常用低压电气(上课).ppt

常用低压电器 电器定义 一种能控制电路的设备 低压电器 用于交流1200V 直流1500V级以下的电路中起通断 保护 控制或调节作用的电器产品 高压电器 交流1200V以上 直流1500V以上 低压电器的分类 1 按用途分类 1 控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器 如接触器 继电器等 2 主令电器 用于自动控制系统中发送控制指令的电器 如按钮 行程开关等 3 保护电器 用于保护电路及用电设备的电器 如熔断器 热继电器等 4 配电电器 用于电能的输送和分配的电器 如低压断路器 隔离器等 5 执行电器 用于完成某种动作或传动功能的电器 如电磁铁 电磁离合器等 低压电器的分类 1 电磁式电器 依据电磁感应原理来工作的电器 如交直流接触器 各种电磁式继电器等 2 非电量控制器 电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器 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 2 按工作原理分类 低压电器的分类 3 按操作方式分类 1 自动电器 时间继电器 速度继电器等 2 手动电器 按钮 刀开关 转换开关等4 按触点类型 1 有触点电器 继电器 接触器 行程开关等 2 无触点电器 固态继电器 接近开关等 低压电器的发展方向 目前正沿着体积小 重量轻 安全可靠 使用方便的方向发展 大力发展电子化的新型控制电器 如接近开关 光电开关 电子式时间继电器 固态继电器与接触器等以适应控制系统迅速电子化的需要 主要内容 掌握低压电器的 1 结构组成2 工作原理3 型号规格 参数 4 图形文字符号5 选用原则 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 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 2 短路环 减小衔铁吸合时产生的振动和噪音 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 3 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 即电弧 电弧的危害流超过80mA时 触头间会产生蓝色的光切断故障的时间 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 吹弧 拉弧 长弧割短弧 多断口灭弧 利用介质灭弧 改善触头表面材料 接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动切换电器 它是利用电磁力来使开关打开或断开的电器 适用于频繁操作 远距离控制强电电路 并具有低压释放的保护性能 接触器通常分为交流接触器和直流接触器 一接触器 KM 交流接触器 直流接触器 接触器外形 三对主触头 主触头接线柱 线圈接线柱 灭弧罩 触头压力弹簧片 反作用弹簧 静铁心 缓冲弹簧 桥式动触头 动铁心 短路环 线圈 底座 1 结构组成 电磁机构 触点系统 灭弧机构 回位弹簧力装置 支架与底座等 2 工作原理 当线圈得电后 衔铁被吸合 带动三对主触点闭合 接通电路 辅助触点也闭合或断开 当线圈失电后 衔铁被释放 三对主触点复位 电路断开 辅助触点也断开或闭合 1 动触头2 静触头3 衔铁4 缓冲弹簧5 电磁线圈6 铁心7 垫毡8 触头弹簧9 灭弧罩10 触头压力簧片 2 接触器工作原理 3 接触器有关符号 图形符号 文字符号 KM KM KM 线圈主触点常开触点常闭触点 KM 接触器主触头 用于主电路 流过的电流大 需加灭弧装置 接触器辅助触头 用于控制电路 流过的电流小 无需加灭弧装置 接触器线圈 连接于控制电路 辅助触头 3 接触器有关符号 产品型号 CJ20系列交流接触器 用于交流50Hz 额定电压至660V 个别等级至1140V 电流至630A的电力线路中供远距离频繁接通和分断电路以及控制交流电动机 并适宜于与热继电器或电子保护装置组成电磁起动器 以保护电路或交流电动机可能发生的过负荷及断相 直流接触器CZ18系列 2 3 接触器有关符号 