1、项目八常用低压电器8.1项目说明项目说明8.2基础知识基础知识8.3项目实训内容项目实训内容 8.1 项项 目目 说说 明明低压电器在日常的生产、生活中应用极其广泛，学习低压电器的基本知识，对正确使用各类电器和电能的安全应用有着重要的意义。本项目主要介绍低压电器的种类及其作用，各类低压电器的结构、工作原理、图形、文字、符号。知识培养目标(1)了解低压电器的种类。(2)掌握各类低压电器的工作原理及作用。(3)掌握低压电器的技术参数。(4)掌握低压电器的文字符号。能力培养目标(1)能够识别各种低压电器。(2)能够熟练使用各种低压电器。(3)掌握低压电器的检测与选择。(4)培养分析问题与解决问题的能
2、力。8.2 基基 础础 知知 识识8.2.1 低压电器的分类及作用低压电器的分类及作用1电器的含义 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、变换和调节的元器件。2低压电器的分类低压电器按照不同的分类标准有不同的分类。1)按控制作用分类(1)执行电器：用来完成某种动作或传递功率，例如：电磁铁。(2)控制电器：用来控制电路的通断，例如：开关、继电器。(3)主令电器：用来控制其他自动电器的动作，以发出控制指令，例如：按钮、转换开关等。(4)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。2)
3、按动作方式分类(1)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。(2)非自动电器：通过人力操作而动作的电器，例如：开关、按钮等。3)按动作原理分类(1)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。(2)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。3低压电器的作用(1)控制作用。如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。(2)保护作用。能根据设备的特点，对设备、环境以及人身实行自动保护，如电动机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。(3)测量作用。利用仪表及
4、与之相适应的电器，对设备、电网或其他非电参数进测量。低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现，常见低压电器的主要种类和用途如表8-1所示。有填料熔断器 无填料熔断器 半封闭插入式熔断器 快速熔断器 9 熔断器 自恢复熔断器 主要用于电路短路保护，也用于电路的过载保护 制动电磁铁 起重电磁铁 10 电磁铁 牵引电磁铁 主要用于起重、牵引、制动等地方 8.2.2 电磁铁电磁铁1电磁铁的结构与工作原理电磁机构是低压电器的核心部件，它的作用是将电磁能转换为机械能并带动触点闭合或断开。一般的低压电器的控制通常采用电磁铁的形式，电磁铁由电磁线圈、静铁芯(铁芯)、动铁芯(衔铁)等
5、组成，其中动铁芯与动触点支架相连。电磁铁的结构如图8-1所示。图8-1 电磁铁结构图2电磁铁的分类电磁铁线圈通电后会产生磁场，因此电磁铁线圈也称为励磁线圈，而通入线圈的电流称为励磁电流。用直流电励磁的电磁铁称为直流电磁铁，用交流电励磁的电磁铁则称为交流电磁铁。3电磁铁的触头系统(1)按功能分类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，还能起互锁和连锁的作用。(2)按形状分类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、面接触桥式触头和线接触形式，如图8-2所示。图8-2 触头形式(3)按工作状态可分为静触头和动触头。静触头固定不动，动触头能由
6、线圈控制连杆带着移动。(4)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)在常态时动、静触头是相互闭合的。常开触头(又称动合触头)在常态时动、静触头是分开的。4电磁铁的灭弧装置(1)使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开、断。(2)会烧损触头，缩短电器的使用寿命。消除电弧的措施有机械性拉长电弧、双触点灭弧、磁吹灭弧、纵缝灭弧、金属栅片灭弧、纵缝陶土灭弧，如图8-3所示，其中图8-3(a)、(b)、(c)、(d)、(g)中的字母及数字含义是1为静触点，2为动触点，3为引弧角，v1为动触点移动速度，v2为电弧在磁场力作用下移动的速度。图8-3 各种灭弧的方法5电磁铁的短路环由于交流
