第一章 常用低壓電器

第1章常用低壓電器1.1低壓電器的基本知識1.2開關(guān)電器1.3熔斷器1.4主令電器1.5接觸器1.6繼電器1.1低壓電器的基本知識低壓電器：用于交流50Hz、額定電壓在1200V及以下或直流額定電壓在1500V及以下的電力線路中起保護(hù)、控制、轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)等作用的電氣元件的總稱。1.1.1低壓電器的分類按照用途或所控制的對象可分為：（1）配電電器

主要用于低壓配電系統(tǒng)中，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、低斷路器和保護(hù)繼電器等。（2）控制電器主要用于電力傳動系統(tǒng)中，如控制繼電器、接觸器、起動器、控制器調(diào)整器、主令電器、變阻器和電磁鐵等。（3）主令電器主令電器主要用于發(fā)送控制指令。這類電器有按鈕、主令開關(guān)、行程開關(guān)和萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。對這類電器的主要技術(shù)要求是操作頻率要高，抗沖擊，電器和機(jī)械壽命要長。（4）保護(hù)電器保護(hù)電器主要用于對電路和電氣設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)。這類低壓電器有熔斷器、熱繼電器、安全繼電器、電壓繼電器、電流繼電器和避雷器等。對這類電器的主要技術(shù)要求是有一定的通斷能力，反應(yīng)要靈敏，動作可靠性要高。（5）執(zhí)行電器執(zhí)行電器主要用于執(zhí)行某種動作和傳動功能。這類低壓電器有電磁鐵、電磁離合器等。隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，近幾年又出現(xiàn)了利用集成電路和電子元件構(gòu)成的電子式電器，利用單片機(jī)構(gòu)成的智能化電器，以及可直接與現(xiàn)場總線連接的具有通信功能的電器。1.1.2電器的作用電器是構(gòu)成控制系統(tǒng)的最基本元件，它的性能將直接影響控制系統(tǒng)能否正常工作。它的工作進(jìn)程是將一些電量信號或非電量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉峭磾嗟拈_關(guān)信號或隨信號變化的模擬量信號，實(shí)現(xiàn)對被控對象的控制?？刂谱饔脺y量作用保護(hù)作用調(diào)節(jié)作用指示作用轉(zhuǎn)換作用1.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)低壓電器一般由感測部分和執(zhí)行部分組成。感測部分：感測外界的信號做出有規(guī)律的反應(yīng)。在自控電器中感測部分大多由電磁機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行部分：如觸點(diǎn)，根據(jù)指令進(jìn)行電路的接通或切斷。在各種低壓電器中，電磁式低壓電器應(yīng)用很多，它們結(jié)構(gòu)相似，原理相同。1.2開關(guān)電器開關(guān)電器常用來不頻繁地接通或分?jǐn)嗫刂凭€路或直接控制小容量電動機(jī)，這類電器也可以用來隔離電源或自動切斷電源而起到保護(hù)作用。這類電器包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、自動空氣斷路器等。1.2.1刀開關(guān)刀開關(guān)俗稱閘刀開關(guān)，可分為不帶熔斷器式和帶熔斷器式兩大類。它們用于隔離電源和無負(fù)載情況下的電路轉(zhuǎn)換，其中后者還具有短路保護(hù)功能。刀開關(guān)是低壓電器中結(jié)構(gòu)比較簡單，應(yīng)用十分廣泛的一類手動操作電器，其主要作用是將電路和電源明顯的隔開，以保障檢修人員的安全。刀開關(guān)由手柄、觸刀、靜插座、鉸鏈支座和絕緣底板等組成，依靠手動來實(shí)現(xiàn)觸刀插人插座與脫離插座的控制。開啟式負(fù)荷開關(guān)結(jié)構(gòu)圖由刀開關(guān)和熔斷器組合而成。瓷底板上裝有進(jìn)線座、靜觸點(diǎn)、熔絲、出線座和帶瓷質(zhì)手柄的閘刀。

