chap2常用低压电器.ppt

机电传动控制,胡兆勇zhy.hu,第2章常用低压电器,3,2.1概述,电器的概念一种能够根据外界信号的要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或用电设备的切换、控制、保护、检测、变换和调节作用的电气元件或设备按工作电压等级分为高压电器和低压电器低压电器的概念低压电器：通常指工作在交流1200V（AC）、直流1500V（DC）及以下电路中的电器,4,2.1概述,电器的分类按功能分控制类电器保护类电器按动作分类自动切换电器手动切换电器按控制对象分类控制电器配电电器按触点分类有触点电器无触点电器,分类不严格,5,2.1概述,电器的基本组成从结构上看，电器一般由两个部分组成，即感受部分和执行部分感受部分接受外界输入信号，并通过转换、放大与判断做出有规律的反应，使执行部分动作执行部分则按照感受部分的反应进行相应的动作，从而接通或断开电路，实现控制的目的在常用低压电器中，大部分为电磁式电器,6,2.1概述,电磁机构电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁三部分组成其结构形式按衔铁的运动方式一般可分为直动式和转动式（拍合式）两种,7,2.1概述,触头系统触头的分类按所控制的电路分为：主触头和辅助触头按其原始状态分为：常开触头和常闭触头按其结构形式分为：桥形触头和指形触头按其接触形式分为：点接触、线接触和面接触,8,2.1概述,触头系统电弧的产生：空气电离作用、高温、燃烧灭弧需求：使电弧拉长，冷却加速常用灭弧方法双断口灭弧法磁吹灭弧法灭弧罩金属栅片灭弧法,9,2.1概述,触头系统双断口式灭弧：使一段电弧变成两段而使电压为1/2，（小功率）,双断口灭弧法,10,2.1概述,触头系统磁吹灭弧法：利用磁吹线圈产生磁场，使电弧中的载流子受到电磁力F（变流、直流、大功率）,磁吹灭弧法,11,2.1概述,触头系统灭弧罩：冷却用于直流,纵缝灭弧法（灭弧罩）,12,2.1概述,触头系统金属栅片灭弧法：导磁好的栅片磁力吸弧、栅片散热、分隔电压，用于交流接触中,金属栅片灭弧法,13,2.2开关类电器,两大类用于动力电路中的开关电器工作在较高电压电路中用于控制电路中的开关电器工作在较低电压电路中,14,2.2.1动力电路开关电器,按能否带负载（负荷）通断，分为2类不能带负载通断的开关电器，主要在维修等时，用于隔离电源。隔离开关（QS）能带负载通断的开关电器负荷开关、断路器,15,2.2.1动力电路开关电器,1、刀开关具有刀形触片的各类开关电器的总称由触刀、触头插座、绝缘底板、操纵手柄组成,16,2.2.1动力电路开关电器,1、刀开关常用的刀开关有两大类一类是带杠杆操作机构的单投或双投刀开关，能切断额定电流值以下的负载电流另一类是中央手柄式的单投或双投刀开关，不能分断电流，只能作隔离器用,17,2.2.1动力电路开关电器,1、刀开关可以通断小电流用于隔离，作低压隔离器隔离开关,电器符号,18,2.2.1动力电路开关电器,2、负荷开关开关和熔断器的串联组合构成的电器组能够带负载通断电路常用的负荷开关有两大类开起式负荷开关封闭式负荷开关,电器符号,19,2.2.1动力电路开关电器,开起式负荷开关俗称胶壳开关，或胶盖开关由瓷底座、触头座、触刀、熔断丝、胶盖和操作手柄组成,安装时电源线应接在刀座上方，负载线应接在刀片下面熔丝的另一端。通常是垂直安装，刀片向下为断开,触刀,触头座,熔断丝,胶盖,瓷底座,操作手柄,20,2.2.1动力电路开关电器,封闭式负荷开关俗称铁壳开关,铁壳,刀座,刀片,操作手柄,壳盖与手柄之间有机械联锁，壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全,熔断器,21,2.2.1动力电路开关电器,3、低压断路器低压断路器俗称自动开关、空气开关（空开）常用作低压配电的总电源开关，也可作为电动机主电路的短路、过载和欠电压保护开关,电器符号,22,2.2.1动力电路开关电器,3、低压断路器,小型断路器,23,2.2.1动力电路开关电器,低压断路器结构和工作原理,24,2.2.1动力电路开关电器,4、转换开关多组触点组合的电器多极多位置开关电器,电器符号,25,2.2.1动力电路开关电器,4、转换开关典型应用正反转多回路控制等,26,2.2.2控制电路开关电器,也称为主令电器主要用在控制电路中，发出控制工作状态转换的命令或信号按钮类位置类选择类,27,2.2.2控制电路开关电器,1、按钮类由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成按下时先断开常闭触头，再闭合常开触头；去掉外力后在复位弹簧的作用下，先断开常开触头，再闭合常闭触头,电器符号,28,2.2.2控制电路开关电器,1、按钮类不同颜色，表示不同含义红色：危险情况下的操作、停止或分断绿色：启动和接通黄色：应急和干预蓝色：上述不包括的任一种功能,29,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类行程开关有触点的位置类开关利用机械运动部件的碰撞将运动位置信号变换为电路的通断信号的主令电器若将行程开关安装于生产机械的终点处，以限制其行程，则又称为限位开关,电器符号,30,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类行程开关按结构分为直动式、滚轮式和微动式,31,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类行程开关,32,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类行程开关,33,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关、光电开无触点、非接触式的位置类开关特点操作频率高、灵敏度高没机械疲劳、损耗，寿命长可工作环境恶劣可与计算机、PLC直接接口接近开关两大类电感式接近开关：专用于检测金属物体电容式接近开关：可检测任意材料制作的物体,34,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关电感、电容接近开关外形,35,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关电感式接近开关原理电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。