电器产品的结构与装配.ppt

电器产品的结构与装配任务一、接触器的结构与装配,1、用途用于频繁接通和分断交流、直流主电路。2、组成：触头(主触头辅助触头;常开常闭触头)；线圈,一、接触器的用途、工作原理和分类,主触头,辅助触头,辅助触头,主触头,规定1、3、5是主触头，2、4是辅助触头,下面5个是常开触头,这个型号不分主触头和辅助触头,2个辅助常闭触头,CJ10、,3.原理,线圈带电后产生吸引力，带动其向右移动,常闭触头在线圈带电后断开,常开触头在线圈带电后闭合,接触器的符号及型号含义,例如：CJl22503为CJl2系列交流接触器，额定电流250A，三个主触点。CJl2T2503为CJl2系列改型后的交流接触器，额定电流250A，三个主触点。CZ010020为CZ0系列直流接触器，额定电流100A，二个常开主触点。,4、分类：电磁式接触器、压缩空气式、液压驱动式,1、额定电压：主触头的额定工作电压。2、额定电流：主触头的额定工作电流。3、约定发热电流：在规定条件下实验时，电器在8小时工作制下，各部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电流。4、动作值：接触器的吸合电压和释放电压。5、接通与分断能力：接触器的主触头在规定条件下，能可靠地接通或分断的电流值。,二、接触器的主要技术参数,表8-2接触器主触头使用类别,表8-3接触器的接通与分断能力,6、耐受过载电流能力7、机械寿命与电寿命：机械寿命不带负荷工作的结构寿命。电寿命带负荷投切的寿命。机械寿命远大于电寿命。8、操作频率：每小时允许的操作次数。9、额定工作制：长期工作制、八小时工作制、短时工作制、反复短时工作制。10、和短路保护电器的配合：与断路器和熔断器的配合，实现短路保护。,表8-2接触器主触头使用类别,表8-3接触器的接通与分断能力,1.结构型式,三、电磁铁的结构和工作原理,交流电磁铁的吸力,2、原理,1.衔铁吸合过程：线圈通电，导磁体被磁化，产生吸力，吸力大于弹簧的反作用力后，衔铁被吸引到静铁心。2.衔铁释放过程：线圈断电，吸力小于弹簧的反作用力时，衔铁返回打开位置。,3.电磁铁的分类,直动式、转动式,按照衔铁运动方式分：,按照导磁体形状分：,直流：铁心是整块的低碳钢或工程铁制造；交流：铁心是薄硅钢片叠成。,U行、E形和螺管形,按照线圈电流种类分：,电压一定，匝数多，线经细，线圈电阻与电感大。,并联线圈：,串联线圈：,电流一定，匝数少，线经粗，线圈电阻与电感小。,按照线圈连接方式分：,CJ10,DZ47断路器,四.电磁式接触器的典型结构,1.CJ20系列交流接触器,1）结构,（1）双断点直动式，结构简单；（2）易于熄弧；（3）不能选择合适的杠杆比；（4）没有自动净化的作用；（5）价格高改进措施：（1）降低了吸合电压；（2）提高线圈的整体机械强度和耐热性；（3）减少剩磁；（4）辅助触头采用密封结构；（5）采用大开距和大超程，提高分断能力。,2）CJ20系列接触器的特点：,2.CZ0系列直流接触器,1）、用途用于控制直流负载和直流电动机2）、主要参数额定电压直流440V，额定电流40600A，机械寿命几百万次，电寿命几十万次。,3）、结构,（1）单断点转动拍合式；（2）直流电弧不易于熄弧，通常采用磁吹灭弧、双纵缝或横隔板陶土灭弧；（3）可以选择合适的杠杆实现吸力与反力的配合。一般杠杆比取小于等于1；（4）触头有自清洁的作用；改进措施（引进B系列）：（1）改变断点布置形式，便于维护；（2）加入缓冲装置，提高机械强度减缓碰创；（3）触头采用桥式（直桥、弯片、船型）双断点；,五、接触器的结构分析1.接触器的触头双断点：单断点：2.接触器的灭弧装置1）、绝缘材料灭弧罩2）、多纵缝灭弧室3）、栅片灭弧室4）、串联磁吹和绝缘材料灭弧室5）、真空灭弧室,3.接触器的电磁铁结构对接触器寿命的影响（1）吸力特性与反力特性的配合；（2）添加缓冲零件；（3）分磁环是影响机械寿命的重要因素；（4）对铁心极面进行硬化处理，提高耐磨性；（5）合理选择轴承，减少摩擦；（6）交流接触器采用直流电磁铁,4.引进产品性能对比,六、选用：,1）选择接触器的类型交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。AC8。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。