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在现代化工农业生产中，生产机械的运动部件大多数是由电动机拖动的，通过对电动机的自动控制如起动、正反转、调速、制动等，实现对生产机械的自动控制。这类电气控制系统通常由断路器、继电器、接触器、按钮、行程开关等低压电器组成，因此也称为继电接触器控制系统。
微课：低压电器分类及其发展概况
低压电器一般是指在交流1200V及以下和直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电器产品。低压电器是组成电器成套设备的基础元件，一套自动化生产线的电气设备中，可能需要使用成千上万件低压电器，其投资费用接近甚至超过主机的投资。
电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器，例如直流接触器、交流接触器及各种电磁式继电器等。
非电量控制电器是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，例如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。
控制电器用于控制电动机的起动、制动、调速等动作，如开关电器、信号控制电器、接触器、继电器、电磁起动器、控制器等。
主令电器用于自动控制系统中发送控制指令，例如主令开关、行程开关、按钮、万能转换开关等。
保护电器用于保护电动机和生产机械，使其安全运行，如熔断器、电流继电器、热继电器等。
配电电器是用于电能的输送和分配的电器，例如低压隔离器、断路器、刀开关等。
执行电器用于完成某种动作或传动功能，例如电磁离合器、电磁铁等。
有触点电器有可分离的动触头、静触头，并利用触头的接触和分离来通断电路，例如刀开关、断路器、接触器、继电器等。
无触点电器无可分离的触头，利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制，例如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器等。
低压电器的生产和发展与电的发明和广泛应用分不开，从按钮、刀开关、熔断器等简单的低压电器开始，到各种规格的低压断路器、接触器以及由它们组成的成套电气控制设备，都是随着生产的需要而发展的。使用新材料、新工艺、新技术，极大地促进了低压电器产品质量的提升和性能改善，各种新产品不断被研制、开发出来，目前低压电器正向多功能、高性能、高可靠性、小型化、使用方便等方向发展，主要表现在以下方面。
目前低压电器产品都用较少品种满足不同的使用要求，即功能多样化。同时产品结构上都采用独立功能的组件进行装配，即采用模块化的积木拼装式结构，多功能的组合电器就是一个典型。
1）采用上进线静触头导电回路，大幅度提高电动斥力和吹弧磁场，从而达到限流和提高分断能力的目的，如三菱公司新一代WS型断路器。
2）采用双断点分断技术，如施耐德公司的NS型、默勒公司的NZM1-4型断路器采用旋转式双断点分断，ABB公司T型断路器采用平行式双断点分断。这两种结构在较小尺寸条件下可以获得较大短路分断能力。
3）采用绝缘器壁产气和压力喷流技术，新型断路器大多数采用带有出气口的半封闭灭弧小室，绝缘器壁在电弧侵蚀下产气，通过出气口在室内形成压差驱动电弧，并形成喷流熄弧。这种压力喷流技术是灭弧的一种新观点。
4）采用PTC（正温度系数）的限流电阻元件来提高分断能力，如在微型断路器中应用，大大提高短路分断能力。正由于限流新技术的应用，使得低压断路器短路分断能力高达150kA。
电力电子技术与微电子技术在低压电器中的应用有较长的历史。近年来，该类产品经过不断更新换代，从晶体管式发展到集成电路式。特别是电力电子器件GTO、IGBT质量可靠性的不断提高，获得的应用越来越多，如固态断路器、混合式接触器、接近开关、固态继电器等。尤其是电子式过载保护器的产生体现当今世界过载保护继电器的一种发展趋势。它与传统双金属型过载保护继电器相比，具有安装方便、脱扣动作快而且准确、误差小、重复性好、参数调节方便、消耗功率小等优点，是一种较理想的电动机保护装置。
新型低压电器带有微处理器，从单纯的保护作用发展为兼具控制功能，实现中、低压配电系统保护和控制的智能化。这些智能化低压电器具有下述特点：
1）具有对配电线路和电器本身的监测及显示能力。智能化低压电器能准确监测和显示配电线路的运行情况，并能准确地切除过载、短路等各种故障，还能按运行人员的设置要求进行各种操作，对电器本身进行监测和对故障自诊断及故障状况进行显示。
2）新的控制理论的应用。新的智能化控制理论（如模糊理论、神经网络等）已从家用电器延伸应用到低压电器的控制上。
3）具有通信功能和现场总线控制新技术的应用。智能化低压电器带有通信接口，能和系统通信，构成整个智能化控制系统。在可通信智能化上引入现场总线控制新技术。目前，现场总线在电站自动化、楼宇自动化、工业过程控制和生产自动化中得到了广泛应用。
低压电器一般由感应和执行两个基本部分组成。感应部分接收外界信号的变化，做出有规律的反应；执行部分则根据指令信号，执行电路的通、断控制。
微课：低压电器的基本结构
在各种低压电器中，根据电磁感应原理来实现通、断控制的电器很多，它们的结构相似、原理相同，感应部分是电磁机构，执行部分是触点系统和灭弧系统。
电磁机构是各种电磁式电器的感应部分，其主要作用是将电磁能转换为机械能，带动动触头动作，接通或断开电路。电磁机构主要由吸引线圈、铁心（静铁心）和衔铁（动铁心）等部分组成，按动作方式可分为直动式和转动式等，如图1-1所示。
