电磁式低压电器断路器熔断器接触器继电器主令电气等

电气控制技术 第一章常用低压电器 目录 1 1电器的基本知识1 2开关电器1 3熔断器1 4主令电器1 5接触器1 6继电器1 7其它常用器件 电流继电器 电压继电器 时间继电器 中间继电器 基本要求 了解常用低压电器的结构 功能和用途了解低压电器的工作原理掌握低压电器的图形及文字符号正确选用低压电器 第一节电器的基本知识 电器 是指能自动或手动接通和断开电路 以及对电路或非电现象进行切换 控制 保护 检测 变换和调节的电气元件 是对于电能的生产 输送 分配和应用起到调节 检测及保护等作用的工具之总称 1 1低压电器的分类 1 按电压等级分 低压电器 通常是指交流1200V及以下与直流1500V及以下电路中起通断 控制 保护和调节作用的电气设备 高压电器 交流1200V以上与直流1500V以上的电器 2 按作用分类 控制电器用来控制电路的通断 例如 接触器 各类继电器 启动器等 主令电器自动控制系统中 用来发出控制 指令 控制其它自动电器的动作 例如 按钮 转换开关 主令开关 行程开关等 保护电器用来保护电源 电路及用电设备 使它们不致在短路 过载状态下运行 免遭损坏 例如 熔断器 热继电器 断路器 避雷器等 配电电器用于低压供电系统电能的输送和分配 有刀开关 断路器 隔离开关等 执行电器用来完成某种动作或传递功率 例如 电磁铁 牵引 制动 电磁离合器 电磁阀等 3 按动作方式分 自动电器按照信号或某个物理量的变化而自动动动作的电器 例如 接触器 继电器等 手动电器通过人力或外力操作而动作的电器 例如 开关 按钮 转换开关等 4 按动作原理分类 电磁式电器它是根据电磁感应原理工作的 例如 交直流接触器 电磁继电器 电磁阀等 非电量控制电器它是依靠外力 人力或机械力 或某种非电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 热继电器等 5 按低压电器型号分类 1 刀开关H 例HS为双投式刀开关 HZ为组合开关 2 熔断器R 例RC为瓷插式熔断器 RM为密封式熔断器 3 断路器D 例DW为万能式断路器 DZ为塑壳式断路器 4 控制器K 例KT为凸轮控制器 KG为鼓型控制器 5 接触器C 例CJ为交流接触器 CZ为直流接触器 6 起动器Q 例QJ为自耦变压器降压起动器QX为星三角起动器 7 控制继电器J 例JR为热继电器 JS为时间继电器 8 主令电器L 例LA为按钮 LX为行程开关 9 电阻器Z 例ZG为管型电阻器 ZT为铸铁电阻器 10 变阻器B 例BP为频敏变阻器 BT为起动调速变阻器 11 调整器T 例TD为单相调压器 TS为三相调压器 12 电磁铁M 例MY为液压电磁铁 MZ为制动电磁铁 13 其它A 例AD为信号灯 AL为电铃 1 2电磁式电器的基本结构与工作原理 电磁式电器主要由电磁机构和触头系统两大部分组成 电磁机构电磁机构是电器元件的感测部件 它的作用是将电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开 它通常采用电磁铁的形式 由电磁线圈 静铁心 铁心 动铁心 衔铁 等组成 其中动铁心与动触点支架相连 触头系统触头系统属于执行部件 它的作用是通过触点的开 闭来通 断电路 灭弧装置 1 电磁机构 电磁铁的示意图电磁铁的工作原理电磁线圈通电时产生磁场 使动 静铁心磁化互相吸引 当动铁心被吸引向静铁心时 与动铁心相连的动触点也被拉向静触点 令其闭合接通电路 电磁线圈断电后 磁场消失 动铁心在复位弹簧作用下 回到原位 并牵动动 静触点 分断电路 图1 1常用的磁路结构 线圈自然状态 没有电 图1 1常用的磁路结构 线圈通电 图1 1常用的磁路结构 图1 1常用的磁路结构 通电后动作情况 电磁铁的分类 电磁铁按励磁电流可分为 直流电磁铁和交流电磁铁 直流线圈 铁心不发热 线圈发热 瘦长形 且线圈和铁心直接接触 易于散热 交流线圈 铁心发热 线圈发热 矮胖型 铁心与线圈隔离 按接入电路的方式可以分为 并联线圈 电压线圈 和串联线圈 电流线圈 交流电磁铁的特点 交流电磁铁的磁通是交变的 线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的 当交流电流过零时 线圈磁通为零 对衔铁的吸引力也为零 衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势 使动 静铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化 从而产生振动和噪音 加速动 静铁心接触面积的磨损 引起结合不良 严重时还会使触点烧蚀 短路环的作用 如图所示 其中1为短路环 2为铁心 短路环把极面上的交变磁通分成两个相差约90电角度的磁通 