,AC5a：放电灯的通断AC5b：白炽灯的通断AC6a：变压器的通断AC6b：电容器组的通断AC7a：家用电器和类似用途的低感负载AC7b：家用的电动机负载AC8a：具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机AC8b：具有自动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机,额定电流计算公式：,无论是任何工作状况的交流接触器，其额定电流的选择可采用经验公式来计算。实用电工计算手册指出：“实际选择时，接触器主触头额定电流大于上述计算值”究竟应大多少合适呢？应视电动机是轻载起动还是重载起动，有无变速、正反转变换、反接制动或操作频繁与否等因素来判定。,2）选择接触器的参数,例如：UN=380V，PN=4KW的三相电动机驱动车床，按上式求得计算值为7.5A10.5A选择接触器型号还是选用CJ10-20型（额定电流INC=20A）为好。如果选用INC=10A的接触器，并非当时不能使用。但经验证明，看似节约了成本，但是由于使用寿命大大缩短，造成维修费用增加和停机生产损失，甚至导致电机单相故障运行或启动，使电机烧损的机遇增加。反而得不偿失。对机加工的车工工人实行计件工资，工人为了加快加工进度，异常频繁地采用全电压反接制动停机。为确保接触器有较长的使用寿命，尽可能减少其他方面的损失，唯一能做的就是再提高一个等级来选择接触器的规格。,（1）控制电热设备用交流接触器的选用,这类设备有电阻炉、调温加热器等，此类负载的电流波动范围很小，按使用类别分属于AC1，接触器控制此类负载是很轻松的，而且操作也不频繁。因此，选用接触器时，只要按接触器的约定发热电流Ith等于或大于电热设备的工作电流的1.2倍。,例：试选用一接触器来控制380V、15KW三相Y形接法的电阻炉。解：先算出各相额定工作电流Ie。Ie=Pe/3Ue=15000/3380=22.7（A）Ith1.2Ie=1.222.7=27.2A因而可选用约定发热电流Ith27.2A的任何型号接触器。如：CJ2025、CJX218、CJX122、CJX522等型号。,（2）控制照明设备用接触器的选用,照明设备的类型很多，不同类型的照明设备，起动电流和起动时间也不一样。此类负载为使用类别AC-5a或AC-5b。如起动时间很短，可选择其约定发热电流Ith等于照明设备工作电流Ie的1.1倍即可；起动时间稍长以及功率因数较低的，可选择其约定发热比照明设备的工作电流更大一些（1.4）。参考下表,（3）控制电焊变压器用接触器的选用,电焊变压器因二次侧的电极短路而出现陡削的大电流，在一次侧出现较大的电流，所以，必需按变压器的额定功率、额定工作电流、电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选用接触器。此类负载使用类别属AC一6a类。一般取2Ie,（4）笼型感应电动机AC3使用类别用接触器的选用,电动机有笼型和绕线型电动机，其使用类别分别为AC2，AC3和AC4，因此，对不同型式和使用类别的电动机用选用不同结构的接触器。当电动机处于起动和停车时，其接通电流为5Ie选用的方法有查表法和查选用曲线法，在产品样本中直接列出在不同额定工作电压下的额定工作电流和可控制电动机的功率，以免除用户的换算，这时可以按电动机功率或额定工作电流，用查表法选用接触器。,查电寿命选用曲线来选用接触器的方法。CFC2系列交流接触器电寿命选用曲线，图中横坐标中下面有三条横线，分别代表220V、380V、440V时电动机在AC-3条件下的功率。例：380V、7.5kW的电动机或220V、4kW的电动机这时对应的电流约为15A，可选用额定工作电流为16A的接触器。沿图上380V、7.5kW处的垂直虚线与第三条折线（对应于CFC2-16）的交点，然后沿水平方向对应的纵坐标交点，即为所选用的接触器的电寿命为2106次。如果选用额定工作电流为25A的接触器，则可查出此时电寿命约为3.5106次。这说明选用大容量接触器可提高电寿命。,（5）绕线式感应电动机AC2使用类别用接触器的选用,此类负载下接触器的接通电流与分断电流均为2.5Ie。即AC2使用类别，一般选用转动式交流接触器较合适。因为其电寿命比直动式的高，而且便于维修。选用时可按电动机额定电流查表即可,（6）笼型感应电动机AC4使用类别用接触器的选用,当电动机处于点动或需反向运转、反接制动时，负载与AC3不同，其接通电流为6Ie。,例如：CJX19型交流接触器在380V、AC4条件下其额定工作电流为3.3A。