电气控制_2熔断器剖析

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1、第四节 熔断器,用途： 主要用作短路保护。 结构： 熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管两部分组成。熔体由易熔金属材料铅、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常做成丝状或片状。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。 工作原理： 熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断切断电路，从而实现保护目的。,一、熔断器的结构原理,熔断器的种类： 1. 插入式：一般的控制面板上； 2. 螺旋式：机床、机械设备的配电盘上；优点

2、：可以透过玻璃可看是否熔断 3. 无填料密封管式 4. 有填料密封管式：功率较大，在大型设备上大的负荷上常见； 5. 快速熔断器：保护晶闸管； 6. 自恢复熔断器： 此种熔断后能够恢复：成本稍高，熔体为金属钠，常温下为导体，电路短路，产生较大的电流，高温下变金属钠气化，气体呈现高阻状态，切断电路；短路电流消失温度降低，又变为固体恢复为导体，电路恢复导通状态。,二、熔断器的主要特性,三、熔断器的文字符号,Kr=Ir/IrN,最小熔断电流Ir与熔体额定电流IrN之比称为熔断器的熔断系数，,四、熔断器的选用,熔断器类型选择：熔断器种类和多，根据线路的要求、负荷大小，使用场合和安装条件选择; 熔断器额

3、定电压的选择：大于或等于线路的工作电压,所有用电设备都有考虑电压，电压过大会击穿; 熔断器额定电流的选择：大于或等于所装熔体的额定电流： 两个概念：熔体的额定电流指保险丝的额定电流，熔断器电流指放熔体的整体器件的额定电流; 熔体额定电流的选择，这是最重要的：根据不同负荷选择不一样。,纯粹阻性负载IrN=IN，因为阻性负载通电时不会有很大的过渡过程，不会有电流的比较大的波动。 配电系统中，有多级熔断器保护，后一级熔体的额定电流比前一级熔体的额定电流大一个数量级，即相差十倍以上；避免下级短路影响上一级 对于单台长期工作电机：IrN=（1.52.5）IN 单台频繁启动工作电机：IrN=（33.5）I

4、N 若一个熔断器带，一个设备里有几台电动机。多台电机：IrN=（1.52.5）INmax+IN ，首先考虑最大电流的电机，再考虑还有其他电机把它的额定电流也加进来。 熔断器虽然比较简单，但是它的选择非常重要，选择不好可能造成设备得不到保护甚至不能正常工作。,熔体额定电流 的选择：,3. 频繁起动 的电机,异步电机的起动电流 Ist=(57) 额定电流,2. 一般电机,4.多台电机,第五节 主令电器,主令电器是指在电气自动控制系统中用来发出信号指令的电器。它的信号指令将通过继电器、接触器和其它电器的动作，接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控制。 分类： （1）按钮 （2）

5、行程开关 （3）万能转换开关,（1）按钮（手动控制电器）,用途 按钮常用于接通和断开控制电路。它只能短时接通或分断5A以下的小电流电路，向其它电器发出指令性的电信号，控制其它电器动作。由于按钮载流量小，不能直接用于控制主电路的通断。 结构及工作原理,在按下按钮帽令其动作时，首先断开常闭触头，再通过一定行程后才接通常开触头；松开按钮帽时，复位弹簧先将常开触头分断，通过一定行程后常闭触头才闭合。,(b) 结构,按钮的外形图和结构：,按钮开关的外形和符号,(a) 外形图,数控机床上的按钮站,一般用： 红色表示停止和急停；绿色表示起动； 黑色表示点动； 蓝色表示复位； 另外还有黄、白等颜色，供不同场合

6、使用。,按钮的选择：,1）触点的数量(多少触点)和形式(多少常开，多少常闭) 2）结构形式(根据不同的应用对象，例如急停按钮较大红色醒目，有时需要配合钥匙) 3）颜色选择(在电路中不是一个按钮，要根据功能搭配颜色) 选择使用时应从使用场合、所需触头数及按钮帽的颜色等因素考虑。一般“绿色”表示起动，“红色”表示停止， “黑色”表示点动，“蓝色”表示复位，“启动”与“停止”交替用黑白、白色或灰色。,（2）行程开关,用途 行程开关又称限位开关或位置开关，它利用生产机械运动部件的行程位置来发布控制命令、实现电路切换的控制电器。 1)位置极限保护 2)检测位置以实现新的控制 结构 结构与按钮类似，但其动

7、作要由机械撞击。,机械某些运动部件的撞击来发出控制信号的主令电器，所以称为行程开关。 直动式行程开关，结构也是包括上下常开常闭的静触点，中间是动触头上面是连杆连接顶杆，其动作是通过撞块撞击时顶杆带动连杆动作，撞块离开时在反力弹簧的作用下复位。 轮动式行程开关是检测左右移动的行程开关，左右移动会撞击滚轮通过连杆，推动触头动作，使得常开闭合常闭断开。 (3) 当生产机械的行程比较小且作用力也很小时，可采用具有瞬时动作和微小动作的微动开关：通过弯形片状弹簧放大撞击动作。,行程开关的外形符号,(b)示意图,(a)外形图,(c) 符号：,主要根据使用场合所需要的触点数、触点形式、结构形式（上下、左右运动

