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电气基本元件基础知识培训 1 目录 2 一 电气设备安全 1 接地 1 接地的概念接地就是电气设备的接地端与大地之间做符合技术要求的电气连接 目的是利用大地为正常运行 绝缘损坏或遭受雷击等情况下的电气设备提供对地电流流通回路 保证电气设备和人身的安全 其中接地线称为中性线 用符号N表示 2 接地种类1工作接地2保护接地3过电压保护接地 防雷击 4防静电接地5屏蔽接地 3 3 电气设备安全运行措施 1 必须严格遵守操作规程 合上电流时必须先合上隔离开关再合上负载开关 断开电流时先断开负载开关在断开隔离开关 2 电气设备一般不能受潮 在潮湿环境使用时必须有防潮和防水措施 电气设备工作时会发热 应有良好的通风散热条件和防火措施 3 所有电气设备的金属外壳必须有可靠的保护接地 电气设备运行中可能出现故障 应有短路保护 过载保护等保护措施 4 凡有可能被雷击的设备应做有防雷措施 5 电气设备要做好安全运行检查工作 对发生故障的设备及时检修 4 断路器 5 一 定义断路器是指能够关合 承载和开断正常回路条件下的电流 并能关合 在规定的时间内承载和开断异常回路条件 包括短路条件 下的电流的开关装置 二 作用断路器可用来分配电能 不频繁地启动异步电动机 对电源线路及电动机等实行保护 当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路 其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合 而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件 6 三 主要分类按操作方式分 有电动操作 储能操作和手动操作 按结构分 有万能式和塑壳式 按使用类别分 有选择型和非选择型 按灭弧介质分 有油浸式 六氟化硫 真空式和空气式 按动作速度分 有快速型和普通型 按极数分 有单极 二极 三极和四极等 按安装方式分 有插入式 固定式和抽屉式等 7 8 四 工作原理断路器一般由触头系统 灭弧系统 操作机构 脱扣器 外壳等构成 当短路时 大电流 一般10至12倍 产生的磁场克服反力弹簧 断路器脱扣器拉动操作机构动作 开关瞬时跳闸 当过载时 电流变大 发热量加剧 双金属片变形到一定程度推动机构动作 电流越大 动作时间越短 9 五 低压断路器 空气开关 低压断路器也称为自动空气开关 可用来接通和分断负载电路 也可用来控制不频繁起动的电动机 它功能相当于闸刀开关 过电流继电器 失压继电器 热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和 是低压配电网中一种重要的保护电器 低压断路器具有多种保护功能 过载 短路 欠电压保护等 动作值可调 分断能力高 操作方便 安全等优点 所以目前被广泛应用 结构和工作原理低压断路器由操作机构 触点 保护装置 各种脱扣器 灭弧系统等组成 10 自动空气开关工作原理图1 主触点2 自由脱扣机构3 过电流脱扣器4 分励扣器脱5 热脱扣器6 欠电压脱扣器7 停止按钮自动空气开关的主触点是靠手动操作或电动合闸的 主触点闭合后 自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上 过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联 欠电压脱扣器的线圈和电源并联 当电路发生短路或严重过载时 过电流脱扣器的衔铁吸合 使自由脱扣机构动作 主触点断开主电路 当电路过载时 热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲 推动自由脱扣机构动作 当电路欠电压时 欠电压脱扣器的衔铁释放 也使自由脱扣机构动作 分励脱扣器则作为远距离控制用 在正常工作时 其线圈是断电的 在需要距离控制时 按下起动按钮 使线圈通电 衔铁带动自由脱扣机构动作 使主触点断开 11 常见故障及维修方法l电动操作断路器不能闭合1 操作电源电压不符2 电源容量不够3 电磁铁拉杆行程不够4 电动机操作定位开关变位5 控制器中整流管或电容器损坏1 调换电源2 增大操作电源容量3 重新调整或更换拉杆4 重新调整5 更换损坏元器件2手动操作断路器不能闭合1 欠电压脱扣器无电压或线圈损坏2 储能弹簧变形导致闭合力减小3 反作用弹簧力过大4 机构不能复位再扣1 检查线路 施加电压或更换线圈2 更换储能弹簧3 重新调整弹簧反力4 重新再扣接触面至规定值3分励脱扣器不能使断路器分断1 线圈短路2 电源电压太低3 再扣接触面太大4 螺钉松动1 