第一章低压电器

第一篇电气控制技术第一章常用低压电器一、教学目的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.掌握保护电器和控制电器的使用。

3.了解每种电器规定的技术参数和使用范围。

4.了解常用低压电器新旧图形符号和文字符号。

二、教学内容1.绪论2.常用低压电器的基本知识3.开关电器4.接触器5.继电器6.熔断器7.主令电器三、教学重点和难点重点：每种电器作用、结构、工作原理。

难点：保护电器和控制电器的使用四、教学方法板书与多媒体相结合，并用实物图片来演示低压电气及其图形符号的教学方法，形象地介绍常用的开关电器、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、主要参数及图形符号。

绪论1.电气控制技术与PLC的发展19世纪末到20世纪初为生产机械电力拖动的初期；继电器接触器控制产生于20世纪20－30年代；60年代出现了顺序控制器；70年代，一种新型工业控制器—可编程控制器（PLC）问世。

2.《电气控制与PLC应用技术》课程的性质和任务课程的主要内容是以电动机或其它执行电器为控制对象，介绍电气控制的基本原理、控制线路及设计方法，同时着重介绍可编程控制器（PLC）的功能、指令系统、编程方法和应用技术。

一、低压电器的分类1.按电器的动作性质分2.按电器的性能和用途分3.按有无触点分4.按工作原理分：二、电磁式电器电磁式电器类型很多，从结构上看大都由两个基本部分组成，即：感测部分和执行部分。

1.电磁机构电磁机构又称为磁路系统，其主要作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。

图1.11 电磁机构的结构形式(a)、(d)螺管式(c)、(f)、(g)转动式(b)、(e)直动式2.吸引线圈吸引线圈的作用是将电能转化为磁场能。

按线圈的接线形式分为电压线圈和电流线圈；单向交流电磁机构上短路环的作用是消除振动。

图1.12 交流电磁铁的短路环1-衔铁2-铁芯3-线圈4-断路环三、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、断开控制电路通、断。

常用低压电器及电气控制电路电子教案第一章：低压电器概述1.1 低压电器的定义与分类1.2 低压电器的基本结构与原理1.3 低压电器的性能与选用第二章：开关与保护电器2.1 开关电器概述2.2 刀开关、转换开关与断路器2.3 熔断器与热继电器2.4 低压断路器选用与安装第三章：接触器与启动器3.1 接触器的工作原理与结构3.2 接触器的选用与安装3.3 启动器的工作原理与结构3.4 启动器的选用与安装第四章：变频器与软启动器4.1 变频器的工作原理与结构4.2 变频器的选用与安装4.3 软启动器的工作原理与结构4.4 软启动器的选用与安装第五章：电气控制电路基础5.1 电气控制电路的组成与特点5.2 电气控制电路的图形符号与文字符号5.3 电气控制电路的设计与分析方法5.4 电气控制电路的调试与维护第六章：电气控制电路实例分析6.1 简单电气控制电路分析6.2 典型生产机械电气控制电路分析6.3 复杂电气控制电路分析方法与技巧6.4 电气控制电路的优化与改进第七章：可编程控制器（PLC）基础7.1 PLC的定义与工作原理7.2 PLC的硬件组成与功能7.3 PLC的编程语言与指令系统7.4 PLC的安装、调试与维护第八章：PLC控制系统设计与应用8.1 PLC控制系统设计步骤与方法8.2 PLC控制系统的硬件设计与软件编程8.3 PLC在电气控制中的应用实例8.4 PLC控制系统的故障诊断与维修第九章：电气控制系统的设计与仿真9.1 电气控制系统设计原则与方法9.2 电气控制系统仿真技术简介9.3 电气控制系统仿真软件的使用9.4 电气控制系统仿真实例分析第十章：电气工程案例分析与实践10.1 电气工程项目概述10.2 电气控制系统施工与验收10.3 电气工程案例分析10.4 电气工程实践操作与技能训练重点和难点解析第一章：低压电器概述重点环节：低压电器的定义与分类、基本结构与原理。

补充说明：详细解释低压电器的概念，包括其工作电压范围；阐述不同类型低压电器的功能和应用场景；解析低压电器的工作原理，如接触器、断路器等。

（建筑电气工程）第一章低压电器第章电气控制第壹章低压电器本章要点●介绍常用低压电器的结构、功能和技术参数●掌握常用低压电器的使用、拆装及维修技术●介绍几种新型电器本章难点●时间继电器和接触器的工作原理根据外界特定的信号和要求自动或手动接通或断开电路，断续或连续改变电路参数，实现对电路或非电对象的接通、切换、保护、检测、控制、调节作用的设备称为电器。