两部分吸力就不会同时达到零值 合成后的吸力就不会有零值的时刻 如果使合成后的吸力在任一时刻都大于弹簧拉力 就消除了振动 交流电磁机构短路环 2 触头系统 电接触及灭弧 触点接触形式 点接触 线接触 面接触 触头的接触形式a 点接触b 线接触c 面接触 触头分类 1 按功能分 主触头和辅助触头 主触头用于接通和分断主电路 辅助触头用于接通和分断二次电路 还能起互锁和联锁作用 2 按形状分 桥式触头和指形触头 桥式触头又分为点接触桥式触头和面接触桥式触头 3 按位置分 静触头和动触头 静触头固定不动 动触头能由联杆带着移动 4 按其初始位置分 常闭触头和常开触头 常闭触头 常态时动 静触头是相互闭合的 又称动断触头常开触头 常态时动 静触头是分开的 又称动合触头 桥式触头和指形触头 触头的结构型式 运动过程 运动过程结束 减小接触电阻的方法 触头材料选用电阻系数小的材料 使触头本身的电阻尽量减小 如 银 增加触头的接触压力 一般在动触头上安装触头弹簧 见下页图 改善触头表面状况 尽量避免或减小表面氧化膜形成 在使用过程中尽量保持触头清洁 接触电阻 由动 静触头闭合时在过渡区域所形成的电阻理想情况下触点闭合 接触电阻为零触点断开 接触电阻无穷大 1 3电弧与灭弧 电弧 触头在闭合和断开 包括熔体在熔断时 的瞬间 都会在触头间隙中由电子流产生弧状的火花 这种由电气原因造成的火花称电弧 气体自放电形式之一 电弧特点 外部有白炽弧光 内部有很高的温度和密度很大的电流 电弧的危害 产生高温 发出强光 触头烧毁 灭弧的基本方法 1 拉长电弧 从而降低电场强度 2 用电磁力使电弧在冷却介质中运动 降低弧柱周围的温度 3 将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧 4 将电弧分成许多串联的短弧 增加维持电弧所需的临极电压降 1 3 1电动力灭弧 双断口电动力吹弧1 静触头2 动触头3 电弧 常用的灭弧装置 广泛用于交流接触器 1 3 2磁吹式灭弧装置 磁吹灭弧原理1 磁吹线圈2 铁心3 导磁夹板4 引弧角5 灭弧罩6 磁吹线圈磁场7 电弧电流磁场8 动触头 广泛用于直流接触器 1 3 3窄缝灭弧 利用灭弧罩的窄缝灭弧 电弧在电动力下进入窄缝内 与缝壁紧密接触 加强冷却和消电离作用 使电弧迅速熄灭 适用于交直流接触器 窄缝灭弧1 纵缝2 介质3 磁性夹板4 电弧 1 3 4灭弧栅灭弧 对于电弧较弱的接触器 只采用灭弧罩即可 电弧较强的接触器 常采用灭弧栅熄弧 灭弧栅是数片镀铜薄钢片制成的栅状装置 彼此绝缘 当触点断开发生电弧时 电弧进入栅片内 被分割为数段 迅速冷却熄灭 每两片栅片间有150 250V的绝缘强度 外加电压无法维持 迅速熄灭 栅片吸收电弧热量 使电弧迅速冷却 栅片灭弧示意图1 灭弧栅片2 触头3 电弧 常用于高压灭弧 广泛用于交流接触器 第二节开关电器 刀开关大电流隔离开关 HD14 HS13负荷开关 开启式HK2 HD13BX 封闭式HH3 HH4熔断器式刀开关 隔离开关 HR3 HR5转换开关 HZ10 HZ15低压断路器 DW10 DW20 DZ20漏电保护器 DZL18 DZ47L 2 1刀开关 刀开关又叫闸刀开关 是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器 广泛用在照明电路和小容量 5 5kW 不频繁起动的动力电路的控制电路 或电路与电源的隔离 刀开关一般与熔断器串联使用 以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路 参数 额定电压 额定电流 通断能力 动稳定电流 热稳定电流 类型 大电流刀开关 负荷开关 熔断器式刀开关 选择 使额定电压 额定电流 电路的额定电压 额定电流注意 安装手柄向上 电源接上端 负载接下端 产品 HD14 HD17 HS13 HK2 HH4 HR3 胶盖瓷底刀开关的结构1 出线盒2 熔丝3 动触头4 手柄5 静触头6 电源进线座7 瓷座8 胶盖9 接用电器 塑壳刀开关 刀开关的选用 刀开关的选用主要考虑回路额定电压 长期工作电流 额定电流 以及短路电流所产生的动 热稳定性 动稳定电流 热稳定电流 等因素 刀开关的额定电流应大于其所控制的最大负荷电流 注意事项 刀开关安装时 瓷底应与地面垂直 手柄向上 易于灭弧 不得倒装或平装 倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸 危及人身和设备安全 常见系列刀开关 ppt产品 刀开关 刀开关概述 定义 刀开关又称闸刀开关或隔离开关 它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器 作用 隔离电源 以确保电路和设备维修的安全 分断负载 