建筑電氣控制技術(shù)課件

目錄電磁式低壓電器的基本知識1開關(guān)電器2主令電器33低壓熔斷器4接觸器5繼電器6目錄電磁式低壓電器的基本知識1

【知識目標(biāo)】1.了解低壓電器的分類及基本結(jié)構(gòu)；2．掌握電磁式低壓電器的工作原理；3．掌握常用低壓電器的選擇依據(jù)和方法?！灸芰δ繕?biāo)】1．能夠識別并區(qū)分各類低壓電器；2.能夠合理選擇低壓電器?！局R目標(biāo)】

1.1電磁式低壓電器的基本知識電力拖動控制系統(tǒng)一般分成兩大部分。一部分是主電路，由開關(guān)、熔斷器、接觸器（主觸點(diǎn)）等電器元件組成控制電動機(jī)接通、斷開線路，一般主電路的電流較大。另一部分是控制電路，由主令電器、接觸器線圈、輔助觸點(diǎn)和繼電器等電器元件組成，控制電路的任務(wù)是根據(jù)操作指令，依照自動控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對主電路系統(tǒng)進(jìn)行控制，一般控制電路的電流較小，但電路中使用的低壓控制電器種類較多，線路也較主電路復(fù)雜。1.1電磁式低壓電器的基本知識

低壓電器定義為：根據(jù)使用要求及控制信號，通過一個(gè)或多個(gè)器件組合，能手動或自動分合額定電壓在直流l200V、交流l500V及以下的電路，以實(shí)現(xiàn)電路中被控制對象的控制調(diào)節(jié)、變換、檢測、保護(hù)等作用的基本器件稱為低壓電器，采用電磁原理構(gòu)成的低壓電器元件，稱為電磁式低壓電器；利用集成電路或電子元件構(gòu)成的低壓電器元件，稱為電子式低壓電器；利用現(xiàn)代控制原理構(gòu)成的低壓電器元件或裝置，稱為自動化電器、智能化電器或可通信電器；根據(jù)電器的控制原理、結(jié)構(gòu)原理及用途，又可有終端組合式電器、智能化電器和模數(shù)化電器等。低壓電器定義為：根據(jù)使用要求及控制信

從作用上來講，低壓電器是指在低壓供電系統(tǒng)中，能夠依據(jù)操作指令或外界現(xiàn)場信號的要求，手動或自動地改變電路的狀況、參數(shù)，用以實(shí)現(xiàn)對電路或被控對象的控制、保護(hù)、測量、指示、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換等的電氣器械。低壓電器的作用有：１、控制作用如電梯轎廂的上下移動、快慢速自動切換與自動平層動作的完成。２、檢測作用利用儀表及與之相適應(yīng)的電器，對設(shè)備、電網(wǎng)或其它非電參數(shù)進(jìn)行測量，如電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度等。３、保護(hù)作用能根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)，對設(shè)備、環(huán)境、以及人身實(shí)行自動保護(hù)，如電機(jī)的過熱保護(hù)以及漏電保護(hù)等。４、轉(zhuǎn)換作用在用電設(shè)備之間轉(zhuǎn)換或?qū)Φ蛪弘娖?、控制電路分時(shí)投入運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)功能切換，如勵(lì)磁裝置手動與自動的轉(zhuǎn)換，供電系統(tǒng)的市電與自備電源的切換等。５、指示作用利用低壓電器的控制、保護(hù)等功能，檢測出設(shè)備運(yùn)行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣監(jiān)測、保護(hù)掉牌指示等從作用上來講，低壓電器是指在低壓供

６、調(diào)節(jié)作用低壓電器可對一些電量和非電量進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶的要求，如柴油機(jī)油門的調(diào)整、房間溫濕度的調(diào)節(jié)、建筑物照度的自動調(diào)節(jié)等。當(dāng)然，低壓電器的作用遠(yuǎn)不止這些，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新器件、新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，低壓電器也會開發(fā)出更多新功能。６、調(diào)節(jié)作用低壓電器可對一些電量和非電量進(jìn)行調(diào)

1.1.1低壓電器及其分類

低壓電器種類繁多，功能各樣，構(gòu)造各異，用途廣泛，工作原理各不相同，常用低壓電器的分類方法也很多。

1．按用途或控制對象分類（1）配電電器：主要用于低壓配電系統(tǒng)中。要求系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)準(zhǔn)確動作、可靠工作，在規(guī)定條件下具有相應(yīng)的動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性，使電器不會被損壞。常用的配電電器有刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器等。（2）控制電器：主要用于電氣傳動系統(tǒng)中。要求壽命長、體積小、重量輕且動作迅速、準(zhǔn)確、可靠。常用的控制電器有接觸器、繼電器、起動器、主令電器、電磁鐵等

1.1.1低壓電器及其分類

2．按動作方式分類（1）自動電器：依靠自身參數(shù)的變化或外來信號的作用，自動完成接通或分?jǐn)嗟葎幼鳎缃佑|器、繼電器等。（2）手動電器：用手動操作來進(jìn)行切換的電器，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等。

3．按觸點(diǎn)類型分類（1）有觸點(diǎn)電器：利用觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)鄟砬袚Q電路，如接觸器、刀開關(guān)、按鈕等。（2）無觸點(diǎn)電器：無可分離的觸點(diǎn)。主要利用電子元件的開關(guān)效應(yīng)，即導(dǎo)通和截止來實(shí)現(xiàn)電路的通、斷控制，如接近開關(guān)、霍爾開關(guān)、電子式時(shí)間繼電器、固態(tài)繼電器等。2．按動作方式分類4．按工作原理分類（1）電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動作的電器，如接觸器、繼電器、電磁鐵等。（2）非電量控制電器：依靠外力或非電量信號（如速度、壓力、溫度等）的變化而動作的電器，如轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等4．按工作原理分類

5．按低壓電器型號分類為了便于了解文字符號和各種低壓電器的特點(diǎn)，采用我國《國產(chǎn)低壓電器產(chǎn)品型號編制辦法》（JB2930—81.10）的分類方法（參見附錄A），將低壓電器分為13個(gè)大類。每個(gè)大類用一位漢語拼音字母作為該產(chǎn)品型號的首字母，第二位漢語拼音字母表示該類電器的各種形式。（1）刀開關(guān)H，例如HS為雙投式刀開關(guān)（刀型轉(zhuǎn)換開關(guān)），HZ為組合開關(guān)。（2）熔斷器R，例如RC為瓷插式熔斷器，RM為密封式熔斷器。（3）斷路器D，例如DW為萬能式斷路器，DZ為塑殼式斷路器。（4）控制器K，例如KT為凸輪控制器，KG為鼓型控制器。（5）接觸器C，例如CJ為交流接觸器，CZ為直流接觸器。5．按低壓電器型號分類

（6）起動器Q，例如QJ為自耦變壓器降壓起動器，QX為星三角起動器。（7）控制繼電器J，例如JR為熱繼電器，JS為時(shí)間繼電器。（8）主令電器L，例如LA為按鈕，LX為行程開關(guān)。（9）電阻器Z，例如ZG為管型電阻器，ZT為鑄鐵電阻器。（10）變阻器B，例如BP為頻敏變阻器，BT為起動調(diào)速變阻器。（11）調(diào)整器T，例如TD為單相調(diào)壓器，TS為三相調(diào)壓器。（12）電磁鐵M，例如MY為液壓電磁鐵，MZ為制動電磁鐵。（13）其他A，例如AD為信號燈，AL為電鈴。在選用低壓電器時(shí)常根據(jù)型號來進(jìn)行選用，所以本書按型號分類對上述低壓電器的分類進(jìn)行說明。（6）起動器Q，例如QJ為自耦變壓器降壓起動器，Q1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

電磁式低壓電器是利用電磁現(xiàn)象完成電氣電路或非電對象的控制、切換、檢測、指示和保護(hù)等功能的。電磁式低壓電器應(yīng)由以下幾部分組成：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)。1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.1.2.1電磁機(jī)構(gòu)

