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低压电器河北工业大学苏秀平教授2006.12.23主要内容1.简介2.继电器3.接触器4.起动器1.简介低压电器具有广泛的用途，种类很多，并可应用于各种低压配电电路的控制电路. 典型的配电线路和控制线路如下: 典型的配电线路的典型控制电路表明，应用场所对低压电器的不同要求可分为两类: 配电电器和控制电器. ？配电电器: 主要用于配电系统. 要求: 在正常运行和故障条件下可靠运行低压电器控制，具有足够的热和动态稳定性. 主要产品有: 刀开关，断路器，保险丝和继电器. ？控制电器: 主要用于电力驱动控制系统和电气设备要求: 工作准确可靠，工作频率高，寿命长等. 主要产品有: 接触器，控制继电器，主要电器，执行器，电磁铁等. 2.继电器（1）分类控制继电器的应用范围很广，种类繁多. 根据动作原理，可以分为: 电压继电器反映电路电压变化并操作电器. 如用于电动机失压或欠压保护的交流和直流电压继电器；交流电压继电器，用于制动和反转电机控制；用于控制直流电动机直流电压继电器的反向和反向制动. ？电流继电器一种响应电路电流变化而动作的电器. 用于电机或其他负载的过载或短路，以及度电机的磁场控制或用于确保保护.

？时间继电器从接收信号到执行器动作有一定的时间间隔. ？热继电器，用于交流电动机的过载保护. ？温度继电器，用于过热保护或各种设备的温度控制. ？中间继电器用于增加控制电路中的信号数量，或放大继电器的信号，输入通常是电压. （2）继电器的继电器特性继电器的继电器特性如图2-1所示. 当输入量X从0开始增加时，输出量Y在X Xf的整个过程中，Y保持不变（等于Ymax）. 当X减小到Xf时，Y从Ymax突然减小到Ymin，然后进一步减小X，Y保持不变. 图2-1中的Xc称为继电器操作值，Xf称为继电器的返回值. （3）控制继电器的主要技术参数1.额定参数额定电压和电流2.操作参数操作值和返回值3.设置参数的可调参数4.返回系数kf = Xf / Xc <1 5.储备系数kc = Xe / Xc> 1 6.灵敏度工作功率，工作安培匝数7.接通时间和释放时间8.额定操作系统9.机械寿命，电气寿命和工作次数10.触头分断能力（四个）工作典型电磁继电器的原理1电磁电流继电器的结构原理图1一个电流线圈2一个铁芯3个电枢4一个止动螺钉5一个反作用力调节螺母6、11个静触头7、10个动触头8a接触弹簧9绝缘支座12-设计用反作用弹簧继电器的主要参数要求？设定值（工作电流）: 调节反作用力弹簧的反作用电流？返回系数调节反作用弹簧后，设置值将更改，返回系数也将更改.

当设定值减小时，返回系数增大. 当设定值增大时，返回系数减小. 动作时间: 影响因素: 快速动作: 当Ff减小时，v增加，而t减小. 正常动作: 0.05s <当t <0.2sm减小时，v增加，t减小延迟动作: > 0.2s？当功耗0，Ic，T减小，t减小，Iw增大，t减小并且P与IN的平方成正比时（IN）c表示继电器的灵敏度（IN），c表示小，P小，Fx较小，即设计时选择的反作用力和接触压力较小，接触能力较小. 2中级中继功能: ？螺线管式结构？多对联系人？没有设置参数？没有灵敏度要求？不需要返回系数1外壳2反应弹簧3 a铁4 a线圈5 a可动铁芯6 a移动触点支架7束（五个）热继电器的工作原理？热继电器是一种使用测量元件被加热到一定程度的继电器. ？热继电器的测量元件通常由双金属条制成，它们在主电路中串联连接. 当线路电流增加时，双金属片被加热并弯曲到一定程度，从而引起触点切换. ？热继电器主要用作三相交流感应电动机的过载保护. 双金属热弯曲原理1的热继电器的原理图. 电流调节凸轮2a，2b，弹簧3，手动复位按钮4，弓形弹簧5，主双金属元件6，外导板7，内导板8常闭静态触点9动触点10杠杆11-复位调节螺钉12-补偿双金属片13-推杆14-连杆15-压缩弹簧热继电器的温度补偿S1S2S3 = 1 = 2 = 3应该使静态触点导电棒2也使用与1相同的材料和结构参数，因此当介质的温度变化时（例如，从1到3），间距S3可以由于1，2在相同的角度上以相同的角度弯曲. 时间，但S1仍然相等.

