电器知识基础

电器基础知识
一、常用低压电器
低压电器通常是指工作在交流1000V以下与直流1200V以下的电路中所使用的电器。

低压电器的种类繁多，用途广泛，通常可分为非自动电器和自动电器两类。

非自动电器是由工作人员手动操作的，又称手控电器，如刀开关、转换开关、按钮和控制器等。

自动开关是按照信号或某个物理量的变化自动动作的。

如接触器、继电器等。

（一）、接触器
接触器是一种利用电磁铁的吸力及弹簧的反作用力配合动作来带动触头闭合和断开，从而实现接通或切断带有负载的交、直流主电路或大容量控制电路的自动化切换电器。

其主要控制对象是电动机，也可用于其他电力负载，如电热器、电焊机、电炉变压器、电容器组等。

接触器按其触头通过电流的种类可分为交流接触器和直流接触器两种。

1.交流接触器
交流接触器主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置等部分组成。

常见的有CJ10、CJ12、CJ12B等系列交流接触器。

交流接触器的电磁机构如下图：
电磁机构示意图接点示意图
铁芯是由导磁性好的硅钢片制成。

而接点不宜采用铜制成，因为在长期工作的情况下，铜容易氧化而产生较大电阻，使接点发热而烧毁接点。

而是多采用银片或镀银制成，因为氧化银的导电性和银差不多。

工作原理：
励磁线圈接通电源后，线圈电源产生磁场，使静铁芯产生足够的吸力来克服反作用弹簧的弹力，将动铁芯吸合，带动触头机构动作，使三对常开主触头和常开辅助触头同时闭合，常闭辅助触头同时断开。

当接触器线圈断电时，静铁芯吸力消失，动铁芯在反作用力弹簧的作用下复位，各触头也复位。

交流接触器的励磁线圈一般采用电压线圈，电源为单相交流电。

在电压为85%~105%Ue时能够保证正常工作，电压过高有烧毁线圈的危险。

机械卡住而使线圈不能闭合，衔铁吸不上，线圈也会烧毁。

还有就是交流接触器不能误接到直流电源上，否则会因线圈电阻小而流过较大直流电流将线圈烧毁。

2.直流接触器
直流接触器主要控制直流电器设备，它的结构和交流接触器基本相同，由电磁机构、触头系统和灭弧装置等三个主要部分组成。

直流接触器电磁铁铁芯不发热，而线圈匝数多，电阻大，铜损大，线圈本身发热是主要的。

因此为使线圈散热良好，吸引线圈通常做成长而薄的圆通形。

与交流接触器一样，吸引线圈电压为额定电压的85~105%时，能产生必需的吸力，以保证可靠的工作。

当线圈电压低于85%时，不能保证接触器可靠吸合。

当线圈电压降到5%~10%额定电压时，动铁芯释放。

接触器名牌上的额定电压、电流是指主触头的额定电压和电流，选用时必需使它与被控制的负载回路额定电流、电压相适应。

还有就是交流接触器不宜应用在过于频繁操作的回路中，交流接触器额定操作频率最高为600次/h。

直流接触器的额定操作频率比交流接触器高，最高可达1200次/h。

接触器的选择：
1.类型应按负载类型选择交直流类型。

2.接触器触头电压应大于或等于负载回路的额定电压。

3.接触器触头电流下列经验公式计算：
Ic=（Pe*1000）/（K*Ue）
K——经验系数，一般取1~1.4；
P——被控电机额定功率（KW）
Ue——电动机的额定电压；
Ic——接触器触头电流。

4.接触器吸引线圈一般从人身安全和设备安全的角度来考虑，可选低一点，如
127V；但当控制电路简单，用电不多时，为了节省变压器，则选择380V。

5.接触器触头的数量、种类等选择应满足控制线路的要求。

（二）继电器
继电器是一种根据电器量或非电器量（如电流、电压、转速、时间、温度压力等）的变化，开闭控制电路（小电流）、自动控制和保护电力拖动装置的电器。

闭合或分断电路是继电器的根本任务，就这一点来说与接触器是相似的。

继电器与接触器的主要差别为：
1.继电器是用于小电流电路的，而接触器是用于控制电动机、加热器和其他大
功率系统的动力开关。

2.继电器可对各种物理因素（如各种电量、温度、压力等）作出反应，而决大
部分接触器只是在一定的电压下动作。

常用继电器有控制继电器、保护继电器、电磁继电器、感应继电器、热力继电器、电子继电器、电流继电器、电压继电器、时间继电器、速度继电器、温度计电器和压力继电器等。

（三）熔断器
熔断器是一种最简单的保护装置，它串接在电路当中使电器设备或线路免受短路电流（或很大的过载电流）的损害。

当通过熔体的电流小于额定电流的1.25倍时，熔体长期不会熔断；当电流达到1.6倍时，约经一小时后熔断；当电流达到两倍时，约（30~40）S后熔断；当达到8~10倍时熔体则瞬时熔断。