1、電磁吸力可以用下式表示：

式中I——線圈中通過的電流（A）

N——線圈匝數(shù)（匝）

S——?dú)庀督孛娣e（㎡）

——?dú)庀秾挾龋╩）

F——電磁吸力（N）

——真空磁導(dǎo)率，=4π×10-7H/m

1.1.2.1電磁機(jī)構(gòu)2、直流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力特性對于直流電磁機(jī)構(gòu)，因?yàn)橥饧拥碾妷汉途€圈電阻不變，則流過線圈的電流為常數(shù)，與磁路的氣隙大小無關(guān)。所以，電磁吸力與氣隙的平方成反比，因此吸力特性為二次曲線形狀。如圖１－１所示。圖1－1直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性2、直流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力特性3、交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力特性對于具有電壓線圈的交流電磁機(jī)構(gòu)，其吸力特性與直流電磁機(jī)構(gòu)有所不同。設(shè)外加電壓不變，線圈的阻抗主要取決于線圈的感抗，電阻可忽略，電阻壓降也可忽略，當(dāng)線圈的外加交流圖1－2交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性3、交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力特性

電壓不變時(shí)，線圈的阻抗隨著氣隙的改變而改變，所以線圈中的電流也改變。氣隙大時(shí)感抗小，線圈電流大，反之則小。當(dāng)氣隙變化時(shí)，電流I

與氣隙成線性關(guān)系。如圖1－2所示。從上面的分析可以看出，直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力與氣隙的平方成反比，而交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力與氣隙的大小無關(guān)。因此，直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性比交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性要陡。電壓不變時(shí)，線圈的阻抗隨著氣隙的改變

４、電磁機(jī)構(gòu)的反力特性在不計(jì)電磁機(jī)構(gòu)運(yùn)動部件重力的情況下，電磁機(jī)構(gòu)的反力主要由釋放彈簧和觸點(diǎn)彈簧的反力構(gòu)成，用Fr表示。由于彈簧的作用力與其長度成線性關(guān)系，所以反力特性曲線都是直線段，如圖1-3中的曲線3所示為氣隙的最大值，此時(shí)對應(yīng)的動、靜觸點(diǎn)之間的距離稱為觸點(diǎn)斷開距離，簡稱開距（也叫觸點(diǎn)行程）。在銜鐵閉合過程中，當(dāng)氣隙由開始減小時(shí)，反力逐漸增大，如曲線3中的ab段所示，這一段為釋放彈簧的反力變化。

４、電磁機(jī)構(gòu)的反力特性

到達(dá)氣隙1

位置時(shí)，動、靜觸點(diǎn)剛剛接觸，由于觸點(diǎn)彈簧預(yù)先被壓縮了一段，因而當(dāng)動、靜觸點(diǎn)剛剛接觸時(shí)，由觸點(diǎn)彈簧產(chǎn)生一個(gè)壓力，稱為初壓力，此時(shí)初壓力作用到銜鐵上，反力突增，曲線突變，如曲線3中的bc段所示；這一段為觸點(diǎn)彈簧的初壓力。當(dāng)氣隙由1再減小時(shí)，釋放彈簧與觸點(diǎn)彈簧同時(shí)起作用，使反力變化增大。氣隙越小觸點(diǎn)壓得越緊，反力越大，線段較1～2段陡，如曲線3的cd段所示。觸點(diǎn)彈簧壓縮的距離稱為觸點(diǎn)的超行程，即從動觸點(diǎn)剛接觸到靜觸點(diǎn)開始，而動觸點(diǎn)繼續(xù)向前運(yùn)動壓緊的距離。觸點(diǎn)完全閉合后動觸點(diǎn)已不再向前運(yùn)動時(shí)的觸點(diǎn)壓力稱為終壓力。到達(dá)氣隙1位置時(shí)，動、靜

從上面的分析可以看出，氣隙減少的過程就是觸點(diǎn)閉合的過程。開距、超行程、初壓力、終壓力是觸點(diǎn)的四個(gè)基本參數(shù)。開距是為保證斷開電弧和在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下不被擊穿；超行程是保證觸點(diǎn)可靠接觸的必須過程；初壓力主要是限制并防止觸點(diǎn)在剛接觸時(shí)所發(fā)生的機(jī)械振動；終壓力是保證在閉合狀態(tài)下觸點(diǎn)之間的電阻較小，使觸點(diǎn)溫度不超過允許值。調(diào)整釋放彈簧的松緊，可以改變反力特性曲線的位置，若將釋放彈簧扭緊，則反力特性曲線上移；若將釋放彈簧放松，則反力特性曲線平行下移。從上面的分析可以看出，氣隙減少的過程

圖1－3電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與反力特性建筑電氣控制技術(shù)課件

５、電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與反力特性的配合吸力特性與反力特性合理配合，可保證銜鐵產(chǎn)生可靠吸合動作的前提下，盡量減少銜鐵和鐵心柱端面間的機(jī)械磨損和觸點(diǎn)的電磨損。為此，反力特性曲線應(yīng)在吸力特性曲線的下方且彼此靠近，如圖1-3所示。如果反力特性曲線在吸力特性曲線的上方，這時(shí)銜鐵無法產(chǎn)生閉合動作，尤其是對于交流電磁機(jī)構(gòu)，由于銜鐵無法吸合使線圈電流過大會導(dǎo)致線圈過熱乃至燒壞。

５、電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與反力特性的配合

如果反力過小，則反力特性曲線遠(yuǎn)離吸力特性曲線的下方，這時(shí)銜鐵雖然能產(chǎn)生閉合動作，但由于吸力過大，使銜鐵閉合時(shí)的運(yùn)動速度過大，因而會產(chǎn)生很大的沖擊力，使銜鐵與鐵心柱端面造成嚴(yán)重的機(jī)械磨損。此外，過大的沖擊力有可能使觸點(diǎn)產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象，從而導(dǎo)致觸點(diǎn)的熔焊或燒損，也就會引起嚴(yán)重的電磨損，降低觸點(diǎn)的使用壽命。如果反力過小，則反力特性曲線遠(yuǎn)離吸力

對于交流電磁機(jī)構(gòu)，由于通過的是交流電，所以銜鐵將會產(chǎn)生振動。為了解決這一問題，在交流電磁機(jī)構(gòu)的磁心端面上都加裝短路環(huán)，如圖1－4所示。加裝短路環(huán)后，鐵心中的磁通中被分為兩部分；一部分是不通過短路環(huán)的磁通，另一部分是通過短路環(huán)的磁通，由于主磁通是交變的，因此短路環(huán)中也將感應(yīng)出交變的電動勢，產(chǎn)生交變的電流，該電流產(chǎn)生的磁通將阻礙交變磁通的變化。綜合作用的結(jié)果，使得穿過短路環(huán)的磁通滯后主磁通一個(gè)角度。對于交流電磁機(jī)構(gòu)，由于通過的是交流

此時(shí)電磁吸力由兩部分組成；一部分是由主磁通產(chǎn)生的吸力，另一部分是由短路環(huán)的磁通產(chǎn)生的吸力，二者均為脈動吸力，但相差一個(gè)相角。由于兩個(gè)力沒有同時(shí)為零的時(shí)刻，因而其合力也沒有為零的時(shí)刻。如果配合適當(dāng)，合力將始終大于彈簧的彈力，銜鐵將克服彈簧的彈力而穩(wěn)定地吸合，這就消除了由于采用交流電源而使電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的抖動與噪聲。

１－鐵芯；２－短路環(huán)此時(shí)電磁吸力由兩部分組成；一部分是

1.1.2.2觸頭及滅弧系統(tǒng)

1、觸頭的形式觸頭又稱為觸點(diǎn)，是用于切斷或接通電器回路的部件。由于需要對電流進(jìn)行切斷和接通，其導(dǎo)電性能和使用壽命將是考慮的主要因素。在回路接通時(shí)，觸頭應(yīng)該接觸緊密，良好導(dǎo)電；回路切斷時(shí)則應(yīng)可靠地切斷電路，保證有足夠的絕緣間隙。影響觸頭正常工作的主要因素是接觸電阻，接觸電阻較大時(shí)，電流通過時(shí)發(fā)熱過大，會造成觸頭氧化，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致骨架燒壞甚至觸頭熔焊。為了保證不同使用場合需要，電磁式電器的觸頭設(shè)計(jì)為三種形式。如圖1-5所示。1.1.2.2觸頭及滅弧系統(tǒng)

