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1、主讲教师：赵瑾信息与电气工程学院矿山电器与控制矿山电器与应用本课程主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的工作原理、用途、型号、规格及符号等知识，电器控制线路的基本环节，并通过对典型电器控制系统的分析，学会正确选择和合理使用常用电器、学会分析和设计电气控制线路的基本方法，为后继课程的学习打下基础。电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器接触器控制系统，简称电器控制系统。第第1章章 常用有触点控制电器常用有触点控制电器1.1 概论概论1.1.1控制电器的功用1.1.2控制电器的分类1.1.3控制电器的符号电器的用途与分类电器的
2、用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。下面是几种常用的电器分类。1按工作电压等级分类按工作电压等级分类（1）高压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。（2）低压电器用于交流50Hz(或60Hz)，额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。例如接触器、继电器等。2按动作原理分类按动作原理分类1）手动电器用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。2）自动电器借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。3按用途分类按用途分类
3、（1）控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。（2）主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。（3）保护电器用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。（4）执行电器指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。（5）配电电器用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。1.2 手动开关手动开关手动开关可以用来直接控制负载电手动开关可以用来直接控制负载电路，或者用来发出主令信号。路，或者用来发出主令信号。1.2.1 闸刀开关（刀开关闸刀开关
4、（刀开关）手动开关可以用来直接控制负载电路，或者用来发出主令信手动开关可以用来直接控制负载电路，或者用来发出主令信号。号。1.2.1 闸刀开关（刀开关闸刀开关（刀开关）一一 基本结构：如图基本结构：如图作用：一般用来通断控制电路作用：一般用来通断控制电路的电源的电源图图1-1 闸刀开关的结构示意图闸刀开关的结构示意图 1手柄手柄 2动刀片动刀片 3静刀片静刀片4动刀片支座动刀片支座 5绝缘底板绝缘底板开关是最普通、使用最早的电器。其作用是分合电开关是最普通、使用最早的电器。其作用是分合电路、开断电流。常用的有刀开关、隔离开关、负路、开断电流。常用的有刀开关、隔离开关、负荷开关、转换开关荷开关、
5、转换开关(组合开关组合开关)、自动空气开关、自动空气开关(空空气断路器气断路器)等。等。闸刀开关也叫刀闸开关，是最简单闸刀开关也叫刀闸开关，是最简单的手动电器，用于不经常开断的低压电路中，的手动电器，用于不经常开断的低压电路中，作为电源的引入开关。作为电源的引入开关。概念概念:是一种手动配电器，主要用来手动接通或断开是一种手动配电器，主要用来手动接通或断开交、直流电路。交、直流电路。结构结构:操作手柄、触刀、触点座和底座组成。操作手柄、触刀、触点座和底座组成。作用：作用：刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用作电源隔离开关，也可用来非频繁地接通和要用作
