0 绪论
现代机械一般由工作机构、传动机构、原动机及控制系统等几部分组成。当原动机为电动机时，为满足加工艺要标，常把能使电动机完成起动、制动、反向、调速、快速定位等电气控制和电气操作的部分称为电气自动控制或称电气自动控制装置。
最初，采用手动电器来控制执行电器。适用于一些容量小、操作单一的场合。
继电——接触器控制系统：主要是由一些继电器、接触器、按钮、行程开关等组成。结构简单，价格低廉，维护方便。可以实现生产过程自动化、集中控制和远距离控制。
PLC：出现20世纪七十年代，具有运算功能和功率输出能力。是由CPU、大规模集成电路、电子开关、功率输出器件等组成的专用微型电子计算机，用于取代继电——接触器控制。可以实现开关量（数字量）的控制，也能实现连续量（模拟量）的控制。其设计思想源于继电——接触器控制。
1 常用低压电器
凡是对电能的生产、输送、分配及使用起控制、调节、检测、转换和保护作用的电工器械均可称为电器。
电器能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、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。
电器的控制作用就是手动或自动地接通、断开电路。“通”称为“开”，“断”也称为关。因此，“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能，
1.1 电器的分类
1、按工作电压等级分
1）．高压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器。
2）．低压电器用于交流50Hz(或60Hz)额定电压为1200V以下、直流额定电压为1500V及以下电路的电器
2、按动作原理分
1）．手动电器人手操作发出动作指令的电器，例如刀开关、按钮等。
2）．自动电器产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器，例如接触器、继电器、电磁阀等。
3、按用途分
1）．控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。
2）．配电电器用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器。
3）．主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、转换开关等。
4）．保护电器用于保护电路及用电设备的电器，例如熔断器、热继电器等。
5）．执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器，例如电磁铁、电磁离合器等。
1.2电磁式电器的结构及工作原理
电磁式电器主要由感测部分（电磁机构）、执行部分（触头系统）组成。
1、电磁机构
电磁机构是电磁式电器的感测部分，它的主要作用是将电能转化为机械能，带动触头动作，从而完成电路的接通或分断。
电磁机构由铁心、衔铁和吸引线圈等几部分组成。
电磁机构的工作原理：当线圈中有电流通过时，将产生足够的磁动势使铁心获得足以克服弹簧的反作用力的电磁力，使得衔铁与铁心闭合，带动触头动作。
2、触头系统
触头是用来接通或断开电路的。因此就有闭合状态、分断过程、接通过程三种工作状态。
触头系统有两种结构：桥式、指式。
触头按其控制的电路可分为主触头、辅助触头。主触头用于接通主电路，允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。
触头按其原始状态可分为：常开触头、常闭触头。
触头动作指：常开闭合；常闭断开。
触头复位指：回复到原始状态。
3、灭弧系统
动静触头在分断过程中，由于瞬间的电荷密度极高，导致动、静触头间形成大量炽热的电荷流，即电弧。
直流电弧依靠拉长电弧和冷却电弧来灭弧；交流电由于有自然过零，比直流电弧容易熄灭。
低压控制电器常用的灭弧方法有：
（1）.电动力灭弧
（2）.磁吹灭弧
（3）.金属栅片灭弧
1.3接触器
1.3.1 接触器
接触器是一种用于频繁地
接通或断开交直流主电路、大容
量控制电路等大电流电路的自
动切换电器。
接触器在结构上由电磁系
统、触头系统、灭弧装置组成。
接触器按其主触点控制的
电路中电流种类分类，有直流接
触器和交流接触器。对于重要场
合使用的交流接触器，为了工作
可靠，其线圈可采用直流励磁方
式。
交直流接触器的触头按其所控制的电路可分为：
图1-1万能式低压断路器结构图主触头：可用于主电路和控制电路。
辅助触头：用于控制电路。
主触头和辅助触头一般情况下采用双断点的桥式触头，由于双断点的桥式触头具有电动力吹弧的作用，所以10A 以下交流接触器一般无灭弧装置，而10A 以上的交流接触器则采用栅片灭弧罩灭弧。
一般情况下，交流接触器工作时，当施加于线圈上的交流电压大于线圈额定电压值的85%时，接触器能够可靠地吸合。
触头动作时，常闭先断开，常开后闭合，主触头和辅助触头是同时动作的。
接触器有一定的失压保护功能：当线圈中电压值降到某一数值时，铁心中的磁通下降，吸力减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁就在复位弹簧的反力作用下复位，各触点复位。
接触器的图形、文字符号见图1-1：
图1-2
接触器图形及文字符号
交直流借出去主触点用于主电路或大电流的控制电路。辅助触点用于控制电路。
接触器选用原则 （1）．额定电压 接触器的额定电压是指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。 （2）．额定电流 接触器的额定电流是指主触头的额定电流，应等于或稍大于负载的额定电流(按接触器设计时规定的使用类别来确定)。
（3）．电磁线圈的额定电压 电磁线圈的额定电压等于控制回路的电源电压。
使用时，一般交流负载用交流接触器，直流负载用直流接触器，但对于频繁动作的交流负载，可选用带直流电磁线圈的交流接触器。
接触器的主要技术指标
额定电压
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V 额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 吸引线圈额定电压
交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V
KM
常开主触点
KM
常开主触点
KM
辅助常开触点 KM
辅助常闭触点 KM
线圈 我就是交流接触器哦。 我就是继电器哦。 我就是直流接触器
哦。
图1-3 交直流接触器实物图
图1-4 继电器实物图
1.3.2继电器
继电器是一种根据某种输入信号的变化，使其自身的执行机构动作的自动控制电器。它具有输入电路(又称感应元件)和输出电路(又称执行元件)，当感应元件中的输入量(如电压、电流、温度、压力等)变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制电路。实物图见图1-4。
分类方法有：
按用途分：有控制继电器和保护继电器； 按动作原理分：有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电器。