圖1-5電磁式電器的觸頭（ａ）點(diǎn)接觸式；（ｂ）線接觸式；（ｃ）面接觸

2、觸頭的接觸電阻觸頭亦稱觸點(diǎn)，是電器的主要執(zhí)行郄分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?。在有觸頭的電器元件中．電器元件的基本功能是靠觸頭來執(zhí)行的。因此，要求觸頭導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好。通常用鋼、銀、鎳及其合金材料制成，有時(shí)也在鋼觸頭表面電鍍錫、銀或鎳。銅的表面容易氧化而生成一層氧化銅，它將增大觸頭的接觸電阻，使觸頭的損耗增大，溫度上升。所以，有些特殊用途的電器如微型繼電器和小容量的電器，其觸頭常采用銀質(zhì)材料。

2、觸頭的接觸電阻

這不僅在于其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能均憂于鋼質(zhì)觸頭，更主要的是其氧化膜電阻率很低，僅是純鋼的十幾分之一．甚至還小。而且要在較高的溫度下才會形成，同時(shí)又容易粉化。因此，銀質(zhì)觸頭具有較低而穩(wěn)定的接觸電阻。對于大中容量的低壓電器，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，觸頭采用滾動接觸，可將氧化膜去掉，這種結(jié)構(gòu)的觸頭，一般常采用銅質(zhì)材料。這不僅在于其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能均憂于鋼

觸頭之間的接觸電阻包括膜電阻和收縮電阻。膜電阻是觸頭接觸表面在大氣中自然氧化而生成的氧化膜造成的。氧化膜的電阻要比觸頭本身的電阻大幾十到幾千倍，導(dǎo)電性能極差，甚至不導(dǎo)電，并受環(huán)境的影響較大。收縮電阻是由于觸頭的接觸表面不是十分光滑，在接觸時(shí)，實(shí)際接觸的面積總是小于觸頭原有可接觸面積，這樣有效導(dǎo)電截面減小。當(dāng)電流流經(jīng)時(shí)，就會產(chǎn)生電流收縮現(xiàn)象，從而使電阻增加及接觸區(qū)的導(dǎo)電性能變差。觸頭之間的接觸電阻包括膜電阻和收縮

由于這種原因增加的電阻稱為收縮電阻。如果觸頭之間的接觸電阻較大，會在電流流過觸頭時(shí)造成較大的電壓降落，這對弱電控制系統(tǒng)影響較嚴(yán)重。另外電流流過觸頭時(shí)電阻損耗大，將使觸頭發(fā)熱而致溫度升高，導(dǎo)致觸頭表面的膜電阻進(jìn)一步增加及相鄰絕緣材料的老化，嚴(yán)重時(shí)可使觸頭熔焊，造成電氣系統(tǒng)發(fā)生事故。因此，對各種電器的觸頭都規(guī)定了它的最高環(huán)境溫度和允泎溫升。除此之外，觸頭在運(yùn)行時(shí)還存在觸頭的磨損，觸頭的磨損包括電磨損和機(jī)械磨損。電磨損是由于在通斷過程中觸頭間的放電作用使觸頭材料發(fā)生物理性能和化學(xué)性能變化而引起的，電磨損的程度決定于放電時(shí)間內(nèi)通過觸頭間隙的電荷量的多少及觸頭材料性質(zhì)等；由于這種原因增加的電阻稱為收縮電阻

電磨損是引起觸頭材料損耗的主要原因之一。機(jī)械磨損是由于機(jī)械作用使觸頭材料發(fā)生磨損和消耗。機(jī)械磨損的程度取決于材料硬度、觸頭壓力及觸頭的滑動方式等。為了使接觸電阻盡可能減小，一是要選用導(dǎo)電性好、耐磨性好的金屬材料做觸頭，使觸頭本身的電阻盡量減?。欢且褂|頭接觸的緊密一些。另外在使用過程中盡量保持觸頭清潔，在有條件的情況下應(yīng)定期清掃觸頭表面。電磨損是引起觸頭材料損耗的主要原因

３、電弧的熄滅在弧柱中氣體不斷游離的同時(shí)，還進(jìn)行著一種與游離現(xiàn)象相反的過程，即帶電質(zhì)點(diǎn)自由電子和正離子不斷中和為中性質(zhì)點(diǎn)的“去游離”過程。去游離使帶電質(zhì)點(diǎn)大大減少，它是電弧能否熄滅的主要因素。當(dāng)去游離作用大于游離作用時(shí)，則電弧電流逐漸減小，直至熄滅。電弧的去游離過程包括復(fù)合和擴(kuò)散兩種形式。３、電弧的熄滅

（1）復(fù)合介質(zhì)中正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)接近時(shí)互相吸引而彼此中和成為中性質(zhì)點(diǎn)的現(xiàn)象，稱為復(fù)合。由于弧柱中自由電子的運(yùn)動速度約為離子運(yùn)動速度的1000倍，所以正、負(fù)離子之間的復(fù)合要比電子和正離子之間的復(fù)合容易得多。通常，動能小的電子先附在中性質(zhì)點(diǎn)上，形成負(fù)離子，再與正離子復(fù)合。（2）擴(kuò)散由于熱運(yùn)動，弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)逸出弧柱外的現(xiàn)象，稱為擴(kuò)散。擴(kuò)散現(xiàn)象會使弧柱中的帶電質(zhì)點(diǎn)減少，有助于電弧的熄滅。電弧中發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象是由于電弧與周圍介質(zhì)的溫度相差很大以及弧柱內(nèi)與周圍介質(zhì)中的帶電質(zhì)點(diǎn)濃度相差很大的緣故。（1）復(fù)合介質(zhì)中正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)接近時(shí)互相吸引而彼此

4開關(guān)電器常用的滅弧方法（1）快速分?jǐn)嗬脧?qiáng)力儲能彈簧迅速作用釋放能量，使觸頭快速分?jǐn)啵杆倮L電弧，以減少碰撞游離的作用時(shí)間。（2）吹弧在滅弧室中，利用壓縮空氣、六氟化硫（SF6）氣體或高壓絕緣油猛烈噴吹電弧，將電弧拉長和冷卻，從而熄滅電弧。吹弧的方式有縱吹、橫吹和縱橫吹。圖1.6所示為縱吹和橫吹的氣體吹弧。該方法廣泛應(yīng)用于高壓斷路器中。4開關(guān)電器常用的滅弧方法

圖1.6氣體吹弧示意圖（a）縱吹；（b）橫吹；（c）帶隔板的橫吹建筑電氣控制技術(shù)課件

（3）使電弧在周圍介質(zhì)中迅速移動這樣也能得到拉長電弧或吹弧同樣的效果。使電弧在周圍介質(zhì)中移動的方法有電動力、磁力和磁吹動三種。該方法常用于低壓開關(guān)電器中。（4）采用多斷口滅弧在開關(guān)電器的每相內(nèi)制成兩個(gè)或多個(gè)斷口，如圖1.7所示。由于斷口的增加，相當(dāng)于將一個(gè)電弧在滅弧室中分成幾個(gè)串聯(lián)的短弧，使每個(gè)斷口上的電弧電壓降低，有利于電弧的熄滅。同時(shí)，也使開關(guān)電器的足以滅弧的觸頭行程減小，縮短了熄弧時(shí)間，并且減小了開關(guān)電器的尺寸。（3）使電弧在周圍介質(zhì)中迅速移動這樣也能得到拉長電

