第一章 常用低压电器.ppt

第一章常用低压电器,用来分合电路，以达到控制、调节和保护目的的电气设备称为电器。电器的种类繁多，通常可分为非自动电器和自动电器两类。非自动电器是由工作人员手动操作的，又称手动电器，如：刀开关、按钮、控制器等；自动电器是按照信号或某物理量的变化自动动作的，如：接触器、继电器、各种控制仪表等。本章介绍用于电力拖动自动控制的500V以下的常用低压电器，重点是常用低压电器的基本结构、工作原理、正确选择及合理使用、运行中的正确维护。,1.1低压电器的作用与分类低压电器：电气工程上用于交流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以上电力拖动系统组成主电路：由电动机、（接通、断开、控制电动机的）接触器主触点等电器元件组成，电流大,控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成,任务：根据给定的指令，依照自动控制系统的规,律和具体的工艺要求对主电路进行控制。电流小,分类：1、按操作方式分,手动电器：刀开关、按钮、转换开关以及不具备伺服电机操作的控制器。,自动电器：低压断路器、接触器、继电器,2、按用途分,低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等,低压控制电路：接触器、继电器、控制器、按钮等。,低压电器的另一种分类：1、按其工作条件可分为：低压防爆电器、普通电器、矿用电器、通用电器、热带电器、高源电器等。2、按其功能可分为：刀开关、主令开关、转换开关、自动开关、熔断器、控制器、控制继电器、起动器、接触器、电阻（变阻器）、电磁铁、调整器等。3、低压电器的灭弧条件及工作制分为：1）、灭弧条件：空气灭弧装置（消弧罩）、油冷灭弧。2）、工作制：对低压电器的线圈来说，存在通电时间连续与否的问题，即有长期工作制和短期工作制两种。,3、按工作原理分为,电磁式电器：交直流接触器、电磁式继电器等非电量控制电器：刀开关、行程开关、按钮等,1.2刀开关一、概述作用：用在低压成套配电装置中，作为不频繁地手动接通和分断交直流电路或作隔离开关作用。组成：手柄、触刀、静插座、底板分：单极、双极、三极或：直接手柄、杠杆、电动操作图1-9低压隔离器结构1-静插座2-操作手柄3-触刀4-支座5-绝缘底板,二、常用的刀开关HD：单投HS：双投型号及其含义：,“0”不带灭弧罩“1”带灭弧罩“8”中央手柄板前接线“9”中央手柄板后接线极数额定电流派生代号B“11”中央手柄式“12”侧方正面操作机构式“13”中央杠杆操作机构式“14”侧面手柄式“HD”单投“HS”双投,三、胶盖刀开关型号及含义：有HK1、HK2系列HK2-,四、熔断式刀开关以熔断体或带有熔断体的载熔件作为动触点的一种隔离开关。有HR3、HR5、HR6系列用于额定电压AC660VHR5-,五、刀开关的及图形、文字符号,文字符号：QS,六、刀开关的选择与使用1、功能：用于接通或切断带有负载的小容量交、直流主电路的手动切换电器；在大容量的主电路中，刀开关只起负载与电源间的隔离作用。通常5KW以下的负载刀开关可以直接拉合闸，负载容量大于5KW时刀开关不允许带负荷拉合闸。2、规格：分单极、双极、三极（多极）几种额定电压：Ue250V，500V，1000V额定电流：Ie（5，10）15，30，60，100，200，400，600，1000，1500A3、三相交流异步电动机刀开关的经验选择通常三相异步电动机的额定电流可按2A1KW估算；三相电阻器及三相照明负载线路电流可按1.5A1KW估算；单相电器负载线路电流可按4.5A1KW估算；则刀开关的容量选择可按下列口决选择：选开关，很简单，额定电流23,七、导线的规格及选择铜导线规格：1，1.5,2.5,4,6,10,16,25,35,50,70,95,120mm2铝导线规格：1.5,2.5,4,6,10,16,25,35,50,70,95,120，150，185，240mm2导线的选择与使用：交流电动机拖动控制电路中，380V电压的供电半径为50m范围内时，导线的规格可按下列口决选择选导线，也不难，电机容量去一半（铝导线选择时可直接按电机容量选择）,1.3组合开关（即万能转换开关、转换开关）功能：是一种多档式且能对电路进行多种转换的主令电器。