如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路或直接启动小容量电机 刀开关的结构 主要由操作手柄 触刀 静触座和绝缘底板构成 刀开关的种类 按触刀的极数可分为单极 双极和三极 按触刀的转换方向可分为单掷 HD 和双掷 HS 按操作方式可分为直接手柄操作式和远距离连杆操纵式 按灭弧情况可分为有灭弧罩和无灭弧罩 带有杠杆操作机构的刀开关 用于切断不大于额定电流的负荷 均装有灭弧罩 以保证在分断电流时的安全可靠性 隔离刀开关的操作机构具有明显的分合指示和可靠的定位装置 HD型单投刀开关 HD型单投刀开关按极数分为1极 2极 3极几种 其示意图及图形符号如图1 1所示 其中图1 1 a 为直接手动操作 b 为手柄操作 c h 为刀开关的图形符号和文字符号 其中图1 1 c 为一般图形符号 d 为手动符号 e 为三极单投刀开关符号 当刀开关用作隔离开关时 其图形符号上加有一横杠 如图1 1 f 图1 1 g 图1 1 h 所示 a 直接手动操作 b 手柄操作 c 一般图形符号 d 手动符号 e 三极单投刀开关符号图1 1HD型单投刀开关示意图及图形符号 f 一般隔离开关符号 g 手动隔离开关符号 h 三极单投刀隔离开关符号图1 1HD型单投刀开关示意图及图形符号 续 单投刀开关的型号含义如下 11 中央手柄式 12 侧方正面杠杆操作机构式 13 中央正面杠杆操作机构式 14 侧面手柄式 设计代号 HS型双投刀开关 HS型双投刀开关也称转换开关 其作用和单投刀开关类似 常用于双电源的切换或双供电线路的切换等 其示意图及图形符号如图1 2所示 由于双投刀开关具有机械互锁的结构特点 因此可以防止双电源的并联运行和两条供电线路同时供电 HS型双投刀开关示意图及图形符号 图1 2 HR型熔断器式刀开关 HR型熔断器式刀开关也称刀熔开关 它实际上是将刀开关和熔断器组合成一体的电器 刀熔开关操作方便 并简化了供电线路 在供配电线路上应用很广泛 其工作示意图及图形符号如图1 3所示 刀熔开关可以切断故障电流 但不能切断正常的工作电流 所以一般应在无正常工作电流的情况下进行操作 HR型熔断器式刀开关示意图及图形符号 图1 3 组合开关 组合开关又称转换开关 控制容量比较小 结构紧凑 常用于空间比较狭小的场所 如机床和配电箱等 组合开关一般用于电气设备的非频繁操作 切换电源和负载以及控制小容量感应电动机和小型电器 组合开关由动触头 静触头 绝缘连杆转轴 手柄 定位机构及外壳等部分组成 其动 静触头分别叠装于数层绝缘壳内 当转动手柄时 每层的动触片随转轴一起转动 常用的产品有HZ5 HZ10和HZ15系列 HZ5系列是类似万能转换开关的产品 其结构与一般转换开关有所不同 组合开关有单极 双极和多极之分 组合开关的结构示意图及图形符号如图1 4所示 组合开关的结构示意图和图形符号 图1 4 HK型开启式负荷开关 HK型开启式负荷开关俗称闸刀或胶壳刀开关 由于它结构简单 价格便宜 使用维修方便 故得到广泛应用 该开关主要用作电气照明电路和电热电路 小容量电动机电路的不频繁控制开关 也可用作分支电路的配电开关 胶底瓷盖刀开关由熔丝 触刀 触点座和底座组成 此种刀开关装有熔丝 可起短路保护作用 闸刀开关在安装时 手柄要向上 不得倒装或平装 以避免由于重力自动下落而引起误动合闸 接线时 应将电源线接在上端 负载线接在下端 这样拉闸后刀开关的刀片与电源隔离 既便于更换熔丝 又可防止可能发生的意外事故 开启式负荷开关 HH型封闭式负荷开关 HH型封闭式负荷开关俗称铁壳开关 主要由钢板外壳 触刀开关 操作机构 熔断器等组成 刀开关带有灭弧装置 能够通断负荷电流 熔断器用于切断短路电流 一般用于小型电力排灌 电热器 电气照明线路的配电设备中 用于不频繁地接通与分断电路 也可以直接用于异步电动机的非频繁全压启动控制 铁壳开关的操作结构有两个特点 一是采用储能合闸方式 即利用一根弹簧以执行合闸和分闸的功能 使开关的闭合和分断时的速度与操作速度无关 它既有助于改善开关的动作性能和灭弧性能 又能防止触点停滞在中间位置 二是设有联锁装置 以保证开关合闸后便不能打开箱盖 而在箱盖打开后 不能再合开关 起到安全保护作用 封闭式负荷开关 铁壳开关 HK型开启式负荷开关和HH型封闭式负荷开关都是由负荷开关和熔断器组成 其图形符号也是由手动负荷开关QL和熔断器FU组成 刀开关的安装 使用注意事项 1 刀开关的刀片应垂直安装 手柄向上为合闸状态 向下为分闸状态 2 刀开关的动静触头应有足够大的接触压力 接触良好 以免过热损坏 3 刀开关各相分闸动作应一致 4 刀开关一般不能用来切断负荷电流 如需要应来格按照产品说明书及安全规程的要求执行 2 2转换开关 组合开关 转换开关又称组合开关 由数层动 静触片组装在绝缘盒而成 动触点装在转轴上 