低压控制电器

低压控制电器

一、主令电器

主令电器是一种在电气自动控制系统中用于发送或转换控制指令的电器，它一般用于控制接触器、继电器或其他电器线路，从而使电路接通或分断，实现对电力传输系统或生产过程的自动控制。

主令电器应用广泛，种类繁多，按其作用分，常用的有按钮行程开关、接近开关、万能转换开关和主令控制器等。

（一）按钮

按钮又称按钮开关或控制按钮，是一种短时间接通或断开小电流电路的手动控制器，一般用于在电路中发出启动或停止指令，以控制电磁启动器、接触器、继电器等电器线圈电流的接通或断开，再由它们去控制主电路。按钮也可用于信号装置的控制。

1.按钮的结构和工作原理

按钮的外形及结构如图12-1所示，它主要由按钮帽、复位弹簧触头、接线柱和外壳等组成。

按钮的工作原理是，当用手按下按钮帽时，动断触头断开，动合触头接通;而手松开后，复位弹簧便将按钮的触头恢复原位，从而实现对电路的控制。

2.控制按钮的型号含义

3.按钮的选择

（1）应根据使用场合和具体用途选择按钮的类型，例如，控制台柜面板上的按钮一般可用开启式;若需显示工作状态，则用带指示灯式;在重要场所，为防止无关人员误操作，一般用钥匙式;在有腐蚀的场所一般用防腐式。

（2）应根据工作状态指示和工作情况的要求选择按钮和指示灯的颜色，如停止或分断用红色;启动或接通用绿色;应急或干预用黄色。

（3）应根据控制回路的需要选择按钮的数量，例如，需要进行正（向前）、反（向后）及停三种控制处，可用三只按钮，并装在同一按钮盒内;只需进行启动及停止控制时，则用两只按钮，并装在同一按钮盒内。

（二）行程开关

在生产机械中，常需要控制某些运动部件的行程，或运动一定行程使其停止，或在一定行程内自动返回或自动循环。这种控制机械行程的方式叫行程控制或限位控制。

行程开关又叫限位开关，是实现行程控制的小电流（5A以下）主令电器，其作用与控制按钮相同，只是其触头不是靠手按动，而是利用机械运动部件的碰撞而动作，即将机械信号转换为电信号。通过控制其他电器来控制运动部件的行程、运动方向或进行限位保护。

1.行程开关的结构和工作原理

JXKI系列行程开关结构原理如图12-2所示，它主要由滚轮、杠杆 、转轴、凸轮、撞块、调节螺钉、微动开关和复位弹簧等部件组成。

其工作原理是∶当运动机械的挡铁撞到行程开关的滚轮上时，行程开关的杠杆连同转轴一起转动，使凸轮推动撞块，当撞块被压到一定位置时，便推动微动开关快速动作，使其动断触头（常闭触头）断开，动合触头（常开触头）闭合;当滚轮上的挡铁移开后，复位弹簧就使行程开关的各部件恢复到原始位置。这种单轮旋转式行程开关能自动复位，在生产机械的自动控制中被广泛应用。

2.行程开关的型号含义

3.行程开关的选择

（1）根据使用场合和控制对象来确定行程开关的种类。当生产机械运动速度不是太快时，通常选用一般用途的行程开关;而当生产机械行程通过的路径不宜装设直动式行程开关时，应选用凸轮轴转动式的行程开关;而在工作效率很高、对可靠性及精度要求也很高时，应选用接近开关。

（2）根据使用环境条件，选择开启式或保护式等防护形式。

（3）根据控制电路的电压和电流选择。

（4）根据生产机械的运动特征，选择行程开关的结构形式（即操作方式）。

（三）万能转换开关

万能转换开关是由多组相同结构的触头组件叠装而成的多回路控制电器，主要用于各种控制线路的转换，电气测量仪表的转换，以及配电设备（高压油断路器、低压空气断路器等）的远距离控制，也可用于控制小容量电动机的启动、制动、正反转换向及双速电动机的调速控制。由于它触头挡数多、换接的线路多、且用途广泛，所以常被称为万能转换开关。

1.万能转换开关的分类及型号

（1）万能转换开关的分类。

①按手柄形式分，有旋钮、普通手柄、带定位可取出钥匙的和带信号灯指示的等。

②按定位形式分，有复位式和定位式。定位角分30°、45°60°、90°等数种，由具体系列规定。

③按接触系统挡数分，如LW5分1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16，共16种单列转换开关。

（2）转换开关型号含义。

2.万能转换开关的结构和工作原理

图12-3为LW5系列转换开关的结构和原理图，它主要由操作机构、定位装置和触头三部分组成。其中，触头为双断点桥式结构，动触头设计成自动调整式，以保证通断时的同步性。静触头装在触头座内。每个由胶木压制的触头座内可安装2～3对触头，而且每组触头上均装有隔弧装置。

定位装置采用滚轮卡棘轮辐射形结构。操作时滚轮与棘轮之间的摩擦为滚动摩擦，故所需操作力小、定位可靠、寿命长。另外，这种机构还起一定的速动作用，既有利于提高分断能力，又能加强触头系统动作的同步性。