因此，避免了由介质温度变化引起的误差. 这是温度补偿措施. 差动断相保护装置的工作原理图通电前的末尾位置当三相均连接额定电流时三相平衡过载时当一相断开（例如C相）时三个接触器（1）用途和分类接触器3.工作原理接触器是一种控制设备，用于频繁地长距离连接或断开AC和DC主电路以及大容量控制电路. 它与刀式开关类型的手动开关设备不同，因为它具有手动开关设备无法实现的远程操作功能，并且还具有手动开关设备无法提供的压力损失保护功能；它与自动开关的不同之处还在于，它具有一定的过载能力，但是不能切断短路电流，也没有过载保护的功能. 分类？根据接触器的主触点控制的电流类型，其可以分为直流接触器和交流接触器. 交流接触器可以进一步分为工频（50Hz或60Hs）和中频（例如400Hz）等. ？根据接触器电磁系统的励磁方式，可将其分为直流励磁操作和交流励磁操作. ？接触器还可以根据其主触点的极数分为单极，双极，三极，四极和五极几种类型. 直流接触器通常为单极或双极；交流接触器很大，大多数为三极；四极接触器用于双回路控制；五极接触器用于多速电动机控制或自动自耦合减压起动器. 工作原理接触器的工作原理（2）接触器的主要技术参数1.工作值所谓的工作值是接触器的接触电压和释放电压.

规定: 加热并稳定接触器电磁线圈后，如果加上额定电压的85％，则其电枢应能完全可靠地插入而不会出现停滞现象；否则，如果在运行中电网电压过低或突然消失，则电枢也应完全可靠地释放，并返回到原始位置而不会停止. 交流和励磁电磁线圈电流接通和断开能力接触器的接通和断开能力是指其主触点在工作条件下可以可靠接通和断开的电流值. 如上一节所述，接触器控制的负载是多种多样的，因此用于不同类型负载的接触器要求也不同. 在低压电器的基本标准中，根据控制电器的不同用途规定了控制电器的连接和分断能力. 使用分类也称为使用分类. 根据该使用类别设计不同系列的接触器. 交流接触器的使用类别？ AC-1非感性或微感性负载II 2.5Ie？ AC-2绕组转子异步电动机启动，断开0t 0t？ AC-3鼠笼式异步电动机启动，中断I 4 -8Ie？ AC-4鼠笼式异步电动机I 4-8Ie启动，反向连接制动，反向运行，点动0t0t3. 电气寿命和机械寿命在理想情况下，控制设备的电气寿命和机械寿命应与其控制对象相同，但这实际上是不可能的，尤其是主触点，因为它总是会被电弧损坏，其电气寿命远低于机械寿命.