由此可见，熔断器对于保护短路故障是很有效的，但却不适宜作电动机或线路的长期过载保护。

（四）其它常用低压电器
刀开关、转换开关、自动空气断路器、按钮开关等这里就不在一一介绍。

二、三相异步电动机控制电路
（一）不可逆旋转控制线路
控制电路如下图：
工作原理：启动时，首先合上三相刀开关DK。

按下启动按钮QA交流接触器C的电磁线圈通电，三对触头C闭合，电动机D起动旋转。

与此同时，并联在按钮QA两端的辅助常开触头C也闭合，这样当手松开按钮QA自动复位后，接触器C的电磁线圈也不会断电。

停止时，按下停止按钮TA，接触器C的电磁线圈断电，接触器C的触头靠弹簧的反作用力而复位，电动机便停止转动。

此线路中包含四种保护分别是：短路保护；欠压保护；失压保护；过载保护。

可逆旋转控制线路
工作原理：起动时，首先合上三相刀开关，引入电源。

欲使电动机正转可按下正转起动按钮ZA，使接触器ZC电磁线圈通电，其主触头，常开辅助触头闭合，电动机正向起动旋转。

欲使电动机反向旋转，必须首先按下停止按钮TA，使ZC接触器线圈断电，其主、辅触头断电复原。

再按下反转起动按钮FA，使接触器FC电磁线圈通电，其主触头与常开辅助触头闭合自锁，使电动机反向起动旋转。

三、三相鼠笼式异步电动机降压起动控制线路
三相鼠笼式异步电动机直接起动时，起动电流大约是电动机额定电流的4倍到7倍，在电源允许的情况下7KW以下的电机可以全压起动。

否则只能采取必要的手段才能起动。

常用的降压起动方法有：定子串电阻（或电抗）使用自耦变压器、星——三角起动和延边三角形起动等方法。

（一）定子串电阻降压起动控制线路
~380V
~380V
1RD
RJ
工作原理：电动机起动时，合上电源开关DK，按下起动按钮QA，接触器QC线圈
及时间继电器线圈通电，接触器QC 主触头闭合，将电动机定子绕组经电阻QR 接入电源，电动机在降压情况下起动。

经过一定时间后，时间继电器SJ 常开延时触头闭合，使运转接触器YC 线圈通电，其常开触头闭合，短接了起动电阻QR 。

于是，电动机在全压下继续起动到稳定状态。

（二） 星形——三角形降压起动控制线路
~380
工作原理：这种线路只适于电网电压380V 电动机额定电压660V/380V ，接法的电动机。

起动原理是将电动机的定子绕组接成星形，使电动机的每相绕组承受的电压为额定电压的 1 3 ，待电动机起动后，再换接成三角形接法，使电动机在额定电压下旋转。

起动时合上电源开关DK ，按下起动按钮QA ，时间继电器线圈、接触器线圈YC 、QC 线圈通电，使电动机定子绕组接成星形降压起动。

待电动机的转速接近
额定转速时，时间继电器的时间已到，其常闭延时触头打开，YC线圈断电，其
主触头闭合，将电动机定
子绕组改接成三角形连接，电动机便在三角形接法情况下全压运行。

四、三相鼠笼式异步电动机的制动及其控制
（一）单向起动反接制动控制线路
工作原理：合上电源开关DK按下起动按钮QA，主接触器线圈ZC通电，主触头闭合，电动机D直接起动，同时自锁。

当电动机转速升高至100r/min以上时，速度继电器的常开触头闭合，为制动接触器FC线圈的通电做好准备。

停车时，按下停止按钮TA，TA的常闭触头断开，常开触头闭合。

这时，主接触器ZC释放，ZC的主触头复原，使制动接触器FC线圈通电，将电阻R串入电源，进行反接制动。

电动机转速迅速降低，当转速接近于100r/min以下时，速度继电器SDJ复原，FC断电，制动过程结束。

（二）能耗制动控制线路
~380V
~380
DK
1C
工作原理：合上电源开关DK按下起动按钮QA，使接触器1C线圈通电并自锁，主触头闭合，电动机起动。

制动时，按下停止按钮TA，接触器1C线圈断电，主辅触头复位，制动接触器2C和时间继电器SJ线圈获电自锁，制动接触器2C的主触头闭合，将直流电源接入电动机定子绕组，电动机便在能耗制动下迅速停车。

与此同时时间继电器SJ的常闭触头延时断开，制动接触器2C释放复原，立即切除直流电源。

使停车准确，并避免了不必要的能量损失。

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崔百丁。