6、电源隔离开关，也可用来非频繁地接通和分断容量较小的低压配电线路。分断容量较小的低压配电线路。接线：接线：接线时应将电源线接在上端，负载接在下端，接线时应将电源线接在上端，负载接在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止意外事故发这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止意外事故发生。生。主要类型主要类型：大电流刀开关、负荷开关、熔断器式刀大电流刀开关、负荷开关、熔断器式刀开关。常用的产品有：开关。常用的产品有：HD11HDl4和和HS11HS13系列刀开关。系列刀开关。HD系列、HS系列刀开关外形图图形a）HD系列刀开关；b)HS系列刀开关刀开关的主要计术参数刀开关的主要计术参数1 额定电压额定电压 指在
7、规定条件下，保证电器正常指在规定条件下，保证电器正常工作的电压值。目前，国内生产的刀开关，工作的电压值。目前，国内生产的刀开关，其额定电压为交流其额定电压为交流1200V及以下，直流及以下，直流1500V及以下及以下2额定电流额定电流 指在规定条件下，保证电器正常工指在规定条件下，保证电器正常工作的电流值。目前，国内生产的刀开关额定作的电流值。目前，国内生产的刀开关额定电流电流100400A3通断能力通断能力 指在规定的条件下，电器能够接通指在规定的条件下，电器能够接通和分断的电流值和分断的电流值4动稳定电流动稳定电流 值在规定的使用和性能条件下，开关值在规定的使用和性能条件下，开关电器在闭合
8、位置上所能承受的电流峰值电器在闭合位置上所能承受的电流峰值5热稳定电流热稳定电流 指在规定的使用和性能条件下，开关指在规定的使用和性能条件下，开关电器在指定的短时间内，于闭合位置上所能承载电器在指定的短时间内，于闭合位置上所能承载的电流的电流6机械寿命机械寿命 指机械开关电器在需要修理或更换零件指机械开关电器在需要修理或更换零件前，所能承受的无载操作次数。刀开关为不频繁前，所能承受的无载操作次数。刀开关为不频繁操作电器，其机械寿命一般为几千次刀一万次操作电器，其机械寿命一般为几千次刀一万次7电寿命电寿命 指在规定的正常工作条件下，机械开关电指在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换
9、零件的负载操作循环次数。器不需要修理或更换零件的负载操作循环次数。其电寿命一般为几百次刀一千次其电寿命一般为几百次刀一千次刀开关选择时应考虑以下两个方面：刀开关选择时应考虑以下两个方面：（1）刀刀开开关关结结构构形形式式的的选选择择 应应根根据据刀刀开开关关的的作作用用和和装装置置的的安安装装形形式式来来选选择择如如是是否否带带灭灭弧弧装装置置，若若分分断断负负载载电电流流时时，应应选选择择带带灭灭弧弧装装置置的的刀刀开开关关。根根据据装装置置的的安安装装形形式式来来选选择择，是是否否是是正正面面、背背面面或或侧侧面面操操作作形形式式，是是直直接接操操作作还还是是杠杠杆杆传传动动，是是板前接线
10、还是板后接线的结构形式。板前接线还是板后接线的结构形式。（2）刀开关的额定电流的选择）刀开关的额定电流的选择 一般应等于或大于一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负载，应考虑其启动电流，所以应选用额定动机负载，应考虑其启动电流，所以应选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流，还应选用额定电流更大一级的刀开关。电流，还应选用额定电流更大一级的刀开关。闸刀开关的安装闸刀开关的安装 安装时，其手柄安装时，其手柄向上向上，不得倒装或平装。，不得倒装或平装。接线时接线时：应将电源线
11、接在上端应将电源线接在上端，负载线接在下，负载线接在下端，这样，拉闸后，动刀片不带电端，这样，拉闸后，动刀片不带电刀开关的符号刀开关的符号刀开关HD/HS系列负荷开关HK2系列本型开关是用于工矿企业、机关学校的电器装置，和电热照明等各种配电设备中，供手动不频繁的接通和分断负荷电器及短路保护，在适当降低容量使用时也可作为交流感应电动机的不频繁直接启动及停止之用本开关应装置在下列地点：1、海拔高度不超过1000米2、周围空气温度在40度至-30度范围内3、空气的相对湿度不大于85%4、在无爆炸的介质中，且介质中无足以腐蚀金属和破绝缘的气体与尘埃的地方（包括电尘埃）5、有防雨水雪设备的地方6、无显著
