低壓電器的概念

低壓電器是一種能根據(jù)外界的信號(hào)和要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通、斷開(kāi)電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備?？刂齐娖靼雌涔ぷ麟妷旱母叩?，以交流1200V、直流1500V為界，可劃分為高壓控制電器和低壓控制電器兩大類?？偟膩?lái)說(shuō)，低壓電器可以分為配電電器和控制電器兩大類，是成套電氣設(shè)備的基本組成元件。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國(guó)防以及人們用電部門中，大多數(shù)采用低壓供電，因此電器元件的質(zhì)量將直接影響到低壓供電系統(tǒng)的可靠性。

低壓電器的分類

低壓電器是指工作在交流電壓1200V、直流電壓1500V以下的各種電器。生產(chǎn)機(jī)械上大多用低壓電器。低壓電器種類繁多，按其結(jié)構(gòu)、用途及所控制對(duì)象的不同，可以有不同的分類方式。

1．按用途和控制對(duì)象不同，可將低壓電器分為配電電器和控制電器。

用于電能的輸送和分配的電器稱為低壓配電電器，這類電器包括刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、空氣斷路器和熔斷器等。用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器稱為控制電器，這類電器包括接觸器、起動(dòng)器和各種控制繼電器等。

2．按操作方式不同，可將低壓電器分為自動(dòng)電器和手動(dòng)電器。

通過(guò)電器本身參數(shù)變化或外來(lái)信號(hào)（如電、磁、光、熱等）自動(dòng)完成接通、分?jǐn)?、起?dòng)、反向和停止等動(dòng)作的電器稱為自動(dòng)電器。常用的自動(dòng)電器有接觸器、繼電器等。

通過(guò)人力直接操作來(lái)完成接通、分?jǐn)?、起?dòng)、反向和停止等動(dòng)作的電器稱為手動(dòng)電器。常用的手動(dòng)電器有刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和主令電器等。

3．按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器

電磁式電器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)工作的電器，如接觸器、各類電磁式繼電器等。非電量控制電器的工作是靠外力或某種非電量的變化而動(dòng)作的電器，如行程開(kāi)關(guān)、速度繼電器等。

低壓電器的基本結(jié)構(gòu)

電磁式低壓電器大都有兩個(gè)主要組成部分，即：感測(cè)部分──電磁機(jī)構(gòu)和執(zhí)行部分──觸頭系統(tǒng)。

1.電磁機(jī)構(gòu)

電磁機(jī)構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，從而完成接通或分?jǐn)嚯娐返墓δ堋?/p>

電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵3個(gè)基本部分組成。常用的電磁機(jī)構(gòu)如圖所示，可分為3種形式。

2.直流電磁鐵和交流電磁鐵

按吸引線圈所通電流性質(zhì)的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。

直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱，線圈做成無(wú)骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成。

交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖形，以利于鐵心和線圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。

當(dāng)線圈中通以直流電時(shí)，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，直流電磁鐵的電磁吸力為恒值。當(dāng)線圈中通以交流電時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為交變量，交流電磁鐵的電磁吸力F在0（最小值）～Fm（最大值）之間變化，其吸力曲線如下圖所示。在一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，銜鐵吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值小于反力時(shí)，銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個(gè)周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，因而不能正常工作。

為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，在鐵心的端面開(kāi)一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅制短路環(huán)，如下圖所示。

3.觸頭系統(tǒng)

觸頭是電器的執(zhí)行部分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔谩?/p>

觸頭主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：橋式觸頭和指形觸頭，具體如下圖所示。

4.滅弧裝置

在大氣中分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，電場(chǎng)的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產(chǎn)生電弧。電弧一經(jīng)產(chǎn)生，就會(huì)產(chǎn)生大量熱能。電弧的存在既燒蝕觸頭金屬表面，降低電器的使用壽命，又延長(zhǎng)了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間，所以必須迅速把電弧熄滅。

低壓電器的作用

控制作用，如電梯的上下移動(dòng)、快慢速自動(dòng)切換與自動(dòng)停層等。

調(diào)節(jié)作用，低壓電器可對(duì)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)、照度的自動(dòng)調(diào)節(jié)等。

保護(hù)作用，能根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備、環(huán)境、以及人身實(shí)行自動(dòng)保護(hù)，如電機(jī)的過(guò)熱保護(hù)、電網(wǎng)的短路保護(hù)、漏電保護(hù)等。

指示作用，利用低壓電器的控制、保護(hù)等功能，檢測(cè)出設(shè)備運(yùn)行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣監(jiān)測(cè)、保護(hù)掉牌指示等。

常用低壓電器有哪些

1、刀開(kāi)關(guān)：又稱閘刀開(kāi)關(guān)或隔離開(kāi)關(guān)，它是手控電器中最簡(jiǎn)單而使用又較廣泛的一種低壓電器。

2、熔斷器：也被稱為保險(xiǎn)絲，IEC127標(biāo)準(zhǔn)將它定義為“熔斷體（fuse-link）”。它是一種安裝在電路中，保證電路安全運(yùn)行的電器元件。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，以及用電設(shè)備中，作為短路和過(guò)電流的保護(hù)器，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。

3、低壓斷路器：（曾稱自動(dòng)開(kāi)關(guān)）是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，還可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_(kāi)關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過(guò)負(fù)荷、短路、欠壓和漏電保護(hù)等。

4、接觸器：是指工業(yè)電中利用線圈流過(guò)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。

5、繼電器：繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。

6、主令電器：是用來(lái)接通和分?jǐn)嗫刂齐娐芬园l(fā)布命令、或?qū)ιa(chǎn)過(guò)程作程序控制的開(kāi)關(guān)電器。