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文档简介

1、 Page: 1 Page: 2低压电器的基本知识 低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求,自动或低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求,自动或手动地改变电路的状态、参数,实现对电路或被控对象的控手动地改变电路的状态、参数,实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。制、保护、测量、指示、调节。 控制作用控制作用:如电梯上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。:如电梯上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。 保护作用保护作用:如电动机过热保护、电网短路保护、漏电保护等。:如电动机过热保护、电网短路保护、漏电保护等。 测量作用测量作用:利用仪表及与之相适应的电器测量电流、电压、:

2、利用仪表及与之相适应的电器测量电流、电压、功率、转速、温度、压力等。功率、转速、温度、压力等。 调节作用调节作用:如电动机速度的调节、房间温度的调节、光照度:如电动机速度的调节、房间温度的调节、光照度的自动调节等。的自动调节等。 指示作用指示作用:利用电器的控制、保护等功能,显示检测出设备:利用电器的控制、保护等功能,显示检测出设备运行状况与电气电路工作情况,如电源指示灯和工作指示灯。运行状况与电气电路工作情况,如电源指示灯和工作指示灯。 Page: 3一、低压电器的分类一、低压电器的分类 按工作按工作电压等级电压等级分类分类 高压电器高压电器: : 用于交流电压用于交流电压1200V1200

3、V、直流电压、直流电压1500V1500V及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。离开关、高压熔断器等。 低压电器低压电器 : :用于交流用于交流50Hz(50Hz(或或60Hz)60Hz),额定电压,额定电压1200V1200V以下;直流额定电压以下;直流额定电压1500V1500V及以下的电路中及以下的电路中的电器。例如接触器、继电器等。的电器。例如接触器、继电器等。低压电器的基本知识 Page: 4低压电器的基本知识一、低压电器的分类一、低压电器的分类 按电器的按电器的动作性质动作性质分分 : 手动电器和自动电器手动电器和

4、自动电器 手动电器手动电器 :用手或依靠机械力进行操作的电器,如手动开关、:用手或依靠机械力进行操作的电器,如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。控制按钮、行程开关等主令电器。 自动电器自动电器 :借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作:借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器,如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。的电器,如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。 Page: 5低压电器的基本知识一、低压电器的分类一、低压电器的分类用于各种控制电路和控制系统的电器,例如接触器、继电器、电动机起动器等。 用于自动控制系统中发送动作指令的电器,例如按钮、行程开关、万能转换开关等。 用

5、于保护电路及用电设备的电器,如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。 指用于完成某种动作或传动功能的电器,如电磁铁、电磁离合器等 。 用于电能的输送和分配的电器,例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。 Page: 6一、低压电器的分类一、低压电器的分类 依据电磁感应原理来工作,如接触器、各种类型的电磁式继电器等。其结构大都是由两个主要部分组成,即感应部分(电磁机构)和执行部分(触头系统) 。 感应部分-电磁结构 执行部分-触点(头)+灭弧装置 依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器,如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。 静触点动触点复位弹簧动铁心静铁心线圈

6、低压电器的基本知识 Page: 7一、低压电器的分类一、低压电器的分类低压电器的基本知识 Page: 8二、电磁式电器二、电磁式电器1.1.电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 组成组成 1-1-衔铁衔铁 2-2-铁心铁心 3-3-线圈线圈v 原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁芯、衔铁和气原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁芯、衔铁和气 隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。 铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈 低压电器的基本知识 Page: 9二、电磁式电器二、电磁式电器 低压电器的基本知识电磁铁心按励磁电流不

7、同可分为直流电磁铁心和交流电磁铁心直流电磁铁心和交流电磁铁心直流电磁铁心:直流电磁铁心:在稳定状态下直流电磁铁中磁通恒定,铁心中不产生损耗,只有线圈产生热量。因此,直流电磁铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成的,电磁线圈没有骨架,且做成细长形,以增加它和铁心直接接触的面积,利于线圈热量从铁心散发出去。交流电磁铁心:交流电磁铁心:交流电磁铁中磁通交变,铁心中有磁滞损耗和涡流损耗,铁心和线圈都产生热量。因此,交流电磁铁和铁心一般用硅钢片叠城,以减少铁损,并且将线圈制成粗短形,由线圈骨架把它和铁心隔开,以免铁心的热量传给线圈致使其过热而烧坏。 Page: 10二、电磁式电器二、电磁式电器 低压电器的基