也是一种刀开关。分：单极、双极、三极,电气符号,组成：操作机构、面板、手柄、触点座等,L1,L2,L3,QS,U1,V1,W1,1.4电磁式低压电器的基础结构,1.4.1电磁机构,组成：吸引线圈、铁心、衔铁、铁轭、空气气隙,一、电磁机构分类,1、按磁路形状和衔铁运动方式分,U形拍合式,E形拍合式和E形直动式,空心螺管式,装甲螺管式,回转式,图1.4.1常用的磁路结构1-衔铁2-铁心3-吸引线圈2.按线圈接入电路方式分串联电磁机构并联电磁机构二、电磁机构的特性,1.4.2电接触一、触点的接触形式点接触、线接触、面接触二、接触电阻理想情况下：触点闭合：接触电阻为零触点断开：接触电阻无穷大,图1.4.2桥式触点结构型式,三、影响接触电阻的因素及其减小的方法增加接触面积，减少接触电阻,1.4.3电弧的产生和灭弧方法一、灭弧的产生在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧：气体自持放电形式之一，是一种带电质点的急流。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二、常用的灭弧方法和装置1、电动力灭弧,2、灭弧栅灭弧,图1.4.14灭弧栅灭弧示意图,1-静触点2-短电弧3-灭弧栅片4-动触头5-长电弧3、灭弧罩灭弧4、磁吹式灭弧装置,1.5低压断路器又称：自动空气开关、自动空气断路器用于低压动力线路中。相当于刀开关、熔断器、热继电器、欠压继电器的组合，是一种自动切断电路故障的保护电器。1.5.1低压断路器的工作原理组成：触点系统、操作机构、保护元件主触点：由耐弧合金制成，采用灭弧栅灭弧操作机构：用手柄或电磁机构操作通、断故障时：自动脱扣,1.5.2低压断路器的主要技术参数和典型产品介绍一、低压断路器的主要技术参数1、额定电压：额定工作电压、额定绝缘电压、额定脉冲电压2、额定电流：指过电流脱扣器的额定电流3、通断能力：在规定条件下，能在给定的电压下接通和分断的最大电流值。4、分断时间：指切断故障电流所需的时间。二、低压断路器的保护特性过载、过电流、欠电压等保护,三、低压断路器典型产品介绍分：框架式、塑料外壳式、直流快速、限流式1、框架式低压断路器即万能式低压断路器，用于40-100KW电动机,有DW10、DW15系列2、塑料外壳式低压断路器又称：装置式低压断路器、塑壳式低压断路器用作配电线路的保护开关，以及电动机和照明线路的控制开关等。,电路的不频繁起动，起短路、过载、欠压保护作用。,有DZ5、DZ10、DX10、DZ12、DZ15、DZX19、DZ20等系列。DZ20系列型号及意义：P203、断路器图形符号和文字符号：QF1.5.3低压断路器的选用与维护一、断路器的选用：主电路额定工作电流、过载脱扣整定电流、额定通断能力、欠电压脱扣额定电压、类型的选择等。二、断路器的维护,1.6熔断器主体是低熔点金属丝或技术薄片制成的熔体，串联在被保护的电路中。一、熔断器的结构及保护特性组成熔体绝缘底座二、熔断器的主要技术参数的意义1、额定电压：应大于等于电气设备的额定电压。2、额定电流：长期工作时各部件温升不超过规定值所能承受的电流。3、极限分断能力：在规定的额定电压和功率因数的条件下，能分断的最大短路电流值。,4、熔断器功能：对电路进行短路保护。对小型设备选择恰当时也可作为过载保护。5、熔断器电流熔断器额定电流：指持续通过熔断器而不使熔件熔断的最大电流。,三、熔断器具体主要技术参数熔断器分为：RC瓷插式，RL螺旋式，RS快速熔断式，RM无填料式，RTO有填料式几种。规格分为熔器和熔件。熔器（具）：250V15，25，35，45A500V60，100，250，350A1000V450，600，1000A熔件：6，10，15，25，30，35，45，50，60，80，100，125，160，200，250，300，350，400，450，500，600，700，800，1000A,四、常用的熔断器1、瓷插式熔断器有RC1A系列2、RM10系列无填料封闭管式熔断器3、有填料封闭管式熔断器有：RT12、RT15、RT14、RT19、RT18系列,4、螺旋式熔断器有RL6系列5、半导体器件保护用熔断器6、NT型低压高分析能力熔断器7、自复式熔断器8、熔断器图形符号和文字符号：FU,五、熔断器的选择与维护,1、熔断器电流计算与熔件选择照明等线路：IFU=I电动机负载：电动机能够正常起动，其冲击电流不大时可选用较小的熔件；而机械负载较重电机难以起动，起动电流较大或频繁起动的电动机则选用较大的熔件。