电气控制技术第一章常用低压电器

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1、电气控制技术,1、概述 2、接触器 3、继电器 4、熔断器 5、低压开关和低压断路器 6、主令电器,第一章 常用低压电器,低压电器,一、定义 二、电器的分类 三、我国低压电器的发展概况,1 概述,低压电器,一、定义 电器： 电器是对于电能生产、输送、分配和应用起控制、调节、检测及保护等作用的工具之总称。如开关、熔断器、变压器等。 控制电器： 能够按照外界指定信号手动或自动地接通和断开电路，实现对电路控制的电器。如熔断器、开关等 低压电器： 在交流额定电压1200V、直流额定1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。,1 概述_定义,低压电器,二、分类： 1、按工作电压等级

2、分：高压电器和低压电器 2、按动力来源分 为 ： 手动电器-刀开关、按钮、转换开关 自动电器-低压断路器、接触器、继电器 3、按电器的输出形式分： 有触点电器，如：刀开关，接触器 无触点电器，如：可控硅，大功率三级管 4、按控制对象分：电气控制系统；电力控制系统,低压电器,1 概述_分类,5、按电器在电器控制系统中的作用分： 主令电器（信号元件）：按钮、传感器、行程开关 控制电器（控制元件）：继电器、接触器、电磁阀 保护电器：熔断器，热继电器 执行电器：电磁铁，电磁隔离器 6、按用途分 ： 低压配电电器-刀开关、低压断路器、熔断器等； 低压控制电器-接触器、继电器、控制器、按钮等。 7、按工作

3、原理： 电磁式电器：交直流接触器、电磁式继电器等； 非电量控制电器：刀开关、行程开关、按钮等,低压电器,1 概述_分类,三、我国低压电器的发展概况 1、电气控制的经历的几个阶段 （1）手动控制 （2）继电接触器控制 （3）顺序控制器控制 （4）可编程控制器控制（PLC） 加工中心机床（多功能机床），自适应数控机床，直接数字程序机床，计算机群控系统，柔性制造系统,低压电器,1 概述_我国低压电器的发展概况,三、我国低压电器的发展概况 2、电气控制系统的发展 大功率半导体器件，大规模集成电路，计算机控制技术，检测技术，现代控制理论等 3、我国低压电器现状 三个层次：国外，引进国外技术，国内,低压电

4、器,1 概述_我国低压电器的发展概况,接触器用来频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠压、零压保护。 一、结构和工作原理 二、交流接触器 三、直流接触器 四、接触器的主要技术数据和选择,2 接触器,低压电器,一、结构和工作原理 接触器主要有电磁系统、触头系统和灭弧装置组成，结构如图所示 （）电磁系统 （二）触头系统 （三）灭弧装置 （四）接触器工作原理及符号,2 接触器,低压电器,2 接触器,低压电器,1主触头 2常闭辅助触头 3常开辅助触头 4动铁心 5电磁线圈 6静铁心 7灭弧罩 8弹簧,（）电磁系统 电磁系统的组成 电磁系统包括三部

5、分：动铁心（衔铁）；静铁心； 电磁线圈。 电磁系统的三种铁心形状：U形（C形）；E形； O形（环形） 电磁系统电磁线圈两类：直流线圈；交流线圈,2 接触器,低压电器,a）衔铁绕棱角转动拍合式 b）衔铁绕棱轴转动拍合式 c）衔铁直线运动螺管式,2 接触器,低压电器,2. 吸力特性 吸力： 交流电磁机构： 几乎与气隙 无关。 与气隙 成正比。 直流电磁机构：,2 接触器,低压电器,3.反力特性 为起始位置， 为动静触头接触时的位置。 4.反力特性与吸力特性的配合 吸力特性与反力特性必须配合得当，才有助于电器性能的改善。在实际应用中，可调节反力弹簧或触头初压力以改变反力特性，使之与吸力特性有良好配合

6、。,2 接触器,低压电器,注意： U型铁心的交流电磁机构的励磁线圈电流而衔铁尚未吸合的瞬间，电流将达到衔铁吸合后额定电流的56倍。E型铁心将达到1015倍。如果衔铁卡住不能吸合或频繁操作时，交流励磁线圈则可能被烧毁。,2 接触器,低压电器,（二）触头系统 触头是接触器的执行部件，用来通或断开被控电路。 触头按所控制电路分：主触头；辅助触头。 触头按原始状态分：常开触头（动合触头）；常闭触头（动断触头）。 触头按结构形式分：桥型触头；指式触头。 触头接触形式分：点接触型；线接触型；面接触型,2 接触器,低压电器,（三）灭弧装置 电弧：是指触头在闭合和断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，都会在触头间隙

7、中由电子流产生弧状的火花，这种由电气原因造成的火花。 电弧的产生：开断电路的电流超过一定数值；触头两端电压超过一定数值。 电弧的危害：触头烧毁；电路切断时间延长；弧光短路；引起火灾。 灭弧措施：降低电弧温度；减少电弧两端电压。 常用灭弧方法： 灭弧罩 灭弧珊,2 接触器,低压电器,（三）灭弧装置 3. 磁吹灭弧装置 4. 多重缝灭弧装置,2 接触器,低压电器,线圈,文字符号： KM,辅助触点-用在控制回路中,主触点-用在主回路中,图形符号：,低压电器,2 接触器,（四）接触器工作原理及符号,二、交流接触器 1、交流接触器线圈通以交流电，主触头接通、分断交流主电路。 2、交流接触器要解决的几个问