8、本知识电压线圈,电流线圈电压线圈,电流线圈交流线圈交流线圈,直流线圈直流线圈线圈线圈 Page: 11二、电磁式电器二、电磁式电器 低压电器的基本知识 Page: 12为了消除这一弊端,在铁心柱面的一部分 ,嵌入一只铜环,名为短路环,如图所示。12磁通不同时为零12短路环12单相交流电磁机构电磁吸力特性单相交流电磁机构电磁吸力特性 Page: 1312磁通不同时为零12短路环12 该短路环相当于变压器副边绕组,在线圈通入交流电时,铁心柱面产生磁通1,该磁通穿过短路环,短路环中产生感应电流也将产生磁通2 。短路环相当于纯电感电路, 2滞后于1,两个磁通不同时为零,铁心之间始终有磁力吸引,从而克服

9、了衔铁被释放的趋势,使衔铁在通电过程中总是处于吸合状态,明显减小了震动和噪声减小了震动和噪声。所以短路环又叫减振环,它通常由康铜或镍铬合金制成。 Page: 14电磁机构的输入输出特性电磁机构的输入输出特性x2 电磁机构动作值(吸合值)电磁机构动作值(吸合值)x1 电磁机构返回值(释放值)电磁机构返回值(释放值)yo 衔铁释放状态衔铁释放状态y1 衔铁吸合状态衔铁吸合状态吸合值:衔铁刚产生吸合动作时加给线圈的最小值(电流,电压)吸合值:衔铁刚产生吸合动作时加给线圈的最小值(电流,电压)释放值:衔铁刚产生释放动作时加给线圈的最大值(电流,电压)释放值:衔铁刚产生释放动作时加给线圈的最大值(电流,

10、电压)吸合值吸合值大于大于释放值(迟滞特性)释放值(迟滞特性)为使继电器快速动作,磁路系统采用剩磁很小的软磁材料,也可加非磁性垫片保留气隙,削弱剩磁。 Page: 15触头系统触头系统通过触头的开合控制电路通、断。通过触头的开合控制电路通、断。材料:一般采用铜材料制成;对于小容量电器常用银质材料制成材料:一般采用铜材料制成;对于小容量电器常用银质材料制成 低压电器的基本知识(a)点接触 (b)线接触 (c) 面接触 Page: 16灭弧系统灭弧系统 v 电弧:开关电器切断电流电路时,电弧:开关电器切断电流电路时,触头间电压大于触头间电压大于10V10V,电流超过,电流超过80mA80mA时时,

11、触头间会产生蓝色的光柱,即电弧。,触头间会产生蓝色的光柱,即电弧。撞击电离撞击电离 热电子发射热电子发射 热电离形成电弧热电离形成电弧v 电弧的危害电弧的危害 : 延长了切断故障的时间;延长了切断故障的时间; 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏;高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏; 形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。 Page: 17 灭弧装置灭弧装置灭弧措施灭弧措施:降低电弧温度和电场强度。常用的灭弧方法有:常用的灭弧方法有:拉长电弧、冷却电弧和电弧分段常用的灭弧装置:常用的灭弧装置:1 1)磁吹式灭弧装置()磁吹式灭弧装置(广泛应用于直流接触器中)磁吹灭弧装置:利用电磁力把电

12、弧“吹”长,并拉入耐弧材料制成的狭缝形灭弧罩内,使电弧快速熄灭 2 2)灭弧栅)灭弧栅 (常用作交流灭弧装置) 3 3)灭弧罩)灭弧罩 (用于交流和直流灭弧。)采用一个用陶土和石棉水泥做的灭弧罩,用以降温和隔弧。断开电路时有两处同时开断,利于灭弧 Page: 18直流励磁操作与交流励磁操作直流励磁操作与交流励磁操作 Page: 19指主触点额定工作电压。常用的额定电压值为220V、380V、660V等指主触点在额定工作条件下的电流值。常用额定电流等级为10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。 可分为最大接通电流和最大分断电流。一般通断能力是额定电流的5

