常用低压电器.

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1、现代低压电器及控制 上海大学 本课程要求 v课堂有测试，准备一个作业本或者备好纸张; v上课请将手机设成静音，上课禁止吃东西，发现扣除 本次平时成绩； v请假必须提前且有辅导员签字证明，如果点名未到才 提出请假之事按旷课处理； v旷课三次（包括请假）平时成绩为0； v考研、找工作、回家等不算请假理由，按旷课处理 常用低压电器 概述1 熔断器2 隔离器 刀开关3 低压断路器4 继电器6 接触器5 主令电器7 电 器 电电 器器 根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路， 断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象的切 换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。 一种能控制电的工具

2、家用电器 工业电器 电电 器器 低压电器 低压电器： 工作电压在交流1200V或直流1500V 以下 概述-低压电器定义 按按 应应 用用 系系 统统 分分 电力系统用电器 通信系统用电器 电力拖动控制系 统用电器 熔断器 隔离器 刀开关 低压断路器 接触器 继电器 主令电器 控制按钮 行程开关 转换开关 主令控制器 本课程主要学习内容 我国低压电器的发展概况 第一代产品：19601970，自行开发设计的统一设计产 品，现已被淘汰 CJ10交流接触器DZ10断路器 DW10多油断路器 我国低压电器的发展概况 第二代产品：19701980，完成的更新换代和引进国外 技术生产的产品，技术指标明显提

3、高，保护特性较完 善，体积缩小，结构上适应成套装置要求 CJ20接触器 DZ20断路器DW15断路器 我国低压电器的发展概况 第三代电器产品 ：20 世纪90 年代，跟踪国外新技术自 行开发试制的。产品性能优良、工作可靠、体积小， 具有电子化、智能化、组合化、模块化、多功能化。 CJ40接触器DZS断路器DW45断路器 我国低压电器的发展概况 电子化 组合化 高性能 智能化 可通信 发展 趋势 高可靠 小型化 多功能 通用化 模块化 计算机仿真、模拟、测试技术 计算机网络技术 信息通信技术 新材料、新工艺 国外从20世纪90年代后期 就推出了智能化、可通信 的第四代产品。 低压电器基本结构 感

4、受部分：接受外界输入的信号，并通过转 换、放大与判断做出有规律的反应，使执行 部分动作； 执行机构：按照感受部分对外界输入信号的 反应进行相应的动作，接通或分断电路，实 现控制的目的； 结 构 感受部分电磁机构 执行机构 触头系统 对于有触点的电磁式电器： 电磁式低压电器基本结构 电磁式电器基本机构电磁机构 （吸引线圈、铁心、衔铁） 触头系统 电磁机构 直动式 转动式 1铁心 2衔铁 3吸引线圈 交流：硅钢片叠加 直流：整块铸铁或铸钢 直动式 转动式 电压线圈：并联在电路中，匝数 多、导线细。 电流线圈：串联在电路中，匝数 少、导线粗。 交流线圈：短而粗，有骨架。 直流线圈：细而长，无骨架。

5、电磁机构特性 电磁吸力：直流/交流 反力（释放弹簧、触点弹簧及运动部件的重力与摩擦力等） 电磁吸力反力：衔铁吸合 电磁吸力反力：衔铁释放 衔铁在某一指定位置时（气隙不变）： 假设气隙中磁场均匀分布，电磁力计算公式： 当端面面积S为常数时，电磁吸力与B2或2成正比 直流电磁机构的电磁吸力 电磁铁未吸合时，磁路中有空气隙 磁 路中的磁阻较大，所以磁通较小，电磁 吸力Fat也较小； 电磁铁吸合后，气隙减小，磁路磁阻 也减小，磁通增大电磁吸力也增大。 直流电磁机构特点： 吸力特性曲线近似为二次曲线，电磁吸力与工作气隙的平 方成反比； 吸合前后电流不变，电磁吸力改变 直流电磁机构 交流电磁机构的电磁吸力