圖1.7多斷口滅弧示意圖（a）一個(gè)斷口；（b）兩個(gè)斷口；（c）四個(gè)斷口

1—靜觸頭；2—?jiǎng)佑|頭；3—電弧室；4—滑動觸頭；5—觸頭橋；6—絕緣拉桿建筑電氣控制技術(shù)課件

（5）在固體介質(zhì)的狹縫或狹溝中滅弧低壓開關(guān)電器中廣泛采用固體介質(zhì)構(gòu)成的狹縫或狹溝滅弧裝置。電弧在狹縫或狹溝中產(chǎn)生，其高溫將使固體介質(zhì)分解，產(chǎn)生大量氣體，形成高氣壓區(qū)，從而提高了帶電質(zhì)點(diǎn)的濃度，增加了復(fù)合的機(jī)會。同時(shí)，電弧與固體介質(zhì)緊密接觸，附在固體介質(zhì)表面的帶電質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈地復(fù)合和冷卻，熱游離作用降低，去游離作用顯著增強(qiáng)，于是電弧熄滅。（6）將長電弧分割成若干個(gè)短電弧如圖1.8所示，在低壓開關(guān)電器觸頭之間產(chǎn)生的電弧進(jìn)入與電弧垂直的金屬柵片內(nèi)以后，將一個(gè)長電弧分割成一串短電弧。在交流電路中，當(dāng)電弧電流過零時(shí)，每一短電弧同時(shí)熄滅，其相應(yīng)的陰極附近起始介質(zhì)電強(qiáng)度立即達(dá)150～250V，若所有電弧陰極的介質(zhì)電強(qiáng)度的總和永遠(yuǎn)大于觸頭間的外加電壓，電弧就不再重燃。這種方法常用于低壓交流開關(guān)中。（5）在固體介質(zhì)的狹縫或狹溝中滅弧低壓開關(guān)電器中

圖1.8長弧切短（a）金屬片滅?。唬╞）缺口鋼片

1—靜觸點(diǎn)；2—?jiǎng)佑|點(diǎn)；3—電?。?—金屬柵片在電器設(shè)備中，一種設(shè)備常使用多種滅弧方法。建筑電氣控制技術(shù)課件

1.2開關(guān)電器

1.2.1刀開關(guān)

刀開關(guān)是一種手動電器，常用的刀開關(guān)有HD型單投刀開關(guān)、HS型雙投刀開關(guān)、HR型熔斷器式刀開關(guān)、HZ型組合開關(guān)、HK型閘刀開關(guān)、HY型倒順開關(guān)、HH型鐵殼開關(guān)等。1.2開關(guān)電器HD型單投刀開關(guān)、HS型雙投刀開關(guān)、HR型熔斷器式刀開關(guān)主要用于成套配電裝置中作為隔離開關(guān)，裝有滅弧裝置的刀開關(guān)也可以控制一定范圍內(nèi)的負(fù)荷線路。作為隔離開關(guān)的刀開關(guān)的容量比較大，其額定電流為100～1500A，主要用于供配電線路的電源隔離。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能操作帶負(fù)荷的線路，只能操作空載線路或電流很小的線路，如小型空載變壓器、電壓互感器等。操作時(shí)應(yīng)注意，停電時(shí)應(yīng)將線路的負(fù)荷電流用斷路器、負(fù)荷開關(guān)等開關(guān)電器切斷后再將隔離開關(guān)斷開，送電時(shí)操作順序相反。隔離開關(guān)斷開時(shí)有明顯的斷開點(diǎn)，有利于檢修人員的停電檢修工作。隔離刀開關(guān)由于控制負(fù)荷能力很小，也沒有保護(hù)線路的功能，所以通常不能單獨(dú)使用，一般要和能切斷負(fù)荷電流和故障電流的電器（如熔斷器、斷路器和負(fù)荷開關(guān)等）一起使用。HD型單投刀開關(guān)、HS型雙投刀開關(guān)HZ型組合開關(guān)、HK型閘刀開關(guān)一般用作電氣設(shè)備及照明線路的電源開關(guān)。

HY型倒順開關(guān)、HH型鐵殼開關(guān)裝有滅弧裝置，一般可用于電氣設(shè)備的起動、停止控制。

1HD型單投刀開關(guān)

HD型單投刀開關(guān)按極數(shù)分為1極、2極、3極，其結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖1.9所示。其中圖1.9（a）為直接手動操作；圖1.9（b）為手柄操作;圖1.9（c）～（h）為刀開關(guān)的圖形符號和文字符號。其中圖1.9（c）為一般圖形符號，圖1.9（d）為手動符號，圖1.9（e）為三極單投刀開關(guān)符號。當(dāng)?shù)堕_關(guān)用作隔離開關(guān)時(shí)，其圖形符號上加一橫杠，如圖1.9(f)～（h）所示。HZ型組合開關(guān)、HK型閘刀開關(guān)一般

單投刀開關(guān)的型號含義如下：

11—中央手柄式；

12—側(cè)方正面杠桿操作機(jī)構(gòu)式；

13—中央正面杠桿操作機(jī)構(gòu)式；

14—側(cè)面手柄式。單投刀開關(guān)的型號含義如下：2HS型雙投刀開關(guān)

HS型雙投刀開關(guān)也稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，其作用與單投刀開關(guān)類似，常用于雙電源的切換或雙供電線路的切換等，如圖1.10所示。由于雙投刀開關(guān)具有機(jī)械互鎖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此可以防止雙電源的并聯(lián)運(yùn)行和兩條供電線路同時(shí)供電。

3HR型熔斷器式刀開關(guān)

HR型熔斷器式刀開關(guān)也稱刀熔開關(guān)，它實(shí)際上是將刀開關(guān)和熔斷器組合成一體的電器，如圖1.11所示。刀熔開關(guān)操作方便，并簡化了供電線路，在供配電線路上應(yīng)用很廣泛。刀熔開關(guān)可以切斷故障電流，但不能切斷正常的工作電流，所以一般應(yīng)在無正常工作電流的情況下進(jìn)行操作。2HS型雙投刀開關(guān)

（a）直接手動操作;（b）手柄操作;建筑電氣控制技術(shù)課件

（c）一般圖形符號;（d）手動符號;（e）三極單投刀開關(guān)符號

（f）一般隔離開關(guān)符號;（g）手動隔離開關(guān)符號;（h）三極單投刀隔離開關(guān)符號建筑電氣控制技術(shù)課件

圖1.10HS型雙投刀開關(guān)示意圖及圖形符號建筑電氣控制技術(shù)課件

圖1.11HR型熔斷器式刀開關(guān)示意圖及圖形符號建筑電氣控制技術(shù)課件

1.2.2組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，它的控制容量比較小，結(jié)構(gòu)緊湊，常用于空間比較狹小的場所，如機(jī)床和配電箱等。組合開關(guān)一般用于電氣設(shè)備的非頻繁操作、切換電源和負(fù)載以及控制小容量感應(yīng)電動機(jī)和小型電器。組合開關(guān)由動觸頭、靜觸頭、絕緣連桿、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機(jī)構(gòu)和外殼等部分組成。其動、靜觸頭分別疊裝于數(shù)層絕緣殼內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄時(shí)，每層的動觸片隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。常用的產(chǎn)品有HZ5、HZ10和HZ15系列。HZ5系列是類似萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)與一般轉(zhuǎn)換開關(guān)有所不同。組合開關(guān)有單極、雙極和多極之分。1.2.2組合開關(guān)

組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖1.12所示。

圖1.12組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;（b）外形示意圖;（c）圖形符號組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖1.12所示。

1.2.3負(fù)荷開關(guān)開啟式負(fù)荷開關(guān)和封閉式負(fù)荷開關(guān)是一種手動電器，常用于電氣設(shè)備中作隔離電源用，有時(shí)也用于直接起動小容量的鼠籠型異步電動機(jī)。

1.HK型開啟式負(fù)荷開關(guān)

HK型開啟式負(fù)荷開關(guān)俗稱閘刀或膠殼刀開關(guān)，由于它的結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、使用維修方便，所以得到廣泛應(yīng)用，主要用作電氣照明電路、電熱電路及小容量電動機(jī)電路的不頻繁控制開關(guān)，也可用作分支電路的配電開關(guān)。膠底瓷蓋刀開關(guān)由熔絲、觸刀、觸點(diǎn)座和底座組成，如圖1.13（a）所示。此種刀開關(guān)裝有熔絲，可起短路保護(hù)作用。1.2.3負(fù)荷開關(guān)