通常，电气寿命是机械寿命的520％. 机械寿命越高，百分比越小. 接触器的电气寿命要求因使用类型而异. 接触器通常根据某些使用类别进行设计. 触头的磨损在一定范围内大约与分断电流的平方成正比. 当使用AC-3时，电气寿命是300万次. 当使用AC-4时，电气寿命少于100,000次. 工作频率所谓的工作频率是每小时的运行次数，它取决于控制对象. 例如，用于控制排灌站泵驱动电机的接触器的工作频率很低；用于控制大型机床主驱动电机的接触器的工作频率不会太高；电机的工作频率特别高，尤其是自动工具机拖动电机的接触器. 目前，交流接触器和直流接触器的允许工作频率通常分为每小时300、600和1200次. 工作频率会直接影响设备的电气寿命，因为当工作频率增加时，触点的电气寿命不会简单地与次数成比例地增加，而是由于电弧的恶化而变得更加严重灭火条件. 另外，工作频率的增加也增加了交流线圈的功. 因此，不允许任意增加接触器的工作频率. 5.工作接触器（和其他电器）的工作系统具有以下四种类型: 长期连续接触的长期工作接触器的工作系统，连续通电时间一般不少于8h，此时接触器的各个部位均达到稳定温度.

？间歇性长期工作的接触器继续通电不超过8h，但在此时间内其所有部件的温升均可以达到稳定值，此后应打开和关闭接触器. 少于三遍，然后重新开机. ？短期操作系统接触器通电期间，接触器各部分的温度尚未达到稳定值，但是在断开后，它们的温度可以恢复到周围介质的温度. ？短期重复操作接触器在电源的两种状态交替循环的条件下工作. 在通电期间，其零件的温度不会达到稳定值，并且零件的温度在断裂后不会下降. 到周围介质温度. （3）接触器的典型结构？双断点直动式交流接触器？杠杆驱动双断点交流接触器？杠杆驱动单断点结构1双断点直动交流接触器的结构和工作原理上，图为双断点直动交流接触器. 电磁系统直接驱动触点，使其在支架中线性移动. 圈14通电之后，电枢12朝铁芯13吸去，电枢12驱动支架4以闭合触点8和静态触点9，并且支架4同时驱动置于两侧的辅助触点15. 圈断电之后，电枢12在反作用弹簧16的作用下被释放，并且触点8和9同时断开. 当触点接通和断开时所产生的电弧被配备有灭弧栅架10的灭弧室5所灭. 2杠杆驱动双断点交流接触器3杠杆驱动单断点接触器形式（4）接触器的结构和接触器特性双断点电桥接触器优点: 具有两个有效的灭弧区域和良好的灭弧效果.

额定电压为220V及以下，额定电流为10-20A的小容量交流接触器在电流过零时对两个裂缝施加近极效应以熄灭电弧. 仅不需要简单的灭弧室. 特殊的灭弧装置. 在额定电流为20-80A的交流接触器中，可以配备引弧片或使用电路电源吹电弧，在双断裂配合下可以可靠地工作. 对于额定电流大于80A的交流接触器，需要使用格栅或其他形式的灭弧室. 双断的结构比较紧凑，体积小，触点的打开距离小，使用软连接线有利于提高机械寿命. 缺点: 接触参数调整不便. 通常，闭合时没有滚动运动，并且不能去除触点表面上的氧比. 因此，接触材料是银或银基材料. 在闭合过程中低压电器控制，很容易产生滚动运动，去除表面上的氧化物并确保可靠的接触，因此接触材料可以是铜或铜基材料. 缺点: 触点的滚动运动会增加触点的磨损. 由于只有一个断裂，因此触点的打开距离大于双重断裂的打开距离. （5）改善接触器机械和电气寿命的措施在连接过程中和断开过程中都会发生触点磨损. 当在断裂过程中产生电弧时，可以采取某些灭弧措施以减少电弧烧毁. 在连接过程中，接触磨损比在断开过程中大几倍. 这主要是由于接触时接触件的机械振动. 在连接过程中，触点将产生两种振动: 第一是在动和静态触点相遇时发生；第二个发生在电枢和铁芯相遇时.