（a）刀開關(guān)符號

（b）帶熔斷器的刀開關(guān)符號刀開關(guān)的圖形符號開啟式負(fù)荷開關(guān)在安裝時應(yīng)注意：（1）閘刀在合閘狀態(tài)時，手柄應(yīng)朝上，不準(zhǔn)倒裝或平裝，以防誤操作。（2）電源進(jìn)線應(yīng)接在靜觸點(diǎn)一邊的進(jìn)線端（進(jìn)線座在上方），而用電設(shè)備應(yīng)接在動觸點(diǎn)一邊的出線端（出線座在下方），即“上進(jìn)下出”，不準(zhǔn)顛倒，以方便更換熔絲及確保用電安全。2.封閉式負(fù)荷開關(guān)封閉式負(fù)荷開關(guān)，俗稱鐵殼開關(guān)，一般在電力排灌、電熱器、電氣照明線路的配電設(shè)備中，作為手動不頻繁地接通與分?jǐn)嘭?fù)荷電路用。封閉式負(fù)荷開關(guān)在安裝時，應(yīng)保證外殼可靠接地，以防漏電而發(fā)生意外。接線時，電源線接在靜觸座的接線端上，負(fù)載則接在熔斷器一端，不得接反，以確保操作安全。

這種負(fù)荷開關(guān)由刀開關(guān)、熔斷器、滅弧裝置、操作手柄、操作機(jī)構(gòu)和外殼構(gòu)成。三把閘刀固定在一根絕緣方軸上，由操作手柄操縱；操作機(jī)構(gòu)設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖，當(dāng)蓋子打開時，手柄不能合閘，手柄合閘時，蓋子不能打開，保證了操作安全。在手柄轉(zhuǎn)軸與底座間還裝有速動彈簧，使刀開關(guān)的接通與斷開速度與手柄動作速度無關(guān)，抑制了電弧過大。封閉式負(fù)荷開關(guān)結(jié)構(gòu)圖1.2.2轉(zhuǎn)換開關(guān)

轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱為組合開關(guān)，是一種變形刀開關(guān)，在結(jié)構(gòu)上是用動觸片代替了閘刀，以左右旋轉(zhuǎn)代替了刀開關(guān)的上下分合動作，有單極、雙極和多極之分。常用的型號有HZ等系列。組合開關(guān)多用于不頻繁接通和斷開的電路，或無電切換電路。如用作機(jī)床照明電路的控制開關(guān)，或5kW以下小容量電動機(jī)的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)控制。在選用時，可根據(jù)電壓等級、額定電流大小和所需觸點(diǎn)數(shù)選定。組合開關(guān)的圖形符號和文字符號組合開關(guān)共有三副靜觸片，每一副靜觸片的一邊固定在絕緣墊板上，另一邊伸出盒外并附有接線柱供電源和用電設(shè)備接線。三個動觸片裝在另外的絕緣墊板上，墊板套在附有手柄的砷絕緣桿上。手柄每次能沿任一方向旋轉(zhuǎn)900，并帶動三個動觸片分別與對應(yīng)的三副靜觸片保持接通或斷開。在開關(guān)轉(zhuǎn)軸上也裝有扭簧儲能裝置，使開關(guān)的分合速度也與手柄動作速度無關(guān)，有效地抑制了電弧過大。1.2.3

低壓斷路器低壓斷路器俗稱自動空氣開關(guān)，是低壓配電網(wǎng)中的主要電器開關(guān)之一，它不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流、電動機(jī)工作電流和過載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏?。?yīng)用：主要用在不頻繁操作的低壓配電線路或開關(guān)柜(箱)中作為電源開關(guān)使用，并對線路、電器設(shè)備及電動機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過電流、過載、短路、斷相、漏電等故障時，能自動切斷線路，起到保護(hù)作用．應(yīng)用十分廣泛。低壓斷路器的圖形符號和文字符號2.低壓斷路器的結(jié)構(gòu)低壓斷路器主要由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)、保護(hù)裝置（各種脫扣器）及外殼等幾部分組成。圖為常用的塑殼式DZ5-20型自動空氣開關(guān)的外形與結(jié)構(gòu)圖。3.低壓斷路器的工作原理2是自動空氣斷路器的三對主觸頭，與被保護(hù)的三相主電路相串聯(lián)，當(dāng)手動閉合電路后，其主觸頭由鎖鏈3鉤住搭鉤4，克服彈簧1的拉力，保持閉合狀態(tài)。搭鉤4可繞軸5轉(zhuǎn)動。當(dāng)被保護(hù)的主電路正常工作時，電磁脫扣器6中線圈所產(chǎn)生的電磁吸合力不足以將銜鐵8吸合；而當(dāng)被保護(hù)的主電路發(fā)生短路或產(chǎn)生較大電流時，電磁脫扣器6中線圈所產(chǎn)生電磁吸合力隨之增大，直至將銜鐵8吸合，并推動杠桿7，把搭鉤4頂離。在彈簧1的作用下主觸頭斷開，切斷主電路，起到保護(hù)作用。又當(dāng)電路電壓嚴(yán)重下降或消失時，欠電壓脫扣器11中的吸力減少或失去吸力，銜鐵10被彈簧9拉開，推動杠桿7，將搭鉤4頂開，斷開了主觸頭。當(dāng)電路發(fā)生過載時，過載電流流過發(fā)熱元件13，使雙金屬片12向上彎曲，將杠桿7推動，斷開主觸頭，從而起到保護(hù)作用。4.低壓斷路器的型號及主要參數(shù)主要參數(shù)：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣類型及其額定電流、整定范圍、電磁脫扣器整定范圍、主觸點(diǎn)的分?jǐn)嗄芰Φ取?/p>

