时，衔铁吸合使触头动作，常闭触头打开，切断接触器线圈电路，使
接触器线圈释放，接触器主触头断开主电路，起到保护作用。
（c）灭弧系统：大容量的接触器（20A以上）采用缝隙灭弧罩及灭弧栅片
灭弧，小容量接触器采用双断口触头灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土
灭弧罩灭弧。
图5-4 交流接触器的外形与结构
第一节 常用低压电器
（2）交流接触器的工作原理.当吸引线圈两端加上额定电压时，
动、静铁芯之间产生大于反作用弹簧弹力的电磁吸力，动、静铁芯 吸合，带动动铁芯上的触头动作，即常闭触头断开，常开触头闭合； 当吸引线圈断电或端电压过低时，电磁吸力消失，衔铁及铁芯在释 放弹簧作用下释放，使触头恢复常态从而实现控制电路通断和失压 与欠压释放保护功能。
点接触式常用于小电流电器中，线接触式用于通电次数多、电流大的
场合；面接触式主要用于较大电流的场合。如图5-3所示，（a）图
为桥式触头，（b）图为指式触头。
图5-2 单相交流电磁机构的短路环 1-衔铁 2-铁芯 3-线圈 4-短路环
图5-3 触头的结构形式
第一节 常用低压电器
四、接触器
接触器是一种适用于低压配电系统中远距离控制频繁操作交、直流电路及
求。
（4）测量作用。 利用仪表及与之相适应的电器，对设备、电网或其他非电参
数。
（5）转换作用 。在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，
以实现功能切换。
（6）指示作用。 利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与
电气电路工作情况。
二、电磁式电器
1.电磁机构的结构
电磁机构又称为磁路系统，由电磁线圈、铁芯和街铁三部分组成。其主要作
外壳组成。
图5-13控制按钮的结构与符号控制按钮可分为开启式（K）、保护式（H）、
防水式（S）、防腐式（F）、紧急式（J）、钥匙式（Y）、旋钮式（X）和带指
示灯式（D）等类型。
第一节 常用低压电器
2.位置开关
位置开关又称行程开关或限位开关，它的作用是将机械位移转变为电信号，
使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环，从
第一节 常用低压电器
（2）DZ系列断路器.DZ系列断路器由触头系统、灭弧室、传动机构和脱扣机
构等组成，如图5-12所示。
图5-12 DZ系列断路器的结构
八、主令电器
图5-13
1.控制按钮
控制按钮是一种简单电器，不直接控制主电路，而在控制电路发出手动控制
信号。其结构和符号如图5-13所示。控制按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和
图5-8所示。
速度继电器的转子轴与被控电机的轴相连，当电机运行时，转子随电动机轴
转动，永久磁铁形成旋转磁场，定子中的笼形导体切割磁力线而产生感应电动势，
形成感应电流，在磁场的作用下产生电磁转矩，使定子随转子旋转方向转动，但
由于有返回杠杆挡住，故定子只能随转子方向转动一定角度。当定子偏转到一定
的角度时，在杠杆的作用下使常闭触点打开，常开触点闭合。当被控电动机转速
器的安装条件及电流流经触头的持续情况来选定接触器的额定电流。
五、继电器
继电器是一种控制元件，根据输入信号的不同而达到不同的控制目的。
1.电磁式继电器
作用：起控制、放大、连锁、保护和调节作用。
电磁式继电器可分为直流继电器、交流继电器、电压继电器、电流继电器、中
间继电器和时间继电器等。
（1）电磁式电流继电器.电磁式电流继电器的线圈串接于电路中，根据线圈电
用是将电磁能转换为机械能并带动触头动作从而接通或断开电路。电磁机构分直
流电磁机构和交流电磁机构。
图5-1 电磁机构的结构形式
其中，图5-1（a）、（d）为螺管式；（b）、（e）为直动式；（c）、（f）、
（g）为转动式。
第一节 常用低压电器
2.吸引线圈
吸引线圈的作用是将电能转化为磁场能。按线圈的接线形式不同，
本章内容
第一节 常用低压电器
第二节
电工测量
第三节 安全用电
第一节 常用低压电器
一、低压电器的基本知识
低压电器是指用于交直流电压为1200V及以下的电路中，
起通断、保护、控制或调节等作用的电器。低压电器按其所
控制的对象，可分为低压控制电器和低压配电电器。
低压控制电器主要用于机械电力传动系统。低压控制的
为熔断时间。
3.熔断器的选择及性能指标
选择熔断器时主要参考3个技术参数：
（1）额定电压
（2）额定电流
（3）极限分断能力
第一节 常用低压电器
七、开关电器
1.刀开关
刀开关的典型结构如图5-10所示，主要由静插座、触刀、操作手柄、绝 缘底板组成。刀开关可分为：
（1）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）