6、 设，气隙中的电磁感应强度按正弦规律变换。 交流电磁铁吸力瞬时值的表达式： 交流电磁机构 交流电磁机构的电磁吸力 交流电磁铁电磁吸力的大小是随时间周期性的变化， 变化频率为电源频率的2倍 交流电磁机构的电磁吸力 当励磁电压、频率和线圈匝数不变时，交流电磁机构 的电磁力基本不变 考虑到漏磁的影响，其吸力随气隙的减小略有增加 交流电电磁机构特点： 交流励磁电电流有效值值将随气隙长长度成正比增大 电磁机构的吸力特性 电磁机构的吸力特性 1-直流电磁机构;2-交流电磁机构 在同一电磁机构中作用不同的电压或电流时，可以改 变吸力特性曲线的位置。 改变电压或电流时的吸力特性 1-原吸力特性 2-增加电压或

7、电流时 3-减小电压或电流时 电磁机构存在的问题 衔铁粘住：剩磁产生的电磁吸力大于释放弹簧的反力 ，导致衔铁打不开 解决方法：衔铁上装非磁性垫片或在铁心柱端面上加 装极靴 直流电磁机构 交流电磁机构 吸力周期性变化导致振动噪声：电源电压每变化一个周 期，铁心吸合释放两次 解决方法：铁心端面开槽，嵌入铜质短路环 电磁机构存在的问题 电磁机构存在的问题 交流电磁机构短路环(分磁环) 直流电磁机构非磁性垫片 电磁机构的反力特性 反力特性是指电磁机构中与电磁力方向相反的力F反 （弹簧反力，衔铁自身重力）与气隙之间的关系 为了使电磁机构能正常工作，衔铁吸合时，吸力必须 始终大于反力；衔铁释放时，剩磁吸力

8、必须小于反 力。 吸力特性与反力特性应尽可能靠近，减小电磁机构动 作时产生的冲击力。 电磁机构的反力特性 1- 释放弹簧不变时 2- 拧紧释放弹簧时 3- 放松释放弹簧时 1- 吸合时最小吸力特性 2- 释放时允许最大吸力特性 释放弹簧反力 触点弹簧反力加入 释放弹簧和触 点弹簧的反力 触头系统 v触头系统通过触头的开合控制电路通、断。 v类型 桥式触头 指形触头 1 触头系统 触点接触形式： v点接触：小电流的触点 v线接触：中等容量的触点 v面接触：大容量的触点 （a）点接触（b）线接触 (c) 面接触 触头系统 触头的接触电阻及其减小方法 触头的接触电阻包括“膜电阻”和“收缩电阻” 减小

9、接触电阻的方法： 安装触头弹簧以增加接触压力 在铜基触头上镀银以减小接触电阻 采用指形触头以自动清除氧化膜 及时擦拭触头以清除触头表面尘垢 触头系统 v电弧：触点由闭合到断开时，当电压超过1020V 和电流超过80100mA，在拉开的两个触点之间将 出现强烈的火花，实质是气体放电的现象，通常称 之为“电弧”。 v 电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏 形成飞弧造成电源短路事故 触头系统 (a)横吹 (b)纵吹 (a)一个断口 (b)两个断口 1-静触头；2-动触头； 3-电弧；4-触头桥 灭弧措施：吹弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质 灭弧 熔断器 定义 也

10、被称为保险丝，是一种安装在电路中，保证电路安 全运行的电器元件。广泛用于配电系统和控制系统， 主要进行短路保护或严重过载保护。 熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分 组成。 熔断器 熔断器的应用 作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，分断能力高、可靠性 高、价格低廉、体小量轻 缺点：熔断器对过载反应不灵敏，保护方式少、 恢 复供电时间长。 熔断器 指熔体的熔化电流与熔断时间的 关系。电流通过熔体时产生的热 量与电流通过时间成正比，电流 越大，则熔体熔断时间越短。 反时限保护特性 不宜用于过载保护，主要用于短路保护 熔断器 主要技术参数： 1）

11、额定电压 熔断器能长期正常工作时承受的电压，一 般等于或大于电气设备的额定电压。 2）额定电流 熔断器长期工作时各部件温升不超过规定 值时所能承受的电流。 3）熔体额定电流 熔体能长期流过而不被熔断的电流。 应大于或等于电气设备的额定电流。 4）极限分断能力 熔断器在规定的额定电压和功率因素 （时间常数）条件下，能分断的最大电流值。 5）保护特性（又称安秒特性） 6）熔断器熔化系数 熔断器熔体的最小熔化电流Ir与熔 体的额定电流Ire之比。 Ire Ire必须小于必须小于Ir Ir 熔断器 低压熔断器型号 熔断器的文字符号与图形符号 FU（FUSE） R 设计序号 熔断器 熔体额定电流 C插入

