今天来了解一些低压电器的知识

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最近有朋友向笔者请教一些有关低压电器的知识，那笔者就以今天这篇文章为引，和大家一起了解下吧！

文章开始之前，我们要先明白低压电器的含义是什么、主要包括哪些设备。

百度百科给出的定义是：低压电器是一种能根据外界的信号和要求，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、变换和调节的元件或设备。控制电器按其工作电压的高低，以交流1200V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。总的来说，低压电器可以分为配电电器和控制电器两大类，是成套电气设备的基本组成元件。

配电柜电子元器件（图片来源：摄图网）

了解了低压电器的含义，我们就可以知道平时有哪些设备属于低压电器设备。诸如断路器、控制器、接触器、起动器、主令电器、电阻器、变阻器、电压调整器、电磁铁，都属于低压电器“大家族”的一员。

以下我们就来讲讲其中一些设备：起动器、主令电器、断路器、电阻器。

一、起动器

起动器，是用在三相异步电动机上的。大功率的三相异步电动机，一般情况下不能直接起动，这时候就要用到起动器。可以手动也可以自动操作。

以交流电动机的手动起动器为例，比较常用的方法是星-三角起动器（QX型起动器）。实际上就是一个降压起动器。起动时，要先将交流三相电动机的绕组接成星形，使每相绕组的外加电压降低为相电压，这样可以减小起动电流的冲击。

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其他两种分类，QC型电磁起动器，用于远距离直接控制三相笼型异步电动机的起动、停止及正反转控制，主要由接触器和热继电器组成；QJ型减压起动器则是采用自耦变压器降压，用于控制三相笼型异步电动机的不频繁减压起动控制。

二、主令电器

之所以起名叫“主令电器”，顾名思义就是它可以“发号施令”。它是可以闭合或断开控制电路，以发出指令或作程序控制的开关电器。包括按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、选择开关、足踏开关、主令控制器等。

下面我们就来简单看看：

1. 按钮

按钮，相信大家都不陌生吧！这是最为常见的一种主令电器。它由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成。触点采用桥式触点，分常开触点（动断触点）和常闭触点（动合触点）两种。额定电流在5A以下。其结构示意图及图形符号如下图所示。

从外形和操作方式上，按钮可以分为平钮按钮和急停按钮，急停按钮也叫蘑菇头按钮，如下图（c）所示，除此之外还有钥匙钮、旋钮、拉式钮、万向操纵杆式、带灯式等多种类型。

按钮结构示意图及图形符号（图片来源：网络）

从按钮的触点动作方式可以分为直动式按钮和微动式按钮两种，上图所示的按钮均为直动式，其触点动作速度和手按下的速度有关。

而微动式按钮的触点动作变换速度快，和手按下的速度无关，其动作原理如下图所示。

动触点由变形簧片组成，当弯形簧片受压向下运动低于平形簧片时，弯形簧片迅速变形，将平形簧片触点弹向上方，实现触点瞬间动作。

微动式按钮动作原理图（图片来源：网络）

而关于按钮的颜色，一般有这么几种：红色、绿色、黄色、蓝色、黑色、白色、灰色。

和信号灯类似，红色按钮表示“停止”，用在电力行业里面还有“断电”、“事故”的含义。

绿色按钮与之含义相反，就是“通电”、“起动”的意思。但是也允许用黑、白或者灰色按钮来表示这个含义。

黄色按钮的含义是参与。防止电器设备的意外情况；避免不需要的变化（事故）。

电开关器柜按钮（图片来源：摄图网）

黑色按钮、白色按钮和灰色按钮，是用在那种一纽双用的地方（也就是交替按压后改变功能的，比如“起动”、“停止”；“通电”、“断电”）。这时候不能用红色按钮，也不能用绿色按钮。

蓝色按钮、黑色按钮、白色按钮、灰色按钮，这四种按钮可以用在单一复位的场合。

同时有“复位”、“停止”与“断电”功能的，使用红色按钮。

绿色圆形电器按钮（图片来源：网络）

2. 行程开关

开个玩笑，笔者在看到“行程”这个词的时候，还下意识以为是行程卡呢！毕竟疫情搞得是太厉害了。

不过，行程开关可是和行程卡没半毛钱关系！行程开关是利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作，来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。又叫做限位开关。

行程开关（图片来源：网络）

行程开关的种类很多，按照触点的性质可以分为有触点式和无触点式。

有触点式的行程开关，又称为行程开关。和我们上文中提到的微动式按钮类似，不是靠手的按压，而是用生产机械运动的部件碰压而产生触点动作，来发出控制指令的主令电器。

行程开关的主要参数，有型式、动作行程、工作电压及触头的电流容量。目前国内生产的行程开关有LXK3、3SE3、LX19、LXW和LX等系列。常用的行程开关有LX19、LXW5、LXK3、LX32和LX33等系列。