低压电器是设备电气控制系统中的基本组成元件，控制系统的优劣和所用的低压电器直接相关。

电气技术人员只有掌握低压电器的基本知识和常用低压电器的结构及工作原理，且能准确选用、检测和调整常用低压电器元件，才能够分析设备电气控制系统的工作原理，处理壹般故障及维修。

随着科学技术的飞速发展，自动化程度的不断提高，电器的应用范围日益扩大，品种不增加。

尤其是随着电子技术在电器中的广泛应用，近年来出现了许多新型电器。

本章将着重介绍常用的低压电器的结构、动作原理和应用，对新型电器也将作简单介绍。

第一节低压电器基本知识电器在实际电路中的工作电压有高低之分，工作于不同电压下的电器可分为高压电器和低压电器俩大类，凡工作在交流电压1200V及以下，或直流电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。

壹、低压电器的分类低压电器种类繁多，分类方法有很多种。

1．按动作方式分（1）手动控制电器：依靠外力（如人工）直接操作来进行切换的电器，如刀开关、按钮等。

（2）自动控制电器：依靠指令或物理量（如电流、电压、时间、速度等）变化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。

2．按用途分（1）低压控制电器：主要在低压配电系统及动力设备中起控制作用，控制电路的接通、分断以及电动机的各种运行状态，如刀开关、接触器、按钮等。

（2）低压保护电器：主要在低压配电系统及动力设备中起保护作用，保护电源和线路或电动机，使他们不至于在短路状态和过载状态下运行，如熔断器、热继电器等。

有些电器既有控制作用，又有保护作用，如行程开关既可控制行程，又能作为极限位置的保护；自动开关既能控制电路的通断，又能起短路、过载、欠压等保护作用。

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。

a)结构b)电路符号图1-1-2 DZ5-20型低压断路器的结构和电路符号如图1-1-3所示，为低压断路器的工作原理示意图。

把自动空气开关的三副主触头2，串联在被控制的三相电路中。

1 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

（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。 3

a)结构 b)电路符号 图1-1-2 DZ5-20型低压断路器的结构和电路符号 如图1-1-3所示，为低压断路器的工作原理示意图。把自动空气开关的三副主触头2，串联在被控制的三相电路中。当开关接通电源后，电磁脱扣器．热脱扣器及欠电压脱扣器若无异常反应，开关运行正常。

第1章　常用低压电器1.1　低压电器的定义、分类1.2　电磁式电器的组成与工作原理1.3　接触器1.4　继电器1.5　主令电器1.6　信号电器1.7　开关电器1.8　熔断器1.9　电磁执行器件1.1　低压电器的定义、分类1.按用途和控制对象分2.按动作方式分3.按工作原理分图1-1　常用低压电器的分类1.按用途和控制对象分(1)低压配电电器(2)低压控制电器2.按动作方式分(1)自动电器(2)手动电器3.按工作原理分(1)电磁式电器(2)非电量控制电器1.2　电磁式电器的组成与工作原理1.2.1　电磁机构1.2.2　触点系统1.2.3　灭弧系统1.2.1　电磁机构1.电磁机构的结构形式及工作原理2.电磁机构的吸力特性与反力特性3.单相交流电磁机构上短路环的作用1.电磁机构的结构形式及工作原理1)衔铁沿棱角转动的拍合式，如图1-2a所示。

2)衔铁沿轴转动的拍合式，如图1-2b所示。

3)衔铁作直线运动的双E形直动式，如图1-2c所示。

图1-2　常用的电磁机构结构形式1—衔铁　2—铁心　3—电磁线圈图1-3　电磁式电器的工作原理示意图1—铁心　2—电磁线圈　3—衔铁4—静触点　5—动触点　6—触点弹簧7—释放弹簧　δ—气隙2.电磁机构的吸力特性与反力特性(1)直流电磁机构的吸力特性(2)交流电磁机构的吸力特性(3)吸力特性与反力特性的配合(1)直流电磁机构的吸力特性•对于直流线圈，当电压U与线圈电阻R不变时，流过线圈的电流I不变。

由磁路定律Φ=INRm(式中，Rm为气隙磁阻，Rm=δμ0S；N为线圈匝数)可知，Fat∝Φ2∝1Rm2∝1δ2，即衔铁动作过程中为恒磁动势工作，电磁吸力Fat与气隙δ的二次方成反比，所以直流电磁机构的吸力特性为二次曲线形状，如图1‐4所示。

它表明衔铁闭合前后吸力变化很大，气隙越小吸力越大。

•直流电磁机构在衔铁吸合过程中，电磁吸力是逐渐增加的，完全吸合时电磁吸力达到最大。

对于可靠性要求很高或动作频繁的控制系统常采用直流电磁机构。