《电气控制技术》第5章常用低压电器.ppt

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1、2023/6/2,第5章 常用低压电器,本章要点常用低压电器的定义及分类接触器、继电器、常用的开关电器、熔断器、主令电器的用途、基本结构、基本工作原理、主要技术参数、选用原则及使用注意事项常用低压电器的故障现象、原因及排除。中间继电器和时间继电器认识、组合开关和交流接触器拆装的技能训练。,2023/6/2,5.1概述,1低压电器的定义凡是对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械均可称为电器。用于交流50Hz额定电压1200V以下，直流额定电压1500V以下的电路内起通断、保护、控制或调节作用的电器称为低压电器。,2低压电器的分类,2023/6/2,2023/6

2、/2,2023/6/2,5.2接触器,5.2.1接触器的用途及分类用途：接触器是一种通用性很强的电磁式电器，它可以频繁地接通和分断交、直流主电路，并可实现远距离控制，主要用来控制电动机，也可控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载。,接触器的文字符号是KM，图形符号如下：,2023/6/2,按其主触点的极数（主触点的对数）还可分为单极、双极、三极、四极和五极等多种。交流接触器的主触点通常是3极，直流接触器为2极。接触器的主触点一般置于灭弧罩内，有一种真空接触器则是将主触点置于密闭的真空泡中，它具有分断能力高，寿命长，操作频率高，体积小及重量轻等优点。,2023/6/2,5.2.2接触器的工作原理

3、及结构,1交流接触器交流接触器主要由电磁机构、触点系统、弹簧和灭弧装置等组成。工作原理：当线圈中有工作电流通过时，在铁心中产生磁通，由此产生对衔铁的电磁力。当电磁吸力克服弹簧力，使得衔铁与铁心闭合，同时通过传动机构由衔铁带动相应的触点动作。当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消失或降低，衔铁弹簧力的作用下返回，并带动触点恢复到原来的状态。,2023/6/2,（1）电磁机构,电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触点动作，完成通断电路的控制作用。电磁机构由铁心（静铁心）、衔铁（动铁心）和线圈等几部分组成。根据衔铁的运动方式不同，可以分为转动式和直动式。交流接触器的铁心一般都是E型直动

4、式电磁机构，如CJ0、CJ10系列，也有的采用衔铁绕轴转动的拍合式，如CJ12、CJ12B系列接触器。,为了减少剩磁，保证断电后衔铁可靠地释放，E型铁心中柱较短，铁心闭合后上下中柱间形成0.10.2mm的气隙,2023/6/2,交流接触器的线圈中通过交流电，产生交变的磁通，并在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，使铁心发热。为了减少交变的磁场在铁心中产生的磁滞损耗和涡流损耗，交流接触器的铁心一般用硅钢片叠压而成；线圈由绝缘的铜线绕成有骨架的短而粗的形状，将线圈与铁心隔开，便于散热。交流接触器的线圈中通过交流电，产生交变的磁通，其产生的电磁吸力在最大值和零之间脉动。因此当电磁吸力大于弹簧反力时衔铁被吸

5、合，当电磁吸力小于弹簧的反力时衔铁开始释放，这样便产生振动和噪声。,为了消除振动和噪声，在交流接触器的铁心端面上装入一个铜制的短路环。,2023/6/2,短路环及其工作原理,2023/6/2,（2）触点系统,常开触点（又叫动合触点）是指电器设备在未通电或未受外力的作用时的常态下，触点处于断开状态；常闭触点（又叫动断触点）是指电器设备在未通电或未受外力的作用时的常态下，触点处于闭合状态。,2023/6/2,触点的结构有桥式和指式两类。交流接触器一般采用双断口桥式触点。,触点一般采用导电性能良好的紫铜材料构成，因铜的表面容易氧化生成一层不易导电的氧化铜，所以在触点表面嵌有银片，氧化后的银片仍有良好

6、的导电性能。,完全分开位置 刚接触位置 完全闭合位置,2023/6/2,指形触点,a）完全分开位置b）刚接触位置c）完全闭合位置,因指形触点在接通与分断时动触点沿静触点产生滚动摩擦，可以去掉氧化膜，故其触点可以用紫铜制造，特别适合于触点分合次数多、电流大的场合.,2023/6/2,（3）灭弧系统,触点在分断电流瞬间，在触点间的气隙中就会产生电弧，电弧的高温能将触点烧损，并且电路不易断开，可能造成其他事故，因此，应采用适当措施迅速熄灭电弧。电弧有直流电弧和交流电弧两类，交流电流有自然过零点，故其电弧较易熄灭.,熄灭电弧的主要措施有：迅速增加电弧长度(拉长电弧)，使得单位长度内维持电弧燃烧的电场强

