第1章低壓電器的基本原理

1、一、低壓電器的定義一、低壓電器的定義 根據(jù)使用要求及控制信號，通過一個或多個器根據(jù)使用要求及控制信號，通過一個或多個器件組合，能手動或自動分合額定電壓在交流件組合，能手動或自動分合額定電壓在交流AC1200VAC1200V、直流直流DC1500VDC1500V及以下的電路，以實現(xiàn)電路中被控制及以下的電路，以實現(xiàn)電路中被控制對象的對象的控制、調(diào)節(jié)、交換、檢測、保護控制、調(diào)節(jié)、交換、檢測、保護等作用的基等作用的基本件稱為低壓電器。本件稱為低壓電器。二、電器的分類二、電器的分類 按按工作電壓等級工作電壓等級分分 ：高壓電器和低壓電器：高壓電器和低壓電器 按按動作原理動作原理分：手動電器和自動電器分：

2、手動電器和自動電器 按按有無觸點有無觸點分：有觸點電器和無觸點電器分：有觸點電器和無觸點電器 按按用途用途分：控制電器和保護電器分：控制電器和保護電器三、常用的低壓控制電器三、常用的低壓控制電器 接觸器接觸器：交流接觸器、直流接觸器：交流接觸器、直流接觸器 繼電器繼電器：電磁式繼電器、時間繼電器、熱繼電器：電磁式繼電器、時間繼電器、熱繼電器 干簧繼電器、速度繼電器干簧繼電器、速度繼電器 熔斷器熔斷器：瓷插式、螺旋式、有填料式、無填料式：瓷插式、螺旋式、有填料式、無填料式 快速熔斷器、自復式快速熔斷器、自復式 低壓斷路器低壓斷路器：框架式、塑殼式、限流式：框架式、塑殼式、限流式 位置開關位置開關

3、：直動式、滾動式、微動式：直動式、滾動式、微動式三、我國低壓電器的發(fā)展概況三、我國低壓電器的發(fā)展概況 第一代第一代產(chǎn)品：產(chǎn)品：2020世紀世紀6060年代年代7070年代，自行開發(fā)年代，自行開發(fā) 設計第一代產(chǎn)品設計第一代產(chǎn)品 第二代第二代產(chǎn)品：產(chǎn)品：2020世紀世紀7070年代年代8080年代，更新?lián)Q代年代，更新?lián)Q代 第三代第三代產(chǎn)品：產(chǎn)品：2020世紀世紀9090年代，跟蹤國外先進技術年代，跟蹤國外先進技術 當前當前：向高性能、高可靠、小型化、多功能、組：向高性能、高可靠、小型化、多功能、組 合化、模塊化、電子化、智能化方向發(fā)展合化、模塊化、電子化、智能化方向發(fā)展一、電磁系統(tǒng)一、電磁系統(tǒng)1.

4、1.電磁機構電磁機構將電磁能轉換為機械能并帶動觸頭動作。將電磁能轉換為機械能并帶動觸頭動作。 v 組成組成 v 原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣 隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。 鐵芯鐵芯銜鐵銜鐵線圈線圈直動式直動式轉動式轉動式電壓線圈電壓線圈：并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多、導線細。：并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多、導線細。電流線圈電流線圈：串聯(lián)在電路中，匝數(shù)少、導線粗。：串聯(lián)在電路中，匝數(shù)少、導線粗。交流線圈交流線圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流線圈直流線圈：細而長，無骨架。：細而長，無骨架。

5、交流交流：硅鋼片疊加：硅鋼片疊加直流直流：整塊鑄鐵或鑄鋼：整塊鑄鐵或鑄鋼鐵芯形狀鐵芯形狀：E型和型和U型型一、電磁系統(tǒng)一、電磁系統(tǒng)1.1.電磁機構電磁機構 1 1鐵芯鐵芯 2 2線圈線圈 3 3銜鐵銜鐵 4 4靜觸頭靜觸頭 5 5動觸頭動觸頭 6 6觸頭彈簧觸頭彈簧 7 7反力彈簧反力彈簧 一、電磁系統(tǒng)一、電磁系統(tǒng)2.2.短路環(huán)短路環(huán)減小銜鐵吸合時產(chǎn)生的振動和噪音。減小銜鐵吸合時產(chǎn)生的振動和噪音。 銜鐵 鐵芯 線圈 短路環(huán) 一、電磁系統(tǒng)一、電磁系統(tǒng)3 3、吸力特性：電磁吸力與氣隙的關系曲線、吸力特性：電磁吸力與氣隙的關系曲線 交流電磁機構吸力特性：交流電磁機構吸力特性：F F隨著隨著的減少略有