按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器等。原理图见
1-6
图1-5 继电特性曲线
继电器的主要特性是输入—输出特性，即继
电特性。继电特性曲线如图1-5所示。当继电器输
人量，由零增至x2以前，输出量y 为零。当输入量
x 增加到x2时，继电器吸合，输出量为y1，若x2再增大，y1值保持不变。当x 减小到x1，时，继电器释放，输出量由y1降至零。x 再减小，y 值均为零。图中，x2称为继电器吸合值，欲使继电器吸合，输入量必须大于或等于此值；x1称为继电器释放值，欲使继电器释放，输人量必须小于或等于此值。
k ＝xl ／x2称为继电器的返回系数，它是继电器的重要参数之一。
继电器的另一个重要参数是吸合时间和释放时间。吸合时间是指从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间；释放时间是指从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。一般继电器的吸合时间与释放时间为0.05～０.15s ，快速继电器为０.０05～０.05s ，它的大小影响着继电器的操作频率。
无论继电器的输入量是电量或非电量，继电器工作的最终日的总是控制触头的分断或闭合，而触头又是控制电路通断的，就这一点来说接触器与继电器是相同的。但是它们又有区别，主要表现在以下两个方面。
(1).所控制的线路不同 继电器用于控制小电流电路及控制电路；接触器用于控制电动机等大功率、大电流电路及主电路。
(2).输入信号不同 继电器的输入信号可以是各种物理量，如电压、电流、时间、压力、速度等，而接触器的输入量只有电压。
１、电流继电器
电流继电器反映的是电流信号。在使用时电流继电器的线圈和负载串联，其线圈匝数少而线径粗。这样，线圈上的压降很小，不会影响负载电路的电流。
常用的电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两种。
欠电流继电器：电路正常工作时，欠电流继电器吸合动作，当电路电流减小到某一整定值以下时，欠电流继电器释放，对电路起欠电流保护作用。
电流继电器的图形、文字符号见图1-7：
1.底座
2.反力弹簧3、4.调节螺钉 5.非磁性垫片6.衔铁7.铁芯8.极靴9.电磁线圈10.触点系统
电磁式继电器结构图图1-6 继电器原理图
KI
KI
KI
过电流继电器：电路正常工作时，过电流继电器不动作，当电路中电流超过某一整定值时，过电流继电器吸合动作，对电路起过流保护作用。
当电路发生过载或短路故障时，过电流继电器吸合，吸合后立即使所控制的接触器或电路分断，然后自己也释放。因此过电流继电器具有短时工作的特点。
电流继电器的线圈的图形、文字符号也可以明确表达出是过电流继电器、还是欠电流继电器。见图1-8。
图1-8 过、欠电流继电器线圈符号
２、电压继电器
电压继电器反映的是电压信号。使用时，电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匝数多而线径细。
常用的有欠(零)电压继电器和过电压继电器两种。 与电流继电器相似：
欠电压继电器：电路正常工作时，欠电压继电器吸合，当电路电压减小到 某一整定值以下时，欠电压继电器释放，对电路实现欠电压保护。
过电压继电器：电路正常工作时，过电压继电器不动作，当电路电压超过某一整定值时，过电压继电器吸合，对电路实现过电压保护。
零电压继电器：本质上来说属于欠电压继电器，只是其整定值较欠电压继电器的值小得多。当电路电压降低到5％～25％U N 时释放，对电路实现零电压保护。
电压继电器的图形、文字符号为图1-9：
KV
KV
KV
线圈 常开触点 常闭触点
图1-9 电压继电器的图形、文字符号
电压继电器的线圈的图形、文字符号也可以明确表达出是过电压继电器、还是欠电压继电器。图形及文字符号见图1-10
U>U 过电压继电器线圈 电压继电器线圈 零电压继电器线圈 >表示过电压 < 表示欠电压 a b c 线圈 常开触点 常闭触点 I>I< 过电流继电器线圈 欠电流继电器线圈 图1-7电流继电器图形及文字符号 图1-10 过、欠电压继电器的图形、文字符号 1.3.3 中间继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器，中间继电器外形如图所示。它的特点是触点数目较多，电流容量可增大，起到中间放大(触头数目和电流容量)的作用。 中间继电器的图形、文字符号见图1-11，实物图见图1-12。 KA KA KA 线圈 常开触点 常闭触点 图1-11 中间继电器的图形、文字符号 1.3.4 时间继电器 在自动控制系统中，需要有瞬时动作的继电器，也需要延时动作的继电器。时间继电器就是利用某种原理实现触头延时动作的自动电器。 时间继电器是一种从得到输入信号 (线圈的通电或断电)开始，经过一定的延时后才输出信号(触头的闭合或断开)的继电器。 时间继电器是一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器。 时间继电器的延时方式有两种： 通电延时 ：线圈通电后延迟一定的时间，触点动作；断电后，触点瞬时复位。 断电延时：线圈通电后，触点瞬时动作；断电后，延迟一定的时间，触点才复位。 时间继电器有空气式、电子式、电动机式等几种形式。 (1).空气式时间继电器 利用空气阻尼作用而达到延时的目的。 特点：结构简单，价格低廉，延时范围0.4～180s ，但是延时误差较大，难以精确地整定延时时间 (2).电子式时间继电器 电子式时间继电器是利用ＲＣ电路中电容电压不能跃变，只能按指数规律逐渐变化的原理——电阻尼特性获得延时的。 特点：延时范围广（最长可达3600s ），精度高（一般为５％左右），体积小，耐冲击震动、调节方便。 (3).电动机式时间继电器 利用微型同步电动机带动减速齿轮系获得延时的。 特点：延时范围宽，可达７２小时，延时准确度可１％，同时延时值不受电压波动和环境温度变化的影响。 电动机式时间继电器的延时范围与精度是其它时间继电器无法比拟的，缺点是结构复杂、体积大、寿命低、价格贵，准确度受电源频率影响。 时间继电器文字符号为KT ，时间继电器线圈、触点的图形见图1-13： 我就是中间继电器 图1-7电流继电器图形及文字图1-12中间继电器实物图 (a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通 电延时断开动断（常闭）触点 （f ）断电延时断开动合（常开）触点 （g ）断电延时闭合动断（常闭）触点（h ）瞬动触点 时间继电器的各种延时动作的触点符号的记忆方法： 注意：左括弧表示通电延时，右括弧表示断电延时。配合通电延时和断电延时的定度来记忆。 时间继电器中也有一些无延时功能的触点，其在时间继电器线圈得电时立即动作，时间继电器线圈断电时立即复位。 符号与普通的常开、常闭符号完全一样，只是用KT 来表示属于时间继电器的，见图1-10。 时间继电器瞬时动作常开触点 时间继电器瞬时动作常闭触点 1.3.5热继电器 热继电器在电路中起过载保护。 三相异步电动机在实际运行中，经常会遇到过载情况： （1）.