13、10倍 可分为吸合电压和释放电压。 接触器正常工作时,吸引线圈上所加的电压值。 一般为每小时允许操作次数的最大值。 包括电寿命和机械寿命。目前接触器的机械寿命已达一千万次以上,电气寿命约是机械寿命的5%20。 Page: 20 例如,例如,CJl2CJl22502503 3为为CJl2CJl2系列交流接触器,额定电流系列交流接触器,额定电流250A250A,三个主触点。三个主触点。 CJl2TCJl2T2502503 3为为CJl2CJl2系列改型后的交流接触器,额定电流系列改型后的交流接触器,额定电流250A250A,三个主触点。,三个主触点。 Page: 21 Page: 22触头系统:主

14、触头、辅助触头 常开触头(动合触头) 常闭触头(动断触头)电磁系统:动、静铁芯,吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统:灭弧罩及灭弧栅片灭弧1 1结构结构 交流接触器交流接触器 接触器的组成:电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座。 Page: 23M3线圈线圈辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁主触点主触点常常闭闭常开常开弹簧弹簧工作原理实质:使用电磁机构 Page: 24 Page: 25CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。系列交流接触器等。CJ20系列型号含义:系列型号含义: Page: 26B系列型号含义:系列

15、型号含义: Page: 27 Page: 28用途: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。结构:电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理:与交流接触器基本相同。 Page: 29 例如,例如,CZ0CZ01001002020为为CZ0CZ0系列直流接触器,额定电流系列直流接触器,额定电流100A100A,二个常开主触点。二个常开主触点。 Page: 30额定电压额定电压 交流接触器: 127、220、380、500V 直流接触器: 110、220、440V

16、交流接触器:5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器:40、80、100、150、250、400、600A 额定电流额定电流 吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压交流接触器:36、110(127)、220、380V 直流接触器:24、48、220、440V 接触器的主要技术指标接触器的主要技术指标 Page: 31电流种类使用类别典型用途AC(交流)AC1无感或微感负载、电阻炉AC2绕线转子异步电动机的起动、制动AC3笼型异步电动机的起动、运转中分断AC4笼型异步电动机起动、反接制动、反向和点动DC(直流)DC1无感或微感负载、电阻炉DC2并励电动机的起动、

17、反接制动和点动DC3串励电动机的起动、反接制动和点动 Page: 321 1、根据负载性质选择接触器类型。(交、根据负载性质选择接触器类型。(交/ /直流接触器);直流接触器); 2 2、根据类别确定接触器系列、根据类别确定接触器系列( (参考电工标准参考电工标准) )。3 3、根据负载额定电压确定接触器的额定电压。、根据负载额定电压确定接触器的额定电压。交流接触器的电压大于或等于线路电压。交流接触器的电压大于或等于线路电压。4 4、根据负载电流确定接触器的额定电流,并根据外界实际条件加、根据负载电流确定接触器的额定电流,并根据外界实际条件加以修正。以修正。1 1)接触器安装在箱柜内,电流要降

18、低)接触器安装在箱柜内,电流要降低10102020使用(冷却条件使用(冷却条件变差);变差);2 2)接触器工作于长期工作制,通电持续率不超过)接触器工作于长期工作制,通电持续率不超过4040时,若敞开时,若敞开安装,电流允许提高安装,电流允许提高10102525,若箱拒安装,允许提高,若箱拒安装,允许提高5%5%1010。5 5、根据控制电路的电压选择吸引线圈的额定电压。、根据控制电路的电压选择吸引线圈的额定电压。6 6、根据负载情况复核操作频率,看是否在额定范围之内。、根据负载情况复核操作频率,看是否在额定范围之内。 Page: 33 1 1、应定期检查接触器的各部件,要求可动部分不卡住,

