常用低压电器原理与结构.ppt
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1、掌握各种常用低压电器的名称、用途、规格、基本结构、工作原理、图形符号与文字 符号。熟悉常用低压电器的交、直流灭弧装置的构 造与灭弧方法。了解其他低压电器的有关知识。,第五章 常用低压电器,学习目标:,低压电器的基本知识,开关,熔断器,主令电器,接触器,继电器,第五章 常用低压电器,电器:凡是自动和手动接通和断开电路,以及能实现对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的电器元件。,第一节:低压电器的基本知识,一、低压电器的定义,低压电器:用于交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。,第一节:低压电器的基本知识,一
2、、低压电器的定义,1按用途分类,用于自动控制系统中发送控制指令的电器。如按钮开关、主令开关、行程开关等。,用于各种控制电路和控制系统的电器。例如接触器、控制器、起动器等。,控制电器:,主令电器:,二、低压电器的分类,用于保护电路及用电设备的电器。如熔断器、热继电器、避雷器等。,用于电能输送和分配的电器。如断路器、刀开关等。,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。,保护电器:,配电电器:,执行电器:,1按用途分类,二、低压电器的分类,依据电磁感应原理来工作的电器。如交直流接触器、各种电磁式继电器等。,2按工作原理分类,电磁式电器:,非电量控制电器:,电器的工作是靠外力或某种非
3、电物理量的变化而动作的电器。如刀开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。,低压开关电器主要用作电源的隔离、线路的保护与控制。,刀开关又称闸刀开关,是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。在低压电路中,作为不频繁接通和分断电路用,或用来将电路与电源隔离。,第二节:开关,一、刀开关,刀开关的典型结构,刀开关的种类:,按极数分:,单极,双极,三极,按转换方向分:,单掷,双掷,按灭弧分:,带灭弧罩,不带灭弧罩,按接线方式分:,板前接线,板后接线,又称为瓷底胶盖刀开关,简称闸刀开关。生产中常用的是HK系列开启式负荷开关,适用于照明和小容量电动机控制线路中,供手动不频繁地接通和分断电路,并起短路保护作
4、用。,(一)开启式负荷开关,结构,防止操作时触及带电体或分断时产生的电弧飞出伤人,符号,型号,(二)封闭式负荷开关,常用的HH3、HH4系列封闭式负荷开关,在开启式负荷开关的基础上改进设计的一种开关。作用:用于手动不频繁的接通和断开带负载的电路以及作为线路末端的短路保护,也可用于控制15kW以下的交流电动机不频繁的直接起动和停止。,主要由触头及灭弧系统、熔断器及操作机构等三部分组成。,结构:,使刀开关的接通与断开速度与手柄操作速度无关。,(二)封闭式负荷开关,(二)封闭式负荷开关,特点:,操作机构上装有机械联锁,它可以保证开关合闸 时不能打开防护铁盖,而当打开防护铁盖 时,不能将开关合闸。,采
5、用了储能合闸方式,使开关的 分合速度与手柄操作速度无关。作用:改善开关 的灭弧性能,又能防止触点停滞在中间位置,从而提高开关的通断能力,延长其使用寿命;,型号:,符号:,与开启式负荷开关相同,(二)封闭式负荷开关,作用:又称转换开关,常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中,供手动不频繁的接通和分断电路、电源开关或控制5kW以下小容量异步电动机的起动、停止和正反转。,HZ10,二、组合开关,结构:,与普通闸刀开关的区别:转换开关用动触片代替闸刀,操作手柄在平行于安装面的平面内可左右转动。,由于采用了扭簧储能,可使触点快速闭合或分断,从而提高了开关的通断能力。,a)外形;b
6、)结构;c)符号,HZ10,HZ6、HZ10、HZ15系列。一般在电气控制线路中普遍采用的是HZ10系列的组合开关。,组合开关有单极、双极和多极之分。普通类型的转换开关各极是同时通断的;特殊类型的转换开关是各极交替通断,以满足不同的控制要求。其表示方法类似于万能转换开关。,常用产品:,分类:,型号,低压断路器即低压自动空气开关,又称自动空气断路器。作用:既能带负荷通断电路,又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸,保护线路和电气设备。是低压配电网络和电力拖动系统中常用的重要保护电器之一。,DZ5,DZ20,三、低压断路器,塑壳式(又称装置式),除用作配电网络的保护开关外,还用作电动机、照明线路的控制