用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开 可实现多条线路 不同联接方式的转换 它实质上也是一种特殊刀开关 只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动 而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动而已 参数 额定电压 额定电流 通断能力 动稳定电流 热稳定电流 类型 单极 双极和多极 选择 使额定电压 额定电流 电路的额定电压 额定电流 1 手柄2 转轴3 弹簧4 凸轮5 绝缘垫板6 动触点7 静触点8 绝缘方轴9 接线柱 组合开关的结构图 b 内部结构 a 外形图 用转换开关实现三相电动机起停控制的结构示意图 用途 多用在机床电气控制线路中 作为电源的引入开关 也可以用作不频繁地接通和断开电路 换接电源和负载 测量三相电压以及控制5KW以下的小容量电动机的正反转和星三角起动等 HZ5B组合开关 转换开关有单极 双极 多级各极同时导通或交替导通 常见系列产品 第五节 电磁式接触器 接触器是一种用来频繁接通和断开交 直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器 它具有低压释放保护功能 可进行频繁操作 实现远距离控制 是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件 按操作方式分有 电磁接触器 气动接触器和电磁气动接触器 按灭弧介质分有 空气电磁式接触器 油浸式接触器和真空接触器等 按电磁机构的励磁方式分有 直流励磁操作与交流励磁操作两种 按主触头控制的电流性质分有 交流接触器 直流接触器 按电流种类分 交流接触器和直流接触器 交流接触器 交流线圈 有短路环 采用双断口触头 直流接触器 直流线圈 滚动指型触头触头有主触头 辅助触头之分 按主触头的极数分 直流接触器有单极和双极两种 交流接触器有三极 四极和五极三种 5 1接触器分类 5 2交流接触器5 2 1结构 外形和结构如图所示 交流接触器的主要部分是电磁系统 触点 CJ10 20型交流接触器 5 2 2工作原理 交流接触器有两种工作状态 得电状态 动作状态 和失电状态 释放状态 接触器主触头的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆上 其静触头则固定在壳体上 当线圈得电后 线圈产生磁场 使静铁心产生电磁吸力 将衔铁吸合 衔铁带动动触头动作 使常闭触头断开 常开触头闭合 分断或接通相关电路 当线圈失电时 电磁吸力消失 衔铁在反作用弹簧的作用下释放 各触头随之复位 直流接触器工作原理与交流接触器相同 5 3接触器主要技术参数 额定电压 指主触点的额定工作电压 直流有 110V 220V 440V 660V交流有 110V 220V 380V 500V 660V 690V额定电流 主触点的额定电流 10 800A机械寿命 1000万次以上 与电气寿命 100万次以上 操作频率 每小时的允许操作次数 一般 交流最高1000次 h 直流最高1500次 h线圈的额定电压等级 AC36V127V220V380VDC24V48V220V440V 1 接触器极数和电流种类的确定 2 根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器 3 根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级 6 接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求 4 根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压 5 接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定 7 额定操作频率 次 h 即允许的每小时接通的最多次数 5 4接触器的选用 5 5交流接触器型号 含义 常用的交流接触器有CJ20 CJX2 CJ12和CJ10 CJ0等系列 直流接触器有CZ18 CZ21 CZ22和CZ10 CZ2等系列 5 6直流接触器 常用直流接触器有 CJ18 CZ21 CZ22和CZ0系列等 应用于直流电力线路中 供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动 停止 反转或反接制动控制 以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁 电磁阀 离合器和电磁线圈等 直流接触器的工作原理 直流接触器的原理 型号 含义 