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1、第15章 常用低压电器,15.1 接触器 15.2 继电器 15.3 熔断器 15.4 断路器,返回,. 接触器,. 接触器的结构及其工作原理 .结构 接触器主要是由电磁系统、触头系统、灭弧系统及其他部分组成. ()电磁系统:电磁系统包括电磁线圈、铁芯和衔铁,是接触器的重要组成部分,依靠它带动触头的闭合和断开. ()触头系统:触头是接触器的执行部分,包括主触头和辅助触头(图-).主触头的作用是接通以及分断主电路,控制较大的电流,而辅助触头则是在控制电路中,用于满足各种控制方式的要求. ()灭弧系统:灭弧装置是用来保证触头断开电路时,产生的电弧可靠地熄灭,减少电弧对触头的损伤.为了迅速熄灭断开时
2、的电弧,通常接触器都装有灭弧装置,一般采用半封装式纵缝陶土灭弧罩,并且配有强磁吹弧回路.,下一页,返回,. 接触器,()其他部分:有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等. .工作原理 接触器的工作原理是:当接触器线圈通电后,线圈电流会产生磁场,产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动衔铁,并且带动交流接触器触头动作,常闭触点断开,常开触点闭合,两者是联动的.当线圈断电时,电磁吸力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放,使触点复原,常开触点断开,常闭触点闭合.,上一页,下一页,返回,. 接触器,. 常用接触器 .交流接触器 交流接触器是利用电磁吸力工作的自动控制电器.它利用主触点来开闭电路,用辅助触点来执行
3、控制指令.主触点一般只有常开触点,而辅助触点常有两对具有常开和常闭功能的触点,小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用.交流接触器的触点,由银钨合金制成,具有良好的导电性和耐高温烧蚀性. 辅助触点通过电流比较小,常接在电动机的控制电路中,主触点能通过较大的电流,接在电动机的主电路中.如CJ型交流接触器有三个常开主触点,四个辅助触点(两个常开,两个常闭).,上一页,下一页,返回,. 接触器,为了减少铁损耗,交流接触器的铁芯由硅钢片叠成,并且为了消除铁芯的颤动和噪声,在铁芯端面的一部分套有短路环.在选用接触器时,应注意它的额定电流、线圈电压以及触点数量等.CJ系列接触器的主触点额定电流有A、
4、A、A、A、A、A、A、A 等数种,线圈额定电压通常是V 或者是V,也有V 和V 的. 常用的交流接触器还有CJ、CJ、CJ和引进的CJX、TB、B等系列. .直流接触器 直流接触器的结构与工作原理基本上与交流接触器原理相同,即由线圈、铁芯、衔铁、触头、灭弧装置组成.所不同的是除了触头电流和线圈电压为直流以外,其触头大都采用滚动接触的指形触头,辅助触头则采用点触头的桥形触头.,上一页,下一页,返回,. 接触器,铁芯由整块钢或者铸铁制成,线圈呈长而薄的圆筒形.为保证衔铁可靠地释放,常在铁芯与衔铁之间垫有非磁性垫片.由于直流电弧不像交流电流有自然过零点,所以更难熄灭,因此,直流接触器常采用磁吹式灭
5、弧装置. .接触器的选用 交流接触器的选用,应根据负荷的类型和工作参数合理选用.具体步骤如下: )选择接触器的类型 交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类,分别记为AC、AC、AC和AC.一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷,如白炽灯、电阻炉等;二类交流接触器用于绕线型异步电动机的起动和停止;,上一页,下一页,返回,. 接触器,三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断;四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动. )选择接触器的额定参数 根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等来确定接触器的额定参数. ()接触器的线圈电