更换线圈2 调换电源电压3 重新调整4 拧紧4起动电动机时断路器立即分断1 过电流脱扣器瞬动整定值太小2 脱扣器某些零件损坏 如半导体器件 橡皮膜等损坏3 脱扣器反力弹簧断裂或脱落1 调整瞬动整定值2 更换脱扣器或更换损坏零 部件3 更换弹簧或重新装上 12 5欠电压脱扣器不能使断路器分断1 反力弹簧变小2 如为储能释放 则储能弹簧变小或断裂3 机构卡死1 调整弹簧2 调整或更换储能弹簧3 消除卡死原因 如生锈 6断路器温升过高1 触头压力过低2 触头表面过分磨损或接触不良3 两导电零件连接螺钉松动4 触头表面油污氧化1 调整触头压力或更换弹簧2 更换触头或清理接触 更换断路器3 拧紧4 清除油污或氧化层7带半导体脱扣器的断路器误动作1 半导体脱扣器元器件损坏2 外界电磁干扰1 更换损坏的元器件2 消除外界干扰 借以隔离或更换线路8漏电断路器经常自行分断1 漏电动作电流变化2 线路漏电1 送回厂家重新校正2 找出原因 如是导线绝缘损坏 则更换 13 9漏电断路器不能闭合1 操作机构损坏1 送回厂家修理2 线路某处漏电或接地2 消除漏电处或接地处故障10断路器闭合后经一定时间自行分断1 过电流脱扣器长延时整定值不对2 热元件或半导体延时电路元器件变化1 重新调整2 更换11有一对触头不能闭合1 一般型断路器的一个连杆断裂2 限流断路器拆开机构的可拆连杆之间的角度变大1 更换连杆2 调整至原技术条件定值12欠电压脱扣器噪声大1 反作用弹簧反力太大2 铁心工作面有油污3 短路环断裂1 重新调整2 清除油污3 更换衔铁或铁心 14 六 刀闸开关刀闸是一种最简单的开关电器 用于开断500伏以下电路 它只能手动操作 由于电路开断时常有电弧 所以 装有灭弧装置或快断触头 为了增大灭弧能力 其刀一般都较短 15 熔断器 16 一 定义熔断器是指当电流超过规定值时 以本身产生的热量使熔体熔断 断开电路的一种电器 熔断器是根据电流超过规定值一段时间后 以其自身产生的热量使熔体熔化 从而使电路断开 运用这种原理制成的一种电流保护器 熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中 作为短路和过电流的保护器 是应用最普遍的保护器件之一 17 二 常见种类插入式熔断器 它常用于380V及以下电压等级的线路末端 熔断器作为配电支线或电气设备的短路保护用 螺旋式熔断器 熔体上的上端盖有一熔断指示器 一旦熔体熔断 指示器马上弹出 可透过瓷帽上的玻璃孔观察到 它常用于机床电气控制设备中 螺旋式熔断器 分断电流较大 可用于电压等级500V及其以下 电流等级200A以下的电路中 作短路保护 封闭式熔断器 封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种 如图3和图4所示 有填料熔断器一般用方形瓷管 内装石英砂及熔体 分断能力强 用于电压等级500V以下 电流等级1KA以下的电路中 无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中 分断能力稍小 用于500V以下 600A以下电力网或配电设备中 快速熔断器 快速熔断器主要用于半导体整流元件或熔断器整流装置的短路保护 由于半导体元件的过载能力很低 只能在极短时间内承受较大的过载电流 因此要求短路保护具有快速熔断的能力 快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同 但熔体材料和形状不同 它是以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体 自复熔断器 采用金属钠作熔体 在常温下具有高电导率 当电路发生短路故障时 短路电流产生高温使钠迅速汽化 汽态钠呈现高阻态 从而限制了短路电流 当短路电流消失后 温度下降 金属钠恢复原来的良好导电性能 自复熔断器只能限制短路电流 不能真正分断电路 其优点是不必更换熔体 能重复使用 18 19 20 三 组成部件及原理熔断器主要由熔体 外壳和支座3部分组成 其中熔体是控制熔断特性的关键元件 熔体的材料 尺寸和形状决定了熔断特性 熔体材料分为低熔点和高熔点两类 低熔点材料如铅和铅合金 其熔点低容易熔断 由于其电阻率较大 故制成熔体的截面尺寸较大 熔断时产生的金属蒸气较多 只适用于低分断能力的熔断器 高熔点材料如铜 银 其熔点高 不容易熔断 但由于其电阻率较低 可制成比低熔点熔体较小的截面尺寸 熔断时产生的金属蒸气少 适用于高分断能力的熔断器 熔体的形状分为丝状和带状两种 改变变截面的形状可显著改变熔断器的熔断特性 21 熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的 