电动机的额定输出功率=3UeIeCOS将上述接触器AC4条件下的额定电流值3.3A代入上式，假定电机的COS0.85，0.9，则33803.30.850.9=1.66KW即CJX19交流接触器在380V、AC4使用类别下可控制的三相笼型电动机约在1.66KW以下。,（7）电容器用接触器的选用,因接触器接通电容器组时会出现很大的合闸涌流，触头闭合过程中烧损严重，因此一般都要求接触器降容使用。一般的，接触器的额定电流可按电容器的额定电流的1.5倍选取，CJ19系列切换电容器接触器专为切换电容器而设计，并采用了串联电阻抑制涌流的措施。,CJ19系列接触器配用电容器,CJ20系列接触器配用的电容器,来,（8）对重任务型电机，如机床主电机、升降设备、绞盘、破碎机等，其平均操作频率超过100次min，运行于起动、点动、正反向制动、反接制动等状态，可选用CJl0Z、CJl2型的接触器。为了保证电寿命，可使接触器降容使用。选用时，接触器额定电流大一等级选用。（9）对特重任务电机，如印刷机、镗床等，操作频率很高，可达60012000次h，经常运行于起动、反接制动、反向等状态，接触器大致可按电寿命及起动电流选用，接触器型号选CJl0Z、CJl2等。,（10）选择接触器线圈电压接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可以降低，使用时也较安全。但为了方便和减少设备，常按实际电网电压选取。,七.磁路基本定律,磁路：磁通所经过的闭合回路。主磁通：集中在导磁体和气隙中的磁通。漏磁通：不通过气隙，通过线圈周围空间和部分导磁体形成回路。,磁感应强度B：表示磁场强弱的物理量。方向为磁力线的切线方向。大小和方向相同的磁场称为匀强磁场。,(1)基本概念,(2)磁路欧姆定律,(3)磁路的基尔霍夫第一定律,(4)磁路的基尔霍夫第二定律,1）磁路主体磁导体的磁导率不是常数，磁路是非线性的。,磁路的特点：,2）电路中导体与电介质的电导率相差20-21个数量级，所以在非高电压高频率条件下，忽略泄漏电流对工程计算影响很小。而磁导体与磁介质的磁导率相差3-5个数量级，所以泄漏磁通会产生不能容许的误差。3）电可以用绝缘体来隔离，但是磁场没有什么物质可以完全隔离。磁场无处不在。,(5)等效磁路计算,设计电磁机构，已知磁通，确定电磁机构的几何尺寸和电磁参数。验算任务刚好相反，是已知电磁机构几何尺寸和电磁参数，确定磁动势能够产生的磁通。,设计和验算,磁路计算的任务：,八.气隙磁导计算,*数学解析法:简便，气隙大的时候误差大*分割磁场法:气隙大时比较准确；图解法：比较费时，只用于磁极形状复杂的时经验公式法：通过试验归纳出来。,气隙磁导的计算方法：,相互平行的矩形磁极,(1)数学解析法计算气隙磁导,相互平行的圆磁极,(2)分割磁场法计算气隙磁导,主要应用于气隙较大，边缘磁通不能忽略的情况。磁场分割法也称为可能路径法,它以误差较小而被工程计算普遍使用.基本思路：把包括边缘磁通在内的全部气隙磁通，按照可能的路径分割成若干个具体简单的几何形状的磁通管，先分别计算每个磁通管的磁导，再将并联的磁通管的磁导相加，得到所求的气隙磁导。磁通管:在磁场存在的空间任取一个面积S,并通过其周界上各点作出与磁感应强度B一致的线,从而围成一个假想的的管子.管壁与B平行.,例：一个无限大平面和一个边长是a的正方体，可以分割成一个正方体1，四个1/4圆柱体2，四个1/4空心圆柱体3，四个1/8球体4和四个1/8空心球体5等磁通管。,九.直流磁路的计算,要解决的问题：电器中的磁路是什么形式的？电器中的磁路怎样计算？,直流磁路的特点：,1、铁心可以由整块钢铁材料制成；2、磁通与磁通势之间没有相位差；3、直流电磁铁也称为恒磁通电磁铁,直流磁路计算的任务:,分析方法:分段法（计算结果比较准确，适合于计算机计算）漏磁系数法（用于比较简单的磁路的近似计算）,在已知电磁铁结构尺寸和工作气隙时,（1）分段法:,材料不同;面积不同;考虑漏磁分段,分段法计算磁路,分段越多,计算结果越准确;适合建立模型后用计算机求解.,计算步骤:,直流电磁铁，磁路尺寸单位为cm，铁心由D21硅钢片叠成，叠装因数KFe=0.92;衔铁材料为铸钢，要使电磁铁中磁通为3*10-3Wb,忽略漏磁通求：1）磁通势；2）若线圈匝数N=1000，求线圈励磁电流。,例:,1、磁路长度是指平均长度,2、转弯的长度需要计算在内,3、铁心的宽是6.5.厚是5,1）将磁路按照材料和面积分成铁心、气隙、衔铁三个磁路部分。2）每段磁路长度、有效面积为：铁心段：l1=