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《电气控制与 可编程控制器技术》 南京师范大学电气与自动化工程学院 史国生制作 第一篇 第一章 常用低压电器 1.1 电器的功能、分类和工作原理 1.2 电气控制中常用电器 1.3 主令电器 1.4 动力线路中常用电器 1.1 电器的功能、分类和工作原理 一、电器的功能 电器是一种能根据外界的信号（机械力、 电动力和其它物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气元件或设备。 “通”称为“开”，“断”也称为“关”。 “开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。 二、电器的分类 1．按工作电压等级分 （1）高压电器 用于交流电压1200V、直流1500V及以上电路中的电器。 （2）低压电器 用于交流50Hz（或60Hz）额定电压为1200V以下、直流额定电压为1500V及以下的电路中的电器。 2．按动作原理分 （1）手动电器 人手操作发出动作指令的电器，例如刀开关，按钮等。 （2）自动电器 产生电磁力而自动完成动作指令的电器,例如接触器、继电器、电磁阀等。 3．按用途分 （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）配电电器 用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器等。 （3）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、转换开关等。 （4）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器，例如熔断器、热继电器等。 （5）执行电器 用于完成某种动作或传送功能的电器，例如电磁铁、电磁离合器等。 三、电磁式电器的基本原理 低压电器中大部分为电磁式电器，由检测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）两部分组成。 吸引线圈的作用是将电能转换为磁能，即产生磁通，衔铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心吸合。通入直流电的线圈称直流线圈，通入交流电的线圈称交流线圈。 2．电磁机构的工作原理 电磁铁工作时，作用在衔铁上的力有两个：电磁吸力和反力。 电磁吸力由电磁机构产生，反力由复位弹簧和触头等产生。电磁机构的工作特性常用吸力特性和反力特性来表达。 （1）吸力特性 电磁机构的电磁吸力F与气隙δ的关系曲线称为吸力特性。 （2）反力特性 电磁系统的反作用力与气隙的关系曲线称为反力特性。反作用力包括弹簧力、衔铁自身重力、摩擦阻力等。 （3）反力特性与吸力特性的配合 为了保证使衔铁能牢牢吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好。 在整个吸合过程中，吸力都必须大于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能过大或过小。 3．交流电磁机构上短路环的作用 (a)结构图 (b)电磁吸力图 第二节 电气控制中常用电器 一、低压隔离器 1．刀开关 　刀开关：由操纵手柄、触刀、触刀插座和绝缘底板等组成。 2．组合开关 组合开关也是一种刀开关，不过它的刀片是转动式的。 二、熔断器 1．熔断器的工作原理和保护特性 熔断器广泛用于供电线路和电气设备的短路保护。熔断器由熔体和安装熔体的熔断管（或座）等部分组成。 2．常用熔断器的种类及技术数据 （1）额定电压 （2）额定电流 （3）极限分断能力 3．熔断器的选择 熔断器的额定电压应大于或等于实际电路工作电压。 熔断器额定电流： （1）If N≥I 用于照明电路 If N为熔体的额定电流，I 为电路的工作电流。 （2） IfN≥（1.5～2.5）IN 用于单台异步电动机 IN为电动机的额定电流。 （3）IfN≥（1.5～2.5）INmax+∑IN 多台异步电动机 IN max为容量最大的一台电动机的额定电流。 （4）应使上一级（供电干线）熔断器的熔体额定电流比下一级（供电支线）大1～2个级差。 三、控制继电器 继电器是一种根据某种输入信号的变化，使其自身的执行机构动作的自动控制电器。 它具有输入电路（又称感应元件）和输出电路（又称执行元件）。 （一）电磁式继电器 （1）欠电流继电器 线圈中通以30%～65%的额定电流时继电器吸合，当线圈中的电流降至额定电流的10%～20%时继电器释放。 （2）过电流继电器 直流过电流继电器的吸合值为70%～300%额定电流，交流过电流继电器的吸合值为110%～400%额定电流。  2．电压继电器