当电流较大时 熔断器熔体熔断所需的时间就较短 而电流较小时 熔体熔断所需用的时间就较长 甚至不会熔断 因此对熔体来说 其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性 为反时限特性 每一熔体都有一最小熔化电流 相应于不同的温度 最小熔化电流也不同 一般定义熔体的最小熔断电流与熔体的额定电流之比为最小熔化系数 常用熔体的熔化系数大于1 25 也就是说额定电流为10A的熔体在电流12 5A以下时不会熔断 从这里可以看出 熔断器只能起到短路保护作用 不能起过载保护作用 如确需在过载保护中使用 必须降低其使用的额定电流 如8A的熔体用于10A的电路中 作短路保护兼作过载保护用 但此时的过载保护特性并不理想 22 四 如何选择合适的熔断器熔体的额定电流可按以下方法选择 1 保护无起动过程的平稳负载如照明线路 电阻 电炉等时 熔体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流 2 保护单台长期工作的电机熔体电流可按最大起动电流选取 也可按下式选取 IRN 1 5 2 5 IN式中IRN 熔体额定电流 IN 电动机额定电流 如果电动机频繁起动 式中系数可适当加大至3 3 5 具体应根据实际情况而定 3 保护多台长期工作的电机 供电干线 IRN 1 5 2 5 INmax ININmax 容量最大单台电机的额定电流 IN其余 电动机额定电流之和 23 五 注意事项熔断器使用注意事项 1 熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性相适应 熔断器考虑到可能出现的短路电流 选用相应分断能力的熔断器 2 熔断器的额定电压要适应线路电压等级 熔断器的额定电流要大于或等于熔体额定电流 3 线路中各级熔断器熔体额定电流要相应配合 保持前一级熔体额定电流必须大于下一级熔体额定电流 4 熔断器的熔体要按要求使用相配合的熔体 不允许随意加大熔体或用其他导体代替熔体 熔断器巡视检查 1 检查熔断器和熔体的额定值与被保护设备是否相配合 2 检查熔断器外观有无损伤 变形 熔断器瓷绝缘部分有无闪烁放电痕迹 3 检查熔断器各接触点是否完好 接触紧密 有无过热现象 4 熔断器的熔断信号指示器是否正常 24 熔断器使用维修 1 熔体熔断时 要认真分析熔断的原因 可能的原因有 1 短路故障或过载运行而正常熔断 2 熔体使用时间过久 熔体因受氧化或运行中温度高 使熔体特性变化而误断 3 熔体安装时有机械损伤 使其截面积变小而在运行中引起误断 2 拆换熔体时 要求做到 1 安装新熔体前 要找出熔体熔断原因 熔断器未确定熔断原因 不要拆换熔体试送 2 更换新熔体时 要检查熔体的额定值是否与被保护设备相匹配 3 更换新熔体时 要检查熔断管内部烧伤情况 如有严重烧伤 应同时更换熔管 瓷熔管损坏时 不允许用其他材质管代替 填料式熔断器更换熔体时 要注意填充填料 3 熔断器应与配电装置同时进行维修工作 1 清扫灰尘 检查接触点接触情况 2 检查熔断器外观 取下熔断器管 有无损伤 变形 瓷件有无放电闪烁痕迹 3 检查熔断器 熔体与被保护电路或设备是否匹配 如有问题应及时调查 4 注意检查在TN接地系统中的N线 设备的接地保护线上 不允许使用熔断器 5 维护检查熔断器时 要按安全规程要求 切断电源 不允许带电摘取熔断器管 25 六 熔断器与断路器的区别相同点是都能实现短路保护 熔断器的原理是利用电流流经导体会使导体发热 达到导体的熔点后导体融化所以断开电路保护用电器和线路不被烧坏 它是热量的一个累积 所以也可以实现过载保护 一旦熔体烧毁就要更换熔体 断路器也可以实现线路的短路和过载保护 不过原理不一样 它是通过电流底磁效应 电磁脱扣器 实现断路保护 通过电流的热效应实现过载保护 不是熔断 多不用更换器件 具体到实际中 当电路中的用电负荷长时间接近于所用熔断器的负荷时 熔断器会逐渐加热 直至熔断 像上面说的 熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果起到对线路进行保护的作用 它是一次性的 而断路器是电路中的电流突然加大 超过断路器的负荷时 会自动断开 它是对电路一个瞬间电流加大的保护 例如当漏电很大时 或短路时 或瞬间电流很大时的保护 当查明原因 可以合闸继续使用 正如上面所说 熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果 而断路器 只要电流一过其设定值就会跳闸 时间作用几乎可以不用考虑 断路器是低压配电常用的元件 也有一部分地方适合用熔断器 26 按钮 27 一 定义按钮开关是指利用按钮推动传动机构 