圖1.13負(fù)荷開關(guān)（a）開啟式負(fù)荷開關(guān);（b）封閉式負(fù)荷開關(guān);（c）圖形文字符號

1—上膠蓋;2—下膠蓋;3—插座;4，12—觸刀;5—操作手柄；6—固定螺母;7—進(jìn)線端;8—熔絲;9—觸點(diǎn)座;10—底座;11—出線端;13—插座;14—熔斷器;15—速斷彈簧;16—轉(zhuǎn)軸;17—操作手柄建筑電氣控制技術(shù)課件

閘刀開關(guān)在安裝時(shí)手柄要向上，不得倒裝或平裝，以避免由于重力作用自動下落而引起誤動合閘。接線時(shí)，應(yīng)將電源線接在上端，負(fù)載線接在下端，這樣拉閘后刀開關(guān)的刀片與電源隔離，既便于更換熔絲，又可防止可能發(fā)生的意外事故。

2HH型封閉式負(fù)荷開關(guān)

HH型封閉式負(fù)荷開關(guān)俗稱鐵殼開關(guān)，主要由鋼板外殼、觸刀開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)、熔斷器等組成，如圖1.13（b）所示。刀開關(guān)帶有滅弧裝置，能夠通斷負(fù)荷電流，熔斷器用于切斷短路電流。一般用于小型電力排灌、電熱器、電氣照明線路的配電設(shè)備中不頻繁地接通與分?jǐn)嚯娐?，也可以直接用于異步電動機(jī)的非頻繁全壓起動控制。2HH型封閉式負(fù)荷開關(guān)

鐵殼開關(guān)的操作結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是采用儲能合閘方式，即利用一根彈簧以執(zhí)行合閘和分閘的功能，使開關(guān)的閉合和分?jǐn)鄷r(shí)的速度與操作速度無關(guān)。它既有助于改善開關(guān)的動作性能和滅弧性能，又能防止觸點(diǎn)停滯在中間位置。二是設(shè)有聯(lián)鎖裝置，以保證開關(guān)合閘后便不能打開箱蓋，而在箱蓋打開后不能再合開關(guān)，起到安全保護(hù)作用。

HK型開啟式負(fù)荷開關(guān)和HH型封閉式負(fù)荷開關(guān)都是由負(fù)荷開關(guān)和熔斷器組成，其圖形符號也是由手動負(fù)荷開關(guān)QL和熔斷器FU組成，如圖1.13（c）所示。鐵殼開關(guān)的操作結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是采

1.2.4低壓斷路器

低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)，適用于不頻繁地接通和切斷電路或起動、停止電動機(jī)，并能在電路發(fā)生過負(fù)荷、短路和欠電壓等情況下自動切斷電路，它是低壓交、直流配電系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)電器。下面以塑殼斷路器為例簡單介紹斷路器的結(jié)構(gòu)、工作原理、使用與選用方法。1.2.4低壓斷路器

1.2.4.1斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理

低壓斷路器主要由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、保護(hù)裝置和傳動機(jī)構(gòu)等組成。保護(hù)裝置和傳動機(jī)構(gòu)組成脫扣器，主要有過流脫扣器、欠壓脫扣器和熱脫扣器等。圖1.14所示是斷路器工作原理及圖形符號。斷路器開關(guān)是靠操作機(jī)構(gòu)手動或電動合閘的，觸頭閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將觸頭鎖在合閘位置上。當(dāng)電路發(fā)生上述故障時(shí)，通過各自的脫扣器使自由脫扣機(jī)構(gòu)動作，自動跳閘以實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。1.2.4.1斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1.14斷路器工作原理示意圖及圖形符號建筑電氣控制技術(shù)課件

過電流脫扣器用于線路的短路和過電流保護(hù)。當(dāng)線路的電流大于整定的電流值時(shí)，過電流脫扣器所產(chǎn)生的電磁力使掛鉤脫扣，動觸點(diǎn)在彈簧的拉力下迅速斷開，實(shí)現(xiàn)短路器的跳閘功能。由加熱元件和熱膨脹系數(shù)不同的雙金屬片組成熱脫扣器。當(dāng)線路發(fā)生過負(fù)荷時(shí)，發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量使雙金屬片向上彎曲，推動杠桿，頂開搭鉤，使主觸頭斷開，從而達(dá)到過負(fù)荷保護(hù)的目的。失壓（欠電壓）脫扣器用于失壓保護(hù)。如圖1.14所示，失壓脫扣器的線圈直接接在電源上，處于吸合狀態(tài)，斷路器可以正常合閘。當(dāng)停電或電壓很低時(shí)，失壓脫扣器的吸力小于彈簧的反力，彈簧使動鐵芯向上使掛鉤脫扣，實(shí)現(xiàn)短路器的跳閘功能。分勵(lì)脫扣器用于遠(yuǎn)距離控制分?jǐn)嚯娐?。?dāng)在遠(yuǎn)方按下按鈕時(shí)，分勵(lì)脫扣器得電產(chǎn)生電磁力，使其脫扣跳閘。不同斷路器的保護(hù)是不同的，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選用。在圖形符號中也可以標(biāo)注其保護(hù)方式，如圖1.14所示，斷路器圖形符號中標(biāo)注了失壓、過負(fù)荷、過電流三種保護(hù)方式。過電流脫扣器用于線路的短路和過電流保

1.2.4.2常用低壓斷路器的類型常用低壓斷路器按結(jié)構(gòu)分有框架式和塑料外殼式兩種類型?？蚣苁阶詣娱_關(guān)原稱萬能式自動開關(guān)，塑料外殼式自動開關(guān)原稱裝置式自動開關(guān)，按動作速度分為一般型和快速型兩大類。其型號含義如下：1.2.4.2常用低壓斷路器的類型

1框架式自動開關(guān)框架式自動開關(guān)為敞開式，一般大容量自動開關(guān)多為此結(jié)構(gòu)，主要用于低壓配電系統(tǒng)中作為過載、短路及欠電壓保護(hù)之用，在操作上可以通過各種傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手動或自動。此外，框架式自動開關(guān)還有數(shù)量較多的輔助觸頭，便于實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖和輔助電路的控制，廣泛用于變配電所、發(fā)電廠及其他主要的場。圖1.15所示為DW10型萬能式低壓斷路器外形結(jié)構(gòu)圖。1框架式自動開關(guān)

圖1.15DW10型萬能式低壓斷路器外形結(jié)構(gòu)圖

1—滅弧罩（內(nèi)有主觸頭）；2—輔助觸頭；

3—過流脫扣器；4—脫扣電流調(diào)節(jié)螺母；

5—失壓脫扣器；6—自由脫扣器；7—操作手柄建筑電氣控制技術(shù)課件

所有的組件如觸頭系統(tǒng)、脫扣器、保護(hù)裝置均裝在一個(gè)框架式底座上，傳動部分由四連桿及自動脫扣機(jī)構(gòu)組成，以保證開關(guān)的自動脫扣機(jī)構(gòu)瞬時(shí)斷開。開關(guān)合閘時(shí)，自動脫扣機(jī)構(gòu)被鎖住，開關(guān)處于合閘位置。當(dāng)有故障時(shí)，開關(guān)帶有瞬時(shí)動作的電磁式過流脫扣器和分勵(lì)脫扣器使開關(guān)自動跳閘。

所有的組件如觸頭系統(tǒng)、脫扣器、保護(hù)

2塑料外殼式低壓斷路器常見的有DZ系列自動開關(guān)，圖1.16所示為DZ20系列塑料外殼式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、安全可靠，適用于獨(dú)立安裝。它是將觸頭、滅弧系統(tǒng)、脫扣器及操作機(jī)構(gòu)都安裝在一個(gè)封閉的塑料外殼內(nèi)，只有板前引出的接線導(dǎo)板和操作手柄露在殼外。這種自動開關(guān)的體積要比框架式小得多，其絕緣基座和蓋都采用絕緣性能良好的熱固性塑料壓制，觸頭則使用導(dǎo)電性能好、耐高溫又耐磨的合金材料制作，在通過大電流時(shí)不會發(fā)生熔焊現(xiàn)象。該系列開關(guān)的滅弧室多用去離子?xùn)牌?，操作機(jī)構(gòu)則為四連桿式，操作時(shí)瞬時(shí)閉合、瞬時(shí)斷開，與操作者的操作速度無關(guān)。2塑料外殼式低壓斷路器