1.3

熔斷器1.3.1

熔斷器的結(jié)構(gòu)和類型1.熔斷器的定義熔斷器俗稱保險絲，它是一種簡單有效的保護(hù)電器。在使用時，熔斷器串接在保護(hù)的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過載保護(hù)，其主要作用是短路保護(hù)。2.熔斷器的結(jié)構(gòu)熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔管或熔座兩部分組成。其中熔體是主要部分，它既是感受元件又是執(zhí)行元件。熔體可做成絲狀、片狀、帶狀或籠狀，其材料有兩類：一類為低熔點(diǎn)材料，如鉛、鋅、錫及鉛錫合金等；另一類為高熔點(diǎn)材料，如銀、銅、鋁等。熔管是熔體的保護(hù)外殼，可做成封閉式或半封閉式，其材料一般為陶瓷、絕緣鋼紙或玻璃纖維。3.熔斷器的工作原理熔斷器的熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量達(dá)到熔體的熔點(diǎn)時，熔體熔斷切斷電路，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的。熔斷器的圖形符號和文字符號4.常見的熔斷器1）RC1V系列瓷插式熔斷器RC1V系列瓷插式熔斷器由動觸點(diǎn)、熔絲、瓷蓋、靜觸點(diǎn)和瓷底5部分組成。它主要用于交流50Hz、額定電壓380V及以下、額定電流220A及以下的低壓線路的末端或分支電路中，作為電氣設(shè)備的短路保護(hù)及一定程度的過載保護(hù)。1—動觸點(diǎn)；2—熔絲；3—瓷座；4—靜觸點(diǎn)；5—瓷蓋2）RL1系列螺旋式熔斷器RL1系列螺旋式熔斷器主要由瓷帽、金屬螺管、指示器、熔管、瓷套、下接線端、上接線端及瓷座等幾部分組成，它屬于有填料封閉管式熔斷器。1—上接線；2—瓷底；3—下接線端；4—瓷套；5—熔斷管；6—瓷帽1.3.2熔斷器的保護(hù)特性熔斷器的保護(hù)特性是指流過熔體的電流與熔體熔斷的時間的關(guān)系曲線，也稱安秒特性。通過熔體的電流越大，熔體熔斷的時間越短。1.3.3熔斷器的技術(shù)數(shù)據(jù)在選配熔斷器的時候，通常需要考慮以下主要技術(shù)參數(shù)。（1）額定電壓：是指熔斷器長期工作時以及分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷褐?，其值一般大于或等于電氣設(shè)備的額定電壓。（2）額定電流：指熔斷器長期通過的、不超過允許溫升的最大工作電流值。（3）熔體的額定電流：指長期通過熔體而不熔斷的最大電流值。（4）熔體的熔斷電流：指通過熔體并使其熔化的最小電流值。（5）極限分?jǐn)嗄芰Γ褐溉蹟嗥髟诠收蠗l件下，能夠可靠地分?jǐn)嚯娐返淖畲蠖搪冯娐冯娏髦怠Ｈ蹟嗥鞯倪x擇對熔斷器的要求：在電氣設(shè)備正常運(yùn)行時，熔斷器不應(yīng)熔斷；在出現(xiàn)短路時，應(yīng)立即熔斷；在電流發(fā)生正常變動（如電動機(jī)啟動過程）時，熔斷器不應(yīng)熔斷；在用電設(shè)備持續(xù)過載時，應(yīng)延時熔斷。對熔斷器的選用主要包括類型選擇和熔體額定電流的確定。（1）類型的選擇：依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小。（2）額定電壓的選擇：要大于或等于電路的額定電壓。（3）額定電流的選擇：依據(jù)負(fù)載情況而選擇。電阻性負(fù)載或照明電路：這類負(fù)載的啟動過程很短，運(yùn)行電流較平穩(wěn)，一般按負(fù)載額定電流的1~1.1倍選用熔體的額定電流，進(jìn)而選定熔斷器的額定電流。電動機(jī)等感性負(fù)載：這類負(fù)載的啟動電流為額定電流的4~7倍，一般選擇熔體的額定電流為電動機(jī)額定電流的1.5~2.5倍。對于多臺電動機(jī)，要求式中，——熔體額定電流（A）；——最大一臺電動機(jī)的額定電流（A）。為防止發(fā)生越級熔斷，供電干和支線熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此應(yīng)使供電干線熔斷器比供電支線大1~2個級差。1.3.4熔斷器的使用及維護(hù)應(yīng)正確選用熔體及熔斷器。安裝螺旋式熔斷器時，必須注意將電源線接到瓷底座的下線端，以保證其安全。瓷插式熔斷器在安裝熔絲時，熔絲應(yīng)順著螺釘旋緊方向繞過去，同時應(yīng)注意不要劃傷熔絲，也不要把熔絲繃緊以免減小熔絲截面尺寸或插斷熔絲。更換熔體時應(yīng)切斷電源，并應(yīng)換上相同額定電流的熔體，不能隨意加大熔體。電動機(jī)啟動瞬間熔體即熔斷，其故障的原因一般是熔體安裝時受損傷或熔體規(guī)格太小以及負(fù)載側(cè)短路或接地。熔絲未熔斷但電路不通，其故障的原因一般是熔體兩端或接線端接觸不良。1.4