一般按下式计算：熔件电流IFU（1.52.5）IN多台电动机：分支电路中主干线上熔断器的选择：一般以计算电流Ijs为熔断器熔件的最大电流值（额定电流）。按电机容量最大的一台的起动电流与其余电机的额定电流的总和来考虑。计算电流IFU=Ijs（1.52.5）INMAX+IN式中，INMAX为容量最大的一台电机的额定电流，IN为其余电动机额定电流的总和。单台电动机负载熔断器经验选择：选保险，也简单，额定电流432、熔断器在使用维护方面应注意的事项,1.7接触器,功能：用来自动地接通或断开大电流电路的电器。有：交流接触器、直流接触器两种1.7.1交流接触器组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置1、触点系统：采用双断点的桥式触点主触点：通断主电路辅助触点：通断控制回路2、电磁机构：将电能转化为机械能，操纵触点的闭合或断开。3、灭弧装置：10A以下采用双断触点和电动力灭弧，容量较大（20A以上）采用灭弧栅灭弧。,图1.7.1CJ20系列交流接触器结构示意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8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹片4、其他部分：原理图：P29,交流接触器结构图,灭弧装置,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。,1.7.2直流接触器组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置原理图：见P301、触点系统：辅助触点：采用点接触的双断点桥式触点主触点：单极、双极，采用滚动接触的指形触点。2、电磁机构：直流不会产生涡流，不需要短路环3、灭弧装置：采用磁吹式灭弧装置,1.7.3接触器的主要技术参数及常用的接触器一、接触器主要技术参数1、额定电压：指主触点的额定工作电压直流有：24V、48V、110V、220V、440V交流有：36V、127V、220V、380V2、额定电流：主触点的额定电流3、机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上）4、操作频率：每小时的操作次数;一般：300次/h、600次/h、1200次/h5、接通与分断能力：可靠接通和分断的电流值。接通时：主触点不应发生熔焊分断时：主触点不应发生长时间燃弧,常见的接触器使用类别及典型用途见P31表1.7.1AC：交流DC：直流二、常用接触器介绍CJ40、CJ20、CJ12、CJ10、CJX1、CJX2、B系列型号及含义：见P32图形符号及文字符号：见P32KMKMKMKM,三、接触器的选用,1、类型的选择：直流或交流接触器,2、主触点额定电压的选择,大于等于负载额定电压,3、主触点额定电流的选择,要求额定电流大于计算值单台电机选择：主触点额定电流=电动机额定电流,4、接触器吸引线圈电压的选择,交流：,线路简单：线圈电压：380V或220V与电路电压一致,线路复杂：线圈电压：127V、36V等与电路电压一致,直流：线圈电压与直流控制电路电压一致。,四、接触器的使用和维护,1.8主令电器功能：对电路（设备）的控制实施动作指令，即开停，升降，快慢，进退等。有：控制按钮、行程开关、接近开关、主令控制器、万能转换开关等1、行程开关：又名限位开关和终端开关。没有线圈，属机械触点的联锁控制，靠机械碰撞完成控制动作。主要用于限位控制和终端保护控制。一般常用：LX1LX19,22,33等多种型号。电气符号：,功能：依据生产机械的行程发出命令以控制其运行方向或行程长短的主令电器种类：操作方式分：瞬动型、蠕动型结构分：直动、滚动直动、杠杆单轮、双轮等图形符号及文字符号：,SQ,SQ,2、控制按钮：功能：发出控