6、增加的減少略有增加 I I與與成正比成正比 直流電磁機構吸力特性：直流電磁機構吸力特性：F F與與的平方成反比的平方成反比 I I與與無關無關mRINfNEUSBF44. 410425一、電磁系統(tǒng)一、電磁系統(tǒng)4 4、吸反力配合特性：電磁吸力與氣隙的關系曲線、吸反力配合特性：電磁吸力與氣隙的關系曲線 吸合：吸力特性必須始終處于反力特性上方吸合：吸力特性必須始終處于反力特性上方 釋放：吸力特性必須位于反力特性下方釋放：吸力特性必須位于反力特性下方 注意：吸合過程中吸力特性位于反力特性上方不能太高，注意：吸合過程中吸力特性位于反力特性上方不能太高， 否則會影響到電磁機構壽命否則會影響到電磁機構壽命二

7、、觸頭系統(tǒng)二、觸頭系統(tǒng)觸頭：用來接通或斷開被控制電路。觸頭：用來接通或斷開被控制電路。v 類型類型v 材料：一般采用銅材料制成；對于小容量電器常用銀材料：一般采用銅材料制成；對于小容量電器常用銀 質(zhì)材料制成質(zhì)材料制成 橋式觸頭橋式觸頭指形觸頭指形觸頭 點接觸 面接觸 三、滅弧系統(tǒng)三、滅弧系統(tǒng)電?。洪_關電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于電?。洪_關電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于10V10V，電，電 流超過流超過80mA80mA時，觸頭間會產(chǎn)生藍色的光柱，即電弧。時，觸頭間會產(chǎn)生藍色的光柱，即電弧。v 電弧的危害電弧的危害 ： 延長了切斷故障的時間；延長了切斷故障的時間； 高溫引起電弧附近電氣絕

8、緣材料燒壞；高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞； 形成飛弧造成電源短路事故。形成飛弧造成電源短路事故。v 滅弧措施：多斷口滅弧、滅弧措施：多斷口滅弧、柵片滅弧柵片滅弧、磁吹滅弧、磁吹滅弧、 窄縫滅弧、改善觸頭表面材料窄縫滅弧、改善觸頭表面材料 。 滅弧柵片 觸頭 電弧 一、通斷工作類型一、通斷工作類型 隔離：開關電器把電氣設備和隔離：開關電器把電氣設備和“電源電源”隔開的功能隔開的功能 無載通斷：通斷空載電路時，觸頭不出現(xiàn)明顯電壓無載通斷：通斷空載電路時，觸頭不出現(xiàn)明顯電壓 有載通斷：接通和分斷一定的負載電流有載通斷：接通和分斷一定的負載電流 電動機通斷：滿足控制不同工作制的電動機的要求電動機通

9、斷：滿足控制不同工作制的電動機的要求 短路通斷：接通和分斷短路電流短路通斷：接通和分斷短路電流 通斷持續(xù)率：電器的有載時間與工作時間之比通斷持續(xù)率：電器的有載時間與工作時間之比一、通斷工作類型一、通斷工作類型 通斷能力：在給定電壓下通斷能力：在給定電壓下接通和分斷接通和分斷的預期電流值的預期電流值 分斷能力：在給定電壓下分斷能力：在給定電壓下分斷分斷的預期電流值的預期電流值 接通能力：在給定電壓下接通能力：在給定電壓下接通接通的預期電流值的預期電流值 I I2 2t t特性：在規(guī)定條件下為預期電流或電壓的函數(shù)特性：在規(guī)定條件下為預期電流或電壓的函數(shù)二、電網(wǎng)參數(shù)二、電網(wǎng)參數(shù) 峰值耐受電流：開關電

10、器在閉合位置所能承受的電流峰值峰值耐受電流：開關電器在閉合位置所能承受的電流峰值 額定短時耐受電流：開關電器承受持續(xù)額定短時耐受電流：開關電器承受持續(xù)1s1s而不受破壞的電流而不受破壞的電流 額定短路分斷能力：開關電器在規(guī)定條件下分斷電流的能力額定短路分斷能力：開關電器在規(guī)定條件下分斷電流的能力 額定短路通斷能力：在規(guī)定條件下接通和分斷的預期電流值額定短路通斷能力：在規(guī)定條件下接通和分斷的預期電流值 約定脫扣電流：在約定時間內(nèi)動作（脫扣）的規(guī)定電流值約定脫扣電流：在約定時間內(nèi)動作（脫扣）的規(guī)定電流值 約定熔斷電流：在約定時間內(nèi)熔斷體熔斷的規(guī)定電流值約定熔斷電流：在約定時間內(nèi)熔斷體熔斷的規(guī)定電流