主令電器定義：主令電器是用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。作用：可直接作用于控制電路，也可通過電磁式電器的轉(zhuǎn)換對電路實(shí)現(xiàn)控制。主要類型：控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、凸輪控制器等。

1.4.1

控制按鈕1.控制按鈕的定義控制按鈕是一種典型的主令電器，其作用通常是用來短時間地接通或斷開小電流的控制電路，從而控制電動機(jī)或其他電器設(shè)備的運(yùn)行。2.控制按鈕的結(jié)構(gòu)控制按鈕的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。它既有常開觸頭，也有常閉觸頭。常態(tài)時在復(fù)位彈簧的作用下，由橋式動觸頭將靜觸頭1、2閉合，靜觸頭3、4斷開；當(dāng)按下按鈕時，橋式動觸頭將1、2分?jǐn)啵?、4閉合。1、2被稱為常閉觸頭或動斷觸頭，3、4被稱為常開觸頭或動合觸頭。1、2—常閉觸頭；3、4—常開觸頭5—橋式觸頭；

6—復(fù)位彈簧；7—按鈕帽3.控制按鈕的電氣符號4.控制按鈕的型號及含義常用的按鈕型號有LA2、LAl8、LAl9、LA20及新型號LA25等系列。LA25系列按鈕的型號意義如下：為標(biāo)明按鈕的作用，避免誤操作，通常將按鈕帽做成紅、綠、黑、黃、藍(lán)、白、灰等色。國標(biāo)對按鈕顏色作了如下規(guī)定：“停止”和“急?！卑粹o必須是紅色。當(dāng)按下紅色按鈕時，必須使設(shè)備斷電，停止工作?！皢印卑粹o的顏色是綠色。“啟動”與“停止”交替動作的按鈕必須是黑色、白色或灰色，不得用紅色和綠色?！包c(diǎn)動”按鈕必須是黑色?！皬?fù)位”按鈕（如保護(hù)繼電器的復(fù)位按鈕）必須是藍(lán)色。當(dāng)復(fù)位按鈕還有停止的作用時，則必須是紅色。