产品型号 CZ18系列直流接触器 主要供远距离接通与断开额定电压至440V额定发热电流至1600A的直流电力线路之用 并适宜于直流电动机的频繁起动 停止 换向及反接制动 4 接触器的主要技术参数 1 主触头额定电压2 主触头额定电流3 辅助触头额定电流4 主触点和辅助触点数目5 吸引线圈额定电压6 接通和分断能力7 机械寿命 电气寿命 交流 36 127 220 380 500 600 1140V直流 24 48 110 220 440V 交流 6 3 10 16 25 40 60 100 630A直流 10 25 40 60 100 150 600A等 5 交 直流接触器区别 交流接触器用于远距离控制电压至380V 电流至600A的交流电路 以及频繁起动和控制交流电动机的控制电器 常用的交流接触器产品 国内有NC3 CJ46 CJ12 CJ10X CJ20 CJX1 CJX2等系列 引进国外技术生产的有B系列 3TB 3TD LC D等系列 CJ20系列交流接触器的主触点均做成三极 辅助触点则为两动合两动断形式 此系列交流接触器常用于控制笼型电动机的起动和运转 直流接触器与交流接触器的工作原理相同 结构也基本相同 不同之处是 铁心线圈通以直流电 不会产生涡流和磁滞损耗 所以不发热 为方便加工 铁心由整块软钢制成 为使线圈散热良好 通常将线圈绕制成长而薄的圆筒型 与铁心直接接触 易于散热 常用的直流接触器有 CZ0 CZ18等系列 6 接触器的选择 1 选择类型根据所控制的负载选类型 交流负载选交流接触器 直流负载选直流 如主要是交流负载 直流负载容量较小 也可选交流接触器 但触头的额定电流应适当选大些 交流接触器按负荷种类分 一类 AC1 控制无感或微感负荷 如白炽灯 电阻炉等 二类 AC2 用于绕线转子异步电动机的启动和停止 三类 AC3 用于笼型异步电动机的运转和运行中分断 四类 AC4 用于笼型异步电动机的启动 反接制动 反转和点动 2 选择主触头的额定电压UN UN线路3 选择额定电流IN IN负载控制电动机时 仅适用于CJ10系列 IC K 经验系数 一般取1 1 4 PN 被控制电动机的额定功率 UN 被控制电动机的额定电压 VIC 接触器主触头电流 A 若在频繁启动 制动及正反转的场合 应将接触器主触头的额定电流降低一个等级使用 4 选择线圈的额定电压 1 当控制线路简单 电器较少时 可选380V或220V 2 若线路较复杂 使用电器个数超过5只时 可选36V或110V 5 触头的数量和种类应满足控制线路的要求 7 安装与使用 1 安装前的检查 1 检查铭牌与线圈的技术数据 UN IN 操作频率等 2 检查外观 无机械损伤 动作灵活 无卡阻 灭弧罩无损 固定牢固 3 将铁心极面上的油擦净 4 测线圈电阻和绝缘电阻 2 安装 1 应安装在垂直面上 倾斜度不得超过5 若有散热孔 应垂直向上 并留有适当的飞弧空间 2 防止零件掉入接触器内部 固定螺钉应装弹簧垫圈和平垫圈 3 检查接线无误 在主触头不带电的情况下操作几次 测量动作值和释放值 应符合产品的规定要求 3 日常维护 1 应定期检查 螺钉松动 可动部分是否灵活 2 定期清扫 保持清洁 不允许涂油 3 拆装时不要损坏灭弧罩 不允许不带灭弧罩或带破损的灭弧罩运行 8 常见故障及处理方法 1 吸不上或吸不足 即触头已闭合而铁心尚未完全吸合 可能原因 1 电源电压太低或波动过大 2 操作回路电源容量不足或发生断线 配线错误及触头接触不良 3 线圈技术参数与使用条件不符 4 产品本身受损 5 触头弹簧压力过大处理方法a调高电源电压b增加电源容量 更换线路 修理控制触头c更换线圈d更换新品e按要求调整触头参数 2 不释放或释放缓慢可能原因 1 触头弹簧压力过小 2 触头熔焊 3 机械可动部分被卡 转轴生锈或歪斜 4 反力弹簧损坏 5 铁心极面沾有油垢或尘埃 6 铁心磨损过大 继电器是一种利用电流 电压 时间 温度等信号的变化来接通或断开所控制的电路 以实现自动控制或完成保护任务的自动电器 二继电器 继电器和接触器的工作原理一样 主要区别在于 接触器的主触头可以通过大电流 而继电器的触头只能通过小电流 所以 继电器只能用于控制电路中 1 中间继电器 KA 中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 