5 7图形符号及文字符号 常见系列产品 线圈常开触点常闭触点 第六节继电器 定义 是一种根据电量 电流 电压 或非电量 时间 速度 温度 压力等 的变化自动接通和断开小电流控制电路 实现远距离控制或保护任务的自动控制电器 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 主要区别在于 6 1继电器分类 用途分 控制继电器 保护继电器原理分 电磁式 感应式 电动式 电子式 热继电器等信号分 电流 电压 时间 速度 温度 压力继电器等 动作时间分 瞬时继电器 延时继电器输出形式分 有触点 无触点继电器线圈电流 交流 直流继电器 6 2电磁式电流继电器 电流继电器是根据电路电流变化而动作的继电器 线圈与被测电路串联 主要用于电动机 发电机或其它负载的过载及短路保护 直流电动机磁场控制或失磁保护等欠电流继电器过电流继电器 1 过电流继电器通常 交流过电流继电器的吸合电流I0 1 1 3 5 IN 直流过电流继电器的吸合电流I0 0 75 3 IN 由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作 其触头来切断电路 故过电流继电器无释放电流值 利用常闭触点 电路发生故障时 过电流使衔铁吸合 带动常闭触点打开 2 欠电流继电器正常工作时 继电器线圈流过负载额定电流 衔铁吸合动作 当负载电流降低至继电器释放电流时 衔铁释放 带动触头动作 欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用 利用常开触点 正常工作时衔铁吸合 电流低于整定值时释放 6 3电磁式电压继电器 电压继电器反映的是电压信号 线圈并接在被测电路两端 过电压继电器 正常时衔铁不产生吸合 过电压时才动作 所以是利用常闭触点分断电器设备的电源 欠电压继电器 正常时衔铁吸合 欠电压时衔铁释放 触电动作 所以是利用常开触点分断电器设备的电源 过电压继电器在电路中用于过电压保护 欠电压继电器在电路中用于欠电压保护 6 4中间继电器 中间继电器实质是一种电压继电器 触点对数较多 容量较大 动作灵敏 主要起扩展控制范围或传递信号的中间转换作用 中间继电器的结构和工作原理与交流接触器基本相同 与交流接触器的主要区别是触点数目多 且触点容量小 只允许通过小电流 在选用中间继电器时 主要是考虑电压等级和触点数目 6 5时间继电器 用途在自动控制系统中 有时需要继电器得到信号后不立即动作 而是要顺延一段时间后再动作 线圈通电或断电 并输出控制信号 以达到按时间顺序进行控制的目的 适用于定时控制 分类常用的种类有电磁式 空气阻尼式 电动式和晶体管式 延时方式通电延时型和断电延时型 6 5 1直流电磁式时间继电器 工作原理 当衔铁未吸合时 磁路气隙大 线圈电感小 通电后激磁电流很快建立 将衔铁吸合 继电器触点立即改变状态 而当线圈断电时 铁心中的磁通将衰减 磁通的变化将在铜套中产生感应电动势 并产生感应电流 阻止磁通衰减 当磁通下降到一定程度时 衔铁才能释放 触头改变状态 因此继电器吸合时是瞬时动作 而释放时是延时的 故称为断电延时 常开触头 空气阻尼式时间继电器 6 5 3电动式时间继电器 由微型同步电动机拖动 有通电延时和断电延时 常用型号 JS11 3PR 3PX等优点 延时范围广 0 72h 整定偏差和重复偏差小 延时时间不受电源电压波动和环境温度变化影响 缺点 机械结构复杂 价格贵 延时精度受电源频率影响 6 5 4电子式时间继电器 电子式时间继电器是采用晶体管或集成电路和电子元件等构成 目前已有采用单片机控制的时间继电器 电子式时间继电器具有延时范围广 精度高 体积小 耐冲击和耐振动 调节方便及寿命长等优点 所以发展很快 应用广泛 半导体时间继电器的输出形式有两种 有触点式和无触点式 前者是用晶体管驱动小型磁式继电器 后者是采用晶体管或晶闸管输出 分类按延时原理 阻容充电延时型 数字电路型按输出形式 有触点 无触点常用产品 JSJJS20JSS等优点 延时长 调节范围宽 体积小 延时精度高 使用寿命长 6 5 5继电器的一般图形文字符号 电流 电压 中间 其他见P23 常见系列产品 6 6热继电器 热继电器是利用电流的热效应原理工作的保护电器 在电路中用作电动机的过载保护和断相保护 长期过载 频繁启动 欠电压 断相运行均会引起过电流 是一种具有过载保护特性的过电流继电器 基于双金属片的热继电器 主要由热元件 双金属片和触头三部分组成 热继电器的常闭触点串联在被保护的二次回路中 它的热元件由电阻值不高的电热丝或电阻片绕成 串联在电动机或其他用电设备的主电路中 靠近热元件的双金属片 是用两种不同膨胀系数的金属用机械辗压而成 为热继电器的感测元件 发热元件 串联在主电路中 串联在控制电路中 a 外形b 结构图1 