短时过载是许可的，只要电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。 （2）.但过载时间太长，温升超进了许可值，将会使电动机损坏，这种过载是不允许的。此时需要使用热继电器对电动机进行过载保护。 热继电器就是利用电流的热效应原理，在出现电动机不能了承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。 热继电器可以根据过载电流的大小自动调整动作时间，具有反时限保护特性，即过载电流大，动作时间短；过载电流小，动作时间长。当电动机的工作电流为额定电流时，热继电器应长期不动作。 我就是热继电器哦。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 图1-13 时间继电器线圈、触点图形 热继电器主要由热元件、双金属片、触头三部分组成，见图1-11。双金属片是热继电器的感测元件，由两种线膨胀系数不同的金属片用机械碾压而成。热元件一般为电阻丝绕在双金属片外面，串接在电动机的定子绕组中。在加热以前，两金属片长度基本一致。当串在电动机定子电路中的热元件有电流通过时，热元件产生的热量使两金属片伸长。由于线膨胀系数不同，且因它们紧密结合在一起，双金属片就会发生弯曲。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但还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，推动导板使热继电的触头电动机控制电路以起保护作用。 图1-11热继电器原理图 热继电器动作后，经过一段时间的冷却即能自动或手动复位。热继电器动作电流的调节可以借助旋转凸轮于不同位置来实现。 在三相异步电动机电路中，一般采用两相结构的热继电器，即在两相主电路中串接热元件。 如果发生三相电源严重不平衡、电动机绕组内部短路或绝缘不良等故障，使电动机某一相的线电流比其它两相要高，而这一相没有串接热元件的话，热继电器也不能起保护作用，这时需采用三相结构的热继电器。 对于三相感应电动机，定子绕组为△联结的电动机必须采用带断相保护的热继电器。因为将热继电器的热元件串接在△联结的电动机的电源进线中，并且按电动机的额定电流来选择热继电器，当故障线电流达到额定电流时，在电动机绕组内部，电流较大的那一相绕组的故障相电流将超过额定相电流。但由于热元件串接在电源进线中，所以热继电器不会动作，但对电动机来说就有过热危险了。 对△联结的电动机进行断相保护，必须将三个热元件分别串接在电动机的每相绕组中。 a ） 外形 b ） 结构图 1 - 电流整定装置 2 - 主电路接线柱 3 - 复位按钮 4 - 常闭触头 5 - 动作机构 6 - 热元件 31 - 常闭触头接线柱 32 - 公共动触头接线柱 33 - 常开触头接线柱 热继电器的图形、文字符号见图1-12： FR FR FR 线圈 常闭触头 常开触头 图1-12热继电器的图形、文字符号 热继电器的选择原则： 主要根据电动机的额定电流来确定其型号及热元件的额定电流等级。其整定电流通常等于或稍大于电动机的额定电流。 注意：由于热惯性的原因，热继电器不能作短路保护。因为发生短路事故时，要求电路立即断开，而热继电器于热惯性却不能立即动作。 在电动机起动或短时过载时，热继电器不会动作，从而保证了电动机的正常工作。 1.3.6速度继电器 速度继电器主要用在三相异步电动机的反接制动、能耗制动控制电路中，用来在异步电动机反 接制动转速过零时，自动切断反相序电源。 1 - 1.接线端子 2 - 主双金属片 3 - 热元件 4 - 推动导板 5 - 补偿双金属片 6 - 常闭触头 7 - 常开触头 8 - 复位调节螺钉 9 - 动触头 110 - 复位按钮 11 - 偏心轮 12 - 支撑件 13 - 弹簧 速度继电器组成：定子、转子和触头三部分，见图1-13。速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。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，通过定子柄拨动触头，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，触头也复原。 参数：动作转速：>120rpm 复位转速： <100rpm 图1-13速度继电器结构原理图 速度继电器有两组触头(各有一对常开触头和一对常闭触头)，可分别控制电动机正、反转的反接制动。 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1-13所示。 KS KS n n KS 转子 常开触头 常闭触头 图1-13速度继电器图形及文字符号 1.4、熔断器 熔断器在电路中主要起短路保护作用。 熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管(绝缘座)组成。使用时，熔体串接于被保护的电路中，当电路正常工作时，熔体允许通过其额定电流而不熔断；当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。 熔断器：瓷插式、螺旋式、有填料封闭管式、无填料密闭管式 、 快速熔断器、 自复式。 在电气控制中，常用螺旋式熔断器，它有明显的分断指示和不用任何工具就可以取下或更换熔体的优点。 熔断器的选择应根据使用情况和条件确定其类型、额定电压、额定电流、熔体额定电流。熔断器的额定电流应小于它所安装的熔体的额定电流。 熔体额定电流的选择： ①对于电炉、照明等电阻性负载的短路保护，熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流。 ②在配电系统中，通常有多级熔断器保护，发生短路故障时，远离电源端的前级熔断器应先熔断。所以一般后一级熔体的额定电流比前一级熔体的额定电流至少大一个等级，以防止熔断器越级 我就是熔断器 哦。 熔断而扩大停电范围。 ③保护单台电动机时，考虑到电动机受起动电流的冲击，熔断器的额定电流应按下式计算： I RN ≥(1．5～2．5)I N 式中，I RN 为熔体的额定电流；I N 为电动机的额定电流，轻载起动或起动时间短时，系数可取近1.5，带重载起动或起动时间较长时，系数可取2，5。 ④保护多台电动机，熔断器的额定电流可按下式计算： I RN ≥(1．5～2．5) I Nmax +ΣI N 式中I Nmax 一为容量最大的一台电动机的额定电流；ΣI N 为其余电动机额定电流之和。 熔断器的图形、文字符号为图1-14。 FU 图1-14熔断器图形及文字符号 1.5、低压隔离器 低压隔离器主要是在电源切除后，将线路与电源明显隔离开来。 1.5.1刀开关 刀开关由操作手柄、触刀、静插座、绝缘底板等组成。 刀开关安装时，手柄要向上，不得倒装或平装。倒装时，手柄有可能因自动下滑而引起误合闸，造成人身事故。接线时，应将电源线接在上端，负载接在熔丝下端。这样，拉闸后刀开关与电源隔离，便于更换熔丝。 选用刀开关时，刀的极数要与电源进线相数相等；刀开关的额定电压应大于所控制的线路额定电压；刀开关的额定电流应大于负载的额定电流 刀开关的图形、文字符号为图1-15： 图1-15刀开关图形及文字符号 QS 1.5.2组合开关 组合开关也是一种刀开关，不过它的刀片是转动式的。 