触头的通断由凸轮控制。由于凸轮与触头支架之间为塑料与塑料或塑料与金属滚动摩擦副，所以有助于减小摩擦力和提高使用寿命。

在操作转换开关时，手柄带动转轴和凸轮一起旋转。当手柄在不同的操作位置，利用凸轮顶开和靠弹簧力恢复动触头，控制它与静触头的分与合，从而达到对电路断开和接通的目的。

二、接触器

接触器是指仅有一个起始位置，能接通、承载和分断正常电路条件（包括过载运行条件）下的电流的一种非手动操作的机械开关电器。它可用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和大容量控制电路，具有动作快、控制容量大、使用安全方便、能频繁操作和远距离操作等优点，主要用于控制交直流电动机。也可用于控制小型发电机、电热装置、电焊机和电容器组等设备，是电力拖动自动控制电路中使用最广泛的一种低压电器元件。

接触器能接通和断开负载电流，但不能切断短路电流，因此常与熔断器和热继电器等配合使用。

接触器的分类主要有以下几种∶

（1）按操作方式分，有电磁接触器、气动接触器和液压接触器。

（2）按接触器主触头控制电流种类分，有交流接触器和直流接触器。

（3）按灭弧介质分，有空气式接触器、油浸式接触器和真空接触器。

（4）按有无触头分，有有触头式接触器和无触头式接触器。

（5）按主触头的极数，还可分为单极、双极、三极、四极和五极等。其中，目前应用最广泛的是空气电磁式交流接触器和空气电磁式直流接触器，习惯上简称为交流接触器和直流接触器。常用交流接触器有CJ20、CJ40和B系列等系列产品，常用直流接触器有CZ0、CZ18等系列产品。

（一）交流接触器

1.交流接触器的结构

交流接触器的结构主要由触头系统、电磁机构、灭弧装置和其他部分等组成。交流接触器外形和结构如图12-4所示。

（1）触头系统。触头是接触器的执行元件，用来接通或分断所控制的电路。根据用途的不同，触头分为主触头和辅助触头两种，其中，主触头是用于通断电流较大的主电路，且一般由接触面较大的常开触头组成。辅助触头用以通断小电流控制电路，它由常开触头和常闭触头成对组成。当接触器未工作时，处于断开状态的触头称为常开（或动合）触头;当接触器未工作时，处于接通状态的触头称为常闭（或动断）触头。

（2）电磁系统。接触器的电磁机构用于操纵触头的闭合和分断，它由电路和磁路两部分组成。其中，，电路就是接触器的线圈 ;磁路由衔铁（或称动铁芯）、静铁芯及气隙组成。线圈一般套在静铁芯上。

（3）灭弧装置。交流接触器在分断较大电流电路时，往往在动、静触头之间产生较强的电弧，它不仅会烧伤触头、延长电路分断时间，严重时还会造成相间短路。因此，在容量较大的接触器中，均加装灭弧装置。

（4）其他部分。交流接触器的其他部分是指底座、复位弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构和接线柱等。

2.交流接触器的工作原理

交流接触器的工作原理如图12-5所示。当线圈通电后，线圈中因有电流通过而产生磁场，静铁芯在电磁力的作用下克服弹簧的反作用力，将动铁芯吸合，从而使动、静触头接触，主电路接通;而当线圈断电时，静铁芯的电磁吸力消失，动铁芯在弹簧的反作用力下复位，从而使动触头与静触头分离，切断主电路。

3.交流接触器的型号含义

（二）直流接触器

1.直流接触器的结构

直流接触器的结构和工作原理与交流接触器基本相同，直流接触器主要由触头系统、电磁系统和灭弧装置三大部分组成。其结构原理如图12-6所示。

（1）触头系统。直流接触器有主触头和辅助触头，主触头一般制成单极或双极，由于触头闭合或断开的电流较大，所以采用滚动接触的指形触头;辅助触头的通断电流较小，一般采用头接触的双断头桥式触头。

（2）电磁系统。直流接触器的电磁系统由静铁芯、线圈和动铁芯等组成。因线圈中流过的是直流电，铁芯中不会产生涡流，所以铁芯可用整块铸铁或铸钢制成，不需要装短路环，铁芯不发热。没有铁损耗。由于线圈的匝数较多，电阻相对较大，电流流过时会发热，为了使线圈散热良好，一般将线圈绕制成长而薄的圆筒状。

（3）灭弧装置。直流接触器的主触头在断开较大电流的直流电路时，往往会产生强烈的电弧，容易烧伤触头和造成延时断电。为了迅速灭弧，直流接触器常采用磁吹式灭弧装置。

2.直流接触器的型号含义

三、继电器

继电器是一种自动和远距离操纵用的电器，广泛地用于自动控制系统、遥控、遥测系统、电力保护系统以及通信系统中，起着控制、检测、保护和调节的作用，是现代电气装置中最基本的器件之一。