主要区别 接触器的主触点可以通过大电流 继电器的体积和触点容量小 触点数目多 且只能通过小电流 所以 继电器一般用于机床的控制电路中 线圈常开触头常闭触头 中间继电器JZ7系列 1 适用于交流50Hz 或60Hz 额定电压至380V或直流额定电压至220V的控制电路中 用来控制各种电磁线圈 以使信号扩大或将信号同时传送给有关控制元件 中间继电器JZ7系列 3 中间继电器JZ14系列 1 JZ14系列交直流中间继电器 适用于交流50赫兹电压380伏及以下 直流电压220伏及以下的控制电路中作为增加信号大小及数量之用 2 时间继电器 KT 时间继电器是从得到输入信号 线圈通电或断电 起 经过一段时间延时后触头才动作的继电器 适用于定时控制 数控机床中一般由计算机软件实现时间控制 时间继电器的文字符号和图形符号 a 一般线圈符号b 通电延时线圈c 断电延时线圈d 延时闭合的动断触点e 延时断开的动断触点f 延时断开的动合触点g 延时闭合的动断触点h 瞬时动合触点i 瞬时动断触点 空气式时间继电器的工作原理 通电延时线圈 断电延时线圈 时间继电器触头类型 通电式 瞬时动作 延时动作 常闭触点 常开触点 常开通电后延时闭合 常闭通电后延时断开 时间继电器JS7 A系列 2 调节定时时间 线圈 控制触点 时间继电器JS7系列 3 时间继电器JS11系列 1 JS11系列数字式时间继电器JS11系列数字式时间继电器是JS11系列电动式时间继更新换代产品 它采用先进的数控技术 用集成电路和LED显示器件取供电动机和机械传动系统 JS11系列时间继电器相比 除兼有电动式长延时的优点外 交具有无机械磨损 工作稳定 可靠 精度高 计数清晰悦目 准确直观和结构新颖等优点 广泛用于自动程序控制系统 及各种生产工艺过程的自动控制系统 作为时间控制器件使用 时间继电器JSB 10系列 2 3 速度继电器 KS 速度继电器是测量转速的元件 它能反映转动的方向以及是否停转 因此广泛用于异步电动机的反接制动中 其结构和工作原理与笼型电动机类似 主要有转子 定子和触点三部分 其中转子是圆柱形永磁铁 与被控旋转机构的轴连接 同步旋转 定子是笼形空心圆环 内装有笼形绕组 它套在转子上 可以转动一定的角度 当转子转动时 在绕组内感应出电动势和电流 此电流和磁场作用产生扭矩使定子柄向旋转方向转动 拨动簧片使触点闭合或断开 当转子转速接近零 约100r min 扭矩不足于克服定子柄重力 触点系统恢复原态 JYl速度继电器结构原理图 图2 2JYl速度继电器结构原理图 1 转子2轴3 定子4 绕组5 定子柄6 静触点7 动触点8 簧片 4 热继电器 FR 外形结构 a 外形 b 结构 导板 触点 热元件 手动复位按钮 触点接线柱 主电路接线柱 电流调节凸轮 作用及分类 热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器 专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护 以防电动机过热而烧毁 热继电器工作原理 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 双金属片被加热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其弯曲 推动导板运动 常闭触点断开 发热元件 功能 过载保护 结构 I 常闭触头 热继电器主要参数及常用型号 常用的热继电器有JR0 JR14 JR15 JR16 JR20等系列 热继电器的基本技术数据可查阅有关资料 热继电器的符号 发热元件 串联在主电路中 串联在控制电路中 热继电器CDR2系列 1 CDR2系列热继电器一 适用范围CDR2系列热继电器主要适用于交流50Hz 60Hz 额定绝缘电压至660V 额定电流至500A的电力线路中 用作三相感应电动机的过载与断相保护 一般与CDC1 B 系列交流接触器配合组成电磁起动器 二 结构特征CDR2 16 25热继电器为磨擦脱扣式动作机构 带断相运转保护 CDR2 45 85为拉簧式脱扣动作机构 跳跃机构 带断相保护 CDR2 105 170为背包跳跃机构 CDR2 250 370为回路带互感器的跳跃进式机构 