7、电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的，因此当交变电流为零时，线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，从而使动、静铁芯之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪声，加速动、静铁芯接触面积的磨损，引起结合不良，严重时还会使触头烧蚀。8.2.3 低压开关低压开关低压开关按照不同的分类标准可以有不同的划分。(1)按照是否带负载可分为有载运行操作、无载运行操作、选择性运行操作。(2)按照操作方向可分为正面操作、侧面操作、背面操作几种。(3)按照是否能够灭弧可分为不带灭弧装置和带灭弧装置。(4)按照刀接触形式分为面接触和线接触两种。线接触形式的低
8、压开关刀片容易插入，接触电阻小，制造方便。1低压刀开关1)刀开关的结构及类型刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用作电源隔离开关，也可用来非频繁地接通和分断容量较小的低压配电线路。刀开关的主要类型有大电流刀开关、负荷开关、熔断器式刀开关。常用的产品有HD11HD14和HS11HS13系列刀开关。如图8-4所示是一个胶盖瓷底刀开关的结构。图8-4 胶盖瓷底刀开关的结构2)刀开关的选择(1)刀开关结构形式的选择。应根据刀开关的作用和装置的安装形式来选择，如是否带灭弧装置，若分断负载电流时，应选择带灭弧装置的刀开关。根据装置的安装形式来选择，是否是正面、背面或侧面操作形式，是直接操作还是杠杆传动
9、，是板前接线还是板后接线的结构形式。(2)刀开关额定电流的选择。刀开关的额定电流一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负载，应考虑其启动电流，选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流，还应选用额定电流更大一级的刀开关。QA系列、QF系列、QSA(HH15)系列隔离开关应用在低压配电中，HY122带有明显断口的数模化隔离开关，广泛用于楼层配电、计量箱、终端组电器中。HR3熔断器式刀开关，具有刀开关和熔断器的双重功能，采用这种组合开关电器可以简化配电装置结构，经济实用，被越来越广泛地用在低压配电屏上。HK1、HK2系列开启式负荷开关(胶壳刀开关)，用做电源开关
10、和小容量电动机非频繁启动的操作开关。HH3、HH4系列封闭式负荷开关(铁壳开关)，操作机构具有速断弹簧与机械连锁，用于非频繁启动28 kW以下的三相异步电动机。3)刀开关的电路符号刀开关按照在电路的实际应用及电路接法有单极、双极、三极3种刀开关，单极刀开关一般只控制一根相线，双极刀开关控制单相电源的相线和零线，三极开关控制三相电源的3根相线，3种刀开关的电路符号如图8-5所示。图8-5 刀开关的图形与文字符号4)使用刀开关的注意事项安装刀开关时，瓷底应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能会因自重落下而引起误合闸，将危及人身和设备的安全。接线时应将电源线接在上端，负载接
11、在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止意外事故发生。2组合开关1)组合开关的定义组合开关实质上也是一种特殊刀开关，只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动而已。2)组合开关的用途组合开关多应用在机床电气控制线路中，作为电源的引入开关，也可以用做不频繁接通和断开电路、换接电源和负载的线路中，以及用来控制5 kW以下的小容量电动机的正/反转和星/三角启动等。3)组合开关的结构组合开关的外形及内部结构如图8-6所示，其中组合开关内部结构的说明如图中标注所示。图8-6 组合开关的结构图4)组合开关的电路符号组合开关在电
12、路中的标注和刀开关一样，都是QS，但是组合开关只有双极和三极，其电路符号如图8-7所示。图8-7 组合开关的符号 5)组合开关的应用组合开关又称转换开关，是由数层动、静触片组装在绝缘盒内而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开，可实现多条线路、不同连接方式的转换。如图8-8所示为用转换开关实现三相电动机启/停控制的接线图。图8-8 组合开关启/停电动机线路图 8.2.4 低压断路器低压断路器1结构和工作原理低压断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。低压断路器电路结构示意图如图8-9、图8-10所示，其中各部分的名称如图中标注所示。下面对自动空