7、度不够而使电弧熄灭。使电弧与流体介质或固体介质相接触，加强冷却和去游离作用，使电弧加快熄灭。,2023/6/2,低压控制电器常用的具体灭弧方法,1)拉长灭弧通过机械装置或电动力的作用将电弧迅速拉长并在电弧电流过零时熄灭，如图所示。,这种方法多用于开关电器中。,2023/6/2,2）磁吹灭弧,在一个与触点串联的磁吹线圈产生的磁场作用下，电弧受电磁力的作用而 拉长，被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，与固体介质相接触，电弧被冷却而熄灭，如图所示。,直流电器中常采用磁吹灭弧,2023/6/2,3）窄缝(纵缝)灭弧法,在电弧所形成的磁场电动力的作用下，可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄(纵)缝中，几条纵缝可将电

8、弧分割成数段且与固体介质相接触，电弧便迅速熄灭，如图所示。,这种结构多用于交流接触器上,2023/6/2,4）栅片灭弧法,如图所示，当触点分开时，产生的电弧在电动力的作用下被推入一组金属栅片中而被分割成数段，彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于一个电极，因而就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说，近阴极处，在电弧过零时就会熄灭。由于栅片灭弧效应在交流时要比直流时强得多，所以交流电器常常采用栅片灭弧。,2023/6/2,对于小容量的接触器常采用双断口桥式触点和电动力进行灭弧，在主触点上装有灭弧罩。对于容量较大（20A）以上的交流接触器一般采用灭弧栅灭弧。,2023/6/2,（4）交流接触器的其他部件

9、,其他部件包括底座，反作用弹簧，缓冲弹簧，触点压力弹簧，传动机构和接线柱。反作用弹簧的作用是当吸引线圈断电时，迅速使主触点、常开触点分断；缓冲弹簧的作用是缓冲衔铁吸合时对铁心和外壳的冲击力；触点压力弹簧的作用是增加动静触点之间的压力，增大接触面积，降低接触电阻，避免触点由于接触不良而过热。,2023/6/2,2直流接触器,直流接触器主要用于控制直流电压至440V、直流电流至1600A的直流电力线路，常用于频繁地操作和控制直流电动机。,（1）电磁机构：电磁机构由铁心、线圈和衔铁组成。线圈中通过的是直流电，产生的是恒定的磁通，不会在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，所以铁心不发热，铁心可以用整块铸钢或

10、铸铁制成。并且由于磁通恒定，其产生的吸力在衔铁和铁心闭合后是恒定不变的，因此在运行时没有振动和噪声，所以在铁心上不需要安装短路环。在直流接触器运行时，电磁机构中只有线圈产生热量，为了使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒形，没有骨架，与铁心直接接触，便于散热。,2023/6/2,（2）触点系统直流接触器的主触点接通或断开较大的电流，常采用滚动接触的指形触点，一般由单极或双极两种。辅助触点开断电流较小，常做成双断口桥式触点。（3）灭弧装置直流接触器的主触点在分断大的直流电时，产生直流电弧，较难熄灭，一般采用灭弧能力较强的磁吹式灭弧。,2023/6/2,5.2.3接触器的主要技术参数及型号,

11、1接触器的主要技术参数,2023/6/2,接触器的使用类别不同，对主触点的接通和分断能力的要求也不同。,2023/6/2,2023/6/2,2交流接触器的主要型号,交流接触器的品种和规格很多，常用的有CJ10、CJ20、B、3TB、LC1-D、CJ40等系列交流接触器。CJ10系列用于控制一般的电动机，CJ20是我国20世纪80年代生产的更新换代的产品，B系列交流接触器引进德国BBC公司的产品，3TB是从德国西门子公司引进技术生产的产品，LC1-D系列交流接触器是引进法国TE公司制造技术而生产的产品。,2023/6/2,（1）CJ10 系列交流接触器,CJ10系列交流接触器适用于交流50Hz，

12、电压至380V，电流至150A的电力线路，作远距离接通与分断线路之用，并适于频繁地启动和控制交流电动机。其吸引线圈的额定电压交流为36V、127V、220V、380V；直流为110V、220V。吸引线圈在额定电压的85%105%时可以正常工作，在线圈电流切断后，常开触点应完全开启，而不停留在中间位置。CJ10型系列交流接触器为直动式，主触点采用双断点桥式触点，20A以上的接触器均装有灭弧装置。电磁系统为双E型铁心磁轭两边铁柱端面嵌有短路环，衔铁中柱较短，闭合后留有空气间隙，为了削弱剩磁的作用。,2023/6/2,CJ10系列交流接触器技术数据,2023/6/2,（2）CDC10系列交流接触器,

13、接触器的外形和安装尺寸与原CJ10系列完全相同，但对产品的触头和灭弧系统进行了较大的改进，使接触器的最高额定工作电压从380V提高到660V；把陶土灭弧罩改为DMC塑料的灭弧罩，并加灭弧栅片，消除了陶土灭弧罩容易破损的弊端。同时改进触头结构设计，从而达到提高灭弧性能、增加触头寿命、缩小飞弧距离、减轻产品重量的效果,CDC10系列交流接触器主要用于交流50Hz，额定工作电压最高至660V。AC-3使用类别下额定工作电压为380V时的额定工作电流至150A，660V时的额定工作电流至100A的电力系统中接通和断开电路或控制交流电动机的运转,2023/6/2,CDC10系列交流接触器的40A及以下规