均带断相保护 热继电器JRS1 LR1 D 系列 1 JRS1系列热继电器适用于交流50Hz 主电路额定电压至660V 额定电流0 1至80A的电路中 供交流电动机的过载及断相保护用 它具有差动机构和温度补偿动能 可与CJX2系列交流接触器插接安装 本产品为引进法国TE公司技术制造的产品 热继电器JR36系列 1 JR36系列热过载继电器JR36系列热过载继电器主要适用于交流50Hz 额定绝缘电压至690V以下 电流至160A的电力系统中作为三相交流电动机的过载保护 断相保护 JR36系列热过载继电器还可以与CJ10的替代产品CJT1组成磁力起动器 JR36继电器是在JR16B上改进设计的 其安装方式和安装尺寸与JR16B完全一样 是JR16B有替代产品 5 电流继电器 根据输入电流大小而动作的继电器 a 过电流继电器线圈b 欠电流继电器线圈c 动合触点d 动断触点 使用时 电流继电器的线圈和被保护的设备串联 其线圈匝数少而线径粗 阻抗小 分压小 不影响电路正常工作 电流继电器特点 1 线圈与主电路串联 线圈线径粗 电流大 2 线圈通电 正常状态下 常开 常闭触点不动作 3 过电流继电器 当主电路电流过大 其触点动作 4 欠电流继电器 当主电路电流过小 其触点动作 电流继电器GL 10 20系列 1 GL 10 20系列反时限过流继电器GL 10 20系列反时限过流继电器 以下简称继电器 应用于电机 变压器等主要设备以及输配电系统的继电器保护回路中 当主设备或输配电系统出现过负荷及短路故障时 该继电器能按预定的时限可靠动作发出信号 切除故障部分 保证主设备及输配电系统安全运行 电流继电器JL4系列 1 本继电器主要用于磁力控制器或保护开关板上 作为交 直流电动机运载和短路保之用 不适于在下列条件下工作 有腐败蚀性气体及充导电尘埃或水蒸气的地方 有剧烈震动或强力颠簸几与垂直倾斜度超过5 的地方 电流继电器JL18系列 3 接主电路 接制电路 电流继电器JL15系列 2 6 电压继电器 根据输入电压大小而动作的继电器 使用时 电压继电器的线圈与负载并联 其线圈匝数多而线径细 三 低压断路器 QF 低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器 简称自动开关 1 低压断路器的作用及分类 作用 用于电动机和其他用电设备的电路中 在正常情况下 它可以分断和接通工作电流 当电路发生过载 短路 失压等故障时 它能自动切断故障电路 有效地保护串接于它后面的电器设备 还可用于不频繁地接通 分断负荷的电路 控制电动机的运行和停止 分类 框架式 万能式 塑料外壳式 装置式 触点系统和灭弧装置 用于接通和分断主电路 为了加强灭弧能力 在主触点处装有灭弧装置 脱扣器是断路器的感测元件 当电路出现故障时 脱扣器收到信号后 经脱扣机构动作 使触点分断 欠压脱扣器 过电流脱扣器 过载脱扣器脱扣机构和操作机构是断路器的机械传动部件 当脱扣结构接收到信号后由断路器切断电路 2 低压断路器的结构及工作原理 作用 可实现短路 过载 失压保护 工作原理 过流时 过流脱扣器将脱钩顶开 断开电源 欠压时 欠压脱扣器将脱钩顶开 断开电源 3 低压断路器的图形符号和文字符号 4 低压断路器的主要技术参数 额定电压额定电流极数脱扣器型整定电流范围分断能力动作时间等 断路器DW17系列 1 DW17系列万能式断路器一 适用范围DW17系列万能式断路器 以下简称断路器 适用于交流50Hz 电压400V 690V 电流至4000A的配电网络中 用来分配电能和用作配电线路及电源免受过载 欠电压 短路等保护之用 同时在正常条件下可作为线路的不频繁转换之用 1250A以下的断路器在交流50Hz 电压400V网络中可用来作电动机的过载 短路保护 同时在上述条件下也可作为电动机的不频繁起动之用 断路器DZ20系列 1 DZ20系列塑壳式断路器额定绝缘电压为660V 交流50Hz或60Hz 额定工作电压380V及以下 额定电流至1250A 一般作为配电用 额定电流225A及以下和400Y型的断路器亦可作为保护电动机用 在正常情况下 断路器可分别作为线路不频繁转换及电动机的不频繁起动之用 固态继电器JGF F系列 1 熔断器是一种在短路或严重过载时利用熔化作用而切断电路的保护电器 