13、气开关的工件原理作简要说明。图8-9 低压断路器结构示意图一图8-10 低压断路器结构示意图二2低压断路器典型产品1)装置式低压断路器目前常用的装置式低压断路器有DZ15、DZ20、DZX19和C45N等系列产品。其中C45N(C65N)断路器具有体积小、分断能力强、限流性能好、操作轻便、型号规格齐全等优点，并可以方便地在单极结构基础上组合成二极、三极、四极断路器，广泛应用在60 A及以下的民用照明支干线及支路中(多用于住宅用户的进线开关及商场照明支路开关)。2)开启式低压断路器开启式低压断路器一般容量较大，具有较高的短路分断能力和较高的动稳定性，适用于交流50 Hz，额定电流380 V的配电
14、网络中作为配电干线的主保护。开启式低压断路器主要由触点系统、操作机构、过电流脱扣器、分励脱扣器及欠压脱扣器、附件及框架等部分组成，全部组件进行绝缘后装于框架结构底座中。ME、AE、AH等系列断路器是利用引进技术生产的，它们的规格型号较为齐全。开关电流等级从(6305000)A共13个等级，额定分断能力较DW15更强，常用于低压配电干线的主保护。3低压断路器的选用原则(1)根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式。(2)断路器的额定电压应等于或大于被保护线路的额定电压。(3)断路器欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压。(4)断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线
15、路的计算电流。(5)断路器的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。(6)配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。(7)断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。4低压断路器的电路符号低压断路器的电路符号如图8-11所示。图8-11 低电断路器的电路符号8.2.5 漏电保护器漏电保护器1漏电保护器用途当发生人身触电或漏电时，漏电保护器能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电事故；有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁启/停的电动机。2漏电保护器的组成漏电保护器主要由检测元件、中间放大环节、操作执行机构3部分组成。(1)检
16、测元件。检测元件由零序互感器组成，检测漏电电流并发出信号。(2)中间放大环节。中间放大环节将微弱的漏电信号放大，按装置不同(放大部件可采用机械装置或电子装置)构成电磁式保护器和电子式保护器。3漏电保护器的工作原理漏电保护器结构示意图如图8-12所示。下面简要说明漏电保护器的工作原理。图8-12 漏电保护器结构示意图4漏电保护器的主要参数(1)额定漏电动作电流。在规定的条件下，使漏电保护器动作的电流值，即为额定漏电动作电流。例如，30 mA的保护器，当通入电流值达到30 mA时，保护器即动作断开电源。(2)额定漏电动作时间。额定漏电动作时间是指从突然施加额定漏电动作电流起，到保护电路被切断为止的
17、时间。例如，30 mA0.1 s的保护器，从电流值达到30 mA起，到主触头分离开的时间不超过0.1 s。(3)额定漏电不动作电流。在规定的条件下，漏电保护器不动作的电流值即为额定漏电不动作电流，一般应选漏电动作电流值的1/2。例如，漏电动作电流30 mA的漏电保护器，在电流值达到15 mA以下时，保护器不应动作，否则因灵敏度太高容易误动作，而影响用电设备的正常运行。(4)其他参数。其他参数有电源频率、额定电压、额定电流等，在选用漏电保护器时，应与所使用的线路和用电设备相适应。漏电保护器的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压，若波动太大，会影响保护器的正常工作，尤其是电子产品，电源电压低于保
18、护器额定工作电压时不动作。5漏电保护器的种类漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型，不同的标准分类不同，如下所示。(1)按动作方式分类，可分为电压动作型和电流动作型。(2)按动作机构分类，可分为开关式和继电器式。(3)按极数和线数分类，可分为单极二线、二极、二极三线等。(4)按动作灵敏度和按动作时间分类。按动作灵敏度分类，可分为：高灵敏度，漏电动作电流在30 mA以下；中灵敏度，(301000)mA；低灵敏度，1000 mA以上。按动作时间分类，可分为：快速型，漏电动作时间小于0.1 s；延时型，动作时间大于0.1 s，在(0.12)s之间；反时限型：随漏电电流的增加，漏电动作时间减小。当等