19、紧、应定期检查接触器的各部件,要求可动部分不卡住,紧固无松脱,零部件如损坏应及时检修。固无松脱,零部件如损坏应及时检修。 2 2、触头表面应经常保持清洁。、触头表面应经常保持清洁。 1 1)触头表面因电弧作用而形成金属小球时及时铲除。)触头表面因电弧作用而形成金属小球时及时铲除。 2 2)触头严重磨损后,超程应及时调整,当厚度只剩下)触头严重磨损后,超程应及时调整,当厚度只剩下1 13 3时,应及时调换触头。时,应及时调换触头。 3 3)银合金触头表面团电弧而生成黑色氧化膜时,不会造成)银合金触头表面团电弧而生成黑色氧化膜时,不会造成接触不良现象,因此不必锉修,以免缩短触头寿命。接触不良现象,

20、因此不必锉修,以免缩短触头寿命。 、原本有灭弧罩的接触器的一定要带灭弧罩使用,以免发、原本有灭弧罩的接触器的一定要带灭弧罩使用,以免发生短路事故。生短路事故。 Page: 34 Page: 35v 作用:控制、放大、联锁、保护和调节作用:控制、放大、联锁、保护和调节v 分类:分类:按用途分按用途分 :控制和保护继电器:控制和保护继电器 按动作原理分:电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式按动作原理分:电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分:电流、电压、时间、速度、压力、温度、脉冲按输入量分:电流、电压、时间、速度、压力、温度、脉冲按动作时间分:瞬时、延时继电器按动作时间分:瞬时、延

21、时继电器 v 特点:额定电流不大于特点:额定电流不大于5A5A 继电器继电器 Page: 36 电磁式继电器与接触器的区别:电磁式继电器与接触器的区别: 继电器:没有灭弧装置,触点容量小,用于控制电路,继电器:没有灭弧装置,触点容量小,用于控制电路,可在电量或非电量的作用下动作。可在电量或非电量的作用下动作。 接触器:有灭弧装置,触点容量大,用于主电路,一般接触器:有灭弧装置,触点容量大,用于主电路,一般只能在电压作用下动作。只能在电压作用下动作。 电磁式继电器的种类:电磁式继电器的种类:电压继电器、电流继电器、中间继电器电压继电器、电流继电器、中间继电器 1 1电压继电器:触点的动作与线圈中

22、的电压大小有关。(电电压继电器:触点的动作与线圈中的电压大小有关。(电压线圈与负载并联)。特点:线圈并联在电路中,匝数多,导压线圈与负载并联)。特点:线圈并联在电路中,匝数多,导线细线细1 1)作用:电压保护和控制。)作用:电压保护和控制。 Page: 37 电压继电器电压继电器 2 2)分类分类 过电压继电器过电压继电器:UxUx = (1.05 = (1.051.2)UN 1.2)UN (正常时触点不动作)(正常时触点不动作) 欠电压继电器欠电压继电器: (正常时触点动作)(正常时触点动作) 直流欠电压继电器:直流欠电压继电器: UX = (0.3 UX = (0.3 0.5)UN 0.5

23、)UN 吸合电压吸合电压 UfUf= (0.07 = (0.07 0.2)UN 0.2)UN 释放电压释放电压 交流欠电压继电器:交流欠电压继电器:UX =(0.6UX =(0.60.85)UN0.85)UN Uf Uf= (0.1= (0.10.35)UN0.35)UN。 注意:直流电路一般不会产生波动较大的过电压现象,所以在产注意:直流电路一般不会产生波动较大的过电压现象,所以在产品中没有直流过电压继电器。品中没有直流过电压继电器。 3 3)电压继电器的选用及动作电压的整定电压继电器的选用及动作电压的整定 电压继电器的选用电压继电器的选用:线圈的种类和电压等级应与控制电路一致:线圈的种类和

24、电压等级应与控制电路一致, ,由控制电路的要求(过电压保护、欠电压保护)选型。由控制电路的要求(过电压保护、欠电压保护)选型。 Page: 38欠电压继电器KAU U KAKAKA电压继电器电压继电器 Page: 39电流继电器电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器2 2)分类:)分类: 过电流继电器,欠电流继电器过电流继电器,欠电流继电器过电流继电器过电流继电器 :交流过电流继电器的吸合电流:交流过电流继电器的吸合电流I0=I0=(1.11.13.53.5)ININ,直流过电流继电器的吸合电流,直流过电流继电器的吸合电流I0=I0=(0.750.753 3)ININ。由于过电。由于过电流继电