QS 组合开关在机床电气设备中用作电源引入开关，也可用来直接控制小容量三相异步电动机非频繁正、反转。 组合开关由动触头、静触头、方形转轴、手柄、定位机构和外壳组成，见图1-16。它的动触头分别叠装于数层绝缘座内。当转动手柄时，每层的动触片随方形转轴一起转动，并使静触头插入相应的动触片中，接通电路。 图1-16 组合开关的结构 组合开关的图形、文字符号为图1-17。 图1-17组合开关图形及文字符号 1.6低压断路器 低压断路器又称为自动空气开关。 低压断路器多用于不频繁地转换及起 动电动机，对线路、电器设备及电动机实行保护，当它们发生严重过载、短路及欠电压等故障时能自动切断电路，因此，低压断路器是低压配电网中一种重要的保护电器。 低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电 压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。 1、结构和工作原理 低压断路器由操作机构、触头、保护装置(各种脱 扣器)、灭弧系统等组成。低压断路器工作原理图如图1-18所示。 1．主触头2．自由脱扣器 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 图1-18 低压断路器工作原理 1 23 4 5 67 1-主触头2-自由脱扣器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 （a ）外形 （b ） 符号 （c) 结 构 手动合闸后，动、静触点闭合，脱扣联杆9被锁扣7的锁钩钩住，它又将合闸联杆5钩住，将 触点保持在闭合状态。 发热元件14与主电路串联，有电流流过时产生热量使热脱扣器6的下端向左弯曲，发生过载时， 热脱扣器6弯曲到将脱扣锁钩推离开脱扣联杆9，从而松开合闸联杆5，动、静触点10、11受脱扣 弹簧3的作用而迅速分开。 电磁脱扣器8有一个匝数很少的线圈与主电路串联。当发生短路时部的吸力大于弹簧的反力， 脱扣锁钩向左转动，最后也使触点断开。 如果要求手动脱扣时．按下手动脱扣按钮2就可使触点断开。 脱扣器可以对脱扣电流进行整定，只要改变热脱扣器所需要的弯曲程度和电磁脱扣器铁心机构 的气隙大小就可以了。热脱扣器和电磁脱扣器互相配合，热脱扣器担负主电路的过载保护，电磁脱 扣器担负短路故障保护。当低压断路器由于过载而断开后，应等待2—3min才 能重新合闸，以使热脱扣器回复原位。 2、低压断路器的类型 （1）．万能式断路器 （2）．塑料外壳式断路器 （3）．快速断路器 （4）．限流断路器 使用低压断路器来实现短路保护比熔断器优越，因为当三相电路短路时，很可能只有一相的熔 断器熔断，造成单相运行。对于低压断路器来说，只要造成短路都会使开关跳闸，将三相同时切断。 3、低压断路器的选用 ①断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。 ②断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。 ③欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。 ④过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。 低压断路器的图形、文字符号见图1-19。 1.7主令电器 主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器，它可以直接作用于控制电路，也可 以通过电磁式电器的转换对电路实现控制，其主要类型有按钮、行程开关、万能转换开关、主令控 制器、脚踏开关等。 图1-19低压断路器图形及文字符号 1.7.1按钮 按钮是最常用的主令电器，在低压控制电路中用于手动发出控制信号。其典型结构如图1-20所示，它由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。 1、2——常闭触头；3、4——常开触头；5——桥式触头； 6——复位弹簧；7——按钮帽； 图1-20按钮结构图 技用途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。 启动按钮带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合，手指松开，常开触头复位。启动按钮的按钮帽采用绿色。 停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮，常闭触头断开；手指松开，常闭触头复位。停止按钮的按钮帽采用红色。 复合按钮带有常开触头和常闭触头，手指按下拨钮帽，先断开常闭触头再闭合常开触头；手指 松开，常开触头先复位，然后常闭触头复位。 起动与停止交替动作的按钮必须是黑白、白色、或灰色，不得使用红色和绿色。 点动按钮必须是黑色。 复位按钮必须是蓝色。当复位按钮还有停止作用时，则必须是红色。 按钮开关的图形文字符号为图1-21。 常开按钮常闭按钮复合按钮 图1-21按钮图形及文字符号图 1.7.2 行程开关 行程开关又称限位开关。主要用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。行程开关也称位置开关。 行程开关按结构分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。 接触式行程开关靠移动物体碰撞行程开关的操动头而使行程开关的常开触头接通和常闭触头分断，从而实现对电路的控制作用。 行程开关主要根据机械位置对开关的要求及触点数目的要求来选择型号。 行程开关的图形符号及文字符号如图1-22所示： 图1-22按钮图形及文字符号图 1.7.3接近开关 接近开关是无触点开关，按工作原理来区分，有高频振荡 型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等多种。 其中以高频振荡型最为常用。高频振荡型接近开关的电路 由振荡器、晶体管放大器和输出电路三部分组成。其基本工作原理是：当装在运动部件上的金属物体接近高频振荡器的线圈L(称为感辨头)时，由于该物体内部产生涡流损耗，使振荡回路等效电阻增大，能量损耗增加，使振荡减弱直至终止，开关输出控制信号。通常把接近开关刚好动作时感应头与检测体之间的距离称为动作距离。 接近开关因具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高、动作迅速等优点，故应用越来越广泛。 接近开关的图形符号及文字符号如图1-23所示。 常开触头常闭触头 图1-23接近开关图形及文字符号图 1.7.4 凸轮控制器 凸轮控制器用于起重设备和其他电力拖动装置，以控制电动机的启动、正反转、调速和制动。其结构主要由手柄、定位机构、转抽、凸轮和触头组成，见图1-24。 转动手柄时，转轴带动凸轮一起转动，转到某一位置时，凸轮顶动筏子，克服弹簧压力使动触头顺时针方向转动，脱离静触头而分断电路。在转抽上叠装不同形状的凸轮，可以使若干个触头组按规定的顺序接通或分断。 