,36,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关电容式接近开关原理测量头构成电容器的一个极，另一个极是物体本身物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态发生变化由此便可控制开关的接通和关断接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,37,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关电感式接近开关原理图,38,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关电感容式接近开关原理图,39,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关接近开关应用,40,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关接近开关应用,41,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关,42,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关接线方式：三线（直流）（常开型、常闭型）二线（交流）（常开型、常闭型）,43,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类接近开关,44,2.2.2控制电路开关电器,2、位置类光电开关无触点、非接触式的位置类开关四种类型漫射式反射式直通光束式光纤导线式,45,2.3继电器类电器,由电磁系统或工作参数等驱动机构动作的一类电器三大类接触器类控制继电器类保护继电器类,往往也将继电器和接触器分为两大类但两个基本原理是一样的,46,2.3.1接触器,可以频繁接通和断开交直流主电路和大电流电路的自动切换电器具有手动开关所缺乏的远距离控制和低压保护功能，但不具有过载和短路保护功能主要控制对象是电动机（起动、反转、制动、调速），也可用于控制电热设备、电焊机等电力负载,47,2.3.1接触器,分类按驱动触头系统的动力不同分为电磁接触器、气动接触器和液压接触器按通过主触头的电流种类分为交流和直流接触器,48,2.3.1接触器,分类按主触点的个数（也称极数）分：直流接触器有单极和双极两种，用于直流电动机等直流设备的电源的通断交流接触器有三极、四极和五极三种，用于交流电动机等直流设备的电源的通断，（多速电机的控制或自耦降压起动可采用五极的交流接触器）按灭弧介质分为空气、油、真空,49,2.3.1接触器,结构和工作原理,用于动力电路,用于控制电路,电磁机构触头灭弧装置,电器符号,50,2.3.2控制继电器,1、中间继电器中间继电器触头数量多（一般有8对），容量一般为5A主要起中间信号传递及转换的作用,电器符号,51,2.3.2控制继电器,2、时间继电器利用某种原理实现触头延时动作的自动电器，经常用于按时间原则进行控制的场合按延时方法分为电气式和机械式两大类电气延时式分为电磁阻尼式、电子式等机械延时式分为气体阻尼、油阻尼等按电流类型分直流和交流时间继电器主要类型有电磁阻尼式、空气阻尼式、电子式时间继电器,52,2.3.2控制继电器,2、时间继电器,53,2.3.2控制继电器,2、时间继电器通电延时时间继电器断电延时时间继电器,54,2.3.2控制继电器,2、时间继电器触点动作时序图,55,2.3.2控制继电器,2、时间继电器电器符号,触点瞬动常闭触点瞬动常开,通电延时线圈断电延时线圈,通电延时闭合常开触点断电延时断开常开触点,通电延时断开常闭触点断电延时闭合常闭触点,56,2.3.2控制继电器,3、速度继电器主要用于笼型异步电动机按速度原则控制的反接制动，又称反接制动继电器速度继电器主要由转子、定子和触头组成，速度继电器有两组触头,电器符号,57,2.3.2控制继电器,3、速度继电器用于将电动机的转速和转向参数转换为触点信号，控制电路的接通或断开。,58,2.3.2控制继电器,4、压力继电器主要用于检测流体压力是否达到某一阀值,电器符号,59,2.3.3保护类继电器,1、热继电器根据电流通过发热元件产生的热量，使双金属片受热弯曲而推动机构动作的一种电器主要用于电动机的过载、断相和电流不平衡的保护,60,2.3.3保护类继电器,1、热继电器热继电器主要由热元件、双金属片和触头三部分组成,电器符号,61,2.3.3保护类继电器,1、热继电器,注意：由于热继电器中发热元件有热惯性，不能起到瞬时过载保护，更不能做短路保护,62,2.3.3保护类继电器,2、熔断器一种利用物质过热熔化的性质制作的保护电器，是一种结构简单却十分有效的保护电器，广泛用于短路保护熔断器由熔体和安装熔体的熔断管组成熔体是熔断器的核心部分通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜的丝状或片状材料制成常见结构：插入式、螺旋式和封闭管式,63,2.3.3保护类继电器,2、熔断器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安秒特性或保护特性,电器符号,64,2.3.3保护类继电器,3、电流继电器电流继电器的作用是反映电路中电流的变化线圈串联在被测电路中线圈匝数少而导