14、格为直动式、双断点立体布局，上层为触头系统，下层为电磁系统，辅助触头位于两侧；60A及上规格为转动式，双断点平面布局，左边是触头系统，右边是电磁系统，辅助触头位于电磁系统的下部。,CDC10系列交流接触器在各接线处印有明确的接线端子数字标志，含义如下：线圈进线端：A1线圈出线端：A2主电路的三相进线端：1、3、5（L1、L2、L3）主电路的三相出线端：2、4、6（T1、T2、T3）常开辅助触头进线端：23、43常开辅助触头出线端：24、44常闭辅助触头进线端：11、31常闭辅助触头出线端：12、32,2023/6/2,表5-3 CDC10系列交流接触器技术数据,2023/6/2,3直流接触器的

15、主要型号,常用的直流接触器的主要型号有CZ0系列和CZ18系列,（1）CZ0系列直流接触器。适用于直流电压440V以下、电流600A及以下电路，供远距离接通和分断直流电力线路，及频繁启动、停止直流电动机及控制直流电动机的换向及反接制动。其主触点的额定电流有40 A、100 A、150 A、250 A、400 A、600A。主触点的灭弧装置由串联磁吹线圈和横隔板陶土灭弧罩组成。,（2）CZ18系列直流接触器。适用于直流电压440V以下、电流至1600A及以下电路，供远距离接通和分断直流电力线路，及频繁启动、停止直流电动机及控制直流电动机的换向及反接制动。其主触点的额定电流有40 A、80 A、1

16、60 A、315 A、630 A、1000A。,2023/6/2,5.2.4接触器的选择,1）选择接触器的类型。根据负载电流的种类来选择接触器的类型。交流负载选择交流接触器，直流负载选用直流接触器。2）选择主触点的额定电压。主触点的额定电压应大于或等于负载的额定电压。3）选择主触点的额定电流。主触点的额定电流应不小于负载电路的额定电流，如果用来控制电动机的频繁启动、正反转或反接制动，应将接触器的主触点的额定电流降低一个等级使用。在低压电气控制系统中，380V的三相异步电动机是主要的控制对象，如果知道了电动机的额定功率，则控制该电动机的接触器的额定电流的数值大约是电动机功率值的2倍。,2023/

17、6/2,4）选择接触器吸引线圈的电压。交流接触器线圈额定电压一般直接选用380/220V，直流接触器可选线圈的额定电压和直流控制回路的电压一致。直流接触器的线圈加直流电压，交流接触器的线圈一般加交流电压。如果把加直流电压的线圈加上交流电压，因线圈阻抗太大，电流太小，则接触器往往不吸合；如果将加交流电压的线圈加上直流电压，则因电阻太小，电流太大，会烧坏线圈。5）根据使用类别选用相应产品系列。如生产中大量使用小容量笼型感应电动机，负载为一般任务，则选用AC-3类；控制机床电动机启动、反转、反接制动的接触器，负载任务较重，则选用AC-4类。,2023/6/2,5.2.5接触器的运行维护,1安装注意事

18、项接触器在安装使用前应将铁心端面的防锈油擦净。接触器一般应垂直安装于垂直的平面上，倾斜度不超过5；安装孔的螺钉应装有垫圈，并拧紧螺钉防止松脱或振动；避免异物落入接触器内。2日常维护（1）定期检查接触器的零部件，要求可动部分灵活，紧固件无松动。已损坏的零件应及时修理或更换。,2023/6/2,（2）保持触点表面的清洁，不允许占有油污，当触点表面因电弧烧蚀而附有金属小颗粒时，应及时去掉。银和银合金触点表面因电弧作用而生成黑色氧化膜时，不必锉去，因为这种氧化膜的导电性很好，锉去反而缩短了触点的使用寿命。触点的厚度减小到原厚度1/4时，应更换触点。（3）接触器不允许在去掉灭弧罩的情况下使用，因为这样在

19、触点分断时很可能造成相间短路事故。陶土制成的灭弧罩易碎，避免因碰创而损坏。要及时清除灭弧室内的炭化物。,2023/6/2,5.3 继电器,继电器是一种根据电或非电信号的变化来接通或断开小电流（一般小于5A）控制电路的自动控制电器。继电器的输入量（如电流、电压、温度、压力等）变化到某一定值时继电器动作，其触点便接通和断开控制回路。由于继电器的触点用于控制电路中，通断的电流小，所以继电器的触点结构简单，不安装灭弧装置。,继电器按输入信号不同可以分为：电流继电器、电压继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、速度继电器等等。按工作原理又可以分为：电磁式继电器，感应式继电器、电动式继电器、电子式继电