1——静触头；2——动触头；3——触头弹簧；4——弹簧 5——滚子； 6——方轴； 7——凸轮 图1-24凸轮控制器原理图 由于凸轮控制器触点的分合状态与操作于柄的位置有关，因此，在电路图中除画出触点图形符号之外，还应有操作手柄与触点分合状态的表示方法。其表示方法有两种： 一种是在电路图中画虚线和画“．”的方法：即用虚线表示操作手柄的位置；用有无“．”表示触点的闭合和打开状态。比如，在触点图形符号下方的虚线位置上画“．”，则表示当操作手柄处于该位置时，该触点是处于闭合状态；若在虚线位置上末画“．”，则表示该触点是处于打开状态。 另—种方法是，在电路图中既不圆虚线也不画“．”，而是在触点图形符号上标出触点编号，再用接通表表示操作手柄于不同位置时的触点分合状态。在接通表中用有无“×”来表示操作手柄不同位置时触点的闭合和断开状态。 控凸轮控制器的图形、文字符号见图1-25： 图1-25凸轮控制器图形与文字符号 1.7.5主令控制器 当电动机容量较大时，工作繁重，操作频繁，当调整性能要求较高时，往往采用主令控制器操作。由主令控制器的触头来控制接触器，再由接触器来控制电动机。这样，触头的容量可大大减小，操作更为简便。 主令控制器是按照预定程序转换控制电路的主令电器，其结构和凸轮控制器相似，只是触头的额定电流较小。 主令控制器通常是与控制屏相配合来实现控制的，因此要根据控制屏的型号来选择主令控制器。 主令控制器的图形符号和文字符号与凸轮控制器类似。知识拓展。略 第一章常用低压电器 1. 从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构? 2. 三相交流电磁铁有无短路环，为什么? 2. 交流电磁线圈误接入对应直流电源，直流电磁线圈误接入对应交流电源，将发生什么问题，为什么？ 3. 交流、直流接触器是以什么来定义的? 4. 如何选用接触器? 5. 交流、直流电磁式继电器是以什么来定义的? 6. 电磁式继电器与电磁式接触器在结构上有何不同? 7. 何为电磁式继电器的吸力特性与反力特性?它们之间应如何配合? 8. 过电压继电器、过电流继电器的作用是什么? 9. 中间继电器与接触器有何不同? 10. 如何选用电磁式继电器? 11. 星形联结的三相异步电动机能否采用两相热继电器来做断相与过载保护，为什么? 12. 三角形联结的三相异步电动机为何必须采用三相带断相保护的热继电器来做断相与过载保护？ 13. 熔断器的额定电流、熔体的额定电流、熔体的极限分断电流三者有何区别? 14. 热继电器、熔断器的保护功能有何不同? 15. 能否用过电流继电器来做电动机的过载保护，为什么? 16. 如何选用电动机过载保护用的热继电器? 17. 低压断路器具有哪些脱扣装置?各有何保护功能? 18. 电动机主电路中接有断路器，是否可以不接熔断器，为什么? 19. 电弧是如何产生的?对电路有何影响?常用的灭弧方法有哪些? 20. 为什么刀开关在安装时手柄方向必须向上?使用时如何接线? 21. 电磁式继电器与电磁式接触器同是用来通断电路的，它们有何不同? 22. 电动机起动电流很大，起动时热继电器会不会动作?为什么? 23. 交流过电流继电器的电磁机构(铁心)有没有必要装短路环，为什么? 24. 熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别? 25. 既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器?装有热继电器是否就可以不装熔断器?为什么? 26. 自动开关的作用是什么?它可在线路发生什么故障时快速自动切断电源? 27. 说明自动开关工作原理、使用场合，与采用刀开关和熔断器的控制、保护方式相比，自动开关有何特点？ 28. 电气原理图中Q、FU、KM、KA、KT、SB分别代表什么电器元件? 《第一单元常用低压电器及其拆装与维修》测试题 姓名学号分数 一、填空题： 1、根据工作电压的高低，电器可以分为和。 2、工作在额定电压交流V及以下或直流V及以下的电器称为低压电器。 3、按用途和所控制对象的不同，低压电器可分为和。 4、按执行机构的不同，低压电器可分为和。 5、低压电器标准按内容性质分为、和三级。 6、负荷开关是由和组合而成，分为和两种。 7、开启式负荷开关用于控制电动机的直接启动和停止时，应选用额定电压V或 V，额定电流不小于电动机额定电流倍的三极开关。 8、低压断路器又叫，可简称断路器，它集和多种于一体， 在正常情况下可用于不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的运行。当电路中发生、 和等故障时，能自动切断故障电路，保护线路和电气设备。 9、开启式负荷开关必须安装在控制屏或开关板上，且合闸状态手柄应朝， 不允 许或，以防发生误合闸事故。 10、封闭式负荷开关可用于手动不频繁地接通和断开带负载的电路以及作为线路末端 的，也可用于控制KW以下的交流电动不频繁的直接启动和停止。 11、封闭式负荷开关的操作机构句用以下两个特点：一是采用了方式，二是设置 了装置。 12、行程开关与按钮的区别在于：行程开关不是靠手指的按压而是利用 而使触头动作，从而将信号转变为信号，用以控制机械动作或用 作程序控制。 13、组合开关又叫，常用于交流50H Z、380V以下及直流220V以下的电气 控制线路中，供手动不频繁地接通和断开电路，换接和以及控制KW以下小容量异步电动机的启动、停止和正反转。 14、倒顺开关是专为控制小容量电动机的而设计生产的，开关的操作手柄有、 和三个位置。 14、 15、熔断器主要由、和三部分组成。 16、因为按钮的触头容量一般不超过A，因此一般情况下不用它直接控制 的通断，而是在电路中发出指令去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制的通断、功能转换或电气联锁。 17、接触器是一种的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通和断开交直流 及大容量的控制电路。它不仅能实现远距离自动操作和释放保护功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点。 18、交流接触器主要由、、及组成。 19、为了减少工作过程中交变磁场在铁心中产生的涡流及磁滞损耗，避免铁心过热，交流接触器的铁心和衔铁一般用形叠压铆成。 20、按通断能力不同，交流接触器的触头分为主触头和辅助触头。主触头用以通断电流较大的电路，一般由对接触面较大的触头组成。辅助触头用以通断较小的电路，一般由常开触头和常闭触头组成。常开触头和常闭触头是的。 21、反作用弹簧安装在和之间，缓冲弹簧安装在 和之间。触头压力弹簧安装在上面。 22、电弧是触头间气体在强电场作用下产生的现象。在交流接触器中常用的灭弧方法有、和。 第一章常用低压电器知识要点辅导 一、电器的概念 电器是一种能根据外界的信号和要求，实现电路或非电路对象的切换、控制、保护、变换和调节用的电气设备。它能手动或自动地接通、断开电路，断续或连续的改变电路参数。电器主要分为手动电器和自动电器两种。 一、手动电器 手动电器是指没有动力机构，依靠人力来进行操作，接通或断开工作电路的电器。电器控制系统中常用的手动电器有刀开关、组合开关、按钮等。 