11、值三、額定電流三、額定電流 額定持續(xù)電流：電器在長期工作制下，各部件的溫升不超過額定持續(xù)電流：電器在長期工作制下，各部件的溫升不超過 規(guī)定極限值時所承載的電流值規(guī)定極限值時所承載的電流值 額定工作電流：開關電器在正常使用條件下的確定的電流值額定工作電流：開關電器在正常使用條件下的確定的電流值 額定發(fā)熱電流：電器在額定發(fā)熱電流：電器在8h8h工作制下，各部件的溫升不超過規(guī)工作制下，各部件的溫升不超過規(guī) 定極限值時所能承載的最大電流值定極限值時所能承載的最大電流值 發(fā)熱電流：在約定時間內(nèi)，各部件的溫升不超過規(guī)定極限值發(fā)熱電流：在約定時間內(nèi)，各部件的溫升不超過規(guī)定極限值 時所能承載的最大電流值時所能

12、承載的最大電流值三、額定電流三、額定電流 分斷電流：分斷操作時，在電弧開始瞬間流過電器一個極的分斷電流：分斷操作時，在電弧開始瞬間流過電器一個極的 電流值電流值 預期分斷電流：相應于分斷過程開始瞬間所確定的預期電流預期分斷電流：相應于分斷過程開始瞬間所確定的預期電流 預期接通電流：規(guī)定條件下，電器接通時所產(chǎn)生的預期電流預期接通電流：規(guī)定條件下，電器接通時所產(chǎn)生的預期電流四、電器動作時間參數(shù)四、電器動作時間參數(shù) 斷開時間：從斷開操作開始到所有極的觸頭都分開為止斷開時間：從斷開操作開始到所有極的觸頭都分開為止 燃弧時間：電器分斷電路過程中，從觸頭斷開出現(xiàn)電弧的瞬燃弧時間：電器分斷電路過程中，從觸頭

13、斷開出現(xiàn)電弧的瞬 間開始至電弧完全熄滅為止的時間間隔間開始至電弧完全熄滅為止的時間間隔 分斷時間：從斷開時間開始起到燃弧時間結束為止分斷時間：從斷開時間開始起到燃弧時間結束為止 接通時間：從閉合操作開始到電流開始流過主電路瞬間接通時間：從閉合操作開始到電流開始流過主電路瞬間 閉合時間：從閉合操作開始到所有極的觸頭都接觸為止閉合時間：從閉合操作開始到所有極的觸頭都接觸為止 通斷時間：從電流開始在一個極流過瞬間起到所有極的電弧通斷時間：從電流開始在一個極流過瞬間起到所有極的電弧 最終熄滅瞬間為止的時間間隔最終熄滅瞬間為止的時間間隔五、額定工作制五、額定工作制 長期工作制：在恒定負載下連續(xù)運行長期工

14、作制：在恒定負載下連續(xù)運行 短時工作制：有載時間比空載時間短的工作制短時工作制：有載時間比空載時間短的工作制 斷續(xù)工作制：有載時間和無載時間周期性相互交替分斷接通斷續(xù)工作制：有載時間和無載時間周期性相互交替分斷接通六、操作頻率和使用壽命六、操作頻率和使用壽命 允許操作頻率：規(guī)定開關電器在每小時內(nèi)可能實現(xiàn)的最高操允許操作頻率：規(guī)定開關電器在每小時內(nèi)可能實現(xiàn)的最高操 作循環(huán)次數(shù)作循環(huán)次數(shù) 機械壽命：開關電器在需要修理或更換零件前所能承受的無機械壽命：開關電器在需要修理或更換零件前所能承受的無 載操作循環(huán)次數(shù)，按操作次數(shù)給出載操作循環(huán)次數(shù)，按操作次數(shù)給出 電壽命：在規(guī)定的正常工作條件下，開關電器不需修理或更電壽命：在規(guī)定的正常工作條件下，開關電器不需修理或更 換零件的負載操作循環(huán)次數(shù)，按操作次數(shù)給出換零件的負載操作循環(huán)次數(shù)，按操作次數(shù)給出謝謝!文字符號：文字符號：QKQK文字符號：文字符號：QFQF文字符號：文字符號：SQSQ文字符號：文字符號：SQSQ文字符號：文字符號：SQSQ文字符號：文字符號：SBSB文字符號：文字符號：SBSB文字符號：文字符號：SBSB文字符號：文字符號：KMKM文字符號：文字符號：KMKM文字符號：