19、于额定漏电动作电流时，动作时间为(0.21)s；当为1.4倍漏电动作电流时，动作时间为(0.10.5)s；当为4.4倍额定漏电动作电流时，动作时间小于0.05 s。(5)按脱扣方式不同分类，可分为电磁式与电子式两类。电磁脱扣型漏电保护器，以电磁脱扣器作为中间机构，当发生漏电电流时使机构脱扣断开电源。这种保护器的缺点：成本高、制作工艺要求复杂；优点：电磁元件抗干扰性强和抗冲击(过电流和过电压的冲击)能力强，不需要辅助电源，零电压和断相后的漏电特性不变。电子式漏电保护器，以晶体管放大器作为中间机构，当发生漏电时由放大器放大后传给继电器，由继电器控制开关使其断开电源。这种保护器的优点：灵敏度高(可到
20、5 mA)，整体误差小，制作工艺简单、成本低；缺点：晶体管承受冲击能力较弱，抗环境干扰差，需要辅助工作电源(电子放大器一般需要十几伏的直流电源)，使漏电特性受工作电压波动的影响，当主电路缺相时，保护器会失去保护功能。6漏电保护器的选用1)按保护目的选用(1)以防止人身触电为目的。安装在线路末端，应选用高灵敏度、快速型的漏电保护器。(2)以防止触电为目的，与设备接地并用的分支线路，应选用中灵敏度、快速型的漏电保护器。(3)用以防止由漏电引起的火灾和保护线路、设备为目的的干线，应选用中灵敏度、延时型的漏电保护器。2)按供电方式选用(1)保护单相线路(设备)时，选用单极二线或二极漏电保护器。(2)保
21、护三相线路(设备)时，选用三极产品。(3)既有三相又有单相时，选用三极四线或四极产品。在选定漏电保护器的极数时，必须与被保护线路的线数相适应。保护器的极数是指内部开关触头能断开导线的根数，如三极保护器，是指开关触头可以断开3根导线。8.2.6 主令电器主令电器1按钮(手动切换电器)1)用途按钮又称控制按钮或按钮开关，是一种手动控制电器。它只能短时间接通或分断5 A以下的小电流电路，向其他电器发出指令性的电信号，控制其他电器的动作。2)结构及工作原理按钮的外形和结构如图8-13(a)所示。下面根据图8-13(b)简要说明按钮的工作原理。图8-13 按钮3)按钮的种类常用的控制按钮有LA2、LA1
22、8、LA20、LAY1和SFAN-1型系列按钮。其中SFAN-1型为消防打碎玻璃按钮，LA2系列为仍在使用的老产品。新产品有LA18、LA19、LA20等系列，其中LA18系列采用积木式结构，触点数目可按需要拼装至六常开六常闭，一般拼装成二常开二常闭。4)按钮的符号按钮有3种电路符号，一种是常开按钮，一种是常闭按钮，还有一种是复合按钮。在电器控制线路中，常开按钮常用于启动电动机，也称启动按钮；常闭按钮常用于控制电动机停车，也称停车按钮；复合按钮用于连锁控制电路中。如图8-13(c)所示。2行程开关1)行程开关的概念行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关
23、安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。2)行程开关的分类行程开关按有无触点分为有触点式和无触点式两种。常见的无触点式行程开关为高频振荡型接近开关，它是由装在运动部件上的一个金属片接近或离开振荡线圈来实现控制的。无触点开关有使用寿命长、操作频率高、定位精度好、反应迅速的特点，有触点行程开关动作原理与按钮类似，动作时碰撞行程开关的顶杆。3)行程开关的结构行程开关的结构如图8-14所示。当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的杠杆时，杠杆带动滚轮转动，使微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时，在复位弹簧的作用下，各部分动作部件复位。4)行
24、程开关的符号行程开关的工作示意图及图形符号如图8-15所示。图8-15 行程开关的工作示意及图形符号3接近开关接近式位置开关是一种非接触式的位置开关，简称接近开关。它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。当运动部件与接近开关的感应头接近时，就使其输出一个电信号。接近开关分为电感式和电容式两种。电容式接近开关的感应头是一个圆形平板电极，与振荡电路的地线形成一个分布电容，当有导体或其他介质接近感应头时，电容量增大而使振荡器停振，经整形放大器输出电信号。电容式接近开关既能检测金属，又能检测非金属及液体。常用的电感式接近开关型号有LJ1、LJ2等系列，电容式接近开关型号有LXJ15、TC等系列。4红
25、外线光电开关红外线光电开关有反射式和对射式两种。反射式光电开关是利用物体对光电开关发射出的红外线反射回去，由光电开关接收，从而判断是否有物体存在。如有物体存在，光电开关接收到红外线，其触点动作，否则其触点复位。5万能转换开关万能转换开关是一种多挡式、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启动、调速和换向。万能转换开关的结构如图8-16所示。图8-16 万能转换开关的结构万能转换开关的常用产品有LW5和LW6系列。LW5系列可控制5.5 kW及以下的小容量电动机，LW6系