7、开关,分类,框架式(又称万能式),按结构形式分类:,主要用作配电网络的保护开关,DW16,(一)结构及工作原理,在电气控制线路中,主要采用的是DZ5型和DZ10系列低压断路器,DZ520型低压断路器,a)外形;b)结构;,DZ5型低压断路器,DZ10系列为大电流系列,其额定电流的等级有100A、250A、600A三种,分断能力为750kA。在机床电气系统中常用250A以下的等级,作为电气控制柜的电源总开关。,DZ10型低压断路器可根据需要装设热脱扣器(用双金属片作过负荷保护)电磁脱扣器(只作短路保护)复式脱扣器(可同时实现过负荷保护和短路 保护),DZ10型低压断路器,断路器工作原理演示,请点
8、击,DZ10型低压断路器操作手柄的三个位置:,合闸位置,自由脱扣位置,分闸和再扣位置,DZ10型低压断路器采用钢片灭弧栅,因为脱扣机构的脱扣速度快,灭弧时间短,一般断路时间不超过一个周期(0.02s),断流能力就比较大。,漏电保护断路器,通常称作漏电开关。作用:是一种安全保护电器,在线路或设备出现对地漏电或人身触电时,迅速自动断开电路,能有效的保证人身和线路的安全。一般规定:对人而言,对地电压250V及以下为低压,以上为高压,对设备而言,相电压1000V以上为高压,以下为低压。,工作原理,电磁式电流动作型漏电断路器结构,3,(二)符号,(三)型号,作用:主要用作短路保护。优点:结构简单、价格便
9、宜、使用维护方便等。应用广泛。,第三节:熔断器,一、结构和工作原理,(一)结构,有填料密闭管式熔断器,RT0-200,熔管是熔体的保护外壳,用耐热绝缘材料制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔座是熔断器的底座,作用是固定熔管和外接引线。,熔体,熔体是熔断器的主要组成部分。,常用形式:,丝状、片状或栅状。,熔体的材料:,铅、铅锡合金或锌等低熔点材料,多用于小电流电路;,银、铜等较高熔点的金属,多用于大电流电路。,(二)工作原理,利用金属导体作为熔体串联在被保护的电路中,当电路发生过载或短路故障时,通过熔断器的电流超过某一规定值时,以其自身产生的热量使熔体熔断,从而自动分断电路,起到保护作用。,对过载
10、反应很不灵敏。电气设备发生轻度过载时,熔断器将持续很长时间才熔断,有时甚至不熔断。因此,除在照明电路中外,熔断器一般不宜用作过载保护,主要用作短路保护。,熔断器按结构形式分:,半封闭插入式,无填料封闭管式,有填料封闭管式,自复式,二、常用的低压熔断器,(一)RClA系列插入式熔断器(瓷插式熔断器),结构,型号,(二)RLl系列螺旋式熔断器,结构,用途,RLl系列螺旋式熔断器广泛应用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合,在交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中,作为短路保护器件。,(三)RMl0系列无填料封闭管式熔断器,型号,a)外形b)结构,适用于交流50Hz、额定电压38
11、0V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力网络和成套配电设备中,作为导线、电缆及较大容量电气设备的短路和连续过载保护。,用途,(三)RMl0系列无填料封闭管式熔断器,结构,a)熔体b)熔管c)熔断器d)绝缘操作手柄,(四)RT0系列有填料封闭管式熔断器,型号,RT0-200,RT0系列有填料封闭 管式熔断器,RT0系列有填料封闭 管式熔断器,用途,是一种大分断能力的熔断器,广泛用于短路电流较大的电力输配电系统中,作为电缆、导线和电气设备的短路保护及导线、电缆的过载保护。,(四)RT0系列有填料封闭管式熔断器,(五)快速熔断器,快速熔断器又叫半导体器件保护用熔断器。,结构,快速熔断器的典型
12、结构图,用于硅元件变流装置内部的短路保护。由于硅元件的过载能力差,因此要求短路保护元件应具有快速动作的特征。快速熔断器能满足这种要求,且结构简单,使用方便,动作灵敏可靠,因而得到了广泛应用。,主要用途:,(六)自复式熔断器,原理,在常温下是固体,电阻值较小,构成电流通路。在短路电流产生的高温下,熔体气化,阻值剧增,即瞬间呈现高阻状态,从而能将故障电流限制在较小的数值范围内。,熔体应用非线性电阻元件(如金属钠等)制成,常用熔断器的熔体一旦熔断,必须更换新的熔体,这就给使用带来不便,而且延缓了供电时间。自复式熔断器是一种限流电器,其本身不具备分断能力,但是和断路器串联使用时,可以提高断路器的分断能