12、摇动和冲击震动的地方负荷开关HH3、HH4系列HH3/HH4系列负荷开关适用于交流频率50Hz，额定工作电压至350V，额定工作电流至200A的电路中可作为手动不频繁地接通与分断有负载电路的过载与短路保护之用。普通低压刀闸开关的安装普通低压刀闸开关的安装刀闸开关可以单独安装用来切断小电流的电路，更多的是与自动空气开关、接触器、熔断器等配合使用，用以隔离电源(相当于高压中的隔离开关)为了使用安全，刀闸开关只能垂直安装。一般不允许水平安装，更不允许倒装。安装时用螺栓将刀闸开关的底板固定在支架上或配电盘电源线应接在刀闸开关的固定触头(上静触头)上，负荷侧导线应接在刀闸开关的可动触头(下引出线端子)上
13、，一般不允许反接若与硬母线相连，应保证刀闸开关不受应力作用。1.2.2转换开关转换开关亦称组合开关转换开关亦称组合开关组合开关HZ5系列系列1.2.3按钮开关按钮开关按钮按钮(手动切换电器手动切换电器)(b)结构结构常用于接通和断开常用于接通和断开控制电路控制电路结构：结构：(a)外形图外形图常闭触点常闭触点常开触点常开触点用途：用途：按钮帽、触点按钮帽、触点分动、静触点，分动、静触点，或常开、常闭触点或常开、常闭触点复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触点常闭静触点桥式动触点桥式动触点常开静触点常开静触点外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮(停止按钮停止按钮)常开
14、按钮常开按钮(起动按钮起动按钮)复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽按钮开关结构原理示意图按钮帽的颜色按钮帽的颜色蘑菇形蘑菇形急停按钮急停按钮 红色红色停止按钮停止按钮绿色绿色起动按钮起动按钮1,2常闭静触点3,4常开静触点5桥式动触点6复位弹簧7按钮帽1.2.4凸轮控制器图1-6凸轮控制器结构原理示意图1静触点2动触点3触点弹簧4弹簧5滚子6绝缘方轴7凸轮凸轮控制器是一种手动电器。主要用于交流380V，直流440V的电路中，作为变换电力线路的接法及控制控制交直流电动机的启动、换向、调速及制动等凸轮控制器的符号凸轮控制器凸轮控制器KT12系列系列-2凸轮控制器凸轮控制器KT14系列系列-
15、31.2.5主令控制器主令控制器是一种可用来频繁切换复杂多路主令控制器是一种可用来频繁切换复杂多路控制的控制的主令电器。用他在控制系统控制的控制的主令电器。用他在控制系统中发出命令，通过接触器来实现电动机的中发出命令，通过接触器来实现电动机的启动，调速，制动和反转启动，调速，制动和反转主令控制器主要用于电力传动装置中，按一主令控制器主要用于电力传动装置中，按一定顺序分和触头，以达到发布命令或与其定顺序分和触头，以达到发布命令或与其他控制线路联锁，转换的目的他控制线路联锁，转换的目的主令控制器的工作原理当转动方轴时，凸轮块7随之转动，当凸轮块的凸起部分转到与小轮2接触时，则推动枝3干向外张开，使
16、动触头5离开静触头6，将被控电路断开，当凸轮凹陷部分与小轮接触时，支杆在反力作用下复位，使静动触头闭合，从而接通被控电路图1-8主令控制器结构原理示意图1凸轮2滚子3杠杆4弹簧5动触点6静触点7转轴8轴主令控制器主令控制器LK16系列系列主令控制器主令控制器LK18系列系列-2主令控制器主令控制器LK17系列系列1.3 机械式行程开关机械式行程开关行程开关是一种依据运动器件的行程位置来发信号的控制电器，因此行程开关亦称限位开关或位置开关。行程开关就是一种由物体的位移来决定电路通断的开关行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生
17、产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。1.3.1直线型行程开关用于自动往复控制或限位保护等。用于自动往复控制或限位保护等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击图1-9直线型行程开关结构原理示意图1顶杆2外壳3动合静触点4触点弹簧5静触点6动触点7静触点8复位弹簧9动断静触点10
18、螺钉和压板未撞击未撞击未撞击未撞击撞击撞击撞击撞击STST常开触点常开触点常闭触点常闭触点STST(c)(c)符号符号符号符号行程开关行程开关JLXK1系列系列行程开关行程开关LX1系列系列-21.3.2旋转型行程开关滚轮式行程开关其结构原理如图所示，图1-10旋转型行程开关结构原理示意图1滚轮2转臂3转轮4推杆5滚球6操纵件7,8摆杆9静触点10动触点11压缩弹簧12弹簧1.3.3微动型行程开关图1-12微动型行程开关原理示意图1推杆2弓形片状弹簧3常开触点4常闭触点5恢复弹簧6动触点行程开关行程开关LX2系列系列-1 LX2系列行程开关系列行程开关适用于交流50Hz电压至380V，直流22