20、器等。按输出形式还可分为：有触点和无触点两类。,2023/6/2,5.3.1电磁式继电器,继电器的工作原理和接触器相似。不同之处在于，继电器可以通过反作用调节螺母5，来调节反作用力的大小，从而调节了继电器的动作值的大小.,2023/6/2,1电磁式电流继电器,电流继电器的文字符号是KI,电流继电器的输入信号是电流，电流继电器的线圈串联在被测量的电路中，以反应电路电流的变化。电流继电器的线圈匝数少，导线粗，线圈阻抗小。,电流继电器又分为过电流继电器和欠电流继电器两种,2023/6/2,（1）过电流继电器,正常工作时，线圈中通过正常的负荷电流，继电器不动作，即衔铁不吸合。当通过线圈的电流超过正常的

21、负荷电流，达到某一整定值时，继电器动作，衔铁吸合，同时带动触点动作，常开触点闭合，常闭触点断开。在电力系统中常用过电流继电器构成过电流和短路保护。使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流IOP。继电器动作以后，当流入线圈中的电流逐渐减小到某一电流值时，继电器因电磁力小于弹簧力而返回到原始位置的最大电流称为返回电流Ire。电流继电器的返回电流Ire和动作电流IOP之比称为返回系数Kre，即Kre=Ire/IOP。显然过电流继电器的返回系数小于1，继电器质量越好返回系数的值越高。,2023/6/2,（2）欠电流继电器,正常工作时，线圈中通过正常的负荷电流，衔铁吸合，其常开触点闭合，常闭触点

22、断开。当通过线圈的电流降低到某一电流值时，衔铁动作（释放），同时带动触点动作，常开触点断开，常闭触点闭合。欠电流继电器常用于直流回路的断线保护，如直流电动机的励磁回路断线将会造成直流电动机的飞车的严重后果。在产品上只有直流欠电流继电器，没有交流欠电流继电器。,使欠电流继电器动作（衔铁释放）的最大电流称为继电器的动作电流，用IOP表示。继电器动作（衔铁释放）以后，当流入线圈中的电流上升到某一电流值时，继电器返回到衔铁吸合状态的最小电流称为返回电流Ire，欠电流继电器的返回系数大于1。,2023/6/2,2电压继电器,电压继电器的输入信号是电压，电压继电器的线圈并联在被测量的电路中，以反应电路电压

23、的变化。电压继电器的线圈匝数多，导线细，线圈阻抗大。电压继电器的文字符号是KV，图形符号如图所示,2023/6/2,电压继电器又分为过电压继电器和欠电压继电器,2023/6/2,3中间继电器,中间继电器触点数量多，触点容量大，在控制电路中起增加触点数量和中间放大的作用，有的中间继电器还带有短延时。中间继电器的线圈为电压线圈，要求当线圈电压为0时，衔铁能可靠释放，对动作参数无要求，中间继电器没有弹簧调节装置。中间继电器的文字符号是KA，图形符号如图所示,2023/6/2,继电器的型号含义,1通用继电器是指在其电磁系统上装上不同的线圈或阻尼线圈就可制成电流继电器、电压继电器或时间继电器。,2023

24、/6/2,5.3.2时间继电器,从得到输入信号（线圈通电或断电）开始，经过一定的延时后才输出信号（触点闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。时间继电器的文字符号为KT，图形符号如图所示,a）通电延时线圈 b）断电延时线圈 c）瞬动常开触点d）瞬动常闭触点 e）通电延时闭合常开触点f）通电延时断开常闭触点 g）断电延时断开常开触点h）断电延时闭合常闭触点,2023/6/2,1.直流电磁式时间继电器,（1）电磁式时间继电器工作原理直流电磁式时间继电器是利用电磁系统在电磁线圈断电后磁通延缓变化的原理工作的。在直流电磁式电压继电器的铁心上增加一个铜制或铝制的阻尼套管，就可构成时间继电器。当线圈断电后，

25、通过铁心的磁通要迅速减少，由于电磁感应，在阻尼套管中产生感应电流，感应电流产生的磁场总是要阻碍原磁场的减弱，使衔铁释放推迟0.35.5s。当通电时，直流电磁式时间继电器吸合时，由于衔铁处于释放位置，气隙大、磁阻大、磁通小，阻尼套管的阻尼作用相对较小，因此铁心吸合时的延时可以忽略不计。,2023/6/2,（2）电磁式时间继电器的特点电磁式时间继电器的特点是结构简单，价格低廉，延时较短0.35.5s，只能用于直流断电延时，延时精度不高，体积大。常用的有JT3、JT18系列。（3）电磁式时间继电器改变延时的方法改变电磁式时间继电器延时长短的方法有两种：一是粗调，改变安装在衔铁上的非磁性垫片的厚度，垫

