常用低压电器.ppt

第六章 常用低压电器及其控制电路 一 常用低压电器的认识 1 刀开关 也叫闸刀开关 1 用途 不频繁地接通与分断电源 4 选择 根据额定电压选择用于照明电路时 应选用额定电压为220V或250V的二极开关 用于三相负载电动机的直接启动时 应选用额定电压为380V的三极开关 2 分类 按极数分为单极 双极和三极 5 胶盖闸刀开关又称开启式负荷开关 其外形及结构如图1所示 3 结构 刀开关由闸刀 动触点 手柄和接线座等组成 图1HK系列瓷底胶盖刀开关 a 外形图 b c 刀开关图形及文字符号 6 安装刀开关时应注意事项 如何安装 A 手柄要向上 不得倒装或平装 B 开关距离地面的高度为1 3 1 5米 C 接线时进线和出线不能接反 电源线接在上端 负载接在熔体下端 2 组合开关 组合开关又叫转换开关 是一种转动式的闸刀开关 主要用于接通或切断电路 换接电源 控制小型鼠笼式三相异步电动机的起动 停止 正反转或局部照明 组合开关有若干个动触片和静触片 分别装于数层绝缘件内 静触片固定在绝缘垫板上 动触片装在转轴上 随转轴旋转而变更通 断位置 3 断路器 断路器又叫自动空气开关或自动开关 它的主要特点是具有自动保护功能 当发生短路 过载 欠电压等故障时能自动切断电路 也称跳闸 起到保护作用 断路器主要由触点系统 操作机构和保护元件3部分组成 主触点靠操作机构 手动或电动 来闭合 开关的脱扣机构是一套连杆装置 有过流脱扣器和欠压脱扣器等 它们都是电磁铁 主触点闭合后就被锁钩锁住 在正常情况下 过流脱扣器的衔铁是释放着的 一旦发生严重过载或短路故障 线圈因流过大电流而产生较大的电磁吸力 把衔铁往下吸而顶开锁钩 使主触点断开 起到了过流保护作用 欠压脱扣器的工作情况与之相反 正常情况下吸住衔铁 主触点闭合 电压严重下降或断电时释放衔铁而使主触点断开 实现了欠压保护 电源电压正常时 必须重新合闸才能工作 二 主令电器 主令电器属于控制电器 在电路中用来控制其它电器动作 用于接通或断开控制电路 以达到发号施令目的的电器 常用的主令电路有按钮 行程开关等 一种用来短时接通或分断小电流电路的手动控制电器 外形和结构右图所示 主要由按钮帽 复位弹簧 常开触头 常闭触头 接线桩 外壳等组成 1 按钮 按钮演示 按钮开关的型号含义如下 LA 主令电器结构形式按钮常闭触头数设计序号常开触头数不同结构形式的按钮 分别用不同的字母表示 如K 开启式 S 防水式 H 保护式 F 防腐式 J 紧急式 X 旋钮式 Y 钥匙式 D 带指示灯式 DJ 紧急式带指示灯 按钮的选用 应根据使用场合 被控制电路所需触头数目及按钮帽的颜色等方面综合考虑 2 行程开关 行程开关也称为位置开关 主要用于将机械位移变为电信号 以实现对机械运动的电气控制 当机械的运动部件撞击触杆时 触杆下移使常闭触点断开 常开触点闭合 当运动部件离开后 在复位弹簧的作用下 触杆回复到原来位置 各触点恢复常态 三 熔断器 熔断器主要作短路或过载保护用 串联在被保护的线路中 线路正常工作时如同一根导线 起通路作用 当线路短路或过载时熔断器熔断 起到保护线路上其他电器设备的作用 选择熔体额定电流的方法如下 1 电灯支线的熔体 熔体额定电流 支线上所有电灯的工作电流之和 2 一台电动机的熔体 熔体额定电流 电动机的起动电流 2 5如果电动机起动频繁 则为 熔体额定电流 电动机的起动电流 1 6 2 3 几台电动机合用的总熔体 熔体额定电流 1 5 2 5 容量最大的电动机的额定电流 其余电动机的额定电流之和 熔断器的电气符号 四 接触器 通过电磁机构动作 频繁地接通和分断主电路的远距离操纵电器 按其触头通过电流种类的不同 分为交流接触器和直流接触器两类 交流接触器常用的交流接触器有CJ0 CJ10 CJ12等系列产品 其型号的含义如下 1 交流接触器的结构 主要由电磁机构 触头系统 灭弧装置和其它部件四部分组成 其外形及结构如下所示 交流接触器的外形及结构 CJ20系列交流接触器结构示意 1 电磁机构 由线圈 静铁心 动铁心 衔铁 等组成 其作用是利用电磁线圈的通电或断电 使衔铁心吸合或释放 从而带动动触点与静触点闭合或分断 实现接通或断开电路的目的 按功能不同分为主触头和辅助触头 主触头用于接通和分断电流较大的主电路 体积较大 一般由三对常开触头组成 辅助触头用于接通和分断小电流的控制电路 体积较小 有常开和常闭两种触头 根据触头形状的不同 分为桥式触头和指形触头 其形状分别如图所示 接触器的触头结构 2 触头系统 交流接触器在分断大电流或高电压电路时 其动 静触头间气体在强电场作用下产生放电 形成电弧 常用的灭弧方法有下面几种 电动力灭弧利用触头分断时本身的电动力将电弧拉长 使电弧热量在拉长的过程中散发冷却而迅速熄灭 其原理如图8 19所示 