5.控制按鈕的顏色1.4.2行程開關(guān)與接近開關(guān)1.行程開關(guān)的定義

行程開關(guān)又稱限位開關(guān)或位置開關(guān)，它利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動部件的碰撞，使其內(nèi)部觸點(diǎn)動作，分?jǐn)嗷蚯袚Q電路，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的自動往復(fù)控制或限位保護(hù)。2.行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機(jī)械撞擊。行程開關(guān)主要由三部分組成：操作機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和外殼。行程開關(guān)種類很多，按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式和微動式三種。直動式行程開關(guān)的動作原理與按鈕相同。但它的缺點(diǎn)是觸頭分合速度取決于生產(chǎn)機(jī)械的移動速度，當(dāng)移動速度低于0.4m/min時，觸頭分?jǐn)嗵?，易受電弧燒損。為此，應(yīng)采用有彈簧機(jī)構(gòu)瞬時動作的滾輪式行程開關(guān)。直動式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖3.行程開關(guān)的電氣符號4.行程開關(guān)的型號及含義5.接近開關(guān)接近開關(guān)：靠移動物體與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接近時，使其輸出一個電信號，故又稱為無觸頭開關(guān)。在繼電接觸器控制系統(tǒng)中應(yīng)用時，接近開關(guān)輸出電路要驅(qū)動一個中間繼電器，由其觸頭對繼電接觸器電路進(jìn)行控制。接近開關(guān)分為電容式和電感式兩種。電感式電容式電感式接近開關(guān)：其感應(yīng)頭是一個具有鐵氧體磁心的電感線圈，故只能檢測金屬物體的接近。電路由三極管VT1、振蕩線圈L及電容器C1、C2、C3組成電容三點(diǎn)式高頻振蕩器，其輸出經(jīng)由VT2級放大，經(jīng)VD3、VD4整流成直流信號，加到三極管VT5的基極，晶體管VT6、VT7構(gòu)成施密特電路，VT8級為接近開關(guān)的輸出電路。LJ2系列晶體管接近開關(guān)電路原理圖電感式接近開關(guān)工作原理：當(dāng)開關(guān)附近沒有金屬物體時，高頻振蕩器諧振，其輸出經(jīng)由VT2放大并整流成直流，使VT2導(dǎo)通，施密特電路VT6截止，VT7飽和導(dǎo)通，輸出級VT8截止，接近開關(guān)無輸出。當(dāng)金屬物體接近振蕩線圈L時，振蕩減弱，直到停止，這時VT5截止，施密特電路翻轉(zhuǎn)，VT7截止，VT8飽和導(dǎo)通，亦有輸出。其輸出端可帶繼電器或其他負(fù)載。電容式接近開關(guān)：其感應(yīng)頭只是一個圓形平板電極，這個電極與振蕩電路的地線形成一個分布電容，當(dāng)有導(dǎo)體或介質(zhì)接近感應(yīng)頭時，電容量增大而使振蕩器停振，輸出電路發(fā)出電信號。由于電容式接近開關(guān)既能檢測金屬，又能檢測非金屬及液體，因而在國外應(yīng)用得十分廣泛。接近開關(guān)是采用非接觸型感應(yīng)輸入和晶體管作無觸頭輸出及放大開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)，其線路具有可靠性高、壽命長、操作頻率高等優(yōu)點(diǎn)。近年來獲得了廣泛的應(yīng)用。1.4.3萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的定義：是一種多檔位、多段式、控制多回路的主令電器，當(dāng)操作手柄轉(zhuǎn)動時，帶動開關(guān)內(nèi)部的凸輪轉(zhuǎn)動，從而使觸頭按規(guī)定順序閉合或斷開。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)一般用于交流500V、直流440V、約定發(fā)熱電流20A以下的電路中，作為電氣控制線路的轉(zhuǎn)換和配電設(shè)備的遠(yuǎn)距離控制、電氣測量儀表轉(zhuǎn)換，也可用于小容量異步電動機(jī)、伺服電動機(jī)、微電動機(jī)的直接控制。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖為LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)單層的結(jié)構(gòu)示意圖，它主要由觸頭座、操作定位機(jī)構(gòu)、凸輪、手柄等部分組成，其操作位置有0～12個，觸頭底座有1～10層，每層底座均可裝三對觸頭。每層凸輪均可做成不同形狀，當(dāng)操作手柄帶動凸輪轉(zhuǎn)到不同位置時，可使各對觸頭按設(shè)置的規(guī)律接通和分?jǐn)啵蚨@種開關(guān)可以組成數(shù)百種線路方案，以適應(yīng)各種復(fù)雜要求，故被稱之為“萬能”轉(zhuǎn)換開關(guān)。1.4.4凸輪控制器定義：是一種大型的手動控制電器，也是多檔位、多觸頭，利用手動操作，轉(zhuǎn)動凸輪去接通和分?jǐn)嘣试S通過大電流的觸頭轉(zhuǎn)換開關(guān)。應(yīng)用：主要用于起重設(shè)備，直接控制中、小型繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動、制動、調(diào)速和換向。凸輪控制器的結(jié)構(gòu)凸輪控制器主要由觸頭、手柄、轉(zhuǎn)軸、凸輪、滅弧罩及定位機(jī)構(gòu)等組成。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)動時，在絕緣方軸上的凸輪隨之轉(zhuǎn)動，從而使觸頭組按順序接通、分?jǐn)嚯娐?，改變繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)定子電路的接法和轉(zhuǎn)子電路的電阻值，直接控制電動機(jī)的起動、調(diào)速、換向及制動。凸輪控制器與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)雖然都是用凸輪來控制觸頭的動作，但兩者的用途則完全不同。1—靜觸頭；2—動觸頭；3—觸頭彈簧；4—復(fù)位彈簧；5—滾子；6—絕緣方軸；7—凸輪凸輪控制器的觸頭通斷表示方法它與轉(zhuǎn)換開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的表示方法相同，操作位置分為零位、向左、向右擋位。具體的型號不同，其觸頭數(shù)目的多少也不同。圖中數(shù)字1～4表示觸頭號，2、l、0、1、2表示擋位（即操作位置）。圖中虛線表示操作位置，在不同操作位置時，各對觸頭的通斷狀態(tài)示于觸頭的下方或右側(cè)與虛線相交位置，在觸頭右、下方涂黑圓點(diǎn)，表示在對應(yīng)操作位置時觸頭接通，沒涂黑圓點(diǎn)的觸頭在該操作位置不接通。1.5交流接觸器當(dāng)電動機(jī)功率稍大或啟動頻繁時，使用手動開關(guān)控制既不安全又不方便，更無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作和自動控制，此時就需要用自動電器來替代普通的手動開關(guān)。接觸器的定義：是一種用來頻繁地接通或分?jǐn)嘟?、直流主電路及大容量控制電路的自動切換電器，主要用于控制電動機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)和電容器組等。它是電力拖動自動控制系統(tǒng)中使用最廣泛的電器元件之一。接觸器的分類：按其主觸頭通過電流的種類不同，可分為交流接觸器和直流接觸器。其結(jié)構(gòu)大致相同，下面以交流接觸器為例，分析接觸器的組成部分和作用。

