第一章 常用低压电器.ppt
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1、第一章 常用低压电器,第一节 低压电器基本知识,第二节 电磁式接触器,第三节 电磁式继电器,第五节 热继电器,第六节 熔断器,第七节 低压断路器,第八节 主令电器,第九节 速度继电器与干簧继电器,第四节 时间继电器,第一节 低压电器的基本知识,是指能自动或手动接通和断开电路,以及对电路或非电路现象能进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件。,电器:,电气:,以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。,是指工作在直流1200V、交流1500V及以下的电路中,以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。,采用电磁原理构成的低压电器,称为电
2、磁式低压电器;,利用集成电路或电子元件构成的低压电器,称为电子式低压电器;,利用现代控制原理构成的低压电器,称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。,低压电器:,一、低压电器的分类,(二)低压控制电器:用于各种控制电路和控制系统的电器。如:接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。,(一)低压配电电器:用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如:刀开关、低压断路器、熔断器等;,(三)低压主令电器:用于发送控制指令的电器。如 按钮、主令 开关、形成开关、主令控制器、转换开关等。,(四)低压保护电器:用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。,(
3、五)低压执行电器:用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。,二、电磁式低压电器基本结构,(一)电磁机构,电磁机构的结构型式,构成:由吸引线圈、铁心、衔铁组成。,分类:直动式和拍合式,1-衔铁 2-铁心 3-线圈,直动式电磁机构,1-衔铁 2-铁心 3-线圈,拍合式电磁机构,电磁机构工作原理,(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,动、静触头开始接触时的气隙,电磁机构气隙的初始值,(2)直流电磁机构的吸力特性,衔铁吸合前后线圈励磁电流不变,适合于动作频繁的场合。,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为吸力特性。,(3)交流电磁机
4、构的吸力特性,不适合于可靠性要求高和操作频繁的场合。,交流电磁机构电磁吸力随时间变化情况,1-直流吸力特性 2-交流吸力特性 3-反力特性 4-剩磁吸力特性,(4)剩磁的吸力特性剩磁吸力与气隙的关系曲线,(5)吸力特性与反力特性的配合,吸合时吸力大于反力;释放时反力要大于剩磁吸力。,(6)交流电磁机构短路环的作用,由于电磁线圈中流过的是交流电,使得交流电磁机构出现频率为2f的持续抖动和撞击,发出噪声并容易损坏铁心,为了避免衔铁振动,通常在铁芯内嵌入铜质短路环。,电磁机构的输入输出特性,电磁机构的继电特性,吸合位置,释放位置,输入量,(二)触头系统,触头的接触形式,a-点接触 b-线接触 c-面
5、接触,触头的结构形式,a-点接触桥式触头 b-面接触桥式触头 c-线接触指形触头,减小接触电阻的方法,触头材料选用电阻系数小的材料,使触头本身的电阻尽量减小;,增加触头的接触压力,一般在动触头上安装触头弹簧;,改善触头表面状况,尽量避免或减小表面氧化膜形成,在使用过程中尽量保持触头清洁。,(三)电弧的产生和灭弧方法,电弧的产生,在自然环境下开断电路时,如果开断电路的电流或电压超过某一数值,在触头间隙就会产生电弧。电弧实际上是一种触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。,电弧的产生的原因,(4)高温游离,(1)强电场放射,(2)撞击电离,(3)热电子发射,灭弧的基本方法,(1)快速拉长电弧,从而
6、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,常用的灭弧装置,(1)电动力吹弧,1-静触头 2-动触头 3-电弧,(2)磁吹灭弧,1-磁吹线圈 2-铁心 3-导磁夹板 4-引弧角 5-灭弧罩 6-磁吹线圈磁场 7-电弧电流磁场 8-动触头,(3)栅片灭弧,1-灭弧栅片 2-触头 3-电弧,(4)窄缝灭弧,1-纵缝 2-介质 3-磁性夹板 4-电弧,目前正沿着体积小、重量轻、安全可靠、使用方便的方向发展,大力发展电子化的新型控制电器,如接近开关、光电开关、电
7、子式时间继电器、固态继电器与接触器等以适应控制系统迅速电子化的需要。,返 回,三、低压电器的发展方向,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,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。,一、接触器的结构及工作原理,电磁系统,触点系统,灭弧装置,接触器结构,主触点接线,控制线圈接线,点接触式:用于电流不大的场合面接触式:用于电流