圖1.16DZ20250塑料外殼式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖

1—觸頭；2—滅弧罩；3—自由脫扣器；4—外殼；5—脫扣器建筑電氣控制技術(shù)課件

DZ系列自動開關(guān)的保護(hù)裝置一般裝有復(fù)式脫扣器，同時(shí)具有電磁脫扣器和熱脫扣器。由于內(nèi)部空間有限，失壓脫扣器和分勵(lì)脫扣器僅裝其中一種，而且額定電流較框架式自動開關(guān)要小，除用來保護(hù)容量不大的用電設(shè)備外，還可作為絕緣導(dǎo)線的保護(hù)及照明電路的控制開關(guān)。DZ系列自動開關(guān)的保護(hù)裝置一般裝有1.2.4.3低壓斷路器的選擇原則

(1）斷路器的類型應(yīng)根據(jù)使用場合和保護(hù)要求來選擇。如一般選用塑殼式；短路電流很大時(shí)選用限流型；額定電流比較大或有選擇性保護(hù)要求時(shí)選用框架式；控制和保護(hù)含有半導(dǎo)體器件的直流電路時(shí)應(yīng)選用直流快速斷路器等。（2）斷路器額定電壓、額定電流應(yīng)分別大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。（3）斷路器極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流。（4）欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。（5）過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負(fù)載電流。1.2.4.3低壓斷路器的選擇原則

1.3主令電器

在電氣控制系統(tǒng)中,用于發(fā)送控制指令的電器設(shè)備稱為主令電器。常用的主令電器有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等

1.3.1按鈕按鈕又稱控制按鈕，是發(fā)出控制指令和信號的電器開關(guān)，是一種手動且一般可以自動復(fù)位的主令電器，用于對電磁起動器、接觸器、繼電器及其他電氣線路發(fā)出控制信號指令。按鈕的外形如圖1.17所示，結(jié)構(gòu)如圖1.18所示。1.3主令電器

圖1.17按鈕的外形圖

1—按鈕帽；2—接線柱圖1.18按鈕的結(jié)構(gòu)示意圖

1—常閉靜觸點(diǎn)；2—常開靜觸點(diǎn)；3—?jiǎng)佑|點(diǎn);4—復(fù)位彈簧；5—按鈕帽建筑電氣控制技術(shù)課件

按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、動觸點(diǎn)、動斷靜觸點(diǎn)、動合靜觸點(diǎn)和外殼等組成，通常制成具有動合觸點(diǎn)和動斷觸點(diǎn)的復(fù)式結(jié)構(gòu)。指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號燈顯示信號。按鈕的結(jié)構(gòu)形式有多種，適用于不同的場合。如緊急式裝有凸出的蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作；旋鈕式用于旋轉(zhuǎn)操作；指示燈式在透明的按鈕內(nèi)裝入信號燈，用作信號顯示；鑰匙式為了安全起見，須用鑰匙插入方可旋轉(zhuǎn)操作等。為了標(biāo)明各個(gè)按鈕的作用，避免誤操作，通常將鈕帽做成不同的顏色以示區(qū)別，其顏色有紅、綠、黑、黃、藍(lán)、白等。一般以紅色表示停止按鈕，綠色表示起動按鈕。目前使用較多的是LA18、LA19、LA25、LAY3、LAY5、LAY9等系列產(chǎn)品。其中LAY3系列是引進(jìn)產(chǎn)品，產(chǎn)品符合IEC337標(biāo)準(zhǔn)。LAY5系列是仿法國施耐德電氣公司產(chǎn)品，LAY9系列是綜合日本和泉公司、德國西門子公司等產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)制作，符合IEC337標(biāo)準(zhǔn)。

按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、動觸點(diǎn)、動

按鈕的型號及其含義如下：按鈕的型號及其含義如下：

按鈕的文字符號為“SB”，圖形符號如圖1.19所示。

圖1.19按鈕的圖形符號（a）常開觸點(diǎn)；（b）常閉觸點(diǎn)；（c）復(fù)合觸點(diǎn)按鈕主要根據(jù)需要的觸點(diǎn)對數(shù)、動作要求、是否需要帶指示燈、使用場合以及顏色等要求來選用。按鈕的文字符號為“SB”，圖形符號如圖1.19所示。

1.3.2行程開關(guān)行程開關(guān)(又稱限位開關(guān))的工作原理與按鈕相似，只是其觸頭的動作不是由人進(jìn)行手動操作，而是利用機(jī)械的運(yùn)動部件來操作，例如靠擋鐵的碰撞而使觸頭動作。當(dāng)機(jī)械的部件運(yùn)動到某一位置時(shí)，與部件連接在一起的擋鐵碰壓行程開關(guān)，行程開關(guān)的觸頭動作，將機(jī)械信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑢刂齐娐钒l(fā)出接通、斷開或變換某些電路參數(shù)的指令，以實(shí)現(xiàn)自動控制。為了適應(yīng)各種條件下的操作，行程開關(guān)有很多構(gòu)造形式，常用的有直動式(按鈕式)和旋轉(zhuǎn)式(滾輪式)，滾輪又分為單輪和雙輪兩種。1.3.2行程開關(guān)

1.行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)常用的行程開關(guān)有LX19和JLXK1等系列。各系列行程開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別僅在于行程開關(guān)的傳動裝置和動作速度不同。JLXK1系列行程開關(guān)的外形如圖1.20所示。圖1.20行程開關(guān)外形圖1.行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)

當(dāng)運(yùn)動機(jī)械的擋鐵撞到行程開關(guān)的滾輪上時(shí)，傳動杠桿便同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，使?jié)L輪撞到撞塊，當(dāng)撞塊被壓到一定位置時(shí)，推動微動開關(guān)快速動作，其常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合；滾輪上的擋鐵移開后，復(fù)位彈簧就使行程開關(guān)各部分復(fù)位。這種單輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)不能自動復(fù)位，依靠運(yùn)動機(jī)械反向移動時(shí)，擋鐵碰撞另一側(cè)的滾輪將其復(fù)位。行程開關(guān)一般都具有快速換接動作機(jī)構(gòu)，它的觸頭瞬時(shí)動作，這樣可以保證動作的可靠性和準(zhǔn)確性，還可以減少電弧對觸頭的燒灼。擋鐵碰撞頂桿時(shí)，頂桿向下壓迫觸頭彈簧，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定位置時(shí)，觸頭彈簧的彈力改變方向，由原來向下的力變?yōu)橄蛏系牧?，因此動觸頭向上跳，使常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，完成了快速切換動作。當(dāng)擋鐵離開頂桿時(shí)，頂桿在彈簧的作用下上移，動觸頭向下跳，使觸頭復(fù)位。當(dāng)運(yùn)動機(jī)械的擋鐵撞到行程開關(guān)的滾輪

2.行程開關(guān)的型號行程開關(guān)的文字符號為“SQ”，圖形符號如圖1.21所示。行程開關(guān)的選用：依據(jù)機(jī)械位置對開關(guān)形式的要求和控制線路對觸點(diǎn)的數(shù)量要求以及電流、電壓等級來確定其型號。

圖1－21行程開關(guān)的圖形符號2.行程開關(guān)的型號

行程開關(guān)型號的意義如下：行程開關(guān)型號的意義如下：1.3.3接近開關(guān)

接近開關(guān)又稱接近傳感器,可以在不與目標(biāo)物實(shí)際接觸的情況下檢測靠近傳感器的金屬目標(biāo)物。根據(jù)操作原理，接近傳感器大致可以分為利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型、使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型三類。接近傳感器具有以下特性：非接觸檢測，避免了對傳感器自身和目標(biāo)物的損壞；無觸點(diǎn)輸出，操作壽命長；即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測；反應(yīng)速度快；小型感測頭，安裝靈活。1.3.3接近開關(guān)

