第五章常用低压电器.ppt
25 September 2023,第五章 常用低压电器,第一节 常用低压电器的基本知识,第二节 电磁式接触器,第三节 电磁式继电器,第四节 热继电器,第五节 熔断器,第六节 低压开关与主令电器,第七节 速度继电器与干簧继电器,凡用于交流电压1200V及以下、直流电压1500V及以下的电路中，起通断、保护、控制、检测或调节用的电器称为低压电器,25 September 2023,第一节 低压电器的基本知识,一、低压电器的分类,（一）低压配电电器,（二）低压控制电器,（三）低压主令电器,（四）低压保护电器,（五）低压执行电器,按用途分：,25 September 2023,二、电磁式低压电器的组成与原理,（一）电磁机构,1结构型式,电磁机构：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。,2工作原理,25 September 2023,1）反力特性,电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线称为反力特性。电磁机构使衔铁释放的力大多是利用弹簧的反力，其反力特性为,25 September 2023,2）直流电磁机构的吸力特性,当电磁机构吸引线圈通电后，铁心吸引衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力特性。,25 September 2023,3）交流电磁机构的吸力特性,平均吸力,吸力交流分量,交流电磁机构电磁吸力,25 September 2023,交流电磁机构具有以下特点：（1）是脉动的，在 的工频下，1s内有100次过零点，因而引起衔铁的振动；（2）交流电磁机构在衔铁未吸合时，所须的励磁电流即线圈电流，比吸合后无气隙时所需的电流大得多。对于 型交流电磁机构未吸合时的励磁电流为衔铁吸合后的额定电流的56倍；对于 型电磁机构则高达1015倍。所以，交流电磁机构的线圈通电后，衔铁因卡住而不能吸合，或交流电磁机构频繁工作，这都将因线圈励磁电流过大而烧坏线圈。,25 September 2023,4）剩磁的吸力特性,5）吸力特性与反力特性的配合,在整个吸合过程中，要求吸力特性在反力特性的上方且尽可能靠近。在释放衔铁时，其反力特性必须大于剩磁吸力特性。这就要求电磁机构的反力特性必须介于电磁吸力特性和剩磁吸力特性之间,25 September 2023,6）单相交流电磁机构中短路环的作用,25 September 2023,3电磁机构的输入输出特性,电磁机构衔铁位置（吸合与释放）与吸引线圈的电压（或电流）的关系称为电磁机构的输入输出特性,25 September 2023,（二）触头系统,1触头的接触形式,25 September 2023,2触头的结构形式,1）触头分类,按触头控制的电路分：主触头，辅助触头。,按触头原始状态分：常开触头，常闭触头。,2）对触头的要求,触头接触电阻小。,触头导电性能好。,25 September 2023,3接触电阻,3）触头的结构形式,触头的结构形式主要有桥式触头和指形触头,电接触状态时触头之间的电阻称为接触电阻,25 September 2023,（三）电弧的产生和灭弧方法,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电弧的产生,2灭弧的基本方法,25 September 2023,1）电动力吹弧,3常用的灭弧装置,25 September 2023,2）磁吹灭弧,25 September 2023,3）栅片灭弧,25 September 2023,4）窄缝灭弧,25 September 2023,接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。,第二节 电磁式接触器,25 September 2023,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；,按主触头控制的电流性质分有：,交流接触器、直流接触器；,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。,25 September 2023,一、接触器的结构及工作原理,接触器由电磁机构、触头系统、灭弧装置及辅助部件等构成。,（一）接触器的结构,1电磁机构由线圈、铁心和衔铁组成。,2触头系统有主触头和辅助触头两种。主触头用来接通或断开主电路或大电流电路，辅助触头用于控制电路。,3交流小容量接触器常采用电动力吹弧、灭弧罩灭弧；大容量交流接触器常采用纵缝灭弧装置或栅片灭弧装置灭弧。直流接触器常采用磁吹式灭弧装置来灭弧。,25 September 2023,（二）接触器的工作原理,25 September 2023,二、接触器的主要技术参数,接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。,接触器常见使用类别和典型用途,25 September 2023,三、常用典型交流接触器简介,（一）空气电磁式交流接触器,典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。,CJ20系列型号含义：,25 September 2023,B系列型号含义：,25 September 2023,CJ20系列部分交流接触器主要技术数据,25 September 2023,（二）切换电容器接触器,（三）真空交流接触器,专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。,常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。,以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。,常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。,25 September 2023,（四）直流接触器,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。,常用直流接触器有：CJ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。,25 September 2023,CZ18系列接触器型号含义：,25 September 2023,四、接触器的选用,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。,25 September 2023,第三节 电磁式继电器,继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。,常用的继电器按动作原理分有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、压电式、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。