25、器在出现过电流时衔铁吸合动作,其触头来切断电路,故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。过电流继电器无释放电流值。 Page: 403 3)电流继电器选用:线圈种类和电流等级应与控制电路一致)电流继电器选用:线圈种类和电流等级应与控制电路一致 根据在控制电路中的作用(过电流、欠电流保护)进行选型。根据在控制电路中的作用(过电流、欠电流保护)进行选型。4 4)电流继电器的图形和文字符号)电流继电器的图形和文字符号欠电流继电器欠电流继电器 :正常工作时,继电器线圈流过负载额定电流,: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

26、电器释放电流时,衔铁释放,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。带动触头动作。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。 直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围 Ix=Ix=(0.30.30.650.65)ININ和和If=If=(0.10.10.20.2)ININ。 Page: 41 中间继电器实质上是一种电压继电器,结构和工作原理与接触中间继电器实质上是一种电压继电器,结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多,在电路中主要是扩展触点的数量。器相同。但它的触点数量较多,

27、在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。另外其触头的额定电流较大。 Page: 42 电动机长时间过载,绕组超过允许温升时,将会加剧绕组绝缘的老化,缩短电动机的使用年限,严重时会将电动机烧毁。过流的原因:过流的原因:长期过载、频繁起动、欠电压、断相运行均会引起过电流。热继电器:热继电器:电动机或其他设备的过载保护、断相保护(具有过载保护特性的过电流继电器)。热继电器分类:热继电器分类:单相、两相、三相式(不带断相保护、带断相保不带断相保护、带断相保护)护)。型式:双金属片式双金属片式: :利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作热敏电阻式

28、:利用电阻值随温度变化而变化的特性制成易熔合金式:利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作 Page: 43使用与选择热继电器热继电器双金属片热双金属片热 Page: 44型号与图形文字符号型号与图形文字符号JR0JR0系列有系列有20A20A,40A40A,60A60A,100A100A四种,除四种,除40A40A为二热元件为二热元件外,其余都为三热元件。电流外,其余都为三热元件。电流为为0.350.35160A160A,可用于交流电,可用于交流电压压500V500V以下的电路中,热元件按照负载电流选择。当电流超过以下的电路中,热元件按照负载电流选择。当电流超过额定电流的额定电流的202

29、0时,在时,在20min20min内动作,超过额定电流的内动作,超过额定电流的5050时,时,在在2min2min内动作。内动作。 热继电器型号示意热继电器型号示意FRFR(a)热元件(b)常闭触点热继电器热继电器 Page: 45空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器分类:分类:按构成原理分:电磁式;电动式;空气阻尼按构成原理分:电磁式;电动式;空气阻尼式;晶体管式;数字式式;晶体管式;数字式按延时方式分:通电延时型按延时方式分:通电延时型 断电延时型断电延时型 时间继电器时间继电器 Page: 46(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a)(a)线圈一般符号线圈一

30、般符号 (b) (b) 通电延时线圈通电延时线圈 (c) (c) 断电延时线圈断电延时线圈 (d) (d) 通电延时闭合动合(常开)触点通电延时闭合动合(常开)触点 (e) (e) 通电延时断开通电延时断开动断(常闭)触点动断(常闭)触点 (f f)断电延时断开动合(常开)触点)断电延时断开动合(常开)触点 (g g)断电延时闭合动断(常闭)触点)断电延时闭合动断(常闭)触点 (h h)瞬动触点)瞬动触点 时间继电器时间继电器符号符号KTKTKTKT Page: 47 Page: 48 空气阻尼式时间继电器典型产品有:空气阻尼式时间继电器典型产品有: JS7-AJS7-A、 JS23JS23、