26、列只能控制2.2 kW及以下的小容量电动机。用于可逆运行控制时，只有在电动机停车后才允许反向启动。LW5系列万能转换开关按手柄的操作方式可分为自复式和自定位式两种。8.2.7 接触器接触器1交流接触器1)交流接触器结构与工作原理如图8-17、图8-18所示为交流接触器的外形与结构示意图和工作原理示意图。下面我们对图8-17和图8-18作简要说明。图8-17 接触器结构 图8-18 接触器的工作原理 交流接触器由以下4部分组成。(1)电磁机构。电磁机构由线圈、动铁芯(衔铁)和静铁芯组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。(2)触点系统。触点系统包括主触点和辅助触点。主触点用
27、于通断主电路，通常为3 对常开触点；辅助触点用于控制电路，起电气连锁作用，故又称连锁触点，一般为常开、常闭各两对。(3)灭弧装置。容量在10 A以上的接触器都有灭弧装置。对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧；对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。(4)其他部件。其他部件包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。2)交流接触器的分类(1)单极接触器主要用于单相负荷，如照明负荷、焊机等，在电动机能耗制动中也可采用；双极接触器用于绕线式异步电机的转子回路中，用于启动时短接启动绕组；三极接触器用于三相负荷，例如在电动机的控制及其他场
28、合，使用最为广泛；四极接触器主要用于三相四线制的照明线路，也可用来控制双回路电动机负载；五极交流接触器用来组成自耦补偿启动器或控制双笼式电动机，以变换绕组接法。(2)按灭弧介质分类，可分为空气式接触器、真空式接触器等。依靠空气绝缘的接触器用于一般负载，而采用真空绝缘的接触器常用在煤矿、石油、化工企业及电压在660 V和1140 V等一些特殊的场合。(3)按有无触点分类，可分为有触点接触器和无触点接触器。常见的接触器多为有触点接触器，而无触点接触器一般采用晶闸管作为回路的通断元件。由于晶闸管导通时所需的触发电压很小，而且回路通断时无火花产生，因而可用于高操作频率的设备和易燃、易爆、无噪声的场合。
29、3)交流接触器的基本参数(1)额定电压。额定电压是指主触点额定工作电压，应等于负载的额定电压。一只接触器常规定几个额定电压，同时列出相应的额定电流或控制功率。通常最大工作电压即为额定电压。常用的额定电压值为220 V、380 V、660 V等。(2)额定电流。额定电流是接触器触点在额定工作条件下的电流值。380 V三相电动机控制电路中，额定工作电流可近似等于控制功率的两倍。常用额定电流等级为5 A、10 A、20 A、40 A、60 A、100 A、150 A、250 A、400 A、600 A。(3)通断能力。通断能力可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔
30、焊时的最大电流值；最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。一般通断能力是额定电流的510倍。当然，这一数值与开断电路的电压等级有关，电压越高，通断能力越小。(4)动作值。动作值可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈两端的电压，接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后，缓慢降低吸合线圈的电压，接触器释放时的最大电压。一般规定，吸合电压不低于线圈额定电压的85%，释放电压不高于线圈额定电压的70%。(5)吸引线圈额定电压。吸引线圈额定电压是接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。一般该电压数值以及线圈的匝数、线径等数据均标于线包上，而不是标于接触
31、器外壳铭牌上，使用时应加以注意。(6)操作频率。接触器在吸合瞬间，吸引线圈需消耗比额定电流大57倍的电流，如果操作频率过高，则会使线圈严重发热，直接影响接触器的正常使用。为此，规定了接触器的允许操作频率，一般为每小时允许操作次数的最大值。(7)寿命。寿命包括电气寿命和机械寿命。目前接触器的机械寿命已达1000万次以上，电气寿命约是机械寿命的5%20%。2接触器的符号与型号说明(1)接触器的符号。接触器的图形符号如图8-19所示，文字符号为KM。图8-19 接触器的符号(2)接触器的型号说明。交流接触器的型号说明如图8-20所示。图8-20 交流接触器的型号说明 例如：CJ10Z-40/3为交流