双断口灭弧将整个电弧分成两段 同时利用上述电动力将电弧迅速熄灭 它适用于桥式触头 其原理如图8 20所示 图8 19电动力灭弧图8 20双断口灭弧 3 灭弧装置 纵缝灭弧采用一个纵缝灭弧装置来完成灭弧任务 如图8 21所示 栅片灭弧结构及原理如图8 22所示 主要由灭弧栅和灭弧罩组成 图8 21纵缝灭弧装置图8 22栅片灭弧装置 4 其它部件反作用弹簧 复位弹簧 缓冲弹簧 触头压力弹簧 传动机构 接线桩 外壳等 2 交流接触器的工作原理 当交流接触器的电磁线圈接通电源时 线圈电流产生磁场 使静铁心产生足以克服弹簧反作用力的吸力 将动铁心向下吸合 使常开主触头和常开辅助触头闭合 常闭辅助触头断开 主触头将主电路接通 辅助触头则接通或分断与之相联的控制电路 当接触器线圈断电时 静铁心吸力消失 动铁心在反作用弹簧力的作用下复位 各触头也随之复位 3 交流接触器的选用选择接触器 主要应考虑以下技术参数 1 主触点控制电源的种类 交流还是直流 2 主触点的额定电压和额定电流 3 辅助触点的种类 数量及触点额定电流 4 电磁线圈的电源种类 频率和额定电压 5 额定操作频率 次 h 即每小时允许接通的最多次数等 工作演示 常用的交流接触器 4 接触器常见故障与排除 1 触头过热 产生此故障的原因是 触头压力不足 触头接触不良 电弧将触头表面烧坏 以上三种原因会使触头接触电阻增加 使触头过热 2 触头磨损 接触器磨损分为电气磨损和机械磨损两种 电气磨损属于正常磨损 是因电弧高温使触头金属气化蒸发而造成的 机械磨损是由触头闭合时的撞击和触头表面的相对滑动摩擦造成的 3 触头不复位 产生这种故障的原因是 触头熔焊 电弧的高温将动 静触头焊在一起而不能分断的现象称为熔焊 反作用弹簧弹力不够 机械运动部件被卡住 铁心端面有油污 铁心剩磁太大 4 衔铁振动噪声 产生这种故障的原因是 短路环损坏 动 静铁心由于衔铁歪斜或端面有污垢而造成接触不良 活动部件卡阻而使衔铁不能完全吸合 5 线圈过热或烧毁 产生这种故障的原因是 线圈匝间短路 动 静铁心端面变形或有污垢 闭合后有间隙 操作过于频繁 外加电压高于线圈额定电压 电流过大 产生热效应 严重时会烧毁线圈 1 热继电器的作用 在电力拖动控制系统中 热继电器是对电动机在长时间连续运行过程中过载及断相起保护作用的电器 热继电器 热继电器 2 热继电器的结构如图8 25所示 由热元件 触头 动作机构 复位按钮和整定电流装置五部分组成的 图8 25热继电器的外形及结构热元件由双金属片及绕在双金属片外面的电阻丝组成 双金属片由两种热膨胀系数不同的金属片复合而成 图5 14热继电器结构图 热继电器 动画演示 3 热继电器的工作原理电动机过载时 过载电流通过串联在定子电路中的电阻丝4 使之发热过量 双金属片5受热膨胀 因膨胀系数不同 膨胀系数较大的左边一片的下端向右弯曲 通过导板6推动补偿双金属片7使推杆10绕轴转动 带动杠杆12使它绕轴19转动 将常闭触头13断开 接触器的线圈断电 主触头释放 使电动机脱离电源得到保护 热继电器工作原理示意图 4 热继电器的型号 图形及文字符号 目前我国生产并广泛使用的热继电器主要有JR16 JR20系列 引进产品有施耐德公司的LR2D系列 其特点是具有过载与缺相保护 测试按钮 停止按钮 还具有脱扣状态显示功能以及在湿热的环境中使用的强适应性 以JR20系列为例 其型号含义如下 JR16 20 3D 这种类型热继电器用于交流 HZ 额定电压 V 电流至 A的三相交流电动机的过载保护和断相保护 热继电器 5 热继电器的主要参数及选用 热继电器的整定电流 指热元件在正常持续工作中不引起热继电器动作的最大电流值 热继电器额定电流 指热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值 热元件的额定电流 指热元件的最大整定电流值 图5 16热继电器的图形及文字符号 a 热元件 b 常闭触点 时间继电器 时间继电器是一种按时间原则进行控制的继电器 它利用电磁原理 配合机械动作机构能实现在得到信号输入 线圈通电或断电 后的预定时间内的信号的延时输出 触点的闭合或断开 时间继电器种类很多 常用的有电磁式 空气阻尼式 电动式和晶体管式等 下面以空气阻尼式时间继电器为例进行讲述 时间继电器 1 通电延时型 线圈通电 延时一定时间后延时触点才闭合或断开 线圈断电 触点瞬时复位 2 断电延时型 线圈通电 延时触点瞬时闭合或断开 线圈断电 延时一定时间后延时触点才复位 JS7 A系列时间继电器由电磁机构 工作触头 气室三部分组成 其工作原理如图5 17所示 图5 17JS7 A系列时间继电器工作原理 a 通电延时型 b 断电延时型 演示 时间继电器 图5 17 a 中的微动开关16为时间继电器瞬动触头 线圈1通