31、 JSKJSK等。等。JS23系列型号含义系列型号含义JS 23 / 安装方式:安装方式:1 1螺钉安装式;螺钉安装式;2 2卡轨安装式卡轨安装式 延时时间:延时时间:1 10.20.230S30S;2 21010180S180S 输出触头形式及组合,见表输出触头形式及组合,见表5 59 9 设计序号设计序号 时间继电器时间继电器 优点:延时范围大优点:延时范围大(0.4(0.4180s)180s)、结构简单、寿命长、价格低廉。、结构简单、寿命长、价格低廉。 缺点:延时误差大缺点:延时误差大( (土土1010土土2020) ),无调节刻度指示,难以精,无调节刻度指示,难以精确整定延时时间。确整

32、定延时时间。 Page: 49 Page: 50 Page: 51电子式时间继电器电子式时间继电器有利用有利用RCRC电路电容充电原理实现延时和单片机控制时间继电器。电路电容充电原理实现延时和单片机控制时间继电器。 Page: 52作用:根据速度的大小通断电路作用:根据速度的大小通断电路结构:定子、转子和触头结构:定子、转子和触头参数:动作转速:参数:动作转速:n1 rpmn1 rpm 复位转速:复位转速:n2 rpmn2 rpm速度继电器速度继电器 Page: 53固态继电器(固态继电器(Solid State Relay,Solid State Relay,缩写缩写SSRSSR),是由微电

33、子电路,),是由微电子电路,分立电子器件,电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器分立电子器件,电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号,达到直接驱动大电流负载。控制信号,达到直接驱动大电流负载。 SSR SSR的开关直接接入电源与负载端,实现对负载电源的通断切换。的开关直接接入电源与负载端,实现对负载电源的通断切换。主要使用大功率晶体三极管主要使用大功率晶体三极管, ,单向可控硅(单向可控硅(ThyristorThyristor或或SCRSCR),双),双向可控硅(向可

34、控硅(TriacTriac), ,功率场效应管(功率场效应管(MOSFETMOSFET), ,绝缘栅型双极晶体绝缘栅型双极晶体管(管(IGBTIGBT). .固态继电器可以方便的与固态继电器可以方便的与TTL,MOSTTL,MOS逻辑电路连接。固态逻辑电路连接。固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关,在开关过程中无机械接继电器是具有隔离功能的无触点电子开关,在开关过程中无机械接触部件,除具有与电磁继电器一样的功能外,具有逻辑电路兼容,触部件,除具有与电磁继电器一样的功能外,具有逻辑电路兼容,耐振耐机械冲击,安装位置无限制,防潮防霉防腐蚀,防爆和防止耐振耐机械冲击,安装位置无限制,防潮防霉防腐

35、蚀,防爆和防止臭氧污染方面,输入功率小,灵敏度高,控制功率小,电磁兼容好,臭氧污染方面,输入功率小,灵敏度高,控制功率小,电磁兼容好,噪声低和工作频率高等特点。噪声低和工作频率高等特点。广泛应用于计算机外围接口设备,调温、调广泛应用于计算机外围接口设备,调温、调速、调光、电机控制、电炉加温控制、电力石化、医疗器械、金融设备、煤碳、速、调光、电机控制、电炉加温控制、电力石化、医疗器械、金融设备、煤碳、仪器仪表、交通信号等领域。仪器仪表、交通信号等领域。 Page: 54有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容,正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变

36、压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路,交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时,通常使用两个可控硅或一个双向可控硅,直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。 固态继电器的组成固态继电器的组成输入电路,隔离(耦合)和输出电路。按输入电压的不同类别,输入电路可分为直流输入电路,交流输入电路和交直流输入电路三种。 Page: 55固态继电器的优点固态继电器的优点(1)高寿命,高可靠:固态继电器没有机械零部件,由固体器件完成触点功能,由于没有运动的零部件,因此能在高冲击,振动的环境下工作,固态继电器的寿命长,可靠性高。(2)灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好:固态继电器的输入

37、输出电压范围较宽,驱动功率低,可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。 (3)快速转换:固态继电器因为采用固体器件,所以切换速度可从几毫秒至几微妙。 (4)电磁干扰小:固态继电器没有输入“线圈”,没有触点燃弧和回跳,因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关,在零电压处导通,零电流处关断,减少了电流波形的突然中断,从而减少了开关瞬态效应。 Page: 56固态继电器的缺点固态继电器的缺点(1)导通后的管压降大,可控硅或双相控硅的正向降压可达1-2V,大功率晶体管的饱和压降也在1-2V之间,一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。 (2)半导体器件关断后仍有