,25 September 2023,一、电磁式继电器的基本结构及分类,（一）电磁式继电器的结构,1电磁机构,2触头系统,3调节装置,25 September 2023,（二）电磁式继电器的分类,按用途不同分有：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等,电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器,按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器,25 September 2023,二、电磁式继电器的特性及主要参数,（一）电磁式继电器的特性,xo 继电器的动作值,xr 继电器的返回值,yo 衔铁释放状态,y1 衔铁吸合状态,25 September 2023,（二）继电器的主要参数,1额定参数,2动作参数,5动作时间,3整定值,返回参数,25 September 2023,电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。,三、电磁式电压继电器与电流继电器,（一）电磁式电压继电器,按吸合电压相对额定电压大小可分为过电压继电器和欠电压继电器。,25 September 2023,1过电压继电器 在电路中用于过电压保护。当线圈为额定电压时，衔铁不吸合，当线圈电压高于其额定电压时，衔铁才吸合动作。,2欠电压继电器 在电路中用于欠电压保护。当线圈电压低于其额定电压值时衔铁就吸合，而当线圈电压很低时衔铁才释放。,由于直流电路一般不会出现过电压，所以产品中没有直流过电压继电器。交流过电压继电器吸合电压调节范围为。,25 September 2023,（二）电磁式电流继电器,1过电流继电器,电磁式电流继电器线圈串接在电路中，用来反映电路电流的大小，按线圈电流种类有交流电流继电器与直流电流继电器，按吸合电流大小可分为过电流继电器和欠电流继电器。,通常，交流过电流继电器的吸合电流I0=（1.13.5）IN，直流过电流继电器的吸合电流I0=（0.753）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。,25 September 2023,直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围 I0=（0.30.65）IN 和 Ir=（0.10.2）IN。,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。,25 September 2023,（三）电磁式中间继电器,中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。,25 September 2023,（四）常用典型电磁式继电器简介,直流电磁式通用继电器常用的有JT3、JT9、JT10、JT18等系列,电磁式中间继电器常用的有JZ7、JZ11、JZ14、JZ15、JDZ2等系列,3电磁式交、直流电流继电器常用的有JL3、JL14、JL15等系列,25 September 2023,4继电器返回系数的调节,（五）电磁式继电器的选用,1使用类别的选用,2额定工作电流与额定工作电压的选用,3工作制的选用,25 September 2023,继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触都头状态才发生变化，即延时触头才动作。,分类：直流电磁式、空气式、电动机式、电子式等几大类。,延时方式：通电延时型和断电延时型两种。,四、时间继电器,25 September 2023,（一）直流电磁式时间继电器,直流电磁式时间继电器是在电磁式电压继电器铁心上套个阻尼铜套，可获得线圈通电延时0.10.5s，线圈断电延时0.35s，故用于线圈断电延时。,直流电磁式时间继电器延时时间的长短可改变铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄（粗调）或改变释放弹簧的松紧（细调）来调节。,25 September 2023,空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的,有：通电延时型、断电延时型组成：电磁系统、延时机构、工作触点,（二）空气阻尼式时间继电器,1空气阻尼式时间继电器结构与工作原理,25 September 2023,25 September 2023,时间继电器的符号,25 September 2023,空气阻尼式时间继电器典型产品有：JS7-A、JS23、JSK等。,JS23系列型号含义：,JS 23/安装方式：1螺钉安装式；2卡轨安装式 延时时间：10.230S；210180S 输出触头形式及组合，见表59 设计序号 时间继电器,2空气阻尼式时间继电器典型产品简介,25 September 2023,时间继电器选用时应考虑：延时长短、延时精度、延时方式，触头形式和数量，控制电路电压等级和电流种类等。,（三）时间继电器的选用,1）按控制电路电流种类和电压等级来选择合适的线圈电压值,具体选用时，按如下考虑：,2）按控制电路的控制要求来选择通电延时型还是断电延时型,3）根据使用场合、工作环境、延时范围和精度要求选择时间 继电器类型,4）选择延时闭合触头还是延时断开触头,5）考虑延时触头数量和瞬动触头数量是否满足控制电路的要 求。,25 September 2023,第四节 热继电器,热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护,25 September 2023,一、电气控制对热继电器性能的要求,应具有合理可靠的保护特性,具有一定的温度补偿,具有手动复位与自动复位功能,热继电器动作电流可以方便地调节,25 September 2023,二、双金属片热继电器的结构及工作原理,25 September 2023,三、具有断相保护的热继电器,25 September 2023,四、热继电器典型产品及主要技术参数,常用的热继电器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等,JR20系列热继电器技术数据,25 September 2023,JR20系列热继电器技术数据(续),25 September 2023,JR20系列型号含义:,25 September 2023,五、热继电器的选用,1）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。,2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。,3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。,4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器,5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。