1．刀开关 刀开关又称刀闸，是手动电器中结构最简单的一种，常用的刀开关有开启式负荷开关、封闭式负荷开关、刀熔开关、隔离开关等。刀开关的图形符号和文字符号见图1-1如示 （1）开启式负荷开关 开启式负荷开关的结构见图1-2。开启式负荷 开关结构简单，价格低廉，常用作照明电路的电源开关，也可用来控制5.5KW以下异步电动机的起动和停止。但这种开关没有专门的灭弧装置，开关的触刀和静插座容易被电弧烧坏，引起接触不良等故障，因此不宜用于频繁接通和分断的电路。 （2）铁壳开关 铁壳开关的结构见图1-3。虽然铁壳开关设有联锁装置以防止操作人员触电，但是仍应当注意按照规定进行安装与使用：既不允许把开关随意放在地上，也不允许面对着开关进行操作，以免万一发生故障而开关又分断不了短路电流时，造成铁壳爆炸飞出伤人。另外，开关的外壳应可靠接地，以防意外漏电造成触电事故。同时还应严格禁止在开关上放置紧固件及其他金属零件，以免它们掉入开关内部造成相间短路事故。 （3）刀熔开关 HR 型刀熔开关的结构见图1-4。刀熔开关即 3 熔断器式刀开关，是一种组合电器，它兼具熔断 器和刀开关这两种电器的基本技术性能。由于是 利用熔断器的触刀作为刀开关的触刀，刀开关和 熔断器就有机地组合在一起了，因而可以减少材 料消耗、降低制造成本和缩小安装面积。 （4）隔离开关 隔离开关结构见图1-5所示。隔离开关在电 路中起隔离电源的作用，由静触点、动触点、操 作手柄、接线端和底座等几部分组成。其动、静 触点都是外露的，具有明显的断开点。这样，在 切断电源时能够确保电路无电，从而保证检修操 作人员的安全。隔离开关没有灭弧机构，不具备 切断或接通负荷电流的功能。因此，规程规定严 禁带负荷操作隔离开关。 操作规程对接通、分断电路时，隔离开关与负荷开关（能承载负荷电流的开关）的操作顺序做了严格的规定： 分闸：应先断开负荷开关，再断开隔离开关。 合闸：应先合上隔离开关，后合上负荷开关。 2．按钮 按钮是一种结构简单、应用广泛的低压手动电器。在低压控制系统中，手动发出控制信号，可远距离操纵各种电磁开关，如继电器、接触器等，转换各种信号电路和电气联锁电路。 按钮的外形、结构及图形与文字符号见图1-6所示。按钮主要根据使用场合所需要的触点数、触点形式及颜色来选用。 常用低压电器的主要种类和用途 低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。低压电器的作用有： （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与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。 （4）调节作用低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。 （5）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，如绝缘监测、保护掉牌指示等。 （6）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，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等． 当然，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，常用低压电器的主要种类和用途如表所示。 对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。 常用的低压电器的文字符号及作用： 刀开关（QS）：主要用作电源切除后，将线路与电源明显地隔离开，以保障检修人员的安全 组合开关（QS）：用于手动不频繁地接通、分断电路，换接电源或负载，也可以控制小容量异步电动机 自动空气开关（QF）：主要用于低压动力电路分配电能和不频繁通、断电路，并具有故障自动跳闸功能 控制按纽（SB）：在控制电路中用于短时间接通和断开小电流控制电路 行程开关（SQ）：利用机械运动部件的碰撞而动作，用来分断或接通控制电路。主要用于检测运动机械的位置，控制运动部件的运动方向、行程长短以及限位保护 接近开关（SP）：靠移动物体与接近开关的感应头接近时，使其输出一个电信号来控制电路的通断 接触器（KM）：可以频繁地接通和分断交、直流主电路，并可以实现远距离控制，主要用来控制电动机，也可以控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载 中间继电器（KA）：扩展触点的数量和信号的放大 电流继电器（KA）：根据输入电流大小变化控制输出触点动作 电压继电器（KV）：根据输入电压大小变化控制输出触点动作 时间继电器（KT）：按照预定时间接通或分断电路 热继电器（FR）：对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而烧毁。大部分热继电器除了具有过载保护功能以外，还具有断相保护、温度补偿、自动与手动复位等功能 速度继电器（KS）：多用于三相交流异步电动机反接制动控制，当电动机反接制动过程结束，转速过零时，自动切除反相序电源，以保证电动机可靠停车 熔断器（FU）：在低压电路配电电路中主要起短路保护作用 指示灯（HL）：用于电路状态的工作指示，也可用作工作状态、预警、故障及其他信号的指示 常用低压电器题 1. 热继电器一般用于保护。接触器除通断电路外，还具有保护作用。 2. 三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动时启动电流是直接启动电流的倍，此方法只能用于定子绕组采用接法的电动机。 3 .画出下列继电器的图形符号： A．断电延时打开常开触点； B．通电延时打开常闭触点；C．复合行程开关；D．速度继电器常开触点 4，电器按工作电压等级可分为和，其中工作于交流伏以下或直流伏以下的电路中称为。 5、接触器的结构主要由______、_______和____________及弹簧、外壳等组成。 6、按钮帽做成不同颜色用以区别各按钮作用，一般用_____色表示_____按钮， _____色表示 _____按钮。 7、速度继电器的触点状态决定于线圈是否得电。（） 8、中间继电器触点较多，主要用于转换控制信号。（） 9、一台额定电压为 220V 的交流接触器在交流 220V 和直流 220V的电源上均可使用。（） 10，热继电器是对电动机进行保护的电器； 熔断器是用于供电线路和电气设备的保护的电器。 11、接触器型号CZ 18-40，三段表示的意义分别为、 。接触器选用时，主触点的额定工作电流应或_ 负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路______。 12、时间继电器种类很多，按其动作原理分为电磁式，空气阻尼式，电动式，电子式，按延时方式分为和。空气阻尼式时间继电器是利用---------原理产生延时。 13、三相异步电动机降压起动方法有__________、__________、____________ 等。 14，现有保护控制电器A、熔断器 B、自动开关 C、热继电器 D、交流接触器 E、过电流继电器，以上电器能用于短路保护的有__ _____，能用于过载保护的有___ ______，能用于过电流保护的有___ ____，能用于零电压或欠电压保护的有___ ______。 