电流整定装置2 主电路接线柱3 复位按钮4 常闭触头5 动作机构6 热元件31 常闭触头接线柱32 公共动触头接线柱33 常开触头接线柱 a 外形 b 结构 6 6 1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 因双金属片的右侧膨胀系数大 使其左侧弯曲 推动导板向左运动 常闭触点断开 1 主触头2 主双金属片3 热元件4 推动导板5 补偿双金属片6 常闭触头7 常开触头8 复位调节螺钉9 动触头10 复位按钮11 偏心轮12 支撑件13 弹簧 带断相保护的热继电器 6 6 2型号 图形符号 常见系列产品 6 6 3热继电器接入电动机定子电路方式 电动机定子绕组星形接法 带断相保护和不带断相保护的热继电器均可接在线电路中 电动机定子绕组三角形接法 带断相保护接在线电路中 不带断相保护热继电器的热元件必须串接在电动机每相绕组上 热继电器接入电路的方式 6 6 4热继电器的选用 1 应按照被保护电动机额定电流的1 1 1 25倍选取热元件的额定电流 2 热继电器的整定电流调节范围是热元件额定电流的约60 100 3 热继电器安装完毕需进行整定电流值的调整 整定电流值应等于被保护电动机的额定电流 4 由于热继电器有热惯性 大电流出现时它不能立即动作 故热继电器不能用作短路保护 5 用热继电器保护三相异步电动机时 至少要用有两个热元件的热继电器 从而在不正常的工作状态下 也可对电动机进行过载保护 例如电动机缺相运行时 至少有一个热元件能起作用 6 安装时应注意 热继电器的工作环境温度与被保护设备的环境温度相差一般不应超过15 25 以保证保护动作的准确 7 热继电器连接的导线截面积应满足负荷要求 导线与热继电器连接时要压接牢固 以免由于导线过细或因接触不良而发热使热继电器错误动作 6 7速度继电器 速度继电器用来感受转速和转向 它的感受部分主要包括转子和定子两大部分 执行机构是触头系统 其转子的轴与被控电动机的轴相连接 当被控电机转动时 带动继电器转子以同样速度旋转而产生电磁转矩 使定子克服外界反作用力转动一定角度 转速越高角度越大 当转速高于设定值时 速度继电器的触点发生动作 常开触点闭合 常闭触点断开 当速度小于这一设定值时 触点又复原 速度继电器主要用作鼠笼式异步电动机的反接制动控制中 故称为反接制动继电器 a 外形b 结构图 NS 6 7固态继电器 固态继电器 SSR SolidStateRelay 1 用途 以弱控强 强弱隔离 无触点继电器2 种类1 直流 晶体管作开关元件输出 交流 晶闸管作开关元件输出 2 光耦合隔离 磁隔离 3 过零触发 非过零触发 有源触发 无源触发 固态继电器的图形及文字符号 3 使用注意事项 1 过载类型 阻 感 采用过压吸收保护 2 输出 采用RC浪涌吸收回路 非线性压敏电阻吸收瞬变电压 3 散热片 接地 绝缘 4 避免负载短路 5 输出计算值 3倍负载额定电流值 4 常用 DJ系列 参数见下表 DJ型固态继电器的主要技术参数 固态继电器是以半导体导通和截止性能制造的固态开关 具有速度快 无触点 与控制电路接口方便的优点 固态继电器可供交流和直流场合使用 有功率型固态继电器 提供的电压范围从110V到575V 电流从3A到45A 亦有480V 45A大电流产品 还有插在印刷电路板上的小管脚的固态继电器 OPTO22固态继电器具有4000V光电隔离 过零上电 内置缓冲电路等特点 OPTO22公司的固态继电器分为交流系列 直流系列 Z系列和印刷电路板系列 其中印刷电路板系列又分为MP系列和P系列 2 3低压断路器 低压断路器也称自动空气断路器 简称自动空气开关或自动开关 它相当于刀开关 熔断器 热继电器和欠压继电器的功能组合 是一种既起手动开关作用 又可自动有效地对串接在其后面的电气设备的失压 欠压 过载和短路进行保护的电器 脱扣器是自动开关的主要保护装置 包括电磁脱扣器 作短路保护 热脱扣器 作过载保护 失压脱扣器以及由电磁和热脱扣器组合而成的复式脱扣器等种类 电磁脱扣器的线圈串联在主电路中 若电路或设备短路 主电路电流增大 线圈磁场增强 吸动衔铁 使操作机构动作 断开主触点 分断主电路而起到短路保护作用 电磁脱扣器有调节螺钉 可以根据用电设备容量和使用条件手动调节脱扣器动作电流的大小 热脱扣器是一个双金属片热继电器 它的发热元件串联在主电路中 当电路过载时 过载电流使发热元件温度升高 双金属片受热弯曲 顶动自动操作机构动作 断开主触点 切断主电路而起过载保护作用 图1 13自动开关的原理图1 9 弹簧2 触点3 锁键4 搭钩5 轴6 过电流脱扣器7 杠杆8 10 衔铁11 欠电压脱扣器12 双金属片13 电阻丝 可实现短路 过载 失压保护 锁钩 主触点手动闭合 衔铁释放 自动空气断路器原理图 连杆装置 释放弹簧 类型及主要参数 框架式低压断路器 