1接近開關(guān)類型（1）接近開關(guān)按配置可分為獨(dú)立型和內(nèi)置放大/分離型，如表1.3所示。

(2）按檢測方法可分為通用型、所有金屬型和有色金屬型。通用型主要檢測黑色金屬（鐵）；所有金屬型可在相同的檢測距離內(nèi)檢測任何金屬；有色金屬型主要檢測鋁一類的有色金屬。1接近開關(guān)類型2高頻振蕩型接近傳感器的工作原理電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振蕩器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測面時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振。振蕩器的振蕩及停振這兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號，經(jīng)功率放大后輸出。（1）通用型接近傳感器工作原理如圖1.22所示，振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場。當(dāng)目標(biāo)物接近磁場時(shí)，由于電磁感應(yīng)在目標(biāo)物中產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流（渦電流）。隨著目標(biāo)物接近傳感器，感應(yīng)電流增強(qiáng)，引起振蕩電路中的負(fù)載加大。然后，振蕩減弱直至停止。傳感器利用振幅檢測電路檢測到振蕩狀態(tài)的變化，并輸出檢測信號。2高頻振蕩型接近傳感器的工作原理

圖1.22通用型接近傳感器工作原理圖

振幅變化的程度隨目標(biāo)物金屬種類的不同而不同，因此檢測距離也隨目標(biāo)物金屬的種類不同而不同。所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。和普通型一樣，它也有一個(gè)振蕩電路，電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動引起的能量損失影響到振蕩頻率。目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，不論目標(biāo)物金屬種類如何，振蕩頻率都會提高。傳感器檢測到這個(gè)變化并輸出檢測信號。

（2）有色金屬型傳感器工作原理

（2）有色金屬型傳感器工作原理

如圖1.23所示，有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型，它有一個(gè)振蕩電路，電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當(dāng)鋁或銅之類的有色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，振蕩頻率增高；當(dāng)鐵一類的黑色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，振蕩頻率降低。如果振蕩頻率高于參考頻率，傳感器輸出信號.如圖1.23所示，有色金屬傳感器基本

1.3.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)由手柄、帶號碼牌的觸頭盒等構(gòu)成，有的還帶有信號燈。它具有多個(gè)擋位、多對觸頭，可供機(jī)床控制電路中進(jìn)行換接之用，在操作不太頻繁時(shí)可用于小容量電機(jī)的起動、改變轉(zhuǎn)向，也可用于測量儀表等。其外形如圖1.24所示。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖1.25所示，圖中間帶口的圓為可轉(zhuǎn)動部分，每對觸頭在對著凹口時(shí)導(dǎo)通。實(shí)際中的萬能開關(guān)不止圖中一層，而是由多層相同的部分組成；觸頭不一定正好是三對，轉(zhuǎn)輪也不一定只有一個(gè)口。1.3.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

圖1－23萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)外形圖圖

圖1－24萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)圖建筑電氣控制技術(shù)課件

萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)型號說明:

萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)文字符號為“QS”，其圖形符號如圖1.26所示。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)型號說明:

1.3.5主令控制器主令控制器是用來頻繁地切換復(fù)雜的多回路控制電路的主令電器。它操作輕便，允許每小時(shí)通電次數(shù)多，觸點(diǎn)為雙斷點(diǎn)橋式結(jié)構(gòu)，適用于按順序操作的多個(gè)控制回路，在起重設(shè)備上普遍使用。其外形如圖1.27所示。主令控制器一般由觸點(diǎn)系統(tǒng)、凸輪、定位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、面板、接線柱及支承件等組成。圖1.28為主令控制器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中凸輪塊固定于方軸上，靜觸點(diǎn)由橋式動觸點(diǎn)的動作來完成閉合與斷開。當(dāng)操作者用手柄轉(zhuǎn)動凸輪塊的方軸時(shí)，凸輪塊推壓小輪帶動支桿向外張開，將被操作的回路斷電，在其他情況下觸點(diǎn)是閉合的。根據(jù)每塊凸輪塊的形狀不同，可使觸點(diǎn)按一定的順序閉合與斷開，這樣，只要安裝一層層不同形狀的凸輪塊即可實(shí)現(xiàn)控制回路順序地接通與斷開。1.3.5主令控制器

圖1.27主令控制器外形圖圖1.28主令控制器結(jié)構(gòu)示意圖

1—小輪；2—支桿；3—凸輪塊；4—接線柱;5—固定觸點(diǎn)；6—?jiǎng)佑|點(diǎn)；7—轉(zhuǎn)動軸建筑電氣控制技術(shù)課件

從結(jié)構(gòu)形式來看，主令控制器有兩種類型：一種是凸輪非調(diào)整式主令控制器，其凸輪不能調(diào)整，只能按觸點(diǎn)分合表作適當(dāng)?shù)呐帕薪M合；另一種是凸輪調(diào)整式主令控制器，它的凸輪片上開有孔和槽，凸輪片的位置可根據(jù)給定的觸點(diǎn)分合表進(jìn)行調(diào)整。目前常用的主令電器有LK1、LK4、LK5和LK18系列。其中LK4系列屬于調(diào)整式主令控制器，即閉合順序可根據(jù)不同要求進(jìn)行任意調(diào)節(jié)。主令控制器的型號及其含義如下：從結(jié)構(gòu)形式來看，主令控制器有兩種類

主令控制器的文字符號為“SQ”，圖形符號如圖1.29所示，圖形符號中每一橫線代表一路觸點(diǎn)，而用豎細(xì)虛線代表手柄位置。哪一路接通就在代表該位置的虛線上的觸點(diǎn)下面用黑點(diǎn)“·”表示。觸點(diǎn)通斷也可用閉合表來表示，如表1.4所示，表中的“×”表示觸點(diǎn)閉合，空白表示觸點(diǎn)分?jǐn)?。例如，在?.4中，當(dāng)主令控制器的手柄置于Ⅰ位時(shí)，觸點(diǎn)1、3接通，其他觸點(diǎn)斷開；當(dāng)手柄置于Ⅱ位時(shí)，觸點(diǎn)2、4、5、6接通，其他觸點(diǎn)斷開。

圖1－28主令控制器的圖形符號建筑電氣控制技術(shù)課件

1.4低壓熔斷器低壓熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用，用于保護(hù)線路。熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中，熔斷器以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動切斷電路，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)及過載保護(hù)。熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、使用維護(hù)方便、價(jià)格低廉、分?jǐn)嗄芰^強(qiáng)、限流能力良好等優(yōu)點(diǎn)，因此在電路中得到廣泛應(yīng)用。低壓熔斷器由熔體和安裝熔體的絕緣底座（或稱熔管）組成。熔體由易熔金屬材料鉛、鋅、錫、銅、銀及其合金制成，形狀常為絲狀或網(wǎng)狀。由鉛錫合金和鋅等低熔點(diǎn)金屬制成的熔體不易滅弧，多用于小電流電路；由銅、銀等高熔點(diǎn)金屬制成的熔體易于滅弧，多用于大電流電路。低壓熔斷器串接于被保護(hù)電路中，電流通過熔體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流平方和電流通過的時(shí)間成正比，電流越大，則熔體熔斷時(shí)間越短，這種特性稱為熔斷器的反時(shí)限保護(hù)特性或安秒特性，如圖1.30所示。圖中IN為熔斷器額定電流，熔體允許長期通過額定電流而不熔斷。1.4低壓熔斷器

圖1.30熔斷器的反時(shí)限保護(hù)特性建筑電氣控制技術(shù)課件

1.4.1低壓熔斷器的主要參數(shù)

熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)包括額定電壓、熔體額定電流、熔斷器額定電流、極限分?jǐn)嗄芰Φ取ｎ~定電壓是指保證熔斷器能長期正常工作的電壓。熔體額定電流是指熔體長期通過而不會熔斷的電流。熔斷器額定電流是指保證熔斷器能長期正常工作的電流。極限分?jǐn)嗄芰κ侵溉蹟嗥髟陬~定電壓下所能開斷的最大短路電流。在電路中出現(xiàn)的最大電流一般是指短路電流值，所以，極限分?jǐn)嗄芰σ卜从沉巳蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α?.4.1低壓熔斷器的主要參數(shù)