38、数微安至数毫安的漏电流,不能实现理想电隔离。 (3)管压降大,导通后的功耗和发热量也大,大功率固态继电器的体积远大于同容量的电磁继电器,成本也较高。 (4)电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差,耐辐射能力也较差,如不采取有效措施,则工作可靠性低。 (5)固态继电器对过载有较大的敏感性,必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关,温度升高,负载能力将迅速下降。 (6)交直流不能通用,触点组数少,另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。 Page: 57 固态继电器注意事项固态继电器注意事项(1)在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电

39、器时,因引线端子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于250、时间小于10S的条件下进行;如考虑周围温度的原因,必要时可考虑降额使用,一般将负载电流控制在额定值的 1/2以内使用。 (2)各种负载浪涌特性对固态继电器SSR的选择 负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流,由于热量来不及散发,很可能使SSR内部可控硅损坏,所以用户在选用继电器时应对被控负载的浪涌特性进行分析,然后再选择继电器。使继电器在保证稳态工作前提下能够承受这个浪涌电流。如所选用的继电器需在工作较频繁、寿命以及可靠性要求较高的场合工作时,则应较大冗余的继电器确保工作可靠。 在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态

40、继电器;如对交流阻性负载和多数感性负载,可选用过零型继电器,这样可延长负载和继电器寿命,也可减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时,应选用随机型固态继电器。 Page: 58(3)使用环境温度的影响 固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大,应保证其有良好的散热条件,额定工作电流在10A以上的应配散热器,100A以上的应配散热器加风扇强冷 。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触 ,并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。 如继电器长期工作在高温状态下(40-80)时,用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据,考虑降额使用来保证正常工作。 (4)继电器输入回路信号 在

41、使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时,可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻,以使输入信号不超过其额定参数值。 Page: 59 固态继电器注意事项固态继电器注意事项(5)过流、过压保护措施 在继电器使用时,因过流和负载短路会造成SSR固态继电器内部输出可控硅永久损坏 ,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型(选择继电器应选择产品输出保护,内置压敏电阻吸收回路和RC缓冲器,可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量);也可在继电器输出端并接 RC吸收回路和压敏电阻(MOV)来实现输出保护。选用原则是220V选用500V-600V压敏电阻,380V时可选用8

42、00V-900V压敏电阻。 (6)在具体使用时,控制信号和负载电源要求稳定,波动不应大于10%,否则应采取稳压措施。 (7)在安装使用时应远离电磁干扰,射频干扰源,以防继电器误动失控。 (8)固态继电器开路且负载端有电压时,输出端会有一定的漏电流,在使用或设计时应注意。 (9)固态继电器失效更换时,应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品,以便与原应用线路匹配,保证系统的可靠工作。 Page: 60压力继电器压力继电器光电继电器光电继电器温度继电器温度继电器其它继电器其它继电器 Page: 61开关电器开关电器刀开关刀开关 v 作用:隔离电源,不频繁通断电路作用:隔离电源,不频繁通断电路v 分

43、类:分类: 按刀的按刀的级数级数分分: :单极、双极和三极单极、双极和三极 按按灭弧灭弧装置分:带灭弧装置和不带灭弧装置装置分:带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换按刀的转换方向方向分为:单掷和双掷分为:单掷和双掷 按按接线接线方式分为:板前接线和板后接线方式分为:板前接线和板后接线 按按操作操作方式分为:手柄操作和远距离联杆操作方式分为:手柄操作和远距离联杆操作 按有无按有无熔断器熔断器分:带熔断器和不带熔断器分:带熔断器和不带熔断器 Page: 62刀开关刀开关1.开关板用刀开关(不带熔断器式刀开关)开关板用刀开关(不带熔断器式刀开关)v 作用:作用:不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用