26、片厚时延时短，垫片薄时延时长。二是细调，调整反力弹簧的反力大小，弹簧紧则延时短，弹簧松则延时长。,2023/6/2,2空气阻尼式时间继电器,（1）空气阻尼式时间继电器的工作原理空气阻尼式时间继电器是利用空气的阻尼作用而达到延时目的的。,空气阻尼式时间继电器由电磁系统、触点系统（由两个微动开关构成，包括两对瞬时触点和两对延时触点），空气室及传动机构等部分组成,2023/6/2,JS7-A系列空气阻尼式时间继电器的工作原理,通电延时型时间继电器,当线圈1通电后，衔铁3吸合，微动开关16受压其触点瞬时动作，活塞杆6在弹簧8的作用下带动活塞12及橡皮膜10向上移动，这时橡皮膜下面空气稀薄，与橡皮膜上面

27、的空气形成压力差，对活塞的向上移动产生阻尼作用，因此活塞杆6只能缓慢地向上移动，其移动速度取决于进气孔的大小，可通过调节螺杆13进行调整。经过一段延时后，活塞杆6才能移动到最上端。这时通过杠杆7压动微动开关15，使其延时触点动作，常开触点闭合，常闭触点断开。当线圈1断电后，电磁力消失，衔铁3在反作用弹簧4的作用下释放，并通过活塞杆6将活塞12推向下端，这时橡皮膜10下方气室内的空气通过橡皮膜10、弱弹簧9和活塞12的肩部，迅速地从橡皮膜上方的气室缝隙中排掉，微动开关15、16能迅速复位，无延时。,2023/6/2,断电延时型时间继电器的结构与通电延时型类似，只是电磁铁安装方向不同，即当衔铁吸合

28、时推动活塞复位，排出空气，当衔铁释放时活塞杆在弹簧作用下使活塞向下移动，实现断电延时,a）通电延时型 b）断电延时型,2023/6/2,（2）空气阻尼式时间继电器的特点空气阻尼式时间继电器的特点是：结构简单，价格较低，延时范围较大（0.4180s），不受电源电压及频率波动的影响，有通电延时和断电延时两种，但延时误差较大，一般用于延时精度不高的场合。常用的有JS7-A，JS23等系列。（3）空气阻尼式时间继电器改变延时的方法：通过调整进气孔的大小，来调整延时。,2023/6/2,3电动式时间继电器,（1）电动式时间继电器的工作原理电动式时间继电器是由微型同步电动机拖动减速机构，经机械机构获得触点

29、延时动作的时间继电器。电动式时间继电器由微型同步电动机、电磁离合器、减速齿轮、触点系统、脱扣机构和延时调整机构等组成。电动式时间继电器有通电延时和断电延时两种。,2023/6/2,（2）电动式时间继电器的特点电动式时间继电器的特点是延时精度高，不受电源电压波动和环境温度变化的影响，延时误差小；延时范围大（几秒到几十个小时），延时时间有指针指示。其缺点是结构复杂，价格高，不适于频繁操作，寿命短，延时误差受电源频率的影响。常用的有JS11、JS17系列和引进德国西门子公司制造技术生产的7PR系列等。（3）电动式时间继电器调整延时的方法。延时的长短可通过改变整定装置中定位指针的位置实现，但定位指针的

30、调整对于通电延时型时间继电器应在电磁离合器线圈断电的情况下进行，对于断电延时型时间继电器应在电磁离合器线圈通电的情况下进行。,2023/6/2,4电子式时间继电器,1）电子式时间继电器的工作原理电子式时间继电器常用的有阻容式时间继电器。阻容式时间继电器是利用电容对电压变化的阻尼作用来实现延时的。近期开发的电子式时间继电器产品多为数字式，又称计数式，其结构是由脉冲发生器、计数器、数字显示器、放大器及执行机构组成，具有延时时间长、调节方便、精度高的优点，有的还带有数字显示，应用很广。,2023/6/2,JS20系列场效应管做成通电延时型电路,接通电源后，经整流滤波和稳压后的直流电压经波段开关上的电

31、阻R10、RP1、R2向电容C2充电。当电容器C2的电压上升到UC-USUP时，VF导通，D点电位下降，VT导通，晶闸管VTH被触发导通，继电器KA线圈通电动作，输出延时时间到的信号。从时间继电器通电给电容C2充电，到KA动作的这段时间为延时时间。KA动作后，其常开接点闭合，C2经R9放电，VF、VT相继截止，为下次动作做准备。同时，KA的常闭接点断开，Ne氖泡起辉。VF、VT相继截止后，晶闸管VTH仍保持接通，KA线圈保持通电状态，只有切断电源，继电器KA才断电释放。,2023/6/2,（2）电子式时间继电器的特点优点：延时时间较长（几分钟到几十分钟），延时精度比空气阻尼式的好，体积小、机械