8、题：铁心中产生涡流和磁滞损耗引起铁心发热；当交变磁通零时，电磁吸力为零，使衔铁产生强烈震动和噪声。 3、解决方法：铁心用硅钢片冲压迭制而成，较少涡流路径，加硅增加铁心电阻。铁心断面上安装一个铜制的短路环。 4、结构特点：铁心用硅钢片冲压迭制而成，线圈做成短而粗的圆筒状；铁心断面上安装一个铜制的短路环。,2 接触器,低压电器,低压电器,交流接触器的结构原理图,复位弹簧,动铁心,线圈,静铁心,1,2,3,1,2,3,主触点动合(常开),辅助触头,动断触点,动合触点,交流接触器线圈通电后的状态,1,2,3,1,2,3,动断触点断开,动合触点闭合,i,主触点闭合,辅助触头,线圈,复位弹簧,动铁心,静铁

9、心,五对触点,线圈,线圈得电：五对触点同时动作，常开触点闭合，常闭触点 打开 ;,线圈断电：五对触点同时复位，常开触点打开，常闭触点 闭合 .,内部结构,3M,380 ,380 ,3M,SB,KM,KM,控制回路,主回路,注意：同一电器的各部分均标以同一文字符号 .,安装接线图,电路原理图,三、直流接触器 1、直流接触器线圈通以直流电，主触头接通、分断直流主电路。 2、直流接触器结构特点：铁心用整块钢块制成，线圈做成长而薄的圆筒状。,2 接触器,低压电器,四、接触器的主要技术数据和选择 （一）、接触器的型号及代表意义 例：CJ / CJ2040/03 交流接触器的代号；设计序号；额定电流；额定

10、工作电压代号：03380V 06660V 111140V,2 接触器,低压电器,CJTI系列交流接触器,低压电器,CJTI系列交流接触器,低压电器,主要用于交流50Hz、额定工作电压最高至660V，AC-3使用类别下，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,供远距离接通和分断电路或频繁地起动和控制交流电动机的运转。,CJ12系列交流接触器,低压电器,CJ12系列接触器主要用于冶金、轨钢及起重机等电器设备。适用于交流50Hz，额定工作电压至380V，额定电流至600A的电力线路中，供远距离接通和分断电路之用，并适宜于频率地起动、停止和反接交流电动机之用

11、。,CJ20系列交流接触器,低压电器,结构特点： 接触器的触头系统为直动式、双断点布置， CJ20-40及以上辅助触头作为独立组件安装在主触头的两侧，在电气上为分开的。,主要用于交流50Hz，额定电压至660V(部分型号至1440V)，电流至630A的电力线路中,CJ24系列交流接触器,低压电器,结构特点： 本接触器为转动式平面布置条架结构，主触头系统居中，电磁系统居右，辅助触头居左，它们均安装在用钢板弯成的U形安装板上。灭弧罩为翻转式，以便于触头的更换和维护， 线圈用弹簧卡箍固定，以便于线圈更换。,CJ40系列交流接触器,低压电器,结构特点： 接触器为直动式结构，触头灭弧系统位于上部、电磁系

12、统位于下部，触头为双断点、由银合金制成。25A及以下本体带一常开或一常闭辅助触头，3250A接触器本体无辅助触头，50A及以下规格产品其顶部可加装F4辅助触头,NCK2系列交流接触器,低压电器,结构特点： 接触器为立体布置，上部为接触系统，直动桥式双断点，触头采用银合金材料。 下部为电磁系统，电磁系统中的铁心为形直动式,（二）、接触器选择原则 1、负载电源种类：交流或直流。 2、主触头额定电压、额定电流：交流220、380、660、1140V； 直流110、220、440、660V。 主触头额定电流，一般根据电动机容量 计算触点额定电流 ，即： 经验系数，一般取11.4 3、辅助触点种类、数量

13、及触点额定电流。 4、电磁线圈的电源种类，频率和额定电压。 5、额定操作频率（次/h），即允许的每小时通接的最多次数。,2 接触器,低压电器,2 接触器,低压电器,注意： 直流接触器线圈（铁心由整块钢制成）不能加同电压的交流电压，而交流接触器的线圈（线圈电阻很小）不能加同电压的直流电压。否则都会烧坏线圈。,继电器是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。 与接触器的区别 继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定 的电压信号下动作。 继电器用于切换小电

14、流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，因此，继电器触头容量较小（不大于5A），且无灭弧装置。,3 继电器,低压电器,按用途分： 控制继电器和保护继电器。 按动作原理分： 电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电器。 按输入信号不同分： 电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、速度继电器等。,3 继电器,低压电器,一、时间继电器 二、速度继电器 三、热继电器 四、电磁式继电器,低压电器,3 继电器,一、时间继电器 从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，到产生相应的输出信号（触点的闭合和断开），有一个符合一定准确度的延时过程的继电器。 通电延时型：接受输入信号

15、后，要延迟一段时间，输出信号才能发生变化。当输入信号消失后，输出及时复位。 断电延时型：当接受输入信号时，立即产生相应的输出的信号，当输入信号消失后，继电器需经过一定的延时，输出才能复位。,低压电器,3 继电器,一、时间继电器 时间继电器有多种类型，如：直流电磁式时间继电器（小于5s）；空气阻尼式时间继电器（0.4180s）；半导体式时间继电器（0.2300s，误差3）；电动机时间继电器（延时较长）；机械发条式时间继电器等。 空气阻尼式时间继电器 1、结构：电磁机构；延时机构；触头等组成。 2、工作原理：通电延时型；断电延时型。,低压电器,3 继电器,低压电器,3 继电器,a）外形图 b）结构图 1线圈 2反力弹簧 3衔