热继电器和过电流继电器都可作异步电动机过载保护，如何区分？ 图示电路中，按正常操作后，电路会出现什么现象? 1. 热继电器一般用于电动机的长期过载保护保护。接触器除通断电路外，还具有欠压和失压保护作用。 2. 三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动时启动电流是直接启动电流的1/3倍，此方法只能用于定子绕组采用△接法的电动机。 3.画出下列继电器的图形符号： A．断电延时打开常开触点； B．通电延时打开常闭触点；C．复合行程开关；D．速度继电器常开触点 4，电器按工作电压等级可分为低压电器和高压电器，其中工作于交流1200 伏以下或直流1500 伏以下的电路中称为低压电 板书设计 第二章常用低压电器 第五节接触器 一、分类 二、用途 三、选用 四、万能转换开关 五、主令控制器 第六节继电器 一、热继电器 二、中间继电器 三、电流继电器 四、电压继电器 五、时间继电器 六、速度继电器 教学过程 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 引入课 接触器是一种通用性很强的开关式电器，是电力拖 动与自动控制系统中一种重要的低压电器。可以频繁 地接通和分断交直流主电路，它是有触点电磁式电器 的典型代表。具有欠电压释放保护及零压保护，控制 容量大，可运用于频繁操作和远距离控制，工作可靠， 寿命长，性能稳定，维护方便等优点。 继电器是根据电流、电压、温度、时间、速度等信 号的变化来自动接通和分断小电流电路的控制元件。 老师做课 前引入 5分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新授课 第二章常用低压电器 第五节接触器 一、分类：接触器按触点通过电流的种类不同，可 分为交流接触器、直流接触器。 二、原理及用途：接触器是一种自动的电磁式开关， 它通过电磁力作用下的吸合和反力弹簧作用下的释放， 使触点闭合和分断，实现电路的接通和断开；它具有手 动切换电器所没有的失电压和欠电压释放保护功能；接 触器主要用作电力拖动与控制系统中的执行电器，适宜 频繁起动及控制交流笼型异步电动机。 三、选用：接触器使用场合及控制对象不同，其工 作条件与工作繁重程度也不同。为尽可能经济、正确地 使用接触器，必须对控制对象的工作情况及接触器的性 能有较全面的了解，不能仅看产品的铭牌数据，因接触 器铭牌上所标定的电压、电流、控制功率等参数均为某 一使用条件下的额定值，选用时应根据具体使用条件正 确选择。 四、安装、使用 安装前应检查接触器的技术数据（如额定电压、电 流等）是否符合要求。测量接触器的线圈电阻及绝缘电 阻。测量衔铁释放状态下触点的通、断是否完好。 五、图形及文字符号 教师结合 实物讲解 教师指导 学生自学 P34常用 接触器技 术数据 表2—12 15分钟 5分钟 第一章常用低压电器 第一节常用低压电器基本知识 第二节熔断器 第三节热继电器 第四节电磁式接触器 第五节电磁式电压、电流继电器第六节时间继电器与速度继电器第七节低压断路器 第八节主令电器 是指工作在交流1200V 、直流1500V 及 以下的电路中，起通断、保护、控制、检测、变换和调节用的电器统称为低压电器。 第一节常用低压电器基本知识 低压电器：一、低压电器的分类 1、按用途分类： （2）低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。 （1）低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等； 2、按操作方式分类： （1）自动电器：通过电磁或气动机构动作来完成接通、分断、起动和停止等动作的电器。主要有接触器、继电器、断路器等。（2）手动电器：依靠人力来完成接通、分断、起动和停止等动作的电器。主要有刀开关、转换开关和主令电器等。 3、按工作原理分类： （1）电磁式电器：该电器的感测元件接受的是电流或电压等电量信号。 （2）非电量控制电器：该电器的感测元件接受的是热量、温度、转速、机械力等非电量信号。 4、按使用场合分类： 有一般工作用电器、特殊工矿用电器、航空用电器、船舶用电器、建筑用电器、农用电器等。 二、电磁式低压电器结构与工作原理 1、基本机构 （1）电磁机构 1）电磁机构的结构型式：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。 图1-1 电磁机构 a-直动式电磁机构b-拍合式电磁机构 衔铁2-铁心3-线圈 2）线圈：直流线圈与交流线圈 电压线圈与电流线圈 （2）触头系统 触头系统是电磁式低压电器的执行部分，起接通与分断电路的作用。要求触头导电、导热性能好。 1）电接触与接触电阻 2）触头的接触形式：有点接触、线接触和面接触三种 图1-2 触头的接触形式 a-点接触b-线接触c-面接触 常用低压电器题 1. 热继电器一般用于电动机的长期过载保护。接触器除通断电路外，还具有欠压和失压保护作用。 2. 三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动时启动电流是直接启动电流的 1/3 倍，此方法只能用于定子绕组采用△接法的电动机。 3 .画出下列继电器的图形符号： A．断电延时打开常开触点；B．通电延时打开常闭触点；C．复合行程开关； D．速度继电器常开触点 4，电器按工作电压等级可分为低压电器和高压电器，其中工作于交流 1200 伏以下或直流 1500伏以下的电路中称为低压电器。 5、接触器的结构主要由_电磁机构_、_触点系统_和_灭弧装置_及弹簧、外壳等组成。 6、按钮帽做成不同颜色用以区别各按钮作用，一般用_红_色表示_停止按钮，_ 绿_色表示 _启动按钮。 7、速度继电器的触点状态决定于线圈是否得电。（×） 8、中间继电器触点较多，主要用于转换控制信号。（√） 9、一台额定电压为 220V 的交流接触器在交流 220V 和直流 220V的电源上均可使用。（×） 10，热继电器是对电动机进行过载保护的电器； 熔断器是用于供电线路和电气设备的短路保护的电器。 11、接触器型号CZ 18-40，三段表示的意义分别为直流接触器CZ系列、设计 序号 额定电流。接触器选用时，主触点的额定工作电流应大于或_等于负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路_相等_。 12、时间继电器种类很多，按其动作原理分为电磁式，空气阻尼式，电动式，电子式，按延时方式分为通电延时型和断电延时型。空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理产生延时。 13、三相异步电动机降压起动方法有定子绕组串电阻、Y-△型连接、串自耦变压器等。 14，现有保护控制电器A、熔断器 B、自动开关 C、热继电器 D、交流接触器 E、过电流继电器，以上电器能用于短路保护的有A、B，能用于过载保护的有B、C，能用于过电流保护的有E，能用于零电压或欠电压保护的有B、D。 15热继电器和过电流继电器都可作异步电动机过载保护，如何区分？ 