图1-1 交流接触器电磁系统结构图
电磁机构的工作原理：线圈通入电流后将产生磁场，磁通经过铁心在衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心。同时，衔铁还要受到复位弹簧的反作用力，只有当电磁吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁才能可靠地被铁心吸住。电磁机构又常称电磁铁。
电磁铁可分为交流电磁铁和直流电磁铁。交流电磁铁为减少交变磁场在铁心中产生的涡流与磁滞损耗，一般采用硅钢片叠压而成，线圈有骨架且呈短粗形，以增加散热面积。而直流电磁铁线圈通入直流电，产生恒定磁通，铁心中没有磁滞损耗与涡流损耗，只有线圈本身的铜损，所以铁心用电工纯铁或铸钢制成，线圈无骨架且呈细长形。
由于交流电磁铁铁心的磁通是交变的，当线圈中通以交变电流时，在铁心中产生的磁通 Φ 1 也是交变的，对衔铁的吸力时大时小。当磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在弹簧的作用下将被拉开，磁通过零后吸力增大，当吸力大于反作用力时，衔铁又吸合，因而衔铁产生强烈振动与噪声，甚至使铁心松散。为了避免衔铁振动，如图1-2a所示在铁心端面上安装一个铜制的短路环（或称分磁环），其包围铁心端面约2/3的面积。当电磁机构的交变磁通穿过短路环所包围的截面 S 2 时，环中产生涡流。根据电磁感应定律，此涡流产生的磁通 Φ 2 在相位上落后于截面 S 1 中的磁通 Φ 1 。这样，铁心中有两个不同相位的磁通 Φ 1 和 Φ 2 ，这两部分磁通产生的吸力 F 1 和 F 2 也有一个相位差， F 1 和 F 2 不同时为零，如图1-2b所示，电磁机构的吸力为 F 1 和 F 2 之和。只要此合力始终大于反作用力，衔铁的振动现象就会消失。
图1-2 加短路环后的磁通和电磁吸力曲线
触点是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制的电路。
触点的结构形式很多，按其所控制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触点用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。
触点按其原始状态可分为常开触点和常闭触点；原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触点叫常开触点；原始状态时闭合，线圈通电后断开的触点叫常闭触点。
按触头接触形式触点可分为3种，即点接触、线接触和面接触。点接触指两个半球形触头或一个半球形与一个平面形触头相接触，它常用于小电流的电器中，如接触器的辅助触点或继电器触点。线接触指两个带弧面的矩形触头相接触，它的接触区域是一条直线。触点在通断过程中是滚动接触，这样，可以自动清除触头表面的氧化膜，同时长期工作的位置不是在易烧灼的接触点，从而保证了触头的良好接触。这种滚动线接触多用于中等容量的触点，如接触器的主触点。面接触指两个平面触头相接触，它可允许通过较大的电流。这种触点一般在接触表面镶有合金，以减小触点接触电阻和提高耐磨性，多用作较大容量接触器的主触点。
由于触头表面的不平与氧化层的存在，两个触头的接触处有一定的电阻。为了减小此接触电阻，需在触点间加一定压力。图1-3所示为两个点接触的桥式触点，两个触头串于同一条电路中，构成一个桥路，电路的接通与断开由两个触头共同完成。当动触头与静触头接触时，由于安装时弹簧被预先压缩了一段，因而产生一个初压力 F 1 ，如图1-3b所示。触点闭合后由于弹簧在超行程内继续变形而产生一个终压力 F 2 ，如图1-3c所示。弹簧压缩的距离称为触点的超行程，即从静、动触头开始接触到触头压紧，整个触点系统向前压紧的距离。有了超行程，在触头磨损情况下，仍具有一定压力。磨损严重时应予以更换。
图1-3 桥式触点闭合过程位置示意图
当触点断开瞬间，触头间距离极小，电场强度极大，如果断开的是大电流电路，动、静触头间会产生大量的带电粒子，形成炽热的电子流，产生弧光放电现象，称为电弧。电弧的存在既妨碍了电路及时可靠地断开，又会使触头受到磨损。因此，必须采取适当的灭弧装置使电弧迅速熄灭，以保护触点系统，降低它的磨损，提高它的分断能力，从而保证整个电器的工作安全可靠。
磁吹式灭弧装置如图1-4所示。由于这种灭弧装置是利用电弧电流本身灭弧，因而电弧电流越大，吹弧的能力也越强，且不受电路电流方向影响，因此广泛应用于直流接触器中。
图1-4 磁吹式灭弧装置
1—铁心 2—绝缘管 3—吹弧线圈 4—导磁夹板 5—灭弧罩 6—引弧角
灭弧栅灭弧原理如图1-5所示。电弧被栅片分割成许多串联的短电弧，当交流电压过零时电弧自然熄灭，两栅片间必须有150～250V电压，电弧才能重燃。由于电源电压不足以维持电弧，同时由于栅片的散热作用，电弧自然熄灭后很难重燃。这是一种很常用的交流灭弧装置。
图1-5 灭弧栅灭弧原理
1—静触头 2—短电弧 3—灭弧栅片 4—动触头 5—长电弧
比灭弧栅更简单的灭弧装置是采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧，可用于交流和直流灭弧。
在交流电路中采用桥式触点，如图1-6所示，有两处断开点，相当于两对电极，若有一处断点要使电弧熄灭后重燃需要150～250 V电压，现有两处断点就需要2×（150～250）V，所以有利于灭弧。若采用双极或三极接触器控制一个电路，可灵活地将二极或三极串联起来作为一个触点使用，这组触点便成为多断点，灭弧效果将大大提高。
图1-6 桥式触点