使动触点与静触点按通或断开并实现电路换接的开关 按钮开关是一种结构简单 应用十分广泛的主令电器 在电气自动控制电路中 用于手动发出控制信号以控制接触器 继电器 电磁起动器等 28 29 二 种类作用按钮开关的结构种类很多 可分为普通揿钮式 蘑菇头式 按钮开关 自锁式 自复位式 旋柄式 带指示灯式 带灯符号式及钥匙式等 有单钮 双钮 三钮及不同组合形式 一般是采用积木式结构 由按钮帽 复位弹簧 桥式触头和外壳等组成 通常做成复合式 有一对常闭触头和常开触头 有的产品可通过多个元件的串联增加触头对数 还有一种自持式按钮 按下后即可自动保持闭合位置 断电后才能打开 按钮开关可以完成启动 停止 正反转 变速以及互锁等基本控制 通常每一个按钮开关有两对触点 每对触点由一个常开触点和一个常闭触点组成 当按下按钮 两对触点同时动作 常闭触点断开 常开触点闭合 为了标明各个按钮的作用 避免误操作 通常将按钮帽做成不同的颜色 以示区别 其颜色有红 绿 黑 黄 蓝 白等 如 红色表示停止按钮 绿色表示起动按钮等 按钮开关的主要参数 型式 安装孔尺寸 触头数量及触头的电流容量 在产品说明书中都有详细说明 30 主要分类按钮可按操作方式 防护方式分类 常见的按钮类别及特点 开启式 适用于嵌装固定在开关板 按钮开关控制柜或控制台的面板上 代号为K 保护式 带保护外壳 可以防止内部的按钮零件受机械损伤或人触及带电部分 代号为H 防水式 带密封的外壳 可防止雨水侵入 代号为S 防腐式 能防止化工腐蚀性气体的侵入 代号为F 防爆式 能用于含有爆炸性气体与尘埃的地方而不引起传爆 如煤矿等场所 代号为B 旋钮式 用手把旋转操作触点 有通断两个位置 一般为面板安装式 代号为X 钥匙式 用钥匙插入旋转进行操作 可防止误操作或供专人操作 代号为Y 紧急式 有红色大蘑菇钮头突出于外 按钮开关作紧急时切断电源用 代号为J或M 自持按钮 按钮内装有自持用电磁机构 主要用于发电厂 变电站或试验设备中 操作人员互通信号及发出指令等 一般为面板操作 代号为Z 带灯按钮 按钮内装有信号灯 除用于发布操作命令外 兼作信号指示 多用于控制柜 控制台的面板上 代号为D 组合式 多个按钮组合 代号为E 联锁式 多个触点互相联锁 代号为C 31 按用途和结构分类 1 常开按钮2 常闭按钮3 复合按钮技术参数周围空气温度 25 40 海拔高度 2000m空气相对湿度 90 污染等级3级防护等级IP55开关额定值 AC 1536V 10A110V 10A220V 5A380V 2 7A660V 1 8ADC 6V 4A12 4A24V 4A48V 4A110V 2A220V 1A440V 0 6A约定发热电流 1th10A触电电阻 50m 绝缘电阻 10m 机械寿命 一般钮n 100 10 4次 旋钮 30 10 4次 钥匙钮n 5 10 4次 急停钮 5 10 4次 32 交流和直流电路中按钮开关能力有很大差异 需确认额定值 直流的场合控制容量非常低 这主要是因为直流不象交流那样有零点 电流零交叉点 因此一旦产生电弧就很难消除 电弧时间很长 而且电流方向不变 所以会出现接点迁移现象 接点会由于凹凸不平而无法断开 可能导致误动作 有些种类的负载的恒定电流和浪涌电流相差很大 需在允许的浪涌电流值范围内使用 闭路时的浪涌电流越大 接点的消耗量和迁移量也越大 就会因接点的熔接和迁移导致接点无法开关的故障 在含有电感应的情况下会产生反向感应电压 电压越高能量越大 接点的消耗和迁移也随之增大 因此 需确认额定的条件 在额定值中标出了控制容量 但仅这些是不够的 在接通时和切断时的电压 电流波形 负载的种类等特殊的负载电路中 必须分别进行实际设备测试确认 微小电压 电流的场合需使用微小负载用产品 使用一般用途的银质接点时 按钮开关可能导致接触可靠性降低 33 按钮开关超出按钮开关范围的微小型 高负载型时 请连接适合该负载的继电器 确定各机种的额定值的条件如下 感性负载 功率因数0 4以上 交流 时间常数7ms以下 直流 灯负载 具有相当于恒定电流10倍的浪涌电流时的负载 电动机负载 具有相当于恒定电流6倍的浪涌电流时的负载 注 感性负载在直流电路中特别重要 因此必须充分了解负载的时间常数 L R 的值 34 继电器 35 一 定义继电器是一种电控制器件 是当输入量 激励量 的变化达到规定要求时 在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器 它具有控制系统 又称输入回路 和被控制系统 又称输出回路 之间的互动关系 通常应用于自动化的控制电路中 它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种 自动开关 故在电路中起着自动调节 