19、0V的控制电路中，作为控制运动机构的行程或变换其运动方向或速度之用。行程开关行程开关LX2系列系列-2行程开关与按钮的区别行程开关的工作原理和按钮相同，区别在于它不靠手行程开关的工作原理和按钮相同，区别在于它不靠手的按压，而是利用生产机械运动部件的档铁碰压而的按压，而是利用生产机械运动部件的档铁碰压而使触点动作使触点动作按钮通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开按钮通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。行程开关又称限位开
20、关，是根据运动部件位置行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。1.4 电磁式控制电器电磁式控制电器1.4.1 接触器接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。器。(a)(a)外形外形外形外形(b)(b)结构结构结构结构按状按状态分分按用途分按用途分常开常开触点触点常常闭触点触点主主触点触点辅助助触点
21、触点电磁系磁系统结构构吸引吸引线圈圈静静铁心心动铁心心触点触点通电通电所有所有常开常开触点触点闭合合所有所有常常闭触点触点断开断开断断电：所有触点恢复原状所有触点恢复原状态通电通电断电断电符号符号符号符号线线圈圈圈圈KMKM常开主触点常开主触点常开主触点常开主触点KMKM常开常开常开常开辅辅助触点助触点助触点助触点KMKM常常常常闭辅闭辅助触点助触点助触点助触点KMKM接触器主触头接触器主触头用于用于主电路主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需需加灭弧装置加灭弧装置）接触器的结构和工作原理示意图1一灭弧罩2一触点压力弹簧片3一主触点4一反作用弹簧5一线圈6一短路环7一静铁心8一弹簧9一动铁
22、心10一辅助常开触点11一辅助常闭触点接触器结构简图交流接触器交流接触器CJ20系列系列-5-5小结小结：.交流接触器：高电压大电流的通断电交流接触器：高电压大电流的通断电常用交流接触器。如果用闸刀的话触点处常用交流接触器。如果用闸刀的话触点处将产生电弧，导致危险，而交流接触器不将产生电弧，导致危险，而交流接触器不容易产生电弧，他内部有灭弧装置，能更容易产生电弧，他内部有灭弧装置，能更好的保证安全。交流接触器包括线圈，主好的保证安全。交流接触器包括线圈，主触头和辅助触头。其中主触头为常开触头，触头和辅助触头。其中主触头为常开触头，辅助触头有常开也有常闭的。当线圈充电辅助触头有常开也有常闭的。当
23、线圈充电则相对应的常闭触头断开，常开触头闭合。则相对应的常闭触头断开，常开触头闭合。灭弧装置灭弧装置灭弧装置 容量在容量在10A以上的接触器都有灭以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。（主要用于熄灭主触头的电弧主要用于熄灭主触头的电弧）其他部件其他部件 包括反作用弹簧、缓冲弹簧、包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。触点压
24、力弹簧、传动机构及外壳等。接触器的灭弧系统接触器的灭弧系统电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧。气体自持放电形式之一，是一程中产生的电弧。气体自持放电形式之一，是一种带电质点的急流。种带电质点的急流。电弧特点：电弧可视为一种导电气体，外部有白炽电弧特点：电弧可视为一种导电气体，外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。被弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。被广泛的用于焊接，冶炼，强光源等多个技术领域广泛的用于焊接，冶炼，强光源等多个技术领域电弧的危害：电弧的危害：对电器而言，电弧通常是有害的对电器而言，电弧通常是有害