13、力,可以多次使用。,熔断器 符号,主令电器主要用于接通或断开控制电路以发出指令或信号,达到对电力拖动系统的控制。主令电器主要有按钮开关、位置开关和万能转换开关等。,按钮开关,位置开关,万能转换开关,第四节:主令电器,按钮开关是一种用人力(一般为手指或手掌)操作,并具有储能(弹簧)复位的一种控制开关。按钮的触点允许通过的电流较小,一般不超过5A。一般情况下它不直接控制主电路,而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器,再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。,一、按钮开关,型号,符号,二、位置开关,(一)行程开关,结构,行程开关是用以反应工作机械的行程,发出命令以控制其运动
14、方向和行程大小的开关,主要用于机床、自动生产线和其它机械的限位及程序控制。,LXl9K型瞬动型行程开关,瞬动原理,1.运动部件的挡铁碰压顶杆1时,顶杆向下移动,2.顶杆移动到一定位置时,弹簧的弹力方向发生改变,同时储存的能量得以释放,完成跳跃式快速换接动作,当挡铁离开顶杆时,顶杆在弹簧7的作用下上移,上移到一定位置,接触桥5瞬时进行快速换接,触点迅速恢复到原状态。,型号,符号,(二)接近开关,接近开关又称为无触点位置开关,是一种非接触型检测开关。,原理及特点:,通过其感辨头与被测物体间介质能量的变化来取得信号。当运动的物体靠近开关到一定位置时,开关发出信号,达到行程控制、计数及自动控制的作用。
15、,采用了无触点电子结构形式,克服了有触点位置开关可靠性差、使用寿命短和操作频率低的缺点。,(二)接近开关,用途:,除了行程控制和限位保护外,还可作为检测金属体的存在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、检测零件尺寸、液面控制及用作无触点按钮等。,工作原理,当有金属物体靠近一个以一定频率稳定振荡的的高频振荡器的感应头附近时,由于感应作用,该物体内部会产生涡流及磁滞损耗,使振荡回路因电阻增大、能耗增加而使振荡减弱,直至停止振荡。检测电路根据振荡器的工作状态控制输出电路的工作,输出信号去控制继电器或其它电器,以达到控制目的。,(二)接近开关,型号,三、万能转换开关,万实际是多档位、控制多回路的组合开
16、关,主要用作控制线路的转换及电气测量仪表的转换,也可用于控制小容量异步电动机的起动、换向及调速。,(二)符号,符号和触点分合表,(三)型号,作用:是一种自动的电磁式开关,适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。主要控制对象是电动机,也可用于控制其他负载。特点:远距离、自动操作和欠电压释放保护功能,控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等。,第五节:接触器,在机床电气控制线路中,主要采用的是交流接触器。,分类:,按主触点通过的电流:,交流接触器 直流接触器,第五节:接触器,(一)结构,一、交流接触器,交流接触器的电磁系统主要由线圈、静铁芯和衔铁(动铁芯)三部分组成。其作用
17、是利用电磁线圈的通电或断电,使衔铁和静铁芯吸合或释放,从而带动动触点与静触点闭合或分断,实现接通或断开电路的目的。,1.电磁系统,a)衔铁直线运动式;b)衔铁绕轴转动排合式,衔铁,交流接触器的铁芯和衔铁一般用E形硅钢片叠压铆成。是交流接触器发热的主要部件。,线圈一般做成粗而短的圆筒形,并且绕在绝缘骨架上,使铁芯与线圈之间有一定间隙,增加散热,避免线圈受热烧损,E形铁芯的中柱端面需留有0.1mm0.2mm的气隙,以减小剩磁影响,避免线圈断电后衔铁粘住不能释放。,衔铁,短路环,线圈中通入的交流电在铁芯中产生交变的磁通,衔铁产生振动,发出噪声。,短路环,消除振动和噪声:在交流接触器铁芯和衔铁的两个不
18、同端部各开一个槽,槽内嵌装一个用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环,又称减振环或分磁环。保证衔铁可靠吸合。,短路环,2.触点系统,CJ10系列交流接触器的触点一般采用双断点桥式触点。,2.触点系统,3灭弧装置,电弧的影响:1.灼伤触点,减少触点的使用寿命;2.使电路切断时间延长,甚至造成弧光短路或引起火灾事故。容量在10A以上的接触器中都装有灭弧装置。,a)双断口电动力灭弧;b)纵缝灭弧,3灭弧装置,电动力f的方向,电弧热量在拉长的过程中散发、冷却而熄灭,由耐弧陶土、石棉水泥等材料制成.,电弧被外磁场或电动力吹入缝内运动方向,下宽上窄以便压缩电弧,使电弧与灭弧室壁有很好的接触而冷却熄灭,栅片灭
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- 关 键 词:
- 常用 低压电器 原理 结构
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