根据实验结果，尽管第二振动的持续时间比第一振动的持续时间短，但是第二振动期间的触点上的瞬时电流比第一振动期间的大得多. 通常，接触磨损量与电流的平方i2 t和通电时间的乘积成正比，因此第二次振动引起的电磨损会更加严重. 当触头与铁芯碰撞时产生的振动程度与碰撞时的相对速度有关. 碰撞速度越高，冲击能量越大，振动越剧烈. 1使吸力特性和反应特性良好匹配吸力特性和反应特性良好协调的原则是: 吸力特性应该高于反应特性吗？吸力特性不应高于反作用特性，并且应尽可能接近反作用力. 特性为了减少吸力期间的动能，可以设计成静态吸力特性和反作用力特性部分相交. 图中的曲线1是额定控制电压的85％时的静态吸力特性. 它在D和E两点与反作用力特性相交. 由于ABC的面积大于DBE的面积，电枢可以依靠惯性冲过反作用力并超过行程的吸力部分，并且将其拉到底. 图中的曲线2由于ACG的面积小于FBG的面积，因此电枢无法被吸引而停留在G点，因此触点的弹跳导致触点被焊接或烧毁. 2如果采用冲击铁芯结构，则两个振动发生的时间可以非常接近，即动，静触头接触后，电枢也与铁芯接触，则接触电流相对较小，自然减少了接触磨损.

但是，用简单的直接作用接触器是不可能的: 不能任意减小一个触点的超行程；然后将核心固定在结构上. 为了解决这个矛盾，有必要打破“静态”铁芯的旧框架并使它处于弹性固定状态，以便它可以主动与电枢接触并提前接触，从而使电枢的当前值在第二次振动时接触降低. 在冲击铁心结构的工作原理中，Ffc是反作用弹簧系统的初始力，Ffz是系统的最终力； Fhc是缓冲弹簧的初始力，Fhz是缓冲弹簧的最终力；曲线abcd是电磁体S是吸引特性，s是接触行程，s是接触行程，是冲击运动的行程. 在具有诱人特性的腹部，只有电枢向下运动，铁芯是固定的. 在吸力特性的b点，由于电磁吸力等于并开始大于缓冲弹簧的反作用力，因此“静态”铁芯也开始向上移动以达到电枢. 在吸力特性的c点，动铁芯和静铁芯相遇，此时，缓冲弹簧的反作用力也达到其最终值Fhz. 在cd部分中，动铁芯和静铁芯被集成为一个主体，并在缓冲弹簧的作用下向下移动，直到触头达到规定的超程为止. 由于对电磁体的吸引特性进行了这种调整，因此，当接触器的动铁芯和静铁芯同时发生碰撞时，电枢的终端速度已大大降低. 当铁芯碰撞时，缓冲弹簧吸收了部分动能，不仅延长了触点的电气寿命，而且还提高了整个接触器的机械寿命.

3采用杠杆传动机构Vb在BVaOA图中，A是电磁吸力的作用点，B是主触点的作用力点，O是传动杆的旋转中心. 如果将AO与OB的长度比称为杠杆比并用k表示，则通过使k> 1（即AO> OB），可以使主触点的移动速度Vb小于移动速度电磁铁的Va. 以这种方式，由于电枢和静铁心之间的冲击和冲击的冲击而减小的振动在触点中被反映得更小. 这是使用杠杆传动结构的主要原因. 另外，与旋转结构相比，采用杠杆传动结构，触头仍可以采用双断点形式，这无疑有利于电弧电流自然过零的交流电弧. 4当排斥电流回路接通时，采用合理的接触电路. 没有电流回路. 电流回路使接触压力降低. 没有电流回路. 当极板向外移动电弧并熄灭电弧时，电弧会延长电弧并进入极板，从而形成电流回路并增强电弧上的磁吹效应. （6）交流电磁系统设计？结构特点？选择交流电磁系统的设计要点？确定基本尺寸？磁环设计的交流磁系统的结构特征充磁器充磁器必须由高电阻率的硅钢板制成. 芯柱只能制成矩形或正方形. 在磁极面上添加磁环为了克服电磁吸力过零所引起的振动和噪声，磁环始终安装在单相交流电磁系统的铁心柱端面上. 磁环采用短路环，导电性好.