1.5.1

交流接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理1—鐵心；2—銜鐵；3—線圈；4—常閉觸點(diǎn)；5—常開觸點(diǎn)1.交流接觸器的結(jié)構(gòu)四個組成部分：電磁結(jié)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧罩和其他部分1）電磁機(jī)構(gòu)組成：線圈、銜鐵和鐵心等。它能產(chǎn)生電磁吸力，驅(qū)使觸頭動作。在鐵心頭部平面上都裝有短路環(huán)。安裝短路環(huán)的目的是消除交流電磁鐵在吸合時可能產(chǎn)生的銜鐵振動和噪音。當(dāng)交變電流過零時，電磁鐵的吸力為零，銜鐵被釋放，當(dāng)交變電流過了零值后，銜鐵又被吸合，這樣一放一吸，使銜鐵發(fā)生振動。當(dāng)裝上短路環(huán)后，在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流，能阻止交變電流過零時磁場的消失，使銜鐵與鐵心之間始終保持一定的吸力，因此消除了振動現(xiàn)象。2）觸頭系統(tǒng)包括主觸頭和輔助觸頭。主觸頭用于接通和分?jǐn)嘀麟娐?，通常為三對常開觸頭。輔助觸頭用于控制電路，起電氣聯(lián)鎖作用，故又稱聯(lián)鎖觸頭，一般有常開、常閉觸頭各兩對。在線圈未通電時（即平常狀態(tài)下），處于相互斷開狀態(tài)的觸頭叫常開觸頭，又叫動合觸頭；處于相互接觸狀態(tài)的觸頭叫常閉觸頭，又叫動斷觸頭。接觸器中的常開和常閉觸頭是聯(lián)動的，當(dāng)線圈通電時，所有的常閉觸頭先行分?jǐn)?，然后所有的常開觸頭跟著閉合；當(dāng)線圈斷電時，在反力彈簧的作用下，所有觸頭都恢復(fù)原來的平常狀態(tài)。3）滅弧罩額定電流在20A以上的交流接觸器，通常都設(shè)有陶瓷滅弧罩。它的作用是能迅速切斷觸頭在分?jǐn)鄷r所產(chǎn)生的電弧，以避免發(fā)生觸頭燒毛或熔焊。4）其他部分包括反力彈簧、觸頭壓力簧片、緩沖彈簧、短路環(huán)、底座和接線柱等。反力彈簧的作用是當(dāng)線圈斷電時使銜鐵和觸頭復(fù)位。觸頭壓力簧片的作用是增大觸頭閉合時的壓力，從而增大觸頭接觸面積，避免因接觸電阻增大而產(chǎn)生觸頭燒毛現(xiàn)象。緩沖彈簧可以吸收銜鐵被吸合時產(chǎn)生的沖擊力，起保護(hù)底座的作用。2.交流接觸器的電氣符號3.交流接觸器的工作原理

