低壓電器的概念

低壓電器是一種能根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)的元件或設備。控制電器按其工作電壓的高低，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。總的來說，低壓電器可以分為配電電器和控制電器兩大類，是成套電氣設備的基本組成元件。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國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)、用途及所控制對象的不同，可以有不同的分類方式。

1．按用途和控制對象不同，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，這類電器包括刀開關、轉(zhuǎn)換開關、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電器和手動電器。

通過電器本身參數(shù)變化或外來信號（如電、磁、光、熱等）自動完成接通、分斷、起動、反向和停止等動作的電器稱為自動電器。常用的自動電器有接觸器、繼電器等。

通過人力直接操作來完成接通、分斷、起動、反向和停止等動作的電器稱為手動電器。常用的手動電器有刀開關、轉(zhuǎn)換開關和主令電器等。

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)電磁感應原理來工作的電器，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作的電器，如行程開關、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主要組成部分，即：感測部分──電磁機構(gòu)和執(zhí)行部分──觸頭系統(tǒng)。

1.電磁機構(gòu)

電磁機構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機械能量，帶動觸頭動作，從而完成接通或分斷電路的功能。

電磁機構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵3個基本部分組成。常用的電磁機構(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。

當線圈中通以直流電時，氣隙磁感應強度不變，直流電磁鐵的電磁吸力為恒值。當線圈中通以交流電時，磁感應強度為交變量，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。在一個周期內(nèi)，當電磁吸力的瞬時值大于反力時，銜鐵吸合；當電磁吸力的瞬時值小于反力時，銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機構(gòu)產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲，因而不能正常工作。

為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動和噪聲，在鐵心的端面開一小槽，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，起接通和分斷電路的作用。

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

在大氣中分斷電路時，電場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，又延長了電路的分斷時間，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、快慢速自動切換與自動停層等。

調(diào)節(jié)作用，低壓電器可對一些電量和非電量進行調(diào)整，以滿足用戶的要求，如柴油機油門的調(diào)整、房間溫濕度的調(diào)節(jié)、照度的自動調(diào)節(jié)等。

保護作用，能根據(jù)設備的特點，對設備、環(huán)境、以及人身實行自動保護，如電機的過熱保護、電網(wǎng)的短路保護、漏電保護等。

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

常用低壓電器有哪些

1、刀開關：又稱閘刀開關或隔離開關，它是手控電器中最簡單而使用又較廣泛的一種低壓電器。

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

3、低壓斷路器：（曾稱自動開關）是一種不僅可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流，還可以接通和分斷短路電流的開關電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護功能，如過負荷、短路、欠壓和漏電保護等。

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

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）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。

6、主令電器：是用來接通和分斷控制電路以發(fā)布命令、或?qū)ιa(chǎn)過程作程序控制的開關電器。