32、结构简单、调节方便、寿命长、可靠性强。缺点：延时受电压波动和环境温度变化的影响，抗干扰性差。（3）电子式时间继电器调整延时的方法。调节单极多位开关，改变R10的值，就可以改变延时时间的长短。,2023/6/2,（4）ST3P系列时间继电器的产品介绍ST3P系列时间时间继电器适用于交流50Hz，工作电压380V及以下或直流工作电压24V的控制电路中作延时元件，按预定的时间接通或分断电路。ST3P系列时间继电器的接线图,2023/6/2,5.3.3热继电器,1热继电器的作用和保护特性热继电器是专门用来对连续运行的电动机进行过载及断相保护，以防止电动机过热而烧毁的保护电器。三相交流电动机在长期欠电压

33、带负荷运行、长期过载运行及缺相运行等都会导致电动机绕组过热而烧毁。但是电动机又有一定的过载能力，为了既发挥电动机的过载能力，又避免电动机长时间过载运行，就要用热继电器作为电动机的过载保护。热继电器的文字符号为FR，图形符号如图所示,2023/6/2,热继电器中通过的过载电流和热继电器触点动作的时间关系就是热继电器的保护特性。电动机的允许过载电流和电动机允许的过载时间的关系称为电动机的过载特性。为了适应电动机的过载特性又要起到过载保护的作用，要求热继电器的保护特性和电动机的过载特性相配合，且都为反时限特性曲线。,热继电器的保护特性应在电动机过载特性的下方，并靠近电动机的过载特性。,2023/6/

34、2,2热继电器的分类及主要技术参数和型号,按相数来分,单相,两相,三相式,功能,带断相保护装置,不带断相保护装置,按复位方式分,自动复位（触点断开后能自动返回）,手动复位,按温度补偿分,带温度补偿,不带温度补偿,2023/6/2,热继电器的主要技术参数有：额定电压、额定电流、相数、整定电流等。热继电器的整定电流是指热继电器的热元件允许长期通过又不致引起继电器动作的最大电流值，超过此值热继电器就会动作.,型号含义,每一系列的热继电器一般只能和相应系列的接触器配套使用，如JR20热继电器和CJ20接触器配套使用,2023/6/2,3热继电器的工作原理,热继电器主要由热元件、双金属片、触点系统、动作

35、机构等元件组成。双金属片是热继电器的测量元件。它由两种不同膨胀系数的金属片采用热和压力结合或机械碾压而成，高膨胀系数的铁镍铬合金作为主动层，膨胀系数小的铁镍合金作为被动层。热继电器是利用测量元件被加热到一定程度，双金属片将向被动层方向弯曲，通过传动机构带动触点动作的保护继电器.,2023/6/2,1-推杆 2-主双金属片 3-加热元件 4-导板 5-补偿双金属片 6-常闭静触点 7-常开静触点 8-复位螺钉 9-动触点 10-按钮11-调节旋钮 12-支撑件 13-压簧,主双金属片2与加热元件3串接在电动机主电路的进线端。,热继电器的常闭触点串接于电动机的控制电路。,热继电器的常开触点可以接入

36、信号回路。,调节旋扭11为偏心轮，转动偏心轮，可以改变补偿双金属片5与导板4的接触距离，从而调节热继电器动作电流的整定值,调节复位螺钉8来改变常开触点7的位置，使热继电器工作在手动复位或自动复位两种工作状态。热继电器动作后，应在5min内自动复位，或在2min内，可靠地手动复位。若调成手动复位时，在故障排除后要按下按扭10恢复常闭触点闭合的状态,补偿双金属片的作用是用来补偿环境温度对热继电器的影响,2023/6/2,4带断相保护的热继电器,三相异步电动机为星形型接线，线电流等于相电流，流过电动机绕组的电流和流过热继电器热元件的电流相同。当线路发生一相断线时，另外两相的电流过载，由于流过电动机绕

37、组的电流和流过热继电器的电流增加的比例相同，因此普通的两相或三相热继电器动作，保护电动机。若三相异步电动机为三角形型接线，正常运行时相电流等于线电流的，即流过电动机绕组的电流是流过热继电器热元件电流的,而当发生断相时，流过电动机接于全压绕组的电流是线电流（即流过热继电器热元件电流）的2/3，,2023/6/2,如果热继电器的整定的动作电流是I，则电动机中允许通过的最大电流为,但是当发生断相时，热继电器的动作电流仍然是I，但是电动机一相绕组中的电流将达到2I/3，这样便有烧毁绕组的危险。,所以：三角形型接线的电动机必须采用带有断相保护的热继电器,2023/6/2,带有断相保护的热继电器,图中将热

38、继电器的导板改为差动机构。a为通电前各部件的位置；b为正常通电时的位置，三相双金属片都受热向左弯曲一小段距离，继电器不动作。c为三相同时过载，三相双金属片同时向左弯曲，通过传动机构使常闭触点打开；d为C相断线的情况，此时C相的双金属片逐渐冷却，其端部向右移动，推动上导板向右移动，而另外两相的双金属片在电流加热下，端部仍然向左移动，上下导板的差动作用经杠杆放大，迅速使常闭触点打开，实现了断相保护的作用,1-上导板 2-下导板 3-主双金属片4-顶头5-杠杆,2023/6/2,5热继电器的选用,1）一般情况下可以选用两相结构的热继电器。对于电网均衡性差的电动机，宜选用三相结构的热继电器。定子绕组做