32、接触器，设计序号为10，重任务型，额定电流为40 A，主触点为三极。CJ12T-250/3为改型后的交流接触器，设计序号为12，额定电流为250 A，3个主触点。我国生产的交流接触器常用的有CJ10、CJ12、CJX1、CJ20等系列及其派生系列产品，CJ0系列及其改型产品已逐步被CJ20、CJX系列产品取代。上述系列产品一般具有3对常开主触点，常开、常闭辅助触点各两对。直流接触器常用的有CZ0系列，分单极和双极两大类，常开、常闭辅助触点都不超过两对，其型号说明如图8-21所示。图8-21 直流接触器型号二CJ128-S系列锁扣接触器用于交流50 Hz、电压380 V及以下、电流600 A及以
33、下的配电电路中，供远距离接通和分断电路用，并适用于不频繁启动和停止的交流电动机，有正常工作时吸引线圈不通电、无噪声等特点。其锁扣机构位于电磁系统的下方，锁扣机构靠吸引线圈通电，吸引线圈断电后靠锁扣机构保持在锁住位置。3接触器的选用1)选择接触器的类型交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的启动和停止；三类交流接触器用于笼式异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼式异步电动机的启动、反接制动、反转和点动。2)选择接触器的额定参数(1)
34、接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可以降低，使用时也较安全。但为了方便和减少设备，常按实际电网电压选取。(2)电动机的操作频率不高，如压缩机、水泵、风机、空调、冲床等，接触器额定电流大于负荷额定电流即可。接触器类型可选用CJ10、CJ20等。(3)对重任务型电动机，如机床主电动机、升降设备、绞盘、破碎机等，其平均操作频率超过100次/min，运行于启动、点动、正反向制动、反接制动等状态，可选用CJ10Z型、CJ12型的接触器。选用时，接触器额定电流要大于电动机额定电流。(4)对特重任务电动机，如印刷机、镗床等，操作频率很高，可达(60012000)次/h，经常运行于启动
35、、反接制动、反向等状态，接触器大致可按使用寿命及启动电流选用，接触器型号选CJI0Z、CJ12等。(5)交流回路中的电容器投入电网或从电网中去除时，选择接触器应考虑电容器的合闸冲击电流。一般接触器的额定电流可按电容器的额定电流的1.5倍选取，型号选CJ10、CJ20等。(6)用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。例如交流电弧焊机、电阻焊机等，一般可按变压器额定电流的2倍选取接触器，型号选CJ10、CJ20等。(7)对于电热设备，如电阻炉、电热器等，负荷的冷态电阻较小，因此启动电流相应要大一些。选用接触器时可不用考虑启动电流，直接按负荷额定电流来选取即可，型号可选用CJ10、CJ20
36、等。(8)由于气体放电灯启动电流大、启动时间长，对于照明设备的控制，可按额定电流的1.11.4倍选取交流接触器，型号可选CJ10、CJ20等。(9)接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流，持续时间小于等于8 h，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，则在选用接触器时，接触器的额定电流可按负荷额定电流的110%120%来选取。4直流接触器直流接触器的结构和工作原理基本与交流接触器相同，在结构上也是由电磁机构、触点系统和灭弧装置等部分组成的。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，因此直流接触器常采用磁吹式灭弧装置灭弧。8.2.8 继电器继电器(1)按输入信号的性质分类，可分为电压继电器、
37、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。(2)按工作原理分类，可分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器、电子式继电器等。1电磁式继电器1)电磁式继电器的结构与工作原理电磁式继电器是应用得最早、最多的一种继电器，其结构及工作原理与接触器大体相同，由电磁系统、触点系统和释放弹簧等组成。电磁式继电器结构如图8-22所示。由于继电器用于控制电路，流过触点的电流比较小(一般为5 A以下)，故不需要灭弧装置。图8-22 电磁式继电器结构图常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。电磁式继电器的图形符号如图8-23所示，电磁式继电器的文字符号是KA。图8-