有触点行程开关的选择，应注意以下几点：

（1）应用场合及控制对象选择。

（2）安装环境选择防护形式，如开启式或保护式。

（3）控制回路的电压和电流。

（4）机械与行程开关的传力与位移关系选择合适的头部形式。

下图所示为几种操作类型的行程开关动作原理图以及图形符号：

行程开关结构示意图及图形符号（图片来源：网络）

3. 接近开关

无触点式的行程开关，又称为接近开关。它可以代替有触头的行程开关来完成行程控制和限位保护，还可用于高频计数、测速、液位控制、零件尺寸检测、加工程序的自动衔接等的非接触式开关。

无触点式的行程开关，可分为有源型和无源型两种。多数无触点行程开关为有源型，主要包括检测元件、放大电路、输出驱动电路3部分，一般采用5V～24V的直流电流，或220V交流电源等。

常用的国产接近开关，有LJ、3SG、LXJ18等多种系列。另外也有一些国外进口的接近开关。

涡流式接近开关（图片来源：网络）

按照检测元件的工作原理，可分为高频振荡型、超声波型、电容型、电磁感应型、永磁型、霍尔元件型、磁敏元件型等接近开关。

笔者简单地来说说其中一种 ---- 霍尔元件型接近开关。

霍尔，是美国的一位物理学家。他发现了非常有名的霍尔效应，即当电流通过一个位于磁场中的导体时，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。

而霍尔元件型接近开关，也和电磁密不可分，是用来检测磁场的。一般用磁钢作为被检测体。其内部的磁敏感器件仅对垂直于传感器端面的磁场敏感，当磁极S极正对接近开关时，接近开关的输出产生正跳变，输出为高电平；若磁极N极正对接近开关时，输出为低电平。

霍尔元件（图片来源：网络）

接近开关的选择，则应注意以下几点：

（1）工作频率、可靠性及精度。

（2）检测距离、安装尺寸。

（3）触点形式（有触点、无触点）、触点数量及输出形式（NPN型、PNP型）。

（4）电源类型（直流、交流）、电压等级。

4. 转换开关

转换开关，是一种切换多回路的低压开关。多档位、多触点、能够控制多回路。用于各种控制设备中线路的换接、遥控和电流表、电压表的换相测量等，也可用于控制小容量电动机的起动、换向、调速。

其工作原理和凸轮控制器一样，区别在于凸轮控制器主要用于主电路，直接对电动机等电气设备进行控制；而转换开关主要用于控制电路，通过继电器和接触器间接控制电动机。

转换开关（图片来源：网络）

常用的转换开关有LW2、LW5、LW6、LW8、LW9、LW12、LW16、VK、3LB和HZ等系列。其中LW2系列用于高压断路器操作回路的控制，LW5、LW6系列多用于电力拖动系统中对线路或电动机实行控制，LW6系列还可装成双列型式，列与列之间用齿轮啮合，并由同一手柄操作，此种开关最多可装60对触点。

三、断路器

断路器大家不陌生吧！这个小家伙也叫自动开关或者是空气开关。分为高压断路器和低压断路器，本文重点讨论下低压断路器。

无论是高压断路器还是低压断路器，其作用都是对电源线路、电动机等做保护，当其发生严重的过载或者短路欠压等故障时能自动切断电路，从而避免更大的事故发生。

家用漏电断路器（图片来源：网络）

以塑壳断路器为例，其由3个部分构成：触头、灭弧系统、脱扣器。脱扣器又包括过电流脱扣器、失压（欠电压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器、自由脱扣器。

过电流脱扣器是用在线路的过电流保护上的。当线路的电流大于整定的电流值时，过电流脱扣器所产生的电磁力，会使挂钩脱扣，动触点在弹簧的拉力下迅速断开，短路器就可以成功跳闸。

过电流脱扣器（图片来源：网络）

失压（欠电压）脱扣器则用于失压保护，平时失压脱扣器的线圈直接接在电源上，处于吸合状态，断路器可以正常合闸；当停电或电压很低时，此时失压脱扣器的吸力小于弹簧的反力，弹簧拉动铁心向上使挂钩脱扣，实现短路器的跳闸功能。

分励脱扣器则用于远方跳闸，当在远方按下按钮时，分励脱扣器来电，产生电磁力，使其脱扣跳闸。

分励脱扣器（图片来源：网络）

四、电阻器

电阻我们都知道，是电力电气设备不可或缺的重要元件之一。那么电阻器，就是电阻的其中一种分类 ---- 工业用电阻器件（简称电阻器）。另外一种是电阻元件，是用在弱电电子产品里面的。

常用的电阻器有ZB型板形电阻器和ZG型管形电阻器，用于低压电路中的电流调节。ZX型电阻器，则主要用于交直流电动机的起动、制动和调速等。

绕线版型电阻器（图片来源：网络）

而关于电阻器的主要技术参数，则有额定电压、发热功率、电阻值、允许电流、发热时间常数、电阻误差及外形尺寸等。

电阻器的图形符号如下图所示：

电阻器和变阻器图形符号（图片来源：网络）

好的朋友们，因篇幅所限，笔者没有向朋友们介绍全部的低压电器，本文的大致内容就是这些，笔者将在以后的文章中为大家详细讲述其他种类的低压电器，欢迎您持续关注！