39、三角形型连接，应采用有断相保护的三个热元件的热继电器作过载和断相保护。2）热元件的额定电流等级一般应等于（0.951.05）倍电动机的额定电流，热元件选定后，再根据电动机的额定电流调整热继电器的整定电流，使整定电流与电动机的额定电流相等。3）对于工作时间短、间歇时间长的电动机，以及虽长期工作，但过载可能性小的（如风机电动机），可不装设过载保护。,2023/6/2,6热继电器的故障及维修,1）热元件烧断。当热继电器负荷侧出现短路或电流过大时，会使热元件烧断。这时应切断电源检查线路，排除电路故障，重新选用合适的热继电器。更换后应重新调整整定电流值。2）热继电器误动作。误动作的原因有：整定值偏小，以

40、致未出现过载就动作；电动机启动时间过长，引起热继电器在启动过程中动作；设备操作频率过高，使热继电器经常受到启动电流的冲击而动作；使用场合有强烈的冲击及振动，使热继电器操作机构松动而使常闭触点断开；环境温度过高或过低，使热继电器出现未过载而误动作，或出现过载而不动作，这时应改善使用环境条件，使环境温度不高于+40，不低于-30。3）热继电器不动作。由于整定值调整的过大或动作机构卡死、推杆脱出等原因均会导致出现过载而热继电器不动作。4）热继电器常闭触点接触不良，将会使整个电路不工作。这时应清除触点表面的灰尘或氧化物。,2023/6/2,5.3.4 速度继电器,速度继电器是按速度原则动作的继电器，主

41、要用于笼形异步电动机的反接制动控制,又称为反接制动继电器。感应式速度继电器主要由定子、转子和触点三部分组成，转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼形空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼形绕组。转子轴与电动机的轴相连接，当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，产生旋转磁场，定子绕组切割旋转磁场产生感应电流，定子感应电流位于磁场中受到电磁力的作用，产生电磁转矩，使定子随转子的转动方向而旋转，当达到一定的转速时，定子转动到一定角度时，装在定子轴上的摆锤推动动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合。当电动机的转速低于某一数值时，定子产生的转矩减小，触点返回，即常开触点断开，常闭触点闭合。,1-转子 2-

42、电动机的轴 3-定子 4-绕组5-定子摆锤 6-静触点 7-动触点 8-簧片,2023/6/2,一般速度继电器的转速在130r/min时触点动作，转速在100r/min时，触点返回。常用的速度继电器有JY1和JFZ0型，都具有正转时动作的一组转换触点和反转时动作的一组转换触点。速度继电器的文字符号为KS，图形符号如图 所示,a)转子 b)常开触点c)常闭触点,2023/6/2,5.4 常用的开关电器,开关电器广泛用于配电系统，用作电源开关，起隔离电源、保护电气设备的和控制的作用。5.4.1刀开关作用：刀开关在低压电路中，作为不频繁地手动接通、断开电路和作为电源隔离开关使用。分类：（1）刀开关可

43、以分为单极、双极和三极三种；（2）有单方向投掷的单投开关和双方向投掷的双投开关；（3）有带灭弧罩的刀开关和不带灭狐罩的刀开关.没有灭弧罩的刀开关可以通断0.3IN，带灭弧罩的刀开关可以通断IN，但都不能用于频繁地接通和断开电路。,2023/6/2,刀开关的图形和文字符号,Q,刀开关主要由手柄、触刀、静插座和绝缘底座组成。刀开关在安装时，手柄要向上推为合闸，不得倒装或平装，避免由于重力下落引起误动作和合闸。接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端。,刀开关的选择：应使其额定电压等于或大于电路的额定电压，其额定电流大于或等于线路的额定电流，当用刀开关控制电动机时，其额定电流要大于电动机额定电流的

44、三倍。,2023/6/2,5.4.2组合开关,组合开关又称转换开关，实质上为刀开关。组合开关是一种多触点、多位置式，可以控制多个回路的电器。组合开关主要用作电源引入开关，或作为控制5KW以下小容量电动机的直接启动、停止、换向用，每小时通断的换接次数不宜超过20次。组合开关的选用应根据电源的种类、电压等级、所需触点数及电动机的容量选用，组合开关的额定电流应取电动机额定电流的1.52倍。手柄能沿任以方向转动90，并带动三个动触片分别和三个静触片接通或断开。,2023/6/2,HZ10系列组合开关的外形与结构图,1-手柄 2-转轴 3-弹簧 4-凸轮 5-绝缘垫板 6-动触片 7-静触片 8-接线柱