38、23 电磁式继电器的图形符号2)电磁继电器的主要参数(1)线圈电源与线圈功率。线圈电源是指继电器线圈使用的工作电源类型(用来说明使用的是交流电还是直流电)。线圈功率是指继电器线圈所消耗的额定电功率。(2)额定工作电压与额定工作电流。额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压值。额定工作电流是指继电器正常工作时线圈所需要的电流值。(3)线圈电阻。线圈电阻是指继电器线圈的直流电阻值，它与线圈的匝数及线圈的额定工作电压成正比。(4)吸合电压与吸合电流。吸合电压是指继电器能产生吸合动作的最小电压。吸合电流是指继电器能产生吸合动作的最小电流。(5)释放电压与释放电流。释放电压是指能使继电器产生释放
39、动作的最大电压。释放电流是指能使继电器产生释放动作的最大电流。(6)接点负荷。接点负荷是指继电器触点的带负载能力，即触点能安全通过的最大电流和最高电压。若超过此电流值和电压值，就会影响继电器正常工作，甚至损坏继电器触点。3)电压继电器按吸合电压的大小分类，电压继电器可分为过电压继电器和欠电压继电器。过电压继电器(FV)用于线路的过电压保护，其吸合整定值为被保护线路额定电压的1.051.2倍。当被保护的线路电压正常时，衔铁不动作；当被保护线路的电压高于额定值，达到过电压继电器的整定值时，衔铁吸合，触点机构动作，控制电路失电，控制接触器及时分断被保护电路。欠电压继电器(KV)用于线路的欠电压保护，
40、其释放整定值为线路额定电压的0.10.6倍。当被保护线路电压正常时，衔铁可靠吸合；当被保护线路电压降至欠电压继电器的释放整定值时，衔铁释放，触点机构复位，控制接触器及时分断被保护电路。零电压继电器是当电路电压降低到5%25%UN时释放，对电路实现零电压保护。用于线路的失压保护。4)中间继电器中间继电器实质上是一种电压继电器。它的特点是触点数目较多，电流容量可增大，起到中间放大(触点数目和电流容量)的作用。5)电流继电器电流继电器用于电力拖动系统的电流保护和控制。其线圈串联接入主电路，用来感测主电路的线路电流；触点接于控制电路，为执行元件。电流继电器反映的是电流信号。常用的电流继电器有欠电流继电
41、器和过电流继电器两种。欠电流继电器(KA)用于电路起欠电流保护作用，吸引电流为线圈额定电流的30%65%，释放电流为额定电流的10%20%。因此，在电路正常工作时，衔铁是吸合的，只有当电流降低到某一整定值时，继电器释放，控制电路失电，从而控制接触器及时分断电路。过电流继电器(FA)在电路正常工作时不动作，整定范围通常为额定电流的1.14倍，当被保护线路的电流高于额定值，达到过电流继电器的整定值时，衔铁吸合，触点机构动作，控制电路失电，从而控制接触器及时分断电路。JT4系列交流电磁继电器适合于交流50 Hz，380 V及以下的自动控制回路中用作零电压、过电压、过电流和中间继电器，过电流继电器也适
42、用于60 Hz的交流电路。2时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的自动控制电器，其种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。时间继电器图形符号及文字符号如图8-24所示。图8-24 时间继电器的图形与文字符号1)直流电磁式时间继电器在直流电磁式电压继电器的铁芯上增加一个阻尼铜套，即可构成时间继电器，其结构示意图如图8-25所示。图8-25 带阻尼铜套的铁芯示意图这种时间继电器是利用电磁阻尼原理进行延时的。当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后励磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态；而当线圈断电时，铁芯中的磁通将衰减，磁
43、通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减；当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。2)空气式时间继电器空气阻尼式时间继电器，是利用空气阻尼原理获得延时的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成，电磁机构为直动式双E型，触点系统借用LX5型微动开关，延时机构采用气囊式阻尼器。空气阻尼式时间继电器，既具有由空气室中的气动机构带动的延时触点，也具有由电磁机构直接带动的瞬动触点，既可以做成通电延时型，也可做成断电延时型。电磁机构可以是直流的，也可以是交流的。空气式时间继电器的延时范围大(有(0.460)s和(0.4180)s两种)，结构简单，但准确度较低。通电延时的空