它主要由熔体和熔断管组成 其中熔体既是敏感元件又是执行元件 由易溶金属制成 熔断管用瓷 玻璃或硬制纤维制成 四 熔断器 FU 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1 常用熔断器类型及文字符号1 常用熔断器类型及文字符号插入式熔断器RC 螺旋式熔断器RL 有填料密封管式熔断器RT 无填料密封管式等熔断器RM 快速熔断器RS 自恢复熔断器 瓷插式熔断器RC 螺旋式熔断器RL 有填料式熔断器RT 无填料密封式熔断器RM 快速熔断器RS 自恢复熔断器 2 熔断器的主要特性 1 安 秒特性熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的关系称为熔断器的保护特性曲线 也称为熔断器的安 秒特性 2 极限分断能力在一定条件下切断短路电流的极限能力 图1 15熔断器的安 秒特性 3 熔断器的选择 熔断器的类型选择 根据线路要求 适用场合和安装条件选择 熔断器的额定电压选择 应大于或等于实际电路的工作电压 熔断器额定电流选择 应大于等于所装熔体的额定电流 熔体电流选择 1 对于照明线路或电阻炉等电阻性负载 熔体的额定电流应大于或等于电路的工作电流 即IfN IN式中IfN为熔体的额定电流 IN为电路的工作电流 2 保护一台异步电动机时 考虑电动机冲击电流的影响 熔体的额定电流按下式计算 IfN 1 5 2 5 IN式中 IN为电动机的额定电流 3 保护多台异步电动机时 若各台电动机不同时起动 则应按下式计算 IfN 1 5 2 5 INmax IN式中 INmax为容量最大的一台电动机的额定电流 IN为其余电动机额定电流的总和 4 为防止发生越级熔断 上 下级 即供电干 支线 熔断器间应有良好的协调配合 为此 应使上一级 供电干线 熔断器的熔体额定电流比下一级 供电支线 大1 2个级差 4 熔断器的图形 文字符号如图所示 熔断器的图形 文字符号 五开关及主令电器 低压开关又称低压隔离器 闸刀开关 是低压电器中结构比较简单 应用广泛的一类手动电器 主令电器是用来发布命令 改变控制系统工作状态的电器 它可以直接作用于控制电路 也可以通过电磁式电器的转换对主电路实现控制 其主要类型有按钮 行程开关等 1刀开关2组合开关3按钮开关4行程开关5感应开关 1 刀开关作用 隔离电源 不频繁通断电路分类 按刀的级数分 单极 双极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 单掷和双掷按接线方式分为 板前接线和板后接线按操作方式分为 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 1 刀开关的结构 工作原理 由操纵手柄 触刀 触刀插座和绝缘底板等组成 1 操纵受柄2 触刀3 静插座4 支座5 绝缘底 带灭弧装置的大容量刀开关 带熔断器的开启式负荷开关 胶盖开关 带灭弧装置和熔断器的封闭式负荷开关 铁壳开关 等 胶壳开关 铁壳开关 2 选用刀开关时 刀的极数要与电源进线相数相等 刀开关的额定电压应大于所控制的线路额定电压 刀开关的额定电流应大于负载的额定电流 3 刀开关的图形 文字符号如图1 13所示 a 单极 b 双极 c 三极图1 13刀开关的图形 文字符号 2 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 a 外形 b 符号 c 结构 功能 常用在机床的控制电路中 作为电源的引入开关或是自我控制小容量电动机的直接起动 反转 调速和停止的控制开关等 组合开关 类型 组合开关有单极 双极和多极之分 结构 它由动触片 静触片 转轴 手柄 凸轮 绝缘杆等部件组成 当转动手柄时 每层的动触片随转轴一起转动 使动触片分别和静触片保持接通和分断 为了使组合开关在分断电流时迅速熄弧 在开关的转轴上装有弹簧 能使开关快速闭合和分断 组合开关外形图 图形符号和文字符号 a 单极 b 三极 额定电压额定电流有10A 25A 60A等极数 组合开关HZ10系列 3 b 结构 a 外形图 3 按钮开关 常用于接通和断开控制电路 常开 动合 按钮 常闭 动断 按钮 复合按钮 动合 常开 触头 动断 常闭 触头 复合触头 按钮的选择 应根据使用