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第三章常用低压电器第一节低压电器的基本知识第一节低压电器的基本知识一、低压电器的的定义及分类1.低压电器的定义凡是根据外界特定的信号或要求，自动或手动接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电气设备均称为电器。而工作在交流额定电压1200V及以下，直流额定电压1500V及以下的电器称为低压电器。知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器图3-1低压控制电器实物图（a）接触器（b）继电器（c）电磁铁[zhang1]加实物图知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器图3-2低压配电电器实物图知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章2.低压电器的分类（1）按控制的对象和用途分类低压控制电器（接触器、继电器、电磁铁等，主要用于电力拖动与自动控制系统中）低压配电电器（刀开关、组合开关、熔断器和断路器等，主要用于低压配电系统及动力(2)按低压电器的动作方式分类自动切换电器（依靠电器本身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器）非自动切换电器（依靠外力直接操作来进行切换，如刀开关）⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器（3）按低压电器的执行和结构分类有触点电器（具有可分离的动触点和静触点，利用动、静触点的接触和分离来实现对电路的通断控制，如接触器）无触点电器（利用半导体元器件的开关效应来实现对电路的通断控制，如接近开关等）（4）按工作原理分类电磁式低压电器（根据电磁感应原理来工作，如交直流接触器、各种电磁式断路器等)非电量控制低压电器(依靠外力或某种非电物理量的变化而动作，如刀开关、速度继电器等)知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章二、电磁机构电磁式低压电器主要由两部分组成，即感测部分和执行部分。感测部分为电磁机构，用来接受外界输入的信号，并通过转换、放大与判断作出一定的反应，使执行部分（触头系统）动作，以实现控制的目的。执行部分起接通和分断电路的作用。1.电磁机构的结构形式电磁机构是各类电磁式电器的重要组成部分，主要作用是将电磁能量转换为机械能量。电磁机构由线圈、铁心（静铁心）、衔铁（动铁心）三部分组成。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章（1）衔铁沿轴转动的拍合式如图3-1a所示，多用在触点容量较大的交流电器中。（2）衔铁沿棱角转动的拍合式如图3-1b所示，这种形式广泛应用于直流继电器和直流接触器中。（3）衔铁直线连动的E形直动式如图3-1c所示，多用于交流接触器、继电器以及其它交流电磁机构中。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章2.线圈线圈的作用是将电能转换成磁场能量。分为串联型和并联型两类。串联型线圈为电流线圈，并联型线圈为电压线圈。电流线圈使用时串接在电路中，应使其具有较小的阻抗，短而粗；电压线圈使用时并接在电源上，细而长。按通入电流种类不同，线圈又可分为交流和直流两种。对于直流线圈，把线圈做成高而薄的细长型，使线圈与铁心直接接触，利于线圈散热；而交流电磁铁的线圈多制成短而厚的矮胖型，且用骨架将线圈和铁心隔开，这是因为交流电磁铁的铁心存在磁滞和涡流损耗，铁心和线圈都发热。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章3.电磁机构的吸力与吸力特性电磁机构按其线圈中通过的电流种类分为直流与交流两大类，分别叫直流电磁机构和交流电磁机构，也叫直流电磁铁和交流电磁铁。通常直流电磁铁的铁心是用整块的铸铁或铸钢制成，而交流电磁铁因铁心存在磁滞和涡流损耗，其铁心用硅钢片叠压而成。（1）直流电磁铁当给直流电磁铁的线圈加上直流电压时，线圈中便有了励磁电流，使磁路中产生了密集的磁通，该磁通作用于衔铁，在电磁吸力作用下使衔铁与铁心吸合并作功。电磁吸力与气隙的关系曲线称为电磁铁的吸力特性。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章图3-4a为直流电磁铁的吸力特性。图中曲线1为（IN）1磁动势下的吸力特性，曲线2为（IN）2磁动势下的吸力特性，且（IN）1＞（IN）2。由于直流电磁铁的线圈电阻为常数，其电磁吸力与气隙大小的平方成反比，气隙越大，电磁吸力越小；相反，气隙越小，电磁吸力越大。即直流电磁铁的吸力在恒定磁动势下只与气隙δ的平方成反比，因此吸力特性为二次曲线状。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章它与直流电磁铁的区别在于：一是在电压已定的情况下，随着气隙的减小，励磁电流减小。二是由于交流电磁铁的励磁电压是按正弦规律变化的，所以其气隙磁感应强度也按正弦规律变化。即：当电流过零时，电磁吸力也为零。这会使衔铁产生振动，发出噪声，所以应采取措施加以消除。(2)交流电磁铁交流电磁铁在线圈工作电压一定的情况下，铁心中的磁通幅值基本不变，所以铁心与衔铁间的电磁吸力也基本不变。因而交流电磁铁的吸力特性一般比较平坦，如图3-4b所示。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章交流电磁铁的磁感应强度虽按正弦规律变化，但交流电磁铁吸力却是脉动的，其方向不变，且有两个分量：一个是恒定分量F0，其值为最大吸力值的一半；另一个是交变分量F~，F~=F0cos2ωt，其幅值为最大吸力值的一半，并以两倍电源频率变化。