44、。不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。v 结构图和符号结构图和符号 : QS开关电器 Page: 63开关电器刀开关刀开关2.2.带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关用作电源开关、隔离开关和应急开关,并作电路保护用。和应急开关,并作电路保护用。 Page: 64刀开关刀开关3.3.负荷开关负荷开关(1)(1)开启式负荷开关开启式负荷开关v 用途:作不频繁带负荷操作和短路保护用。用途:作不频繁带负荷操作和短路保护用。v 结构:由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线结构:由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头,座、静触头、熔丝、出线

45、座及刀片式动触头, 工作部分用胶木盖罩住,以防电弧灼伤人手。工作部分用胶木盖罩住,以防电弧灼伤人手。v 分类:单相双极和三相三极两种分类:单相双极和三相三极两种开关电器 Page: 65开关电器 Page: 66刀开关刀开关3.3.负荷开关负荷开关(2)(2)封闭式负荷开关(铁壳开关)封闭式负荷开关(铁壳开关)v 作用:手动通断电路及短路保护。作用:手动通断电路及短路保护。开关电器 Page: 67低压断路器低压断路器 又称自动空气开关,是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器,具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单、分断能力高等优点。v功能:不频繁通断电路,并能在电路过载、短路及失功

46、能:不频繁通断电路,并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。压时自动分断电路。主要技术参数:额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型、整定电流范围、分断能力、动作时间等。 类型:框架式断路器(万能式)(万能式) 、塑料外壳式断路器(装置式)(装置式) 、直流快速断路器和限流式断路器等 结构结构:触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。:触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。开关电器 Page: 68低压断路器低压断路器 又称自动空气开关,是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器,具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单、分断能力高等优点。v功能:不频繁通断电路,并能在电路过载、短路及失功

47、能:不频繁通断电路,并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。压时自动分断电路。主要技术参数:额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型、整定电流范围、分断能力、动作时间等。 类型:框架式断路器(万能式)(万能式) 、塑料外壳式断路器(装置式)(装置式) 、直流快速断路器和限流式断路器等 结构结构:触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。:触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。开关电器 Page: 69塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。常用来作电动机的过载与短路保护。1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器

48、7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示万能式低压断路器万能式低压断路器结构图结构图表示符号表示符号 Page: 70选择原则:选择原则:1)断路器额定电压等于或大于线路额定电压。断路器额定电压等于或大于线路额定电压。2)断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。3)断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大 短路电流。短路电流。4)欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。欠压脱扣器额定电压

49、等于线路额定电压。8)6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。实际起动时间。5)分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。6)长延时电流整定值等于电动机额定电流。长延时电流整定值等于电动机额定电流。7)瞬时整定电流:对保护笼型感应电动机的断路器,瞬时整定瞬时整定电流:对保护笼型感应电动机的断路器,瞬时整定电流为电流为815倍电动机额定电流;对于保护绕线型感应电动机的断路倍电动机额定电流;对于保护绕线型感应电动机的断路器,瞬时整定电流为器,瞬时整定电流为36倍电动机额定电流。倍电动机额定电流。 Pa

50、ge: 71低压断路器 Page: 72 Page: 73 Page: 74v 作用:短路和严重过载保护作用:短路和严重过载保护v 应用:串接于被保护电路的首端,当电路发生短路故障时,熔体应用:串接于被保护电路的首端,当电路发生短路故障时,熔体被瞬时熔断而分断电路,起到保护作用。被瞬时熔断而分断电路,起到保护作用。 v 优点:结构简单,维护方便,价格便宜,体小量轻优点:结构简单,维护方便,价格便宜,体小量轻v 分类:分类: 熔断器瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器RSRS自恢复熔断器自恢复熔断器符号符号FU Page: 75瓷插式熔断器瓷插式熔断器熔断器 Page: 76螺旋式熔断器螺旋式熔断器熔断器 Page: 77有填料式熔断器有填料式熔断器熔断器 Page: 78无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器熔断器 Page: 79快速熔断器快速熔断器熔断器 Page: 80自恢复熔断器自恢复熔断器熔断器 Page: 81 熔断器的主要参数熔断器的主要参数 Page: 82 熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的,当电流较大时,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

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