合理设计磁性子环，以使闭合位置的电磁吸引力的最小值大于反作用力值，从而消除闭合位置的电枢振动并降低噪音. 消磁间隙对于E型电磁系统，可以将中间磁极的端面磨成略低于两个磁极的高度的位置，即在中间磁极处设置一个消磁间隙. 对于U形电磁系统，可以在磁芯上增加一个消磁间隙. 电磁线圈充磁器有铁损. 为了防止或减少来自磁化器的热量，AC电磁系统的线圈通常被制成具有骨架的正方形，并且就几何形状而言通常短而厚. 选择交流电磁系统的设计要点选择一般设计要点作为反作用力特性中的关键点设计要点吸力: F0 k0 Ff 0K0: 考虑到计算和制造引起的偏差，确定安全系数的基本大小推出的hb交流电磁系统核心部分的关键尺寸: a，b，h，Δ，N，d基本关系: 吸力方程电路方程衔铁处的电势方程吸合位置线圈加热方程吸力方程平均吸力气隙交流电磁系统Fx24 0AcB2 A0替代设计点的吸力，并且可以通过A 0 F0B2宽度获得铁心截面a: ackc厚度b: b akc: 铁心层压占空比，kc = 0.9 〜0.95Bδ决定铁心磁通密度Bc: 不会太高B不会会太低漏磁系数σ: BckN: 线圈反电动势与额定电压之比电枢打开时的电源，即kN E UN一般取0.75〜0.96B 0.85 BckN电路方程式交流电磁系统，其线圈电路方程式为U E2（IR）2插入位置E 4.44 fNc（0.97 〜0.99）UN线圈匝数N（0.97〜0.99）UN 4.44 fBc交流电枢处于吸合位置电位方程线圈的总磁势=充磁器的磁压降+工作气隙的磁压降+消磁间隙磁压降IN Uc UU f工作气隙的磁压降和消磁间隙磁压降UU f（40％〜60％）IN IN c2线圈IN的总磁势（1.65〜2.5）c2h b线圈加热方程式的加热温度升高I 2 R PchKT A散热面积A（2a 2b 2）h（2 2 2n）aha可以通过以下公式计算部分铁损: pch pcVc pc Achc Kc hh b线圈电阻R l pj N（2 2 n）aN 2Adktc h线圈平均匝长al pj 2a 2b（2 2 n）整个铜箔的线圈截面积线圈截面积之间的关系为NAd ktc h Ktc: 线圈的填充系数，可以根据以下公式选择实际情况.

线圈高度h（2 2 n）（IN）2KT（2 2 2n）a Kc ktcn线圈的厚度是na线圈的线径是d 4ktc hN亚磁环AAAAA的设计通常需要2A2 A1 A2 0.7〜0.85拆分磁环电阻Rd（0.2〜0.4）（0 A1 pA2）拆分磁环的平均匝长ld: 拆分磁环AdldRd的横截面积可以由拆分所包围的磁极的大小确定电磁环AdldRd（VII）接触器常见原因和处理方法四种起动器（1）起动器分类？电磁启动器？全面的入门者？星三角启动器？延边三角起动器？自动耦合减压启动器？阻力减压启动器？电抗减压起动器（2）电磁起动器正向ABC反向BAC起动电流大辅助触点联锁可逆电磁起动器控制线机械联锁可逆电磁起动器（三个）星三角起动器（Y-）a）按钮控制类型b）时间继电器控制类型采用星形-三角形启动，直接根据三角形连接启动时，启动电流和启动扭矩均减小至原始I / 3. 仅适用于空载或轻载启动（4）自动减压启动器kA = 0.8 ICQ = 0.64IQ MCQ = 0.64MQkA = 0.65 ICQ = 0.42IQ MCQ = 0.42MQ可用于启动较重的负载谢谢！<

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