8、）选择； 随着半导体元件的发展，产生了非接触式的行程开关：光电开关、接近开关、电磁感应开关,行程开关的选择,（3）万能转换开关,用途 具有更多操作位置和触头、能够接多个电路的一种手动控制电器。由于它的档位多、触头多，可控制多个电路，能适应复杂线路的要求。 结构,转换开关由多组相同结构的触点组件叠装而成，它由操作机构、定位装置和触点装置三部分组成,当操作转换开关时，手柄带动转轴和凸轮一起转动，手柄处于不同位置，通过凸轮控制动能触点与静触点的分与合，从而达到电路断开或接通的目的。,工作原理,万能转换开关的符号及触头通断表,（4）主令控制器,主令控制器又称主令开关，它是用来频繁控制大电路的主令电器，

9、在控制系统中通过它发出的指令由接触器来实现对电动机的起动、调速、制动、反转或停止控制。 工作原理与万能控制开关类似，不同之处在于触点的容量较大，能操纵的档位也比较多。,第六节 低压开关与低压断路器,1、开关电器 低压开关主要用作隔离、转换以及接通和分断电路。常作为机床电路的电源开关，或用于局部照明电路的控制及小容量电动机的起动、停止和正反转控制等。 分类： （1）刀开关 （2）低压断路器,（1）刀开关,用途 普通刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控制电路中。 结构 符号 注意事项 刀开关安装时，瓷底应与地面垂直，手柄

10、向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。,（2）低压断路器,用途 它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、过载、失压等故障进行保护。,低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称自动开关。,结构： 操作机构、触头、保护装置（脱扣器） 符号:,a、低压断路器原理图(自动开关),锁钩,主触头 手动闭合,电磁 脱扣器,衔铁释放,低压断路器原理图,连杆装置,释放弹簧,b、低压断路器工作原理,低压断路器在使用时，电源线接图中的L1、L2、L3端为负载接线端。手动合闸后，动、静触点闭合，脱扣联杆9 被锁扣

11、7 的锁钩钩住，它又将合闸联杆5钩住，将触点保持在闭合状态。 发热元件14 与主电路串联，有电流流过时发出热量，使热脱扣器6 的下端向左弯曲。发生过载时，热脱扣器6 弯曲到将脱扣锁钩推离脱扣联杆，从而松开合闸联杆，动、静触点受弹簧3 的作用而迅速分开。 电磁脱扣器8 有一个匝数很少的线圈与主电路串联。发生短路时，电磁脱扣器8 使铁心脱扣器上部的吸力大于弹簧的反力，脱扣锁钩向左转动，最后也使触点断开。同时电磁脱扣器兼有欠压保护功能。 这样断路器在电路发生过载、短路和欠压时起到保护作用。,如果要求手动脱扣时，按下按钮2 就可使触点断开。脱扣器的脱扣量值都可以进行整定，只要改变热脱扣器所需要的弯曲程

12、度和电磁脱扣器铁心机构的气隙大小就可以了。当低压断路器由于过载而断开后，应等待2min3min 才能重新合闸，以保证热脱扣器回复原位。,低压断路器的种类 装置式低压断路器。又称塑料外壳式低压断路器，在工厂或生活中常见的。主要型号有DZ5、DZ10、DZ20 等系列。 万能式低压断路器。又称敞开式低压断路器，具有绝缘衬底的框架结构底座，所有的构件组装在一起，用于配电网络的保护。 限流断路器。利用短路电流产生的巨大吸力，使触点迅速断开，能在交流短路电流尚未达到峰值之前就把故障电路切断，用于短路电流相当大(高达70kA)的电路中。 快速断路器。具有快速电磁铁和强有力的灭弧装置，最快动作可在0.02s

13、 以内，用于半导体整流器件和整流装置的保护。,低压断路器的选择 由于低压断路器既是开关又带有多种保护，既要考虑开关主触头的额定电压、电流，又要考虑其各种保护的设置。低压断路器的选择应注意以下几个问题：,低压断路器的使用 (1) 在安装低压断路器时应注意把来自电源的母线接到开关灭弧罩一侧的端子上，来自电气设备的母线接到另外一侧的端子上。 (2) 低压断路器投入使用时应先进行整定，按照要求整定热脱扣器的动作电流，以后就不应随意旋动有关的螺钉和弹簧。 (3) 发生断、短路事故的动作后，应立即对触点进行清理，检查有无熔坏，清除金属熔粒、粉尘等，特别要把散落在绝缘体上的金属粉尘清除干净。 (4) 在正常

14、情况下，每六个月应对开关进行一次检修，清除灰尘。 使用低压断路器来实现短路保护比熔断器要好，因为当三相电路短路时，很可能只有一相的熔断器熔断，造成单相运行。对于低压断路器来说，只要造成短路都会使开关跳闸，将三相同时切断。低压断路器还有其他自动保护作用，所以性能优越。但它结构复杂，操作频率低，价格高，因此适用于要求较高的场合(如电源总配电盘)。,主要掌握五大类的电器 接触器（KM） 继电器：种类比较多，分为电压继电器(KV)、电流继电器(KA)、时间继电器(KT)、速度继电器(KS)、热继电器继电器(FR)等等。 熔断器（作短路保护,FU） 主令电器：发出命令的按钮(SB)、行程开关(SQ)、万能转换开关(SA)； 开关类：包括隔离开关(S)、低压断路器(Q) 针对每一种低压控制电器，围绕四个方面的问题： 结构组成 工作原理 文字符号 如何选择,2019/10/23,2019/10/23,2019/10/23,2019/10/23,