安全保护 转换电路等作用 36 二 主要分类 构造电磁继电器固态继电器 SSR 热敏干簧继电器磁簧继电器光继电器时间继电器中间继电器功率方向继电器 37 继电器是由线圈和触点组两部分组成的 所以继电器在电路图中的图形符号也包括两部分 一个长方框表示线圈 一组触点符号表示触点组合 38 继电器的触点有三种基本形式 1 动合型 常开 H型 线圈不通电时两触点是断开的 通电后 两个触点就闭合 以合字的拼音字头 H 表示 2 动断型 常闭 D型 线圈不通电时两触点是闭合的 通电后两个触点就断开 用断字的拼音字头 D 表示 3 转换型 Z型 这是触点组型 这种触点组共有三个触点 即中间是动触点 上下各一个静触点 线圈不通电时 动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合 线圈通电后 动触点就移动 使原来断开的成闭合 原来闭合的成断开状态 达到转换的目的 这样的触点组称为转换触点 用 转 字的拼音字头 z 表示 39 三 电磁继电器电磁继电器一般由铁芯 线圈 衔铁 触点簧片等组成的 只要在线圈两端加上一定的电压 线圈中就会流过一定的电流 从而产生电磁效应 衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯 从而带动衔铁的动触点与静触点 常开触点 吸合 当线圈断电后 电磁的吸力也随之消失 衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置 使动触点与原来的静触点 常闭触点 释放 这样吸合 释放 从而达到了在电路中的导通 切断的目的 对于继电器的 常开 常闭 触点 可以这样来区分 继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点 称为 常开触点 处于接通状态的静触点称为 常闭触点 继电器一般有两股电路 为低压控制电路和高压工作电路 40 四 固态继电器 SSR 固态继电器是一种两个接线端为输入端 另两个接线端为输出端的四端器件 中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离 固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型 按开关型式可分为常开型和常闭型 按隔离型式可分为混合型 变压器隔离型和光电隔离型 以光电隔离型为最多 41 五 热敏干簧继电器热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关 它由感温磁环 恒磁环 干簧管 导热安装片 塑料衬底及其他一些附件组成 热敏干簧继电器不用线圈励磁 而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作 恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的 42 六 时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器 它的种类很多 有空气阻尼型 电动型和电子型等 在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器 它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的 它由电磁系统 延时机构和触点三部分组成 时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型 空气阻尼型时间继电器的延时范围大 有0 4 60s和0 4 180s两种 它结构简单 但准确度较低 当线圈通电 电压规格有ac380v ac220v或dc220v dc24v等 时 衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移 使瞬时动作触点接通或断开 但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落 因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜 当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时 橡皮膜随之向下凹 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降 经过一定时间 活塞杆下降到一定位置 便通过杠杆推动延时触点动作 使动断触点断开 动合触点闭合 从线圈通电到延时触点完成动作 这段时间就是继电器的延时时间 