,25 September 2023,第五节 熔断器,熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.,一、熔断器结构及工作原理,25 September 2023,二、熔断器的保护特性,熔断器的保护特性是指流过熔体的电流与熔体熔断时间的关系曲线,25 September 2023,（一）熔断器的主要技术参数,1额定电压,2额定电流,3极限分断能力,4熔断电流,三、熔断器的主要技术参数及典型产品,25 September 2023,按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。,瓷插式熔断器,螺旋式熔断器,有填料封闭管式熔断器,（二）熔断器的典型产品,25 September 2023,按用途分：工业用熔断器、半导体保护用熔断器、快速熔断器和特殊熔断器。,典型产品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔断器，RL1B系列带断相保护螺旋式熔断器，RT18、RT18-X系列熔断器以及RT14系列有填料密封管式熔断器。还有国外引进技术生产的NT系列有填料密闭式刀型触头熔断器与NGT系列半导体器件保护用熔断器等。,RL系列型号含义：,25 September 2023,螺旋式熔断器结构示意图：,25 September 2023,无填料密封管式熔断器外形和结构：,25 September 2023,有填料密封管式熔断器外形和结构：,25 September 2023,四、熔断器的选用,1）熔断器类型的选择,2）熔断器额定电压的选择,3）熔体、熔断器额定电流的选择,4）熔断器额定电流的校验,熔断器的选择主要是选择熔断器的类型、熔断器额定电压、额定电流和熔体额定电流的选择等。,25 September 2023,第六节 低压开关与主令电器,一、低压开关,低压开关又称低压隔离器，是低压电器中结构比较简单、应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关、以及用刀开关与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关，还有转换开关等。,25 September 2023,（一）开启式负荷开关,刀开关安装时，合上开关时其手柄在上方，不得倒装或平装。,25 September 2023,（二）封闭式负荷开关,封闭式负荷开关主要有两个特点：一是采用储能分合闸机构，提高开关的通断能力，延长使用寿命；二是设置了联锁装置，确保了操作安全。,25 September 2023,（三）组合开关,由于采用了扭簧储能，可使触头快速闭合或分断，从而提高了开关的通断能力。,25 September 2023,1）根据使用场合，选择刀开关的类型、极数及操作 方式；,2）刀开关额定电压应大于或等于线路电压,3）刀开关额定电流应大于或等于线路的额定电流。对 于电动机负载，开启式刀开关额定电流可取电动机 额定电流3倍；封闭式刀开关额定电流可取为电动 机额定电流1.5倍,刀开关的选用原则：,25 September 2023,二、低压断路器,低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。,25 September 2023,（一）低压断路器的结构和工作原理,1主触头及灭弧装置,2脱扣器1）分励脱扣器 2）欠电压、失电压脱扣器 3）过电流脱扣器 4）热脱扣器,3自由脱扣机构和操作机构,25 September 2023,低压断路器的外形和结构,25 September 2023,（二）、低压断路器的主要技术数据和保护特性,1低压断路器的主要技术数据,1）额定电压 2）断路器额定电流 3）断路器壳架等级额定电流 4）断路器的通断能力 5）保护特性,2保护特性,25 September 2023,（三）塑壳式低压断路器典型产品,塑壳式低压断路器根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源开展开关及保护。,常用的有：DZ15、DZ20、3VE、S060等系列。后二种是引进国外技术生产的产品。,25 September 2023,（四）塑壳式低压断路器的选用,塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。,选择原则是：,1）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。,3）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。,4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。,25 September 2023,8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。,5）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。,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器，瞬时整定电流为36倍电动机额定电流。,25 September 2023,主令电器主要用来接通或断开控制电路，以发布命令或信号，改变控制系统工作状况的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。,三、主令电器,（一）、控制按钮,25 September 2023,行程开关又称限位开关，能将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。种类按运动形式分为直动式、转动式；按结构分为直动式、滚动式、微动式。,1、直动式行程开关,（二）、行程开关,25 September 2023,2、滚轮式行程开关,3、微动开关,25 September 2023,万能转换开关是由多组相同结构的触头组件叠装而成的多挡位多回路的主令电器。,（三）、万能转换开关,25 September 2023,主令控制器是用来频繁切换复杂的多回路控制电路的主令电器。,（四）、主令控制器,25 September 2023,接近开关又称无触点行程开关，它是当机械运动部件运动到接近开关一定距离时就发出动作信号的电子主令电器。,（五）、接近开关,晶体管停振型接近开关方框图,25 September 2023,晶体管停振型接近开关电路图,25 September 2023,第七节 速度继电器与干簧继电器,一、速度继电器,速度继电器是将电动机的转速信号经电磁感应原理来实现触头动作的电器。,25 September 2023,二、干簧继电器,干簧继电器是利用磁场作用来驱动继电器触头动作的。,25 September 2023,第五章结束谢谢使用！,