25、的 1 温度高，可烧伤触头，使之迅速损坏温度高，可烧伤触头，使之迅速损坏 2 破坏电器的正常工作，当产生电弧时，使破坏电器的正常工作，当产生电弧时，使 电器仍保持导通状态，延迟了电路的开断电器仍保持导通状态，延迟了电路的开断常用的灭弧措施常用的灭弧措施1多断点灭弧：图1-14桥式断点灭弧原理示意图常用的灭弧措施常用的灭弧措施2磁吹灭弧原理：利用磁吹线圈产生附加磁场应用应用：开断：开断大大电电流流 直流接触器图1-15磁吹灭弧原理示意图 磁吹灭弧磁吹灭弧磁吹灭弧示意图1-磁吹线圈2-绝缘套3-铁心4-引弧角5-导磁夹板6-灭弧罩7-动触点8-静触点；常用的灭弧措施常用的灭弧措施3弧栅灭弧（栅片灭
26、弧）分类：分类：绝缘栅片绝缘栅片和和金属栅片金属栅片灭弧装置灭弧装置1 绝缘栅片灭弧装置绝缘栅片灭弧装置 借拉长电弧并使之在与它紧密接触的过程迅速冷借拉长电弧并使之在与它紧密接触的过程迅速冷却却2 金属栅片灭弧装置（去离子栅灭弧装置）金属栅片灭弧装置（去离子栅灭弧装置）原理：电弧进入栅片后，被分割成许多原理：电弧进入栅片后，被分割成许多串联的短弧串联的短弧，每一短弧都有一近极压降，使总的每一短弧都有一近极压降，使总的电弧电压增加电弧电压增加，有利于灭弧有利于灭弧材料：栅片为钢材料：栅片为钢弧栅灭弧是一种常用的交流灭弧装置图1-16弧栅灭弧原理示意图1灭弧栅片2触点3电弧常用的灭弧措施常用的灭弧
27、措施4 弧罩灭弧：弧罩灭弧：原理：利用灭弧罩对电弧原理：利用灭弧罩对电弧进行分隔降温，促使电进行分隔降温，促使电弧熄灭弧熄灭常见接触器的接触方式：常见接触器的接触方式：1 点接触：适用于电流不点接触：适用于电流不大的场合大的场合2 面接触：用于电流较大面接触：用于电流较大的场合的场合3 线接触：用于中等容量线接触：用于中等容量的接触器的接触器电路的通断和转换是通过电器中的执行部件，主要是其触头和灭弧装置来实现的，触头与灭弧系统是接触器的重要组成部分，触头是接触器的执行机构电接触：电工装置的构成单元中赖以保证电流流通的导体间的联系称为电接触触头：通过互相接触以实现导电的具体物体称为电触头，简称为
28、触头触头的作用：接通或分断电路，因此要求触头具有良好的接触性能触头的分类触头的分类一）按用途分一）按用途分 1 连接触头连接触头：以：以机械方式机械方式来连接电路的不同来连接电路的不同环节环节 特点：在工作过程中特点：在工作过程中无相对无相对运动，它永远运动，它永远闭合闭合着着 要求要求;2 换接触头换接触头 特点：以特点：以动触头动触头和和静触头静触头成对出现成对出现要求：电阻小而稳定，并且耐电流，抗要求：电阻小而稳定，并且耐电流，抗熔焊和电侵蚀熔焊和电侵蚀侵蚀：触头材料在工作过程中的损失侵蚀：触头材料在工作过程中的损失类型类型：机械侵蚀机械侵蚀：通断过程中：通断过程中机械摩擦机械摩擦引起的
29、侵蚀引起的侵蚀化学侵蚀化学侵蚀：由：由触头表面触头表面的的氧化膜破坏氧化膜破坏引起的引起的 以上两种侵蚀的侵蚀量不大以上两种侵蚀的侵蚀量不大电侵蚀电侵蚀：触头通断触头通断过程中因过程中因电火花电火花和和电弧电弧而而产生的，是产生的，是触头损坏触头损坏的的主要原因主要原因二）按几何形状分二）按几何形状分1 点接触：适用于电流不大的场合点接触：适用于电流不大的场合2 面接触：用于电流较大的场合面接触：用于电流较大的场合3 线接触：用于中等容量的接触器线接触：用于中等容量的接触器 及自动开关及自动开关交流电磁铁的短路环图1-18交流电磁铁的短路环1动铁心2铁心3线圈4短路环电磁铁电磁铁1.1.概述概
30、述概述概述 电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装件即被释放。电磁
31、铁衔铁的动作可使其它机械装件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动。置发生联动。置发生联动。置发生联动。根据使用电源类型分为：根据使用电源类型分为：根据使用电源类型分为：根据使用电源类型分为：直流电磁铁：直流电磁铁：直流电磁铁：直流电磁铁：用直流电源励磁；用直流电源励磁；用直流电源励磁；用直流电源励磁；交流电磁铁：交流电磁铁：交流电磁铁：交流电磁铁：用交流电源励磁。用交流电源励磁。用交流电源励磁。用交流电源励磁。2.2.基本结构基本结构基本结构基本结构 电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁
32、铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的结构如图所示。结构如图所示。结构如图所示。结构如图所示。铁心铁心铁心铁心衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁 有时是机械零件有时是机械零件有时是机械零件有时是机械零件 、工件充当衔铁、工件充当衔铁、工件充当衔铁、工件充当衔铁F FF FF FF F线圈线圈线圈线圈线圈线圈线圈线圈衔铁衔铁衔铁衔铁铁心铁心铁心铁心线圈线圈线圈线圈铁心铁心铁心铁心3.3.电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算 电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积S S0 0及气隙中的及气隙
33、中的及气隙中的及气隙中的磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B0 0的平方成正比。基本公式如下：的平方成正比。基本公式如下：的平方成正比。基本公式如下：的平方成正比。基本公式如下：式中：式中：式中：式中：B B0 0 的单位是特的单位是特的单位是特的单位是特 斯拉斯拉斯拉斯拉；S S0 0 的单位是平方米；的单位是平方米；的单位是平方米；的单位是平方米；F F 的单位是牛的单位是牛的单位是牛的单位是牛 顿顿顿顿（N N）。）。）。）。直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。直流电
34、磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设则则则则吸力瞬时值为吸力瞬时值为吸力瞬时值为吸力瞬时值为:式中：式中：式中：式中：为吸力的最大值。为吸力的最大值。为吸力的最大值。为吸力的最大值。吸力的波形吸力的波形吸力的波形吸力的波形:吸力平均值为吸力平均值为吸力平均值为吸力平均值为:t tF Fmmf fO (1)(1)交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸
35、力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪音，同时触点容易损坏。引起噪音，同时触点容易损坏。引起噪音，同时触点容易损坏。引起噪音，同时触点容易损坏。为了消除为了消除为了消除为了消除这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分磁环（或称短路环），工作时，在分磁环磁环（或称短路环），工作时，在分磁环磁环（或称短路环），工作时，在分磁环磁环（或称短路环）
36、，工作时，在分磁环中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通 1 1 和和和和 2 2 之间产之间产之间产之间产生相位差，相应该两部分的吸力不同时为生相位差，相应该两部分的吸力不同时为生相位差，相应该两部分的吸力不同时为生相位差，相应该两部分的吸力不同时为零，实现消除振动和噪音，如图所示；而零，实现消除振动和噪音，如图所示；而零，实现消除振动和噪音，如图所示；而零，实现消除振动和噪音，如图所示；而直流电磁铁
37、吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；综合上述：综合上述：综合上述：综合上述：1 1 2 2 (2)(2)交流电磁铁中交流电磁铁中交流电磁铁中交流电磁铁中,为了减少铁损，铁心由钢片叠成；为了减少铁损，铁心由钢片叠成；为了减少铁损，铁心由钢片叠成；为了减少铁损，铁心由钢片叠成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；(4)(4)直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与
38、线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在吸合过程中，励磁电流不变。吸合过程中，励磁电流不变。吸合过程中，励磁电流不变。吸合过程中，励磁电流不变。(3)(3)在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如