延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变 吸引线圈断电后 继电器依靠恢复弹簧的作用而复原 空气经出气孔被迅速排出 43 七 中间继电器中间继电器的特点 继电器采用线圈电压较低的多个优质密封小型继电器组合而成 防潮 防尘 不断线 可靠性高 克服了电磁型中间继电器导线过细易断线的缺点 功耗小 温升低 不需外附大功率电阻 可任意安装及接线方便 继电器触点容量大 工作寿命长 继电器动作后有发光管指示 便于现场观察 延时只需用面板上的拨码开关整定 延时精度高 延时范围可在0 02 5 00S任意整定 44 中间继电器原理线圈通电 动铁芯在电磁力作用下动作吸合 带动动触点动作 使常闭触点分开 常开触点闭合 线圈断电 动铁芯在弹簧的作用下带动动触点复位 继电器的工作原理是当某一输入量 如电压 电流 温度 速度 压力等 达到预定数值时 使它动作 以改变控制电路的工作状态 从而实现既定的控制或保护的目的 在此过程中 继电器主要起了传递信号的作用 45 中间继电器的作用一般的电路常分成主电路和控制电路两部分 继电器主要用于控制电路 接触器主要用于主电路 通过继电器可实现用一路控制信号控制另一路或几路信号的功能 完成启动 停止 联动等控制 主要控制对象是接触器 接触器的触头比较大 承载能力强 通过它来实现弱电到强电的控制 控制对象是电器 46 1 代替小型接触器中间继电器的触点具有一定的带负荷能力 当负载容量比较小时 可以用来替代小型接触器使用 比如电动卷闸门和一些小家电的控制 这样的优点是不仅可以起到控制的目的 而且可以节省空间 使电器的控制部分做得比较精致 2 增加接点数量这是中间继电器最常见的用法 例如 在电路控制系统中一个接触器的接点需要控制多个接触器或其他元件时而是在线路中增加一个中间继电器 3 增加接点容量我们知道 中间继电器的接点容量虽然不是很大 但也具有一定的带负载能力 同时其驱动所需要的电流又很小 因此可以用中间继电器来扩大接点容量 比如一般不能直接用感应开关 三极管的输出去控制负载比较大的电器元件 而是在控制线路中使用中间继电器 通过中间继电器来控制其他负载 达到扩大控制容量的目的 4 转换接点类型在工业控制线路中 常常会出现这样的情况 控制要求需要使用接触器的常闭接点才能达到控制目的 但是接触器本身所带的常闭接点已经用完 无法完成控制任务 这时可以将一个中间继电器与原来的接触器线圈并联 用中间继电器的常闭接点去控制相应的元件 转换一下接点类型 达到所需要的控制目的 5 用作开关在一些控制线路中 一些电器元件的通断常常使用中间继电器 用其接点的开闭来控制 例如如彩电或显示器中常见的自动消磁电路 三极管控制中间继电器的通断 从而达到控制消磁线圈通断的作用 6 转换电压7 消除电路中的干扰 47 八 继电器常见问题1 继电器不断开1 负载电流大于继电器的额定切换电流 这样会使继电器永久短路 此时应使用额定电流较大的继电器 2 在继电器所处的环境温度下 对于所承受的电流来说如散热不良 会损坏输出半导体器件 此时应使用较大的或更有效的散热片 3 线电压瞬变引起继电器输出部分穿通 此时应使用额定电压较高的继电器或提供额外的瞬态保护电路 4 使用的线电压高于继电器的额定电压 2 切断输入后继电器才断开在继电器应该断开的时候 测量输入电压 如果测得的电压低于必须释放电压 表明断电器的释放电压太低 应更换继电器如果测得的电压高于继电器的必须释放电压 则是继电器输入端前面的线路有问题 必须改正 48 3 继电器不导通1 在继电器应该导通时 测量输入电压 如果该电压低于必须动作电压 表明继电器输入端前面的线路有问题 如果输入电压高于必须动作电压 查对电源极性并在必要时加以更正 2 测量继电器的输入电流 如无电流 则系继电器开路 该继电器有故障 如果有电流 但低于继电器的动作值 是继电器前面的线路有问题 必须改正 3 检查继电器的输入部分 测量继电器输出两端的电压 如果电压低于1V 表明继电器以外的线路或负载开路并应进行修理 如果存在线电压 则可能是负载短路 使电流过大引起继电器失效 4 继电器工作不规则1 检查所有接线是否正确 连接不牢或不正确产生的故障 2 检查输入和输出的引线是否在一起 3 对于非常灵敏的继电器 噪声也能耦合到输入端而引起不规则导通 49 接触器 50 接触器是广泛用作电力的开断和控制电路 它利用主接点来开闭电路 用辅助接点来执行控制指令 主接点一般只有常开接点 而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点 小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用 