低压电器基本原理.ppt
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1、南阳理工学院,电子与电气工程系 电气教研室,电,气,控,制,工,厂,技,术,工厂电气控制技术,个人资料,熟悉常用控制电器的结构原理、用途、型号及选用方法,掌握电气控制系统的分析与设计方法,主干课.学科基础课.专业方向限定选修课。,本课程性质与目的,1.1 概述 1.2 接触器 1.3 继电器 1.4 熔断器 1.5 低压断路器和刀开关 1.6 主令电器,第1章 常用低压控制电器,教学目的掌握常用低压电器的基本构成/工作原理/图形符号/文字符号教学重点低压电器的图形符号和文字符号教学难点低压电器的基本构成和构成原理,第1章 常用低压控制电器,电气是:以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与
2、改善限定空间和环境的一门科学。电器是:凡是根据外界特定的信号和要求,自动或手动接通或断开电路,继续或连续地改变电路参数,实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电气设备。,什么是电气?电器与电气有什么区别?,1.1 概述,顺序控制器控制,PLC控制,电气控制系统的发展,继电器接触器控制,1.1.1 电气控制的发展,为什么电压直流1500,交流1200?,低压电器的分类,低压电器的组成,断电,电磁机构,电磁机构是电器元件的感受部件,通常采用电磁铁的形式。,通电,电磁机构是电器元件的感受部件,通常采用电磁铁的形式。,断电,电磁机构,交流电磁机构,直流电磁机构,异同?,vs,vs,电磁机构,触头系
3、统,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。,触头系统通过触头的开合控制电路通、断。,电弧的产生,电弧产生的条件?,电弧产生的实质?,电弧产生的危害?,电流0.251 A,电压1220 V,气体放电绝缘气体就变成了导体,产生高温及强光,使触头烧损,使电路切断时间延长,甚至不能断开,造成严重事故,桥式结构双断口灭弧,灭弧方法,触点分断时,在弧隙中产生两个彼此串联的电弧。在电动力F的作用下,电弧向两侧方向运动,电弧拉长。在拉长过程中电弧受到空气迅速冷却而很快熄灭。,栅片灭弧,灭弧方法,栅片彼此绝缘,片间距离23 mm。,栅片具有冷却作用,能导出电弧的热量。,弧要重燃,两栅片间要有
4、150250V压降。,交流电压过零时,电弧自然熄灭。,窄缝灭弧,灭弧方法,灭弧罩采用耐高温的陶土和石棉水泥做成。,电弧进入灭弧罩后,可以降低弧温和隔弧。,在直流接触器的主触点上广泛采用这种灭弧装置。,磁吹灭弧,具有铁心的吹弧线圈和触点串联。,电弧在磁场中受电磁力F:一方面被拉长,另一方面又被冷却。,磁场力随电弧电流的大小而改变,电弧电流越大,灭弧能力越强。,磁吹力的方向与电流方向无关,该装置适用于交、直流控制电器。,灭弧方法,直流电磁铁的电磁吸力 直流电磁铁的电磁吸力根据麦克斯韦公式计算:,1.1.4 电磁吸力,F电磁铁磁极的表面吸力(N);B工作气隙磁感应强度(T);S铁心截面积(m2);气
5、隙磁通;磁路空气隙。,式中:,式中,0 真空或空气中的磁导率;n 单个磁铁的线圈匝数;i 线圈中电流;S0 空气隙面积;0空气隙厚度。,麦克斯韦公式,直流电磁铁的电磁吸力,直流电磁铁的吸力特性,直流电磁铁的电磁吸力,断电时会发生什么情况?如何解决呢?,直流电磁铁的电磁吸力,直流线圈并联放电电路,直流电磁铁的电磁吸力,交流电磁铁的电磁吸力:,交流电磁机构的电磁吸力,交流电磁铁吸力的变化情况,交流电磁机构的电磁吸力,吸引力过零点,会发生什么情况?如何解决呢?,短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音,交流电磁机构的电磁吸力,磁通不同时为零,短路环,交流电磁机构的电磁吸力,1.1.5 低压电器的性能指标
6、,1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号,图形符号,文字符号,符号要素,一般符号,限定符号,基本文字符号,辅助文字符号,补助文字符号,通常用于图样或其它文件,用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。,用于电气技术领域中技术文件的编制,表示电气设备、装置和元件的名称、功能、状态和特征。,一、图形符号和文字符号,1.图形符号,具有确定意义的简单图形,必须同其它图形组合构成一个设备或概念的完整符号。,符号要素:,限定符号:,提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。,表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号,如电动机可用一个圆圈表示。,一般符号:,1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字
7、符号,一、图形符号和文字符号,2.文字符号,基本文字符号,单字母符号:,双字母符号:,由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成,且以单字母符号在前,另一字母在后的次序列出,如“F”表示保护器件类,“FU”则表示为熔断器。,按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分成为23大类,每一类用一个专用单字母符号表示,如“C”表示电容器类,“R”表示电阻器类等。,1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号,一、图形符号和文字符号,2.文字符号,基本文字符号:,辅助文字符号:,表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。如“RD”表示红色,“L”表示限制等。,单字母符号,双字母符号,补
8、充文字符号:,当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够使用时,可按国家标准中文字符号组成规律和下述原则予以补充。,1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号,2.文字符号,1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号,补充文字符号原则:,2.文字符号,补充文字符号原则:,1.1.6 电气控制技术中常用的图形和文字符号,GB/T 4728.11985电气图用图形符号总则GB/T 4728.2-131996-2000电气简图用图形符号GB/T5094-85,电气技术中的项目代号GB/T6988.1-41997-2002 电气技术用文件的编制 GB/T6988.61993 控制系统功能表图的绘制
9、GB/T5226-96,工业机械电气设备通用技术条件,1.1.7 常用的电气制图国家标准,1.1.8 电气图的分类和作用,1.1.8 电气图的分类与作用,1.主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。,1.主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。,2.表示出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数。,3.主电路的电源电路一般绘制成水平线。,D,6,5,详细绘制出电器元件安装位置。,三相鼠笼异步电动机单向运行控制线路安装图,1.2 接触器(Contactor),实物图,结构及工作原理,灭弧装置,1.2 接触器(Contactor),1.2 接触器(Contactor),结构及工作原理,图形符号和文字符号
10、,1.2 接触器(Contactor),主要性能指标,额定电压,额定电流,吸引线圈额定电压,1.2 接触器(Contactor),接触器铭牌电压/主触点的额定电压,接触器铭牌电流/主触点的额定电流,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型;接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压;吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致;额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,选用原则,1.2 接触器(Contactor),若电动机的参数如下:Pn=2.2Kw,In=4A,Un=380V.Y接法.控制电路采用220V电源.请回答以下问题:1.接触器的额定电压与额定电流分别取多少?线圈的额
11、定电压取多少?上网查询或查阅电器手册选择一款合适的接触器.2.接触器虽然结构比较复杂,但是与我们的电路发生关系的只有触点和线圈,对吗?,1.2 接触器(Contactor),1.3 继电器(relay),实物图,结构及工作原理,定义:继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路,实现远距离控制和保护的自动控制电器。组成:感测机构、输出执行机构分类:按用途分:控制继电器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 按输入量分:电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分:瞬时继电器、延时继电器,1.3 继电器(relay),电磁式继电器,定义:以电磁力为驱动力的继电器称为电
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