交流接觸器有兩種工作狀態(tài)：得電狀態(tài)（動作狀態(tài)）和失電狀態(tài)（釋放狀態(tài)）。接觸器主觸點(diǎn)的動觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸點(diǎn)則固定在殼體上。當(dāng)線圈得電后，線圈產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動動觸點(diǎn)動作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，分?jǐn)嗷蚪油ㄏ嚓P(guān)電路。當(dāng)線圈失電時，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧的作用下釋放，各觸點(diǎn)隨之復(fù)位。接觸器具有遙控功能，同時還具有欠壓、失壓保護(hù)的功能，接觸器的主要控制對象是電動機(jī)。1.5.2交流接觸器的型號與主要技術(shù)參數(shù)1.交流接觸器的型號2.交流接觸器的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓：接觸器銘牌上的額定電壓是指主觸頭的額定電壓。交流電壓的等級有127V、220V、380V和500V。額定電流：接觸器銘牌上的額定電流是指主觸頭的額定電流。交流電流的等級有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A和600A。吸引線圈的額定電壓：交流電壓的等級有36V、110V、127V、220V和380V。另外還有接通與分?jǐn)嗄芰﹄姎鈮勖蜋C(jī)械壽命、線圈的起動功率與吸持功率等技術(shù)參數(shù)。3.交流接觸器的選用類型的選擇：根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)選用直流或交流接觸器。主觸點(diǎn)額定電壓的選擇：大于等于主電路工作電壓。主觸點(diǎn)額定電流的選擇：大于等于被控電路額定電流。吸引線圈的額定電壓與頻率：與所控制電路的選用電壓、頻率相一致。1.5.3

直流接觸器定義:主要用于額定電壓至440V、額定電流至1600A的直流電力線路中，作為遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐罚靡钥刂浦绷麟妱訖C(jī)的頻繁啟動、停止和反向。結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)及符號同交流接觸器；a.因電磁機(jī)構(gòu)同直流電，鐵芯不發(fā)熱，吸引線圈匝數(shù)多，電阻大，銅耗大，線圈本身發(fā)熱，因此為長而薄的圓筒形，切不設(shè)線圈骨架，以便線圈與鐵芯直接接觸，便于散熱。b.觸頭分主觸頭和輔助觸頭，因通斷電流大，次數(shù)多，主觸頭采用滾滑接觸的指形觸頭；輔助觸頭由于通斷電流小，采用點(diǎn)接觸的橋式觸頭；c.采用磁吹滅弧裝置，利用電磁力把電弧“吹”長，拉入耐弧材料制成的狹縫滅弧罩內(nèi)滅弧。1.6繼電器繼電器是一種根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（時間、速度、溫度、壓力等）的變化自動接通和斷開控制電路，以完成控制或保護(hù)任務(wù)的電器。它具有輸入電路（又稱感應(yīng)元件）和輸出電路（又稱執(zhí)行元件）。當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量變化到某一定值時，繼電器動作，執(zhí)行元件便接通或斷開控制電路。其觸點(diǎn)通常接在控制電路中。電磁式繼電器：其結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相似，結(jié)構(gòu)上也是由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。但是，繼電器控制的是小功率信號系統(tǒng)，流過觸頭的電流很弱，所以不需要滅弧裝置，另外，繼電器可以對各種輸入量作出反應(yīng)，而接觸器只有在一定的電壓信號下才能動作。繼電器的種類：電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、計數(shù)、頻率繼電器等繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。其主要區(qū)別在于：接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流；繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。繼電器和接觸器的區(qū)別是什么呢？1.6.1

電流、電壓繼電器1.電流繼電器根據(jù)輸入電流大小而動作的繼電器稱為電流繼電器。電流繼電器的線圈串接在被測量的電路中，以反映電流的變化，其觸點(diǎn)接在控制電路中，用于控制接觸器線圈或信號指示燈的通/斷。為了不影響被測電路的正常工作，電流繼電器線圈阻抗應(yīng)比被測電路的等效阻抗小得多。因此，電流繼電器的線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。