继电器的分类有以下几种方法∶

1.按对被控电路的控制方式分类

（1）有触头继电器。靠触头的机械运动接通与断开被控电路。

（2）无触头继电器。靠继电器元件自身的物理特性实现被控电路的通断。

2.按应用领域、环境分类

继电器按应用领域、环境可分为电气系统继电保护用继电器、自动控制用继电器、通信用继电器、船舶用继电器、航空用继电器、航天用继电器、热带用继电器、高原用继电器等。

3.按输入信号的性质分类

继电器按输人信号的性质可分为直流继电器、交流继电器、电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。

4.按工作原理分类

继电器按工作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、双金属继电器、电动式继电器、电子式继电器等。

5.按动作时间分类

继电器的动作时间包括吸合时间和释放时间。吸合时间是指从继电器输入回路接受信号开始到执行机构达到工作状态时所需的时间。释放时间是指从输入回路断电开始到执行机构恢复到通电前的状态所需要的时间。继电器按动作时间可分为以下四种。

（1）时间继电器。

（2）缓动继电器。

（3）普通继电器。

（4）速动继电器。

（一）电流继电器

1.电流继电器的结构

电流继电器是一种根据线圈中（输入）电流大小而接通或断开电路的继电器，即触头的动作与否与线圈动作电流大小有关的继电器。电流继电器按线圈电流的种类可分为交流电流继电器和直流电流继电器，按用途可分为过电流继电器和欠电流继电器。

电流继电器的线圈与被测量电路串联，以反映电路电流的变化，为不影响电路的工作情况，其线圈的匝数少、导线粗、线圈阻抗小。

过电流继电器的任务是∶当电路发生短路或严重过载时，必须立即将电路切断。因此，当电路在正常工作，即当过电流继电器线圈通过的电流低于整定值时，继电器不动作，只有超过整定值时，继电器才动作。瞬动型过电流继电器常用于电动机的短路保护;延时动作型常用于过载兼具短路保护。过电流继电器复位分自动和手动两种。

欠电流继电器的任务是∶当电路电流过低时，必须立即将电路切断。因此，当电路在正常工作，即欠电流继电器线圈通过的电流为额定电流（或低于额定电流一定值）时，继电器是吸合的。只有当电流低于某一整定值时，继电器释放，才输出信号。欠电流继电器常用于直流电动机和电磁吸盘的失磁保护。

2.常用电流继电器的型号及适用场合

电流继电器的型号较多，常用的主要有JL14系列、JL15系列和JL18系列等产品。

（1）JL14系列交直流电流继电器。主要用于交流电压380V及以下，直流电压440V及以下的控制电路中，作过电流或欠电流继电器。

产品型号含义如下∶

（2）JL15系列过电流继电器。主要用于交流50Hz，电压380V 或直流电压440V，电流1200A的一次回路中，作电力系统中的过电流保护元件。高返回系数型继电器主要对频繁操作的交流异步电动机作堵转保护。

产品型号含义如下∶

（3）JL18系列过电流继电器。主要用于交流50Hz、电压380V 或直流电压440V，电流630A的电力传动系统中，供过电流保护。

产品型号含义如下∶

（二）电压继电器期联

1.电压继电器的结构

电压继电器是一种当电路中电压达到预定值时而接通或断开电路的继电器，即触头的动作与线圈的动作电压大小有关的继电器。其结构与电流继电器基本相同，只是电磁铁线圈的匝数较多，而且使用时一般与电源并联。电压继电器按线圈电流的种类可分为交流电压继电器和直流电压继电器;按用途可分为过电压继电器、欠电压继电器（或零电压继电器）。

电压继电器用于电力拖动系统的电压保护和控制。使用时，电压继电器的线圈与负载并联，为不影响电路的工作情况，其线圈的匝数多、导线细、线圈阻抗大。

过电压继电器线圈在额定电压时，动铁芯不产生吸合动作;只有当线圈电压高于其额定电压的某一值（即整定值）时，动铁芯才产生吸合动作，所以称为过电压继电器。因为直流电路不会产生波动较大的过电压现象，所以在产品中没有直流过电压继电器。交流过电压继电器在电路中起过电压保护作用。当电路一旦出现过高的电压现象时，过电压继电器就马上动作，从而控制接触器及时分断电气设备的电源。与过电压继电器比较，欠电压继电器在电路正常工作（即未出现欠电压故障）时，其衔铁处于是处于吸合状态。如果电路电压降低至线圈的释放电压（即继电器的整定电压）时，则衔铁释放，使触头动作，从而控制接触器及时断开电气设备的电源。

一般来说，过电压继电器在电压升至1.1～1.2倍额定电压时动作，对电路进行过电压保护;欠电压继电器在电压降至0.4～0.7倍额定电压时动作，对电路进行欠电压保护;零电压继电器在电压降至0.05～0.25倍额定电压时动作，对电路进行零压保护。

2.常用电压继电器的型号及适用场合

常用的电压继电器型号主要是JT4系列等产品。JT4系列继电器适用于交流50Hz、380V及以下的自动控制电路中，作为零电压、过电压、过电流及中间继电器。产品型号含义如下∶