交流接触器的接点 由银钨合金制成 具有良好的导电性和耐高温烧蚀性 定义 51 通用接触器可大致分以下两类 1交流接触器 主要由电磁机构 触头系统 灭弧装置等组成 2直流接触器 一般用于控制直流电器设备 线圈中通以直流电 直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器是相同的 52 基本组成交流接触器主要有四部分组成 1 电磁系统 包括吸引线圈 动铁芯和静铁芯 2 触头系统 包括三组主触头和一至两组常开 常闭辅助触头 它和动铁芯是连在一起互相联动的 3 灭弧装置 一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置 以便迅速切断电弧 免于烧坏主触头 4 绝缘外壳及附件 各种弹簧 传动机构 短路环 接线柱等 53 工作原理当线圈通电时 静铁芯产生电磁吸力 将动铁芯吸合 由于触头系统是与动铁芯联动的 因此动铁芯带动三条动触片同时运行 触点闭合 从而接通电源 当线圈断电时 吸力消失 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离 使主触头断开 切断电源 使用接法一 一般三相接触器一共有8个点 三路输入 三路输出 还有是控制点两个 输出和输入是对应的 很容易能看出来 如果要加自锁的话 则还需要从输出点的一个端子将线接到控制点上面 二 首先应该知道交流接触器的原理 他是用外界电源来加在线圈上 产生电磁场 加电吸合 断电后接触点就断开 知道原理后 你应该弄清楚外加电源的接点 也就是线圈的两个接点 一般在接触器的下部 并且各在一边 其他的几路输入和输出一般在上部 一看就知道 还要注意外加电源的电压是多少 220V或380V 一般都标得有 并且注意接触点是常闭还是常开 如果有自锁控制 根据原理理一下线路就可以了 54 电磁式交流接触器结构接触器主要由电磁系统 触点系统 灭弧系统及其它部分组成 电磁系统 电磁系统包括电磁线圈和铁心 是接触器的重要组成部分 依靠它带动触点的闭合与断开 触点系统 触点是接触器的执行部分 包括主触点和辅助触点 主触点的作用是接通和分断主回路 控制较大的电流 而辅助触点是在控制回路中 以满足各种控制方式的要求 灭弧系统 灭弧装置用来保证触点断开电路时 产生的电弧可靠的熄灭 减少电弧对触点的损伤 为了迅速熄灭断开时的电弧 通常接触器都装有灭弧装置 一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩 并配有强磁吹弧回路 其它部分 有绝缘外壳 弹簧 短路环 传动机构等 工作原理当接触器电磁线圈不通电时 弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置 当电磁线圈通过控制回路接通控制电压 一般为额定电压 时 电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心 带动主触点闭合 接通电路 辅助接点随之动作 55 永磁式交流接触器结构接触器主要由驱动系统 触点系统 灭弧系统及其它部分组成 CJ20 63交流接触器 驱动系统 驱动系统包括电子模块 软铁 永磁体 是永磁式接触器的重要组成部分 依靠它带动触点的闭合与断开 触点系统 触点是接触器的执行部分 包括主触点和辅助触点 主触点的作用是接通和分断主回路 控制较大的电流 而辅助触点是在控制回路中 以满足各种控制方式的要求 灭弧系统 灭弧装置用来保证触点断开电路时 产生的电弧可靠的熄灭 减少电弧对触点的损伤 为了迅速熄灭断开时的电弧 通常接触器都装有灭弧装置 一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩 并配有强磁吹弧回路 其它部分 有绝缘外壳 弹簧 传动机构等 工作原理永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥 异性相吸的原理 用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器 安装在接触器联动机构上极性固定不变的永磁铁 与固化在接触器底座上的可变极性软磁铁相互作用 从而达到吸合 保持与释放的目的 软磁铁的可变极性是通过与其固化在一起的电子模块产生十几到二十几毫秒的正反向脉冲电流 而使其产生不同的极性 根据现场需要 用控制电子模块来控制设定的释放电压值 也可延迟一段时间再发出反向脉冲电流 以达到低电压延时释放或断电延时释放的目的 使其控制的电机免受电网晃电而跳停 从而保持生产系统的稳定 56 维护选用 按接触器的控制对象 操作次数及使用类别选择相应类别的接触器 按使用位置处线路的额定电压选择 