8、较大的场合,触头分为,主触头:用于通断电流较大的主电路。辅助触头:用于通断电流较小的控制电路。,接触器触头系统:主触头 辅助触头(常开辅助触头、常闭辅助触头),接触器的符号见下图,接触器的工作原理,二、接触器的主要技术参数,极数和电流种类,额定工作电压,额定工作电流,约定发热电流,额定通断能力,线圈额定工作电压,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,约定发热电流,额定通断能力,线圈额定工作电压,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。,表1-1 接触
9、器常见使用类别和典型用途,三、常用典型接触器,(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:,B系列型号含义:,(二)切换电容器接触器,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。,(三)真空交流接触器,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。,(四)直流接触器,应用于直流电力线路中,
10、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:CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。,CZ18系列接触器型号含义:,直流接触器与交流接触器的工作原理相同。结构也基本相同,不同之处是,铁心线圈通以直流电,不会产生涡流和磁滞损耗,所以不发热。为方便加工,铁心由整块软钢制成。为使线圈散热良好,通常将线圈绕制成长而薄的圆筒型,与铁心直接接触,易于散热。,直流接触器与交流接触器的比较,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
11、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。,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。,一、电磁
12、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,1-底座 2-铁心 3-释放弹簧 4-调节螺母 5-调节螺母6-衔铁 7-非磁性垫片 8-极靴 9-触头系统 10-线圈,(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,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,吸合值,释放值,吸合位置,释放位置,(二)继电器的主要参数(P19),1额定参数,2动作参数,3整
13、定值,继电器正常工作时允许的电压值和电流值 UN、IN,继电器的吸合值和释放值U0、I0;Ur、Ir,对继电器的参数进行人为调整的数值,5动作时间,返回参数,6灵敏度,继电器的释放值与吸合值的比值,继电器的吸合时间与释放时间 0.050.2S,继电器在整定值下动作时所需的最小功率和安匝数,电磁式继电器与电磁式接触器在结构上有何不同,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。,分:过电压、欠电压、零电压继电器。,三、电磁式电压继电器与电流继电器,(一)电磁式电压继电器,1过电压继电器 在电路中用于过电压保护,2欠电压继电器 在电路中用于欠电压保护,1
14、过电压继电器,通常,当线圈为额定电压时衔铁不吸合,当线圈电压高于额定电压时衔铁吸合动作,当线圈电压低于释放电压时,衔铁才返回释放状态。,交流欠电压继电器的吸合电压的调节范围 U0=(1.051.2)UN,由于直流电路一般不会出现过电压,所以没有直流过电压继电器。,直流欠电压继电器的吸合电压与释放电压调节范围U0=(0.30.5)UN Ur=(0.070.2)UN。,2欠电压继电器 当继电器线圈电压低于额定电压时,衔铁吸合动作;当线圈电压很低时,衔铁才释放。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。,交流欠电压继电器的吸合电压与释放电压调节范围U0=(0.60.85)UN Ur=(0.10.35)U
15、N。,电压继电器的符号,(二)电磁式电流继电器,电流继电器是反映电流变化的控制电器。线圈与负载串联,用来反映的是负载电流,故线圈匝数少,导线粗,阻抗小。,分:过电压、欠电流继电器。也有交流和直流之分。,1过电流继电器 在电路中用于过电流保护,2欠电流继电器 在电路中用于欠电流保护,1过电流继电器,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。,正常工作时,继电器线圈流过负载电流(小于或等于额定电流),衔铁不动作,处于释放状态;当负载电流超过
16、额定负载电流一定值时,衔铁吸合,带动触头动作。电流继电器在电路中起过电流保护作用。,直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围I0=(0.30.65)IN Ir=(0.10.2)IN。,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。,2欠电流继电器,交流电路无欠电流,也就没有欠电流继电器。,电流继电器的符号,(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。,中间继电器与接触器的比较,(四)常用典型电磁式继电器简介,
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