39、果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；4.4.电磁铁的应用电磁铁的应用电磁铁的应用电磁铁的应用 电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理电磁铁在生产中获
40、得广泛应用。其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理是：是：是：是：用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，产生机械连动，实现控制要求。产生机械连动，实现控制要求。产生机械连动，实现控制要求。产生机械连动，实现控制要求。交流接触器的工作原理图1-19接触器动作原理示意图1常闭触点2复位弹簧3常开触点4静铁心5励磁线圈6动铁心(衔铁)线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机交流接触器交流接
41、触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源简单的接触器控制：的接触器控制：ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。QFUSB2SB1KMKMKM交流接触器型号含义交流接触器型号含义接触器的型号说明例如：例如：CJl0Z-403 为交流接触器，设计为交流接触器，设计序号序号10，重任务型，额定电流，重任务型，额定电流40A主触点为主触点为3极。极。CJl2T-2503为改型后的交流接触器，为改型后的交流接触器，设计序号设计序号12，额定电流，额定电流2
42、50A，3个主触点。个主触点。接触器的主要技术参数-额定电压接触器铭牌上的额定电压是指主触头的接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。额定电压。交流接触器的额定电压一般为交流接触器的额定电压一般为220V220V、380V380V、660V660V及及1140V1140V；直流接触器一般为直流接触器一般为220V220V、440V440V及及660V660V。辅助触头的常用额定电压：交流辅助触头的常用额定电压：交流380V380V；直流；直流220V220V。吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压 接触器正常工作时，吸引接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。一般该电压数值以线
43、圈上所加的电压值。一般该电压数值以及线圈的匝数、线径等数据均标于线包上，及线圈的匝数、线径等数据均标于线包上，而不是标于接触器外壳铭牌上，使用时应而不是标于接触器外壳铭牌上，使用时应加以注意。加以注意。接触器的主要技术参数-额定电流接接触触器器的的额额定定工工作作电电流流是是指指主主触触头头的的额额定定电电流流。它它是是在在一一定定条条件件（额额定定电电压压、使使用用类类别别、额额定定工工作作制制和和操操作作频频率率等等）下下规规定定的的，保保证证电电器器正正常常工工作作的的电电流流值值，若若改改变变使使用用条件，额定电流也要随之改变。条件，额定电流也要随之改变。接接触触器器电电流流等等级级为
44、为：6A6A、10A10A、16A16A、25A25A、40A40A、60A60A、100A100A、160A160A、250A250A、400A400A、600A600A、1000A1000A、1600A1600A、2500A2500A及及4000A4000A。1）当接触器安装在箱柜内，由于冷却条件变差，电流要降低10-20使用2）当接触器工作于长期工作制，而且通电持续率不超过40；敞开安装，电流允许提高1025；箱柜安装，允许提高510%接触器的主要技术参数-操作频率操作频率操作频率 接触器在吸合瞬间，吸引线圈需消耗接触器在吸合瞬间，吸引线圈需消耗比额定电流大比额定电流大5 57 7倍的电