6、压,一般应低一些为好,这样对接触器的绝缘要求可以降低,使用时也较安全.但是为了方便和减少设备,常按实际电网电压选取. ()电动机的操作频率不高,如压缩机、水泵、风机、空调、冲床等,接触器额定电流大于负荷额定电流即可.接触器类型可选用CJ、CJ等.,上一页,下一页,返回,. 接触器,()对于负荷比较大的电动机,如机床主电动机、升降设备、绞盘、破碎机等,其平均操作频率超过次/min,运行于起动、点动、正反向制动、反接制动等状态,可选用CJZ、CJ型的接触器.为了保证电寿命,可使接触器降容使用.选用时,接触器额定电流大于电机额定电流. ()对于负荷特别大的电动机,如印刷机、镗床等,操作频率很高,可达
7、次/h,经常运行于起动、反接制动、反向等状态,接触器大致可按电寿命及起动电流选用,接触器型号选CJZ、CJ等. ()交流回路中的电容器投入电网或从电网中切除时,接触器选择应考虑电容器的合闸冲击电流.一般地,接触器的额定电流可按电容器的额定电流的.倍选取,型号选CJ、CJ等.,上一页,下一页,返回,. 接触器,()用接触器对变压器进行控制时,应考虑浪涌电流的大小.例如交流电弧焊机、电阻焊机等,一般可按变压器额定电流的倍选取接触器,型号选CJ、CJ等. ()对于电热设备,如电阻炉、电热器等,负荷的冷态电阻较小,因此起动电流相应要大一些.选用接触器时可不用考虑(起动电流),直接按负荷额定电流选取.型
8、号可选用CJ、CJ等. ()接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流,持续时间h,且安装于敞开的控制板上,如果冷却条件较差,选用接触器时,接触器的额定电流按负荷额定电流的 进行选取.对于长时间工作的电动机,由于其氧化膜没有机会得到清除,使接触电阻增大,导致触点发热超过允许温升.实际选用时,可以将接触器的额定电流减小 使用. 接触器的图形及其符号如图-所示.,上一页,返回,. 继 电 器,继电器是根据一定的信号(如电流、电压、时间和速度等物理量)的变化来接通或者分断小电流电路和电器的自动控制电器. 继电器一般由三个基本的部分组成:检测机构、中间机构和执行机构. 检测机构的作用是接收外界
9、输入信号并且将信号传递给中间机构;中间机构对信号的变化进行判断、物理量转换、放大等;当输入信号变化到一定值时,执行机构(一般是触头)动作,从而使其所控制的电路状态发生变化,接通或者分断某部分电路,达到控制或者保护的目的. 继电器的种类有很多,按照输入信号可以分为电压继电器、电流继电器、功率继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器等;按照工作原理可以分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器、热继电器等;按照用途可以分为控制与保护继电器;按照输出方式可以分为有触点和无触点继电器.,下一页,返回,. 继 电 器,. 热继电器 .热继电器的结构与工作原理 热继电器主要由热元件、双金
10、属片和触点组成,如图-所示,热元件由发热电阻丝做成.双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成,当双金属片受热时,会出现弯曲变形.使用时,可以把热元件串接于电动机的主电路中,而常闭触点串接于电动机的控制电路中. 当电动机正常运行的时候,热元件产生的热量虽然能使双金属片弯曲,但是还不足以使热继电器的触点动作.当电动机发生过载时,双金属片弯曲位移增大,推动导板使常闭触点断开,从而切断电动机控制电路以起到保护作用.热继电器动作后一般不能自动复位,要等到双金属片冷却后按下复位按钮进行复位. 热继电器动作电流的调节可以借助旋转凸轮于不同的位置来实现.,上一页,下一页,返回,. 继 电 器,热继电器由于