電流繼電器的分類：按用途還可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。過電流繼電器的任務(wù)是當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時立即將電路切斷，繼電器線圈電流小于整定電流時繼電器不動作，只有超過整定電流時才動作。過電流繼電器的動作電流整定范圍，交流過流繼電器為110％～350％IN，直流過流繼電器為70％~300％IN。欠電流繼電器的任務(wù)是當(dāng)電路電流過低時立即將電路切斷，繼電器線圈通過的電流大于或等于整定電流時，繼電器吸合，只有電流低于整定電流時，繼電器才釋放。欠電流繼電器動作電流整定范圍，吸合電流為30％～50％IN，釋放電流為10％～20％IN，欠電流繼電器一般是自動復(fù)位的。2.電壓繼電器電壓繼電器是根據(jù)輸入電壓大小而動作的繼電器，其結(jié)構(gòu)與電流繼電器相似，不同的是電壓繼電器的線圈與被測電路并聯(lián)，以反映電壓的變化，因此，它的吸引線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、電阻大。電壓繼電器的分類：按用途也可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。過電壓繼電器動作電壓整定范圍為105％～120％UN；欠電壓繼電器吸合電壓調(diào)整范圍為30％～50％UN，釋放電壓調(diào)整范圍為7％～20％UN。電流、電壓繼電器的電氣符號1.6.2中間繼電器中間繼電器的作用：是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯?即增大觸頭容量)的繼電器。其實(shí)質(zhì)為電壓繼電器，但它的觸頭數(shù)量較多（可達(dá)8對），觸頭容量較大（5～10A），動作靈敏。中間繼電器的分類：按電壓分為兩類，一類是用于交直流電路中的JZ系列，另一類是只用于直流操作的各種繼電保護(hù)線路中的DZ系列。新型中間繼電器觸頭閉合過程中動、靜觸頭間有一段滑擦、滾壓過程，可以有效地清除觸頭表面的各種生成膜及塵埃，減小了接觸電阻，提高了接觸可靠性，有的還裝了防塵罩或采用密封結(jié)構(gòu)，也是提高可靠性的措施。有些中間繼電器安裝在插座上，插座有多種型式可供選擇，有些中間繼電器可直接安裝在導(dǎo)軌上，安裝和拆卸均很方便。常用的有JZl8、MA、K、HH5、RTll等系列。中間繼電器的電氣符號1.6.3

時間繼電器1.時間繼電器的定義感受部分在感受外界信號后，經(jīng)過一段時間才能使執(zhí)行部分動作的繼電器，叫做時間繼電器。即當(dāng)吸引線圈通電或斷電以后，其觸頭經(jīng)過一定延時才動作，以控制電路的接通或分?jǐn)?；時間繼電器的種類很多，主要有直流電磁式、空氣阻尼式、電動式、電子式等幾大類。延時方式有通電延時和斷電延時兩種。

2.常見的時間繼電器1）直流電磁式該類繼電器用阻尼的方法來延緩磁通變化的速度，以達(dá)到延時的目的。其結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，壽命長，允許通電次數(shù)多，但僅適用于直流電路，延時時間較短。一般通電延時僅為0.1～0.5s，而斷電延時可達(dá)0.2～10s。因此，直流電磁式時間繼電器主要用于斷電延時。2）空氣式該類繼電器由電磁機(jī)構(gòu)、工作觸頭及氣室三部分組成，它的延時是靠空氣的阻尼作用來實(shí)現(xiàn)的。常見的型號有JS7-A系列，按其控制原理有通電延時和斷電延時兩種類型。通電延時型的工作原理：當(dāng)通電延時型時間繼電器電磁鐵線圈1通電后，將銜鐵4吸下，于是頂桿6與銜鐵間出現(xiàn)一個空隙，當(dāng)與頂桿相連的活塞12在彈簧7作用下由上向下移動時，在橡皮膜9上面形成空氣稀薄的空間（氣室），空氣由進(jìn)氣孔11逐漸進(jìn)入氣室，活塞因受到空氣的阻力，不能迅速下降，在降到一定位置時，杠桿15使觸頭14動作（常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開）。線圈斷電時，彈簧使銜鐵和活塞等復(fù)位，空氣經(jīng)橡皮膜與頂桿之間推開的氣隙迅速排出，觸點(diǎn)瞬時復(fù)位?？諝庾枘崾綍r間繼電器延時時間有0.4～180s和0.4～60s兩種規(guī)格。優(yōu)點(diǎn)：延時范圍較寬、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、壽命長等，是機(jī)床交流控制線路中常用的時間繼電器。缺點(diǎn)：延時精度較低。3）電動機(jī)式時間繼電器該類繼電器由同步電動機(jī)、減速齒輪機(jī)構(gòu)、電磁離合系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，電動機(jī)式時間繼電器延時時間長（可達(dá)數(shù)十小時），延時精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，常用的有JSl0、JSll系列和7PR系列。4）電子式時間繼電器該類繼電器的早期產(chǎn)品多是阻容式