45、流，如果操作频率过倍的电流，如果操作频率过高，则会使线圈严重发热，直接影响接触器的高，则会使线圈严重发热，直接影响接触器的正常使用。为此，规定了接触器的允许操作频正常使用。为此，规定了接触器的允许操作频率，一般为每小时允许操作次数的最大值。率，一般为每小时允许操作次数的最大值。交流接触器的操作频率一般为：交流接触器的操作频率一般为：150 150次次/h/h12001200次次/h/h。操作频率直接影响到接触操作频率直接影响到接触器的电寿命及灭弧室的工作条件，对于交流接器的电寿命及灭弧室的工作条件，对于交流接触器还影响线圈的温升。所以是一个重要的技触器还影响线圈的温升。所以是一个重要的技术指标
46、。术指标。直流接触器的额定操作频率比交流接触器的高直流接触器的额定操作频率比交流接触器的高接触器的主要技术参数寿命寿命寿命 包括电寿命和机械寿命。目前接触器的包括电寿命和机械寿命。目前接触器的机械寿命已达一千万次以上，电气寿命约机械寿命已达一千万次以上，电气寿命约是机械寿命的是机械寿命的5%20。接触器的主要技术参数动作值动作值动作值 可分为吸合电压和释放电压。吸合电可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈两端的电压，接触器可以吸合时的最小电两端的电压，接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后，缓慢降压。释放电压是指接
47、触器吸合后，缓慢降低吸合线圈的电压，接触器释放时的最大低吸合线圈的电压，接触器释放时的最大电压。一般规定，吸合电压不低于线圈额电压。一般规定，吸合电压不低于线圈额定电压的定电压的85，释放电压不高于线圈额定，释放电压不高于线圈额定电压的电压的70%接触器的主要技术参数通断能力接通与分断能力：是指接触器的接通与分断能力：是指接触器的主触头主触头在在规定的条件下，能可靠的接通和分断的规定的条件下，能可靠的接通和分断的电流值电流值接通时：主触点不应发生熔焊。接通时：主触点不应发生熔焊。分断时：主触点不应发生长时间燃弧。分断时：主触点不应发生长时间燃弧。接触器的主要技术参数额定工作制接触器的工作制有4
48、种：长期工作制、八小时工作制、短时工作制和反复短时工作制。同一台接触器在不同的工作制时，可以有不同的额定工作电流接触器的选用1.接触器的类型选择：接触器的类型选择：根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型。根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型。2.额定电压的选择额定电压的选择接触器的额定电压不小于负载回路的电压。接触器的额定电压不小于负载回路的电压。4.吸引线圈的额定电压：吸引线圈的额定电压：吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致。吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致。3.额定电流的选择：额定电流的选择：一般接触器的额定电流不小于被控回路的额定电流。一般接触器的额定电流不
49、小于被控回路的额定电流。对于电动机负载可按经验公式计算对于电动机负载可按经验公式计算1）按接触器设计时规定的使用类别使用时，）按接触器设计时规定的使用类别使用时，接触器的额定电流应等于或大于负载的工接触器的额定电流应等于或大于负载的工作电流，但要注意接触器的额定电压不同作电流，但要注意接触器的额定电压不同时，其额定电流也不同。时，其额定电流也不同。2）按轻任务使用类别设计的继电器，用于重）按轻任务使用类别设计的继电器，用于重任务使用类别时，应降低一个电流等级。任务使用类别时，应降低一个电流等级。3）用于反复短时工作制的接触器，其额定电）用于反复短时工作制的接触器，其额定电流应大于负载的等效发热
50、电流流应大于负载的等效发热电流交流接触器的故障分析1 通电后不能合闸通电后不能合闸2吸合过程过于缓慢吸合过程过于缓慢3噪声过大或发生振动噪声过大或发生振动4线圈损坏或烧毁线圈损坏或烧毁5线圈断电后铁心不释放线圈断电后铁心不释放6触头温度过高及发生熔焊触头温度过高及发生熔焊补充：交流接触器的优点补充：交流接触器的优点利用接触器控制电动机的运行，比用手动电器控制，有以下优点：利用接触器控制电动机的运行，比用手动电器控制，有以下优点：1 操作省力操作省力2 使信号得以放大使信号得以放大3 便于实现远距离控制便于实现远距离控制4具有欠压保护具有欠压保护5具有零压保护具有零压保护6可以实验互锁保护可以实