答：热继电器是长期过载保护。 图示电路中，按正常操作后，电路会出现什么现象? a)KM线圈不能得电。b)KM线圈得电又释放。C)按下起动按钮时，控制电路短路。 第1章常用低压电器 1.1 什么是电器？什么是低压电器？本章主要介绍了哪几种低压电器？ 答：电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。低压电器指工作在交流电压1200V及其以下或直流电压1500V及其以下的电路中的电器。本章主要介绍了熔断器；隔离器、刀开关；低压断路器；接触器；继电器；主令电器。 1.2 电器一般由哪两个基本部分组成？它们分别起什么作用？ 答：从结构上看，电器一般由感受部分和执行部分组成。感受部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大与判断做出有规律的反应，使执行部分动作；执行部分则按照感受部分对外界输入信号的反应进行相应的动作，从而接通或分断电路，实现控制的目的。 1.3 从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构？ 答：(1)吸引线圈：直流线圈仅线圈发热，细而长，无骨架，铁心与线圈接触；交流线圈铁心和线圈均发热，短而粗，有骨架，铁心与线圈隔离。 (2)铁心和衔铁：直流电磁铁，用软钢或工程纯铁制成；交流电磁铁，用硅钢片叠成，以减小铁损。 1.4 三相交流电磁铁有无短路环？为什么？ 答：无短路环。因为短路环是电流过零时产生感应电流维持铁心吸合，三相交流电磁铁一相电流过零时其余两相不为零，铁心还是吸合的，因此不再需要短路环。 1.5 何为电磁机构的吸力特性和反力特性？二者应怎样配合？ 答：吸力特性是指电磁吸力F与工作气隙 之间的关系；反力特性是指电磁机构中与电磁吸力方向相反的反力(释放弹簧、触点弹簧以及运动部件的重力与摩擦力等对衔铁的作用力) 第一章常用低压电器 什么是低压电器 所谓低压电器，就是指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。低压电器作为基本器件，广泛应用于输配电系统和电力拖动系统。 本章主要介绍低压开关、熔断器、主令电器、接触器、继电器等在电力拖动和自动控制系统中常用的低压电器。 第一节低压开关 低压开关有什么作用 低压开关主要用来隔离、转换及接通和分断用，多数用作机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关，有时也可直接用于控制小容量电动机的启动、停止和正反转。 一、自动空气开关 自动空气开关又称自动空气断路器，是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。 自动空气开关的主要作用是：能接通和分断电路；能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护；同时也能用于不频繁地启动电动机。 自动空气开关的优点是：操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼顾多种保护、动作后不需要更换元件等。 1.分类 自动空气开关按结构型式可分为塑壳式、框架式、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式等六类。 电力拖动与自动控制线路中常用塑壳式断路器，如图1-1-1为常用的几种塑壳式断路器。我们以DZ系列为例讲解，其分类方法如下：（1）按极数：单极、两极和三极。 （2）按保护形式：电磁脱扣器式、热脱扣器式、复合脱扣器式（常用）和无脱扣器式。 图1-1-1 常用的塑壳断路器 2. DZ5-20型自动空气开关的型号及结构 （1）型号及其含义 （2）结构与原理 采用立体布置，操作机构在中间。外壳顶部突出红色按键为分断；绿色按键为合闸。自动空气开关主要三部分组成：触头和灭弧系统、各种脱扣器、操作机构和自由脱扣器。如图1-1-2为DZ5-20型低压断路器的结构和电路符号。 第一章常用低压电器 思考题与习题 1-1熔断器有哪些主要参数？熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不是一回事？ 熔断器的主要参数有 （1）额定电压熔断器长期工作时和分断后能够耐受的电压，其量值一般等于或大于电气 设备的额定电压。 （2）额定电流熔断器能长期通过的电流，它决定于熔断器各部分长期工作时的容许温升。 （3）极限分断能力熔断器在故障条件下能可靠的分断最大短路电流，它是熔断器的主要 技术指标之一。 （4 ）弧前电流—时间特性。 （5）I2t 特性当分断电流甚大时，以弧前电流—时间特性表征熔断器的性能已足够了，因 为此时燃弧时间在整个熔断时间并不能忽略。又由于这时电流在20ms 甚至更短的时间内 就分断，若以正弦波有效值来表示它，则在分析其热效应方面也不够恰当，因此，要通过积 分（∫t0 idt）来表示热效应，这就是I2t 特性。通常，熔断器的保护性能在熔断时间小于 0.1s 时是以I2t 特性表征的;在熔断时间大于0.1s 时,则用弧前电流—时间特性表征的。 （6）断开过电压熔断器分断电路时因线路有电感所出现的、超过线路额定电压数倍的自 感电势，它既会影响熄弧过程，也可能损坏线路和电气设备的绝缘。对于具有限流作用的熔 断器，断开过电压相当高，对此尤应注意。 熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不是一回事？ 不是。熔断器的额定电流实质上就是熔断体的额定电流，如前所述，它是由熔断器各部分长 期工作时的容许温升决定的。熔体的额定电流则决定于其最小熔化电流，并且可根据需要分 成更细的等级。通常，一个额定电流等级的熔断体可以配用若干个额定电流等级的溶体，但 熔体的额定电流不得超过与之配合的熔断体的额定电流。 1-2电动机主电路中装有熔断器作为短路保护，能否同时起到过载保护作用？可以不装热继电器？为什么？ 1、熔断器不可能起到过载保护作用。 假如电动机正常工作的电流是10A，如果真有熔断器能在10A的情况下稳定工作，11A的情况下就被熔断。那么因为电动机的负荷短时间（几秒钟）突然变大，达到12A，然后又恢复正常，本来这是不危及电动机安全的（电动机没有什么温升），完全不需要保护，但是熔断器已经融掉。这是我们不愿意看到的。所以电动机的过载保护，需要使用能累计热效应的热继电器。当累计的发热达到某一程度，才启动保护，不让电动机继续升温。 2、熔断器和热继电器的作用各不相同，在电动机为负载的电路中，熔断器是一种广泛应用的最简单有效的短路保护电器，它串联在电路中，当通过的电流大于规定值时，使熔体熔化而自动分断电路，它分断的电流大，要求它作用的时间短，以保护负载。而热继电器是一种利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的过载保护电器，在电动机为负载的电路中，热继电器用来对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而造成绝缘破坏第一章 常用低压电器
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