按负载容量选择接触器主触头的额定电流 对于吸引线圈的电压等级和电流种类 应考虑控制电源的要求 对于辅助接点的容量选择 要按联锁回路的需求数量及所连接触头的遮断电流大小考虑 对于接触器的接通与断开能力问题 选用时应注意一些使用类别中的负载 如电容器 钨丝灯等照明器 其接通时电流数值大 通断时间也较长 选用时应留有余量 对于接触器的电寿命及机械寿命问题 由已知每小时平均操作次数和机器的使用寿命年限 计算需要的电寿命 若不能满足要求则应降容使用 选用时应考虑环境温度 湿度 使用场所的振动 尘埃 化学腐蚀等 应按相应环境选用不同类型接触器 对于照明装置适用接触器 还应考虑照明器的类型 起动电流大小 起动时间长短及长期工作电流 接触器的电流选择应不大于用电设备 线路 额定电流的90 对于钨丝灯及有电容补偿的照明装置 应考虑其接通电流值 设计时应考虑一 二次设备动作的一致性 57 维护 运行中检查项目 1 通过的负荷电流是否在接触器额定值之内 2 接触器的分合信号指示是否与电路状态相符 3 运行声音是否正常 有无因接触不良而发出放电声 CJ20 交流接触器4 电磁线圈有无过热现象 电磁铁的短路环有无异常 5 灭弧罩有无松动和损伤情况 6 辅助触点有无烧损情况 7 传动部分有无损伤 8 周围运行环境有无不利运行的因素 如振动过大 通风不良 尘埃过多等 维护 在电气设备进行维护工作时 应一并对接触器进行维护工作 1 外部维护 a 清扫外部灰尘 b 检查各紧固件是否松动 特别是导体连接部分 防止接触松动而发热 58 2 触点系统维护 a 检查动 静触点位置是否对正 三相是否同时闭合 如有问题应调节触点弹簧 b 检查触点磨损程度 磨损深度不得超过1mm 触点有烧损 开焊脱落时 须及时更换 轻微烧损时 一般不影响使用 清理触点时不允许使用砂纸 应使用整形锉 c 测量相间绝缘电阻 阻值不低于10M d 检查辅助触点动作是否灵活 触点行程应符合规定值 检查触点有无松动脱落 发现问题时 应及时修理或更换 3 铁芯部分维护 a 清扫灰尘 特别是运动部件及铁芯吸合接触面间 CJ20交流接触器b 检查铁芯的紧固情况 铁芯松散会引起运行噪音加大 c 铁芯短路环有脱落或断裂要及时修复 4 电磁线圈维护 a 测量线圈绝缘电阻 b 线圈绝缘物有无变色 老化现象 线圈表面温度不应超过65 C c 检查线圈引线连接 如有开焊 烧损应及时修复 5 灭弧罩部分维护 a 检查灭弧罩是否破损 b 灭弧罩位置有无松脱和位置变化 c 清除灭弧罩缝隙内的金属颗粒及杂物 59 检测开关 60 行程开关 位置开关 又称限位开关 的一种 是一种常用的小电流主令电器 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 通常 这类开关被用来限制机械运动的位置或行程 使运动机械按一定位置或行程自动停止 反向运动 变速运动或自动往返运动等 一 行程开关 61 行程开关按其结构可分为直动式 滚轮式 微动式和组合式 直动式行程开关动作原理同按钮类似 所不同的是 一个是手动 另一个则由运动部件的撞块碰撞 当外界运动部件上的撞块碰压按钮使其触头动作 当运动部件离开后 在弹簧作用下 其触头自动复位 其结构原理如图F1所示 其动作原理与按钮开关相同 但其触点的分合速度取决于生产机械的运行速度 不宜用于速度低于0 4m min的场所 直动式行程开关组成1 推杆2 4 弹簧3 动断触点5 动合触点 62 滚轮式行程开关当运动机械的挡铁 撞块 压到行程开关的滚轮上时 传动杠连同转轴一同转动 使凸轮推动撞块 当撞块碰压到一定位置时 推动微动开关快速动作 当滚轮上的挡铁移开后 复位弹簧就使行程开关复位 这种是单轮自动恢复式行程开关 而双轮旋转式行程开关不能自动复原 它是依靠运动机械反向移动时 挡铁碰撞另一滚轮将其复原 其结构原理如图F2所示 当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时 撞杆转向右边 带动凸轮转动 顶下推杆 使微动开关中的触点迅速动作 当运动机械返回时 在复位弹簧的作用下 各部分动作部件复位 滚轮式行程开关组成1 滚轮2 上转臂3 5 11 弹簧4 套架6 滑轮7 压板8 9 触点10 横板滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮 羊角式 非自动复位式 双滚轮行移开关具有两个稳态位置 有 记忆 作用 在某些情况下可以简化线路 微动开关式行程开关 63 行程开关主要用于将机械位移转变成电信号 使电动机的运行状态得以改变 从而控制机械动作或用作程序控制 64 二 接近开关 接近开关原理图接近开关也叫近接开关 又称无触点行程开关 它除可以完成行程控制和限