用于配电网络的保护 如DW10 DW15系列塑料外壳式断路器 用于配电网络的保护和电动机 照明电路及电热电路的控制开关 DZ5 DZ10 DZ20系列快速断路器 半导体整流元件和整流装置的保护 DS限流断路器 能在短路电流达到峰值前把故障电路切开 用于短路电流相当大的电路中 DWX15 DZX10 DZ20L DZ20L系列漏电断路器是一种电流动作型电子式剩余电流动作保护装置 主要适用于交流50赫兹 额定电压为380伏 额定电流至630A的配电网络中 作为人身触电保护之用 也可用来防止因设备绝缘损坏 产生接地故障电流而引起的火灾危险 并可用来分配电能和保护线路及电源设备的过载和短路 并可作为线路的不频繁转换之用 DZ5系列塑料外壳式断路器 断路器的选用 额定电压等于或大于线路或设备的额定工作电压 额定电流大于或等于负载工作电流 通断能力大于或等于电流的最大短路电流类型要根据使用场合和保护要求来选用 断路器的调整 过载脱扣器整定电流应与所控制的电动机的额定电流一致 通过1 05倍脱扣整定电流 2h内不动作 通过1 20倍脱扣整定电流 2h内动作 过电流脱扣器整定电流应大于负载的正常工作尖峰电流 对电动机负载应按启动电流的1 7倍整定 欠电压脱扣器整定电压等于主电路额定电压 级间保护的配合应满足配电系统选择性保护的要求 避免越级跳闸 扩大事故范围 型号及其含义 DZX7DZX8系列低压断路器 常见系列产品 2 4漏电断路器 保护器 用途主要用于当发生人身触电或漏电时 能迅速切断电源 保障人身安全 防止触电事故 有的漏电保护器还兼有过载 短路保护 用于不频繁起 停的电动机 工作原理当正常工作时 不论三相负载是否平衡 通过零序电流互感器主电路的三相电流相量之和等于零 故其二次绕组中无感应电动势产生 漏电保护器工作于闭合状态 如果发生漏电或触电事故 三相电流之和便不再等于零 而等于某一电流值Is Is会通过人体 大地 变压器中性点形成回路 这样零序电流互感器二次侧产生与Is对应的感应电动势 加到脱扣器上 当Is达到一定值时 脱扣器动作 推动主开关的锁扣 分断主电路 漏电保护器工作原理 DZL18系列漏电断路器 以下简称漏电断路器 适用于交流50Hz 额定工作电压220V 额定电流为32A及以下的单相电路中 用来对人进行间接接触保护 以及对建筑物及类似用途的线路进行过电流保护 也可对由于过电流保护装置不动作而持续存在的接地故障引起的火灾提供保护 带过电压保护的漏电断路器还能对由于电网故障引起电压过度升高进行保护 DZ47LE系列是由DZ47小型断路器与漏电脱和器拼装成一体 具有漏电保护功能 体积小 重量轻 系列性强 分断能力高 安装方便等特点 是配电照明箱配套安装保护的理想产品 漏电保护器型号及技术数据 有电流动作型 电压动作型 常用电流动作型 单相式 DZL18 20三相式 DZ15L DZ47L等额定漏电动作电流30 100mA 漏电脱扣动作时间小于0 1S 见表1 2 DZ47LE系列漏电断路器 常见系列产品 第三节 熔断器 用途主要用作配电线路的严重过载和短路保护 结构熔断器主要由熔体 俗称保险丝 和安装熔体的熔管两部分组成 熔体由易熔金属材料铅 锡 锌 银 铜及其合金制成 通常做成丝状或片状 熔管是装熔体的外壳 由陶瓷 绝缘钢纸或玻璃纤维制成 在熔体熔断时兼有灭弧作用 工作原理熔断器的熔体与被保护的电路串联 当电路正常工作时 熔体允许通过一定大小的电流而不熔断 当电路发生短路或严重过载时 熔体中流过很大的故障电流 当电流产生的热量达到熔体的熔点时 熔体熔断切断电路 从而实现保护目的 3 1熔断器类型 常用的熔断器有 插入式熔断器 RC1A螺旋式熔断器 RL6 RL7 RLS2封闭管式熔断器 有填料式熔断器 RT12RT14RT15无填料式熔断器 RM10新型熔断器 自复式 RZ1高分断能力熔断器 德国AEG公司的NT型快速熔断器 瓷插式熔断器 螺旋式熔断器 有填料封闭管式熔断器 3 2熔断器的选择 1 额定电压选择 大于或等于电路的工作电压2 额定电流选择 熔断器额定电流IF的选择 1 电灯 电炉等电阻性负载 IF IL 3 多台电动机 IF 1 5 2 5 INmax IN 2 单台电机 IF 1 5 2 5 IN 2 额定电流选择 熔断器的额定电流应大于熔体的额定电流 熔体的额定电流大小与负载大小及性质有关 3 电容器电路中 只作短路保护 容体额定电流应当大于电容器额定电流的1 6倍 4 额定分断能力的选择 须大于电路中可能出现的最大故障电流 5 供电系统中配电电器与熔断器选择性保护的选择 选择性配合 常见系列产品 配电电器 熔断器 熔断器是一种广泛应用于低压电路或者电动机控制电路中的最简单有效的保护电器 熔断器的主体是用低熔点的金属丝或者金属薄片制成的熔体 熔体与绝缘底座或者融管组合而成熔断器总成 熔断器的熔体材料通常有两种 