44、气式时间继电器结构示意图如图8-26所示。图8-26 通电延时的空气式时间继电器结构示意图工作原理：线圈通电时，衔铁向下吸合，连杆动作，控制微动开关1和微动开关2的触头动作。断电延时的空气式时间继电器结构示意图如图8-27所示。当线圈断电时，衔铁由于弹簧的作用回到原位，控制连杆动作，从而控制微动开关2内部的常闭触头延时断开。图8-27 断点延时的空气式时间继电器结构示意图4)单片机控制时间继电器DHC6多制式单片机控制时间继电器是为适应工业自动化控制水平越来越高的要求而生产的。多种制式时间继电器可使用户根据需要选择最合适的制式，使用简便方法达到以往需要较复杂接线才能达到的控制功能，这样既节省了
45、中间控制环节，又大大提高了电气控制的可靠性。DHC6多种制式时间继电器采用单片机控制，LCD显示，具有9种工作制式，正计时、倒计时任意设定，8种延时时段，延时范围从0.01 s999.9 h任意设定，键盘设定，设定完成之后可以锁定按键，防止误操作。可按要求任意选择控制模式，使控制线路更简单可靠。J5S17系列时间继电器由大规模集成电路、稳压电源、拨动开关、4位LED数码显示器、执行继电器及塑料外壳几部分组成，采用32 kHz石英晶体振荡器。安装方式有面板式和装置式两种。装置式插座可用M4螺钉固定在安装板上，也可以安装在标准35 mm安装卡轨上。J5S20系列时间继电器是4位数字显示小型时间继电
46、器，它采用晶体振荡作为时基基准，采用大规模集成电路技术，不但可以实现长达9999 h的长延时，还可保证其延时精度。配用不同的安装插座及附件可应用在面板安装、标准35 mm安装卡轨及螺钉安装的场合。5)时间继电器的选用选用时间继电器时应注意：其线圈(或电源)的电流种类和电压等级应与控制电路相同；按控制要求选择延时方式和触点方式；校核触点数量和容量，若不够时，可用中间继电器进行扩展。3其他非电磁类继电器1)热继电器(1)热继电器的结构与工作原理。热继电器主要由热元件、双金属片和触点组成，热继电器的外形和结构如图8-28所示，热继电器的原理示意图如图8-29所示。热元件由发热电阻丝做成，双金属片由两
47、种热膨胀系数不同的金属碾压而成，当双金属片受热时，会出现弯曲变形。图8-28 热继电器的外形图图8-29 热继电器原理图(2)热继电器的型号及选用。我国目前生产的热继电器主要有JR0、JR1、JR2、JR9、R10、JR15、JR16等系列，JR1、JR2系列热继电器采用间接受热方式，其主要缺点是双金属片靠发热元件间接加热，热耦合较差；双金属片的弯曲程度受环境温度影响较大，不能正确反映负载的过流情况。JR15、JR16等系列热继电器采用复合加热方式并采用了温度补偿元件，因此较能正确反映负载的工作情况。JR1、JR2、JR0和JR15系列的热继电器均为两相结构，是双热元件的热继电器，可以用做三相
48、异步电动机的均衡过载保护和Y形连接定子绕组的三相异步电动机的断相保护，但不能用做定子绕组为(形)连接的三相异步电动机的断相保护。JR16和JR20系列热继电器均有带有断相保护的热继电器，具有差动式断相保护机构。对于三相感应电动机，定子绕组为(形)连接的电动机必须采用带断相保护的热继电器。热继电器的图形及文字符号如图8-30所示。图8-30 热继电器的图形符号 2)速度继电器速度继电器又称为反接制动继电器，它主要用于笼式异步电动机的反接制动控制。速度继电器与交流电动机相类似，主要由定子、转子和触点3部分组成。定子的结构与笼式异步电动机相似，是一个笼式空心圆环，由硅钢片冲压而成，并装有笼式绕组。转
49、子是一个圆柱形永久磁铁。速度继电器结构原理示意图如图8-31所示。图8-31 速度继电器的结构原理示意图 当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，通过定子柄拨动触点，使常闭触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，触点也复原。速度继电器根据电动机的额定转速进行选择。其图形及文字符号如图8-32所示。图8-32 速度继电器的图形文字符号 常用的感应式速度继电器有JY1和JFZ0系列，JY1系列能在3000 r/min的转速下可靠工作，JFZ0型触头
50、动作速度不受定子柄偏转快慢的影响，触头改用微动开关。JFZ0系列JFZ0-1型适用于(3001000)r/min，JFZ0-2型适用于(10003000)r/min。速度继电器有两对常开、常闭触头，分别对应于被控电动机的正、反转运行。一般情况下，速度继电器的触头在转速达120 r/min时能动作，90 r/min左右时能恢复正常位置。3)干簧继电器触点密封在充有氮气等惰性气体的玻璃管中，因而能有效地防止尘埃的污染，减少触点的腐蚀，提高工作的可靠性。其结构原理如图8-33所示。当线圈通电后，管中两干簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引，因而接通被控电路。图8-33 干簧继电器结构原理图干