总的电磁吸力Fx在从0到Fm的范围内变化，其吸力曲线如图3-3所示。尽管电磁吸力的平均值F0大于Fr，但在某些时候，F0仍将小于Fr,（这将使衔铁产生释放趋势（因吸力的平均值大于反力，且脉动的频率较高，不可能产生释放效果），从而使衔铁产生振动，发出噪声。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章为消除振动和噪声，在电磁铁的铁心和衔铁的两个不同端部各开一个槽，槽内嵌装一个用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环（又称减振环或阻尼环），如图3-6a所示。短路环把铁心中的磁通分为两部分，即不穿过短路环的Ф1和穿过短路环的Ф2，且Ф2滞后Ф1，即Ф1和Ф2不同时为零，则由Ф1和Ф2产生的电磁吸力也不同时为零，如图3-4b所示。这即保证了合成吸力始终大于反作用力，从而消除了振动和噪声。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章三、触头系统电磁式低压电器的触头按接触方式可分为点接触式、线接触式和面接触式三种，分别如图3-7a、b和c所示。按触头的结构形式划分有桥式和指形触头两种，如图3-8a和b所示。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章触头是低压电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。因此要求触头导电、导热性能良好，通常用铜制成。但铜易氧化，增大触头的接触电阻，使触头损耗加大，温度升高；而温度升高，反过来又使触头表面氧化加剧，导致恶性循环。对触头要求较高的电器，其触头采用银质或银基合金材料，这不仅在于其导电和导热性能均优于铜质触头，更主要的是其氧化膜对接触电阻影响不大，而且这种氧化层要在较高的温度下才会形成，且易粉化。因此，银质触头具有较低和较稳定的接触电阻。对于大、中容量低压电器的触头，如果触头采用滚动接触，可将氧化膜去掉，所以这种结构的触头，通常采用铜质材料。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章四、电弧及灭弧装置电器在断开大电流或高电压电路时，在动、静触头之间会产生很强的电弧。电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。电弧形成过程：当触头间刚出现分断时，由于两触头间距离很小，因此产生很大的电场强度，在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极；这些自由电子在电场中高速运动时要撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生离子和电子，而电子在强电场作用下继续向阳极运动，并撞击其它的中性气体分子。这样在触头间就产生了大量的正负离子和电子，形成了炽热电子流，即电弧。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章电弧的危害：（1）电弧一方面会烧蚀触头，降低触头的使用寿命；（2）使电路的切断时间延长；（3）造成弧光短路或引起其它事故。常用的灭弧方法有以下几种：1.双断口电动力灭弧整个电弧分割成两段，同时利用触头回路本身的电动力F把电弧向相反的两个方向拉长，加快冷却并熄灭。该方法一般用于容量较小的交流接触器等低压电器中。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章2.纵缝灭弧灭弧罩是由耐热陶土、石棉、水泥等绝缘材料制成。灭弧罩内每相都有一个纵缝，缝的下部宽以便放置触头；上部窄，以便压缩电弧，使电弧与灭弧室壁紧密接触。当触头分断时，电弧被外磁场或电动力吹入纵缝内，其热量被缝壁迅速吸收，使电弧迅速冷却熄灭。该方法常用于交、直流接触器上。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章3.栅片灭弧金属栅片插在灭弧罩内，各片之间互相绝缘。当动、静触头分断时，在触头间产生电弧，在电弧电流周围产生磁场。电弧周围空气中的磁场上疏下密，磁场对电弧产生向上的作用力，将电弧拉入栅片内，栅片将电弧分割成若干个串联的短电弧，而栅片就是这些短电弧的电极，将总电弧压降分成几段，栅片间的电压都低于燃弧电压，同时，栅片将电弧导出，使电弧迅速冷却，促使电弧尽快熄灭。栅片灭弧多用于容量较大的交流接触器中。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器知识第一节低压电器的基本常用低压电器第三章4.磁吹灭弧当动触头与静触头分断时，在触头间产生电弧，这个电弧在短时间内通过自身仍维持负载电流而存在，此时该电流在电弧未熄灭前形成两个磁场，一个是该电流在电弧周围形成的磁场，另一个是该电流流过磁吹线圈在两导磁夹板间形成的磁场。在电弧的上方，两磁场方向相反，磁场强度削弱；在电弧的下方两个磁场方向相同，磁场强度增强。电弧将从磁场强的一边被拉向弱的一边，向上运动，被拉长并吹入灭弧罩内，促使电弧迅速熄灭。同时，在静触头上的弧根将逐渐转移到引弧角上从而减轻了触头的灼伤。⑨⑧手控电器主令电器低压电器基本知识电磁式接触器电磁式继电器热继电器熔断器速度继电器低压断路器第三章常用低压电器第二节电磁式接触器第二节电磁式接触器电磁式接触器是一种自动的电磁式开关。适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路。主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等。它具有欠电压释放保护功能。在