11、热惯性,当电路短路时不能立即动作使电路断开,因此不能用作短路保护.同理,在电动机起动或者短时过载时,热继电器也不会马上动作,从而避免了电动机不必要的停车. .热继电器的型号及选用 我国目前生产的热继电器主要有JR、JR、JR、JR、R、JR、JR 等系列,JR、JR系列热继电器采用间接受热方式,其主要缺点是双金属片靠发热元件间接加热,热耦合较差;双金属片的弯曲程度受环境温度影响较大,不能正确反映负载的过流情况. JR、JR等系列的热继电器采用复合加热方式并采用了温度补偿元件,因此能比较正确地反映负载的工作情况.,上一页,下一页,返回,. 继 电 器,JR、JR、JR和JR系列的热继电器均为两相
12、结构,是双热元件的热继电器,可以用作三相异步电动机的均衡过载保护和连接定子绕组的三相异步电动机的断相保护,但不能用作定子绕组为连接的三相异步电动机的断相保护. JR和JR系列热继电器均带有断相保护的热继电器,具有差动式断相保护机构.热继电器的选择主要根据电动机定子绕组的连接方式 来确定热继电器的型号,在三相异步电动机电路中,对连接的电动机可选两相或三相结构的热继电器,一般采用两相结构的热继电器,即在两相主电路中串接热元件.对于三相感应电动机,定子绕组为连接的电动机必须采用带断相保护的热继电器.热继电器的图形及文字符号如图-所示.,上一页,下一页,返回,. 继 电 器,. 时间继电器 在自动控制
13、系统中,有时需要继电器得到信号后不立即动作,而是顺延一段时间后再动作并输出控制信号,以达到按时间顺序进行控制的目的.时间继电器就可以满足这种要求. 时间继电器按照工作原理可以分为:电磁式、空气阻尼式(气囊式)、晶体管式、电动机式等几种.按照延时方式可以分为通电延时型、断电延时型和通断电延时型等类型. .直流电磁式时间继电器 在直流电磁式电压继电器的铁芯上增加一个阻尼铜套,即可以构成时间继电器,其结构示意图如图-所示.它是利用电磁阻尼原理产生延时的,由电磁感应定律可知,在继电器线圈通断电过程中铜套内将感应电势,并流过感应电流,此电流产生的磁通总是反对原磁通变化.,上一页,下一页,返回,. 继 电
14、 器,在通电时,由于衔铁处于释放位置,气隙大,磁阻大,磁通小,铜套阻尼作用相对也小,因此衔铁吸合时延时不显著(一般可以忽略不计).而当继电器断电时,磁通变化量大,铜套阻尼作用也大,使衔铁延时释放而起到延时作用.因此,这种继电器仅用作断电延时.这种时间继电器延时较短,JT系列最长不超过s,而且准确度较低,一般只用于要求不高的场合. .空气阻尼式时间继电器 空气阻尼式时间继电器是一种比较常用的时间继电器,它利用空气通过小孔时产生阻尼的原理获得延时.其结构是由电磁系统延时结构和触头三部分组成,其结构原理图如图-所示.电磁机构为双E直动式,触头系统为微动开关,延时机构采用气囊式阻尼器.空气阻尼式时间继
15、电器既有通电型也有断电型,只要改变电磁机构的安装方向,便可以实现不同的延时方式.,上一页,下一页,返回,. 继 电 器,当线圈断电时,衔铁在复位弹簧的作用下将活塞推向最下端.因活塞被往下推,橡胶模下方气孔内的空气,都通过橡胶膜弱弹簧和活塞肩部所形成的单向阀,经上气室缝隙顺利排掉,因此延时与不延时的微动开关与都迅速复位. 空气阻尼式时间继电器的优点:结构简单,寿命长,价格低廉;缺点是:准确精度低,延时误差大,在延时精度要求高的场合不宜采用. .半导体时间继电器 半导体时间继电器在时间继电器中已成为主流产品,半导体时间继电器是采用晶体管或集成电路和电子元件等构成,目前已有采用单片机控制的时间继电器.半导体时间继电器具有延时范围广、精度高、体积小、耐冲击和耐振动、调节方便及寿命长等优点,所以发展很快,应用广泛. 半导体时间继电器的输出形式有两种:有触点式和无触点式,前者是用晶体管驱动小型磁式继电器,后者是采用晶体管或晶闸管输出.,上一页,下一页,返回,. 继 电 器,.单片机控制时间继电器 近年来随着微电子技术的发展,采用集成电路、功率电路和单片机等电子元件构成的新型时间继电器大量面市.如DHC多制式单片机控制时间继电器,JS、J、JSZ等系列大规模集成电路数