1.4.2常用的低壓熔斷器

低壓熔斷器種類很多，按結(jié)構(gòu)分為開啟式、半封閉式和封閉式；按有無填料分為有填料式和無填料式；按用途分為工業(yè)用熔斷器、保護(hù)半導(dǎo)體器件熔斷器和自復(fù)式熔斷器等。

1瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器如圖1.31（a）所示。常用的產(chǎn)品有RC1A系列，主要用于低壓分支電路的短路保護(hù)，因其分?jǐn)嗄芰^小，多用于照明電路和小型動力電路中。1.4.2常用的低壓熔斷器

圖1.31熔斷器類型及圖形符號

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2螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器如圖1.31（b）所示。熔芯內(nèi)裝有熔絲，并填充石英砂，用于熄滅電弧，分?jǐn)嗄芰?qiáng)。熔體上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器馬上彈出，可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到。常用產(chǎn)品有RL6、RL7和RLS2等系列，其中RL6和RL7多用于機(jī)床配電電路中，RLS2為快速熔斷器，主要用于保護(hù)半導(dǎo)體元件。

3RM10型密封管式熔斷器

RM10型密封管式熔斷器為無填料管式熔斷器，如圖1.31（c）所示，主要用于供配電系統(tǒng)作為線路的短路保護(hù)及過載保護(hù)。它采用變截面片狀熔體和密封纖維管，由于熔體較窄處的電阻小，在短路電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱量最大而先熔斷，因而可產(chǎn)生多個(gè)熔斷點(diǎn)使電弧分散，以利于滅弧。短路時(shí)，其電弧燃燒，密封纖維管產(chǎn)生高壓氣體以便將電弧迅速熄滅。2螺旋式熔斷器

4RT型有填料密封管式熔斷器圖1.31（d）所示為RT型有填料密封管式熔斷器。熔斷器中裝有石英砂，用來冷卻和熄滅電弧。熔體為網(wǎng)狀，短路時(shí)可使電弧分散，由石英砂將電弧冷卻熄滅，可將電弧在短路電流達(dá)到最大值之前迅速熄滅，以限制短路電流。此為限流式熔斷器，常用于大容量電力網(wǎng)或配電設(shè)備中。常用產(chǎn)品有RT12、RT14、RT15和RS3等系列，RS2系列為快速熔斷器，主要用于保護(hù)半導(dǎo)體元件。4RT型有填料密封管式熔斷器

1.5接觸器

接觸器是用來頻繁接通或切斷較大負(fù)載電流電路的一種電磁式控制電器，其主要控制對象是電動機(jī)或其他電器設(shè)備。接觸器的特點(diǎn)是控制容量大、操作頻率高、使用壽命長、工作可靠、性能穩(wěn)定、維護(hù)簡便，是一種用途非常廣泛的電器，具有比工作電流大數(shù)倍乃至十幾倍的接通和分?jǐn)嗄芰Γ荒苡糜诜謹(jǐn)喽搪冯娏?。按主觸頭通斷電流的種類，接觸器可分為直流接觸器和交流接觸器兩種。接觸器線圈電流的種類一般與主觸頭相同，但有時(shí)交流接觸器也可以采用直流控制線圈或直流接觸器采用交流控制線圈。1.5接觸器

1.5.1常用接觸器基本結(jié)構(gòu)、工作原理交流接觸器的結(jié)構(gòu)如圖1.32所示，它是由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置和其他部件四部分組成。

圖1.32接觸器的結(jié)構(gòu)圖

1—滅弧罩；2—彈簧片；3—主觸點(diǎn)；4—反作用彈簧；5—線圈；6—短路環(huán)；

7—靜鐵芯；8—彈簧；9—?jiǎng)予F芯；10—輔助常開觸點(diǎn)；11—輔助常閉觸點(diǎn)1.5.1常用接觸器基本結(jié)構(gòu)、工作原理

（1）電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)由線圈、動鐵芯（銜鐵）和靜鐵芯組成。CJ0、CJ10系列交流接觸器大多采用銜鐵直線運(yùn)動的雙E型直動式電磁機(jī)構(gòu)，而CJ12、CJ12B系列交流接觸器采用銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動的拍合式電磁機(jī)構(gòu)。（2）觸點(diǎn)系統(tǒng)包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)通常為三對常開觸點(diǎn)，用于接通或切斷主電路。輔助觸點(diǎn)一般有常開、常閉各兩對，在控制電路中起電氣自鎖或互鎖作用。（3）滅弧裝置當(dāng)觸點(diǎn)斷開大電流時(shí)，在動、靜觸點(diǎn)間產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，必須采用滅弧裝置使電弧迅速熄滅，因此容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置。（4）其他部件包括反作用彈簧、觸點(diǎn)壓力彈簧、傳動機(jī)構(gòu)和外殼等。交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理如圖1.33所示。當(dāng)線圈通電后，靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合，銜鐵帶動觸點(diǎn)系統(tǒng)動作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點(diǎn)系統(tǒng)隨之復(fù)位。（1）電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)由線圈、動鐵芯（銜鐵）和

圖1.33交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號建筑電氣控制技術(shù)課件

接觸器的型號及其含義如下：

如CJ1020，其中CJ表示交流接觸器，10表示設(shè)計(jì)序號，20表示主觸點(diǎn)額定電流為20A。交流接觸器的選擇主要考慮主觸點(diǎn)的額定電壓、額定電流、輔助觸點(diǎn)的數(shù)量與種類、吸引線圈的電壓等級、操作頻率等。接觸器的型號及其含義如下：

接觸器的額定電壓是指主觸點(diǎn)的額定電壓。交流接觸器的額定電壓一般為500V或380V兩種，應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的電壓。接觸器的額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流，有5A，10A，20A，40A，60A，100A和150A等幾種，應(yīng)大于或等于被控回路的額定電流。對于電動機(jī)負(fù)載，可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

IC=PNKUN（1.2）式中IC——接觸器主觸點(diǎn)電流，A;PN——電動機(jī)的額定功率，kW;UN——電動機(jī)的額定電壓，V;K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取1～1.4。接觸器的額定電壓是指主觸點(diǎn)的額定電

接觸器吸引線圈的額定電壓從安全角度考慮應(yīng)選擇低一些，如127V。但當(dāng)控制線路比較簡單，所用電器不多時(shí)，為了節(jié)省變壓器，可選380V或220V。接觸器的觸點(diǎn)數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制線路的需要。接觸器的文字符號為“KM”，圖形符號如圖1.34所示。

圖1.34接觸器的圖形符號（a）線圈；（b）主觸點(diǎn)；（c）常開觸點(diǎn)；（d）常閉觸點(diǎn)接觸器吸引線圈的額定電壓從安全角度1.5.2接觸器的參數(shù)和主要技術(shù)數(shù)據(jù)

（1）額定電壓接觸器的額定電壓是指主觸頭的額定電壓。交流有220V、380V和660V，在特殊場合應(yīng)用的額定電壓高達(dá)1140V，直流主要有110V、220V和440V。（2）額定電流接觸器的額定電流是指主觸頭的額定工作電流。它是在一定的條件（額定電壓、使用類別和操作頻率等）下規(guī)定的，目前常用的電流等級為10～800A。（3）吸引線圈的額定電壓交流有36V、127V、220V和380V，直流有24V、48V、220V和440V。1.5.2接觸器的參數(shù)和主要技術(shù)數(shù)據(jù)

（4）機(jī)械壽命和電氣壽命接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)有較高的機(jī)械和電氣壽命，這是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。（5）額定操作頻率接觸器的額定操作頻率是指每小時(shí)允許的操作次數(shù)，一般為300次/h、600次/h和1200次/h。（6）動作值動作值是指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。規(guī)定接觸器的吸合電壓大于線圈額定電壓的85%時(shí)應(yīng)可靠吸合，釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、