第1章__常用低压电器

第一章 常用低压电器,第一节 低压电器的基本知识,第二节 开关电器,第三节 接触器,第四节 继电器,第五节 熔断器,第六节 主令电器,本章小结,一、低压电器的定义与分类 低压电器的定义：交流额定电压1200V、 直流额定电压1500V及以下,第一节 低压电器的基本知识,低压电器的分类：,按工作电压等级分：高压电器、低压电器。 按动作原理分：手动电器、自动电器。 按控制电器的输出形式分：有触点控制电器、无触点控制电器 按控制电器控制电压的不同分：交流控制电器、直流控制电器 按控制对象分：电器控制系统、电力控制系统。 按控制对象在电气控制系统中的作用来分：主令电器、控制电器、保护电器、执行电器。,二、低压电器的发展概况 1、国外进口原装的低压电器 2、引进国外技术国内生产的低压电器 3、自主研发的低压电器,三、电磁式电器 1.电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 组成 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。,铁芯,衔铁,线圈,第一节 低压电器的基本知识,交流：硅钢片叠加 直流：整块铸铁或铸钢,直动式 转动式,电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。 电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。 交流线圈：短而粗，有骨架。 直流线圈：细而长，无骨架。,三、电磁式电器 2.短路环,第一节 低压电器的基本知识,减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。,三、电磁式电器 3.触头系统通过触头的开合控制电路通、断。 类型 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成,桥式触头,指形触头,第一节 低压电器的基本知识,三、电磁式电器 4.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱， 即电弧。 电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。 灭弧措施：灭弧罩、灭弧珊、磁吹灭弧装置等。,第一节 低压电器的基本知识,第二节 开关电器,一、刀开关 作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类： 按刀的级数分:单、双和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器,一、刀开关 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 ：,第二节 开关电器,第二节 开关电器,一、刀开关 2.带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。,一、刀开关 3.负荷开关 (1)开启式负荷开关 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。,第二节 开关电器,一、刀开关 3.负荷开关 (2)封闭式负荷开关（铁壳开关） 作用：手动通断电路及短路保护。,第二节 开关电器,4.刀开关的型号含义：,5.刀开关的主要技术参数： 额定电压、额定电流、通断能力、电寿命等 6.刀开关的选型： 额定电压大于等于电路的额定电压 额定电流大于等于电路的工作电流,二、组合开关（转换开关） 结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90正 或反方向的转动，带动静触头通。 特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。 用途：电源的引入开关；通断小电流电路； 控制以下电动机。,第二节 开关电器,（a）外形 （b） 符号 （c) 结构,三、低压断路器 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。 特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。 符号：,第二节 开关电器,万能式低压断路器结构图,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,线路短路或严重过载保护,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,远距离跳闸，对电路不起保护作用,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,线路过载保护,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,电动机的失压保护,低压断路器型号及其含义： 低压断路器的主要参数： 额定电压、额定电流、额定短路分 断能力等,低压断路器的选择： a 断路器的额定工作电压和额定电流应分别不低于电路额定电压和计算电流。 b 热脱扣器的整定电流应与所控制电动机的额定电流或负载额定电流一致。 c 断路器的瞬时或短延时脱扣器整定电流应大于负载电路的尖峰电流。,第三节 接触器,接触器:用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量 控制电路的低压电器。其主要控制对象是电动机，能实 现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。 接触器的分类: 接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为 交流接触器：用于分断和接通交流主电路。 直流接触器：用于分断和接通直流主电路。,电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 电磁线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入电流种类的不同，分为直流 线圈和交流线圈两种。 触头系统： 按其所控制的电路分为：主触头、辅助触头。 按其原始状态分为：常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头） 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,第三节 接触器,1结构,一、交流接触器,第三节 接触器,交流接触器结构图,灭弧装置,2工作原理,线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路 环。,第三节 接触器,用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理：与交流接触器基本相同。,第三节 接触器,二、直流接触器,第三节 接触器,三、接触器的符号,四、接触器的型号含义,第三节 接触器,第三节 接触器,五、接触器的主要技术指标,接通和分断能力,操作频率,机械寿命和电寿命,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 主触点的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 主触点的额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,第三节 接触器,六、接触器的使用选择原则,第四节 继电器,继电器主要用于控制与保护电路或作信号转换用。当输入量变化到某一定值时继电器动作，其触头接通或断开交、直流小容量的控制回路。 输入量可以是电流、电压、功率等电物理量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电物理量，而输出量则都为触点的动作。,作用：控制、放大、联锁、保护和调节 分类： 按继电器在电路中的作用分 ：控制继电器和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A,第四节 继电器,一、电磁式继电器,常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。 （一）电磁式继电器的结构与工作原理 1、结构及工作原理,2、图形及文字符号,（二）电磁式继电器的特性 1、继电器的输入输出特性又称继电特性。如下图,2、主要参数 （1）继电器的返回系数,称为继电器的返回系数，其值的改变有两种方 法：,1、通过调节释放弹簧的松紧程度,2、调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄,K值一般要求在0.10.4之间，以防继电器误动作；欠电压继电器的k值在0.6以上，可以起到欠电压保护作用。 （2）吸合时间和释放时间 吸合时间：从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间. 释放时间：从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。 一般继电器的吸合时间与释放时间为0.050.15s，快速继电器为0.0050.05s。,（三）、电流继电器,特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 分类：过电流继电器、欠电流继电器,过流电流继电器,欠流电流继电器,第四节 继电器,（三） 、电流继电器,第四节 继电器,动作电流q ：使电流继电器开始动作所需的电流值； 返回电流f ：电流继电器动作后返回原状态时的电流值； 返回系数f ：返回值与动作值之比，ff /q 。,主要技术指标：,（三） 、电流继电器,第四节 继电器,JL18系列电流继电器型号含义,特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细 分类：过电压继电器和欠电压继电器 结构原理：与电流继电器类似,（四）、电压继电器,第四节 继电器,中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。,（五）、中间继电器,第四节 继电器,中间继电器的符号含义,JZ 15 ,辅助规格代号：J交流操作，Z直流操作。,动断触点数,动合触点数,设计代号,中间继电器,作用：电动机的过载保护,利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作,二、热继电器,第四节 继电器,型式：双金属片式,热敏电阻式,易熔合金式,结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成 。,二、热继电器,第四节 继电器,双金属片式热继电器,二、热继电器,第四节 继电器,双金属片式热继电器原理示意图,二、热继电器,第四节 继电器,使用与选择,使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。 选择：eRed eR：热继电器热元件的额定电流； ed：电动机的额定电流。,二、热继电器,第四节 继电器,作用：按整定时间长短通断电路 分类： 按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分：通电延时型 断电延时型,三、时间继电器,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h),(a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通电延时断开动断（常闭）触点 （f）断电延时闭合动合（常开）触点 （g）断电延时断开动断（常闭）触点（h）瞬动触点,三、时间继电器,符号,三、时间继电器,三、时间继电器,作用：根据速度的大小通断电路 结构：定子、转子和触头 原理：与异步电动机类似 参数：动作转速：120rpm 复位转速：100rpm,四、速度继电器,定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。,符 号,四、速度继电器,转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。,速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也称反接制动继电器。,工作原理 速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定 在轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继 电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动 势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转 矩， 使定子向轴的转动方向偏摆，通过定子柄拨 动触头，使常闭触头断开、 常开触头闭合。当电动 机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧 力的作用下恢复原位，触头也复原。,四、速度继电器,压力继电器,光电继电器,温度继电器,五、其它继电器,温度继电器,当外界温度达到给定值时而动作的继电器。 它在电子电路图中的符号是“FC” 在温度自动控制或报警装置中，常采用带电触点的汞温度计或热敏电阻、热电偶等制成的各种型式的温度继电器。,固态继电器(SOLIDSTATE RELAYS)，简写成“SSR”，是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”，它问世于70年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。,固态继电器,具有开关速度快、工作频率高、质量轻、使用寿命长、噪声低和动作可靠等一系列优点，固态继电器按其负载类型分类，可分为直流（DC-SSR）和交流型（AC-SSR）。,光电继电器,光电继电器是利用光电元件把光信号转换成电信号从而控制电路通断的低压电器。 根据光电器材不同，光电继电器分亮通和暗通两种电路。 使用光电继电器必须注意，光电继电器安装、使用时，应避免振动及阳光、灯光等其他光线的干扰。,一、作用、特点及分类 作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 分类：,第五节 熔断器,瓷插式熔断器,第五节 熔断器,螺旋式熔断器,第五节 熔断器,有填料式熔断器,第五节 熔断器,无填料密封式熔断器,第五节 熔断器,快速熔断器,第五节 熔断器,自恢复熔断器,第五节 熔断器,二、熔断器的主要参数 1、额定电压 2、额定电流 3、极限分断能力,三、熔断器的选用 1、熔断器类型的选择 主要根据使用场合来选择不同的类型。例如，作电网配电用，应选择一般工业用熔断器；作硅元件保护用，应选择保护半导体器件熔断器；供家庭使用，宜选用螺旋式或半封闭插入式熔断器。 2、熔体额定电流的选择,1）熔体的额定电流必须等于或稍大于负载的额定电流，即 2）用于保护单台长期工作电动机的熔断器，考虑电动机启动时不应熔断，即 3）用于保护频繁启动电动机的熔断器，考虑频繁启动时发热熔断器也不应熔断，即,作用：发送控制命令或信号的电器,主要用来切换控制电路。 分类：控制按钮 万能转换开关 主令控制器 行程开关 接近开关,第六节 主令电器,一、控制按钮,1、作用：在低压控制电路中，用于发布手动控制指令。,2、结构及分类 结构如右图 按用途和结构的不同，分为起 动按钮、停止按钮和复合按钮 等。,起动按钮带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合；手指松开，常开触头复位。 停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开；手指松开，常闭触头复位。 复合按钮带有常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先断开常闭触头再闭合常开触头；手指松开，常开触头和常闭触头先后复位。 图形及文字符号如图：,控制按钮,第六节 主令电器,主令控制器,第六节 主令电器,二、行程开关 位置开关在电气控制系统中，用以实现顺序控制、定位控制和位置开关的检测。它包括以机械行程直接驱动的行程开关和微动开关(微动行程开关)及以电磁信号（非接触式）输入动作信号的接近开关。 行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器，用于控制生产机械的运动方向、行程大小和位置保护等。当行程开关用于位置保护时，亦称为限位开关。 有自动复位和非自动复位两种。 按结构不同行程