12、式 L 螺旋式 M无填料封闭管式 T填料封闭管式 S快速式 熔断器额定电流 熔断器 按结构形式分类： 瓷插式RC 螺旋式RL 无填料密封式RM 有填料式RT 快速熔断器RS 自恢复熔断器RZ RM RS RZ RL RT RC 熔断器 RC系列瓷插式熔断器 1、瓷盖；2、熔体；3、动触头；4、静触头；5、瓷底座 结构简单、价格低廉 熔断器 熔断体的材料 a）低熔点材料：包括铅、锡、锌、铅锡合金、低熔点 合金等，有利于过载保护，但分断能力差。 b）高熔点材料：高熔点材料多采用银、铜、铝等，不 利于过载保护，但分断能力强。 熔断器 RM10系列熔断器 由铜螺帽、绝缘管和熔体等组成 当短路电流通过熔

13、片时，首先在狭窄处熔断，熔管（钢 纸管）内壁在电弧的高温作用下，分解出大量气体，使 管内压力迅速增大，很快将电弧熄灭。 熔断器 a）主要用于容量不大的电网； b）可以方便更换熔体； c）采用封闭式比较安全； d）受到绝缘管机械强度的限制，分断能力不 强。 e）体积较大。 f）额定电压为交流500V，直流440V，额定电 流61000A，额定分断能力1.212kA。 RM10系列熔断器 熔断器 RT12和RT14系列熔断器 由管体、熔体、指示器、石英沙和触刀等组成 v一般用于工业中，使用安全 v有指示器，便于识别故障电路 v额定分断能力高于无填料封闭管式 v经济性较差 熔断器 RL6系列熔断器

14、由瓷帽、熔断体、瓷套、上、下接 线桩及底座等组成。熔芯内除装有 熔丝外，还填有灭弧的石英砂。 v体积小、分断能力较高、带有指示器 v熔体是细铜丝或铜薄片 v常用于机床控制线路中保护电动机 熔断器 RS系列熔断器 RLS2系列螺旋式快速熔断器 30A63A v熔体材料采用银丝 v具有快速熔断特性，一般用于保护半导体器件 熔断器 RS系列熔断器 特点 在6倍额定电流时，熔断时 间不大于20ms,熔断时间 短，动作迅速 应用 主要用于半导体硅整流元 件的过电流保护 RS0、RS3系列有填料快速熔断器 熔断器 自复式熔断器-RZ系列 特 点 故障短路电流产生的高温下，局部液态金属钠迅速 气化而蒸发，阻

15、值剧增，即瞬间呈现高阻状态，从 而限制了短路电流。当故障消失后，温度下降，金 属钠蒸气冷却并凝结，自动恢复至原来的导电状态 应 用 用于交流380V的电路中与断路器配合使用。熔断器 的电流有100A、200A、400A、600A四个等级 熔断器 熔断器选用原则： 电气设备正常运行时，熔断器不应熔断 出现短路时，应立即熔断 电流发生正常变动（如电动机起动过程）时， 熔断器不应熔断 在用电设备持续过载时，应延时熔断 熔断器作为线路最后的保护，不适用于负载波 动大、事故多的场合 熔断器 熔断器类型的选择：依据负载的保护特性和预期短路 电流的大小 熔化系数小小容量的照明电路、电动机 分断能力高大容量的照明电路、电动机 RC RM RL RT 短路电流 熔断器 1)用于保护照明或电热设备及一般控制电路的熔断器， 所选熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。 2)用于保护电动机的熔断器，应按电动机的起动电流倍 数考虑，避开电动机起动电流的影响，一般选熔体额定 电流为电动机额定电流的（1.53.5）倍。 3）为多台电动机供电的主干线母线熔断器选择： 熔体额定电流的选择： 熔断器额定电压的选择：熔断器的额定电压应不 低于线路的额定工作电压。 熔断器 整流电路快速熔断器的选择 能可靠地保护每一 个元件 保护范