45、 9-绝缘杆,外形 结构,2023/6/2,组合开关的文字符号为QS，其图形符号如图 所示,组合开关在电路图中的触点状态图及状态表如图所示,图中虚线表示操作位置，不同操作位置的各对触点的通断表示于触点右侧，与虚线相交的位置上涂黑点表示接通，没有图黑点表示断开。触点的通断状态还可以列表表示，表中“+”表示闭合，“-”或无记号表示断开,2023/6/2,型号含义,2023/6/2,5.4.3开启式负荷开关,开启式负荷开关又称胶盖瓷底开关，主要用作电气照明电路和电热电路的控制开关。与刀开关相比，负荷开关增设了保险丝和防护外壳胶盖，负荷开关内部装设了保险丝，可以实现短路保护，由于有胶盖，在分断电路时产

46、生的电弧不致飞出，同时防止极间飞弧造成相间短路。其选择和安装注意事项和普通刀开关相同，电源进线应接在静插座一边的进线端，用电设备应接在动触刀一边的出线端，当刀开关断开时，闸刀和保险丝均不带电，以保证更换保险丝时的安全。,2023/6/2,HK系列开启式负荷开关结构,1-胶盖 2-胶盖固定螺钉 3-进线座 4-静插座 5-熔丝 6-瓷底板 7-出线座 8-动触刀 9-瓷柄,开启式负荷开关的文字符号为QL，图形符号如图所示,2023/6/2,5.4.4半封闭式负荷开关,1-熔断器 2-夹座 3-闸刀 4-手柄5-转轴 6-速动弹簧,1.结构特点半封闭式负荷开关又叫铁壳开关。铁壳开关主要由刀开关、熔

47、断器、灭弧装置、操作机构和金属外壳构成。三相动触刀固定在一根绝缘的方轴上，通过操作手柄操纵。操作机构采用储能合闸方式，在操作机构中装有速动弹簧，使开关迅速通断电路，其通断速度与操作手柄的操作速度无关，有利于迅速断开电路，熄灭电弧。操作机构装有机械联锁，保证盖子打开时手柄不能合闸，当手柄处于闭合位置时，盖子不能打开，以保证操作安全。,2023/6/2,2选择及使用注意事项在选择半封闭式负荷开关时，应使其额定电压等于或大于电路的额定电压，其额定电流大于或等于线路的额定电流，当用半封闭式负荷开关控制电动机时，其额定电流应是电动机额定电流的2倍。半封闭式负荷开关在使用中应注意：开关的金属外壳应可靠地接

48、地，防止外壳漏电；接线时应将电源进线接在静触座的接线端子，负荷接在熔断器一侧。,型号含义：,2023/6/2,5.4.5倒顺开关,倒顺开关用于控制电动机的正反转及停止。它由带静触点的基座、带动触点的鼓轮和定位机构组成。开关有三个位置：向左45（正转）、中间（停止）、向右45（反转）。,图中虚线表示操作位置，不同操作位置的各对触点的通断表示于触点右侧，于虚线相交的位置上涂黑点表示接通，没有黑点表示断开。触点的通断状态还可以列表表示，,表中“+”表示闭合，“-”或无记号表示断开,2023/6/2,5.4.6低压断路器与智能型断路器,低压断路器俗称低压自动开关，它用于不频繁地接通和断开电路，而且当电

49、路发生过载、断路或失压等故障时，能自动断开电路。低压断路器的文字为QF，其图形符号如图所示,1低压断路器的结构和工作原理,低压断路器的结构主要包括三部分：带有灭弧装置的主触点、脱扣器和操作机构,2023/6/2,低压断路器的结构和接线图,1-弹簧 2-主触点 3-传动杆 4-锁扣 5-轴 6-电磁脱扣器 7-杠杆 8、10-衔铁 9-弹簧 11-欠压脱扣器 12-双金属片 13-发热元件,主触点由操作机构手动或电动合闸，当操作机构处于闭合位置时，可由自由脱扣器进行脱扣，将主触点断开。（1）当线路上出现短路故障时，其过流脱扣器动作，使开关跳闸，进行短路保护。（2）出现过负荷时，串联在主电路的加热

50、电阻丝加热，双金属片弯曲带动自由脱扣器动作，使开关跳闸，进行过载保护。（3）当主电路电压消失或降低到一定的数值，欠压脱扣器的衔铁释放，衔铁的顶板推动自由脱扣器，使断路器跳闸，进行欠压和失压保护。（4）有的低压断路器还有分励脱扣器，主要用于远距离操作，按下SB分励脱扣器的衔铁吸合，推动自由脱扣器动作，低压断路器跳闸，主电路断开后，分励脱扣器的线圈断电，分励脱扣器的线圈不允许长期通电,2023/6/2,2低压断路器的类型,低压断路器按结构型式有塑壳式（装置式）低压断路器和万能式（框架式）低压断路器。塑壳式低压断路器具有模压绝缘材料制成的封闭型外壳，将所有构件组装在一起。作为配电、电动机和照明电路的