一种是由铅锡合金和锌等低熔点 导电性能较差的金属材料制成 另一种是由银 铜等高熔点 导电性能好的金属制成 熔断器的保护特性 当流过熔体的电流达到熔体额定电流的1 3 2倍时 熔体自身的发热温度开始缓慢上升 熔体开始缓慢融断 当流过熔体的电流达到熔体额定电流的8 10倍时 熔体自身的发热温度呈突变式上升 熔体迅速融断 熔断器的这种电流越大 熔体熔断的速度越快的特性就被称之为熔断器的保护特性或者称之为安秒特性 熔断器的保护特性曲线 I 熔断器熔体额定电流 熔断器的安秒特性 仅以同一型号的熔体而言 熔断器的型号及含义 型号及含义 熔断器的主要技术参数 额定电压 熔断器的额定电压是指熔断器长期工作时和分断后所能够承受的电压值 额定电流 熔断器的额定电流是指熔断器长期工作时 各组成部件的温升不超过规定值时所能承受的电流强度 极限分断能力 熔断器的极限分断能力是指熔断器在规定的额定电压和功率因数 或时间常数 的条件下 能够分断的最大短路电流值 熔断器的种类 熔断器的种类主要有 插入式熔断器 无填料封闭管式熔断器 有填料封闭管式熔断器 螺旋式熔断器 半导体器件保护用熔断器 自复式熔断器 熔断器 插入式熔断器 插入式熔断器主要应用于额定电压380V以下的电路末端 作为供配电系统中对导线 及电气设备 如电动机 负荷电器 以及220V单相电路 例如民用照明电路及电气设备 的短路保护电器 熔断器 插入式熔断器的结构 导线引入端口 熔断器 插入式熔断器实物图片 熔断器 无填料封闭管式熔断器 无填料封闭管式熔断器主要应用于经常发生过载和断路故障的电路中 作为低压电力线路或者成套配电装置的连续过载及短路保护 熔断器 有填料封闭管式熔断器 有填料封闭管式熔断器是在熔断管内添加灭弧介质后的一种封闭式管状熔断器 有填料封闭管式熔断器内添加的灭弧介质在目前广泛使用的是石英砂 石英砂具有热稳定性好 熔点高 热导率高 化学惰性大和价格低廉等优点 封闭管式熔断器 导电铜帽 紧固螺栓插孔 封闭管式熔断器 熔断器 无填料封闭管式熔断器 熔断器 无填料封闭管式熔断器 熔断器 螺旋式熔断器 螺旋式熔断器主要应用于交流电压380V电流强度200A以内的电力线路和用电设备中作短路保护 特别是在机床电路中应用的比较广泛 熔断器 螺旋式熔断器 熔断器的种类 半导体器件保护用熔断器 半导体器件保护用熔断器又称为快速熔断器 它主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护 自复式熔断器 自复式熔断器采用金属钠作熔体 在常温下具有高导电率 当电路发生短路故障时 短路电流产生的高温会使金属钠在短时间内迅速汽化 汽态钠则呈现高阻态 从而限制了短路电流 熔断器 选用与维护 一 熔断器的类型应根据线路的要求 使用场合以及安装条件进行选择 熔断器的额定电压必须等于或者高于其所在工作点的电压 熔断器的额定电流应根据被保护的电路及设备的额定负载电流选择 熔断器的额定电流必须等于或者高于所安装的熔体的额定电流 熔断器 选用与维护 二 熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流值 熔断器的选择需考虑在同一电路网络中与其他配电电器 控制电器之间的选择性级差配合的要求 上一级熔断器熔体的额定电流应比下一级熔断器熔体的额定电流大1 2个级差 熔断器 选用与维护 三 熔体额定电流的选择 A 对于只有很小或者没有冲击电流的负载电路的保护 熔体的额定电流应等于或者稍大于被保护的电路的工作电流 即 IFU I B 对于电动机类负载 必须考虑启动冲击电流的影响来选择熔体的额定电流值 即 IFU 1 5 2 5 I 熔断器 选用与维护 四 C 对于多台电动机由一个熔断器保护时 熔断器熔体额定电流的选择应按下式计算 IFU 1 5 2 5 INMAX I 式中INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流 I 为其余电动机额定电流的总和 D 降压启动的电动机所选用的熔断器熔体的额定电流可以等于或稍大于电动机的额定电流 使用和维护熔断器时应注意的事项 安装前应检查所安装的熔断器的型号 额定电流 额定电压 额定分断能力 所配装的熔体的额定电流等参数是否符合被保护电路所规定的要求 安装时应保证熔断器的接触刀或者接触帽与其相对应的接触片 夹接触良好 以避免因接触不良产生较大的接触电阻或者接触电弧 造成温度升高而引起的熔断器的误动作和周围电器元件的损坏 熔断器所安装的熔体熔断后 应由专职人员更换同一规格 型号的熔体 定期检修设备时 对已损坏的熔断器应及时更换同一型号的熔断器 第四节 主令电器 主令电器是自动控制系统中用于接通或断开控制电路的电器设备 用以发送控制指令或用作程序控制 控制按钮位置开关万能转换开关主令控制器和凸轮控制器 4 1控制