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1、第一章常用控制电器完全免费 欢迎下载 第一节概述 一 电器的定义 电器是一种能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 变换和调节用的电气设备 简而言之 电器就是一种能控制电的工具 二 控制电器 控制电器能对电能进行分配 控制和调节 由控制电器组成的自动控制系统 称为继电接触控制系统 我们通常把工作电压在1200V以下的电器称为低压电器 控制电器主要是低压电器 三 电器分类 控制电器的用途广泛 职能多样 因而品种规格繁多 工作原理各异 常用分类方法有 操作方式 使用场合 原理结构 四 电器的作用 控制保护测量调节指示
2、转换 常用低压电器的主要种类和用途如表1 1所示 五 电器触点 有触点电器电器通断的执行功能由触点来实现 无触点电器电器通断的执行功能不是由触点结构来实现 而是根据开关元件输出信号的高低电平来实现 混合式电器有触点和无触点结合的电器 在执行通断任务的转换过程中 引入转换深度的概念 式中 RDK 断开或截止时 执行电路的电阻值RJT 接通或导通时 执行电路的电阻值 对于有触点电器 混合电器h介于二者之间 对于无触点电器 感测部分 电磁机构 执行部分 触头系统 第二节电磁式控制电器的工作原理 一 电磁机构 主要作用是将电磁能量转换成机械能量 带动触头动作 接通或分断电路 1 常用的磁路结构常用的磁
3、路结构如图1 1所示 2 吸引线圈吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量 衔铁沿棱角转动的拍合式铁心 衔铁沿轴转动的拍合式铁心 双E型直动式铁心 1一衔铁2一铁心3一吸引线圈 二 电磁吸力与吸力特性 电磁式电器是根据电磁铁的基本原理而设计 电磁吸力是影响其可靠工作的一个重要参数 1 直流电磁机构的电磁吸力特性 二次曲线 2 交流电磁机构的电磁吸力特性3 反力特性 单相交流电磁机构要防止抖动 1 衔铁2 铁芯3 线圈绕组4 短路环 三 电器的触头系统 触头是电器的执行部分 起接通和分断电路的作用 触头也叫触点 触头的结构形式很多 按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头 主触头用于接通或断开主电路
4、允许通过较大的电流 辅助触头用于接通或断开控制电路或信号电路 只能通过较小的电流 触头按其原始状态可分为常开触头 原始状态时断开 线圈通电后闭合的触头叫常开触头 常闭触头 原始状态时闭合 线圈通电后断开的触头叫常闭触头 常开触头又叫动合触头 常闭触头又叫动断触头 主触头通常用常开触头 点 辅助触头既可用常开触头也可用常闭触头 动触头 随衔铁运动而运动的触头 静触头 不作相对运动的触头 触头按其结构形式 a b 桥式触点c 指形触点 四 电弧的产生及灭弧方法 在大气中开断电路时 如果被开断电路的电流超过某一数值 开断后加在触头间隙 或称弧隙 两端电压超过某一数值时 触头间隙中就会产生电弧 电弧实
5、际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象 产生高温并发出强光 将触头烧损 并使电路的切断时间延长 严重时会引起火灾或其他事故 因此 在电器中应采取适当措施熄灭电弧 常用的灭弧方法 1 电动力灭弧 2 磁吹灭弧 1 磁吹线圈2 绝缘套3 铁心4 引弧角5 导磁夹板6 灭弧罩7 动触点8 静触点 3 灭弧栅 4 窄缝灭弧 第三节接触器 接触器 是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器 它可以频繁地接通或分断交直流电路 并可实现远距离控制 其主要控制对象是电动机 也可用于电热设备 电焊机 电容器组等其它负载 它还具有低电压释放保护功能 接触器具有控制容量大 过载能力强 寿命长 设备简单经济等特点
6、 是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件 触头系统 主触头 辅助触头常开触头 动合触头 常闭触头 动断触头 电磁系统 动 静铁芯 吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统 灭弧罩及灭弧栅片灭弧 1 结构 交流接触器 1一灭弧罩2一触头压力弹簧片3一主触头4一反作用弹簧5一线圈6一短路环7一静铁心8一弹簧9一动铁心10一辅助常开触头11一辅助常闭触头 交流接触器结构图 灭弧装置 2 工作原理 线圈加额定电压 衔铁吸合 常闭触头断开 常开触头闭合 线圈电压消失 触头恢复常态 为防止铁心振动 需加短路环 3 接触器的符号 额定电压 127 220 380 500V 5 10 20 40 60 100 15
7、0 250 400 600A 额定电流 吸引线圈额定电压 36 110 127 220 380V 四 交流接触器的主要技术指标 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流 五 接触器的使用选择原则 第四节电磁式继电器 继电器是根据某种输入信号的变化 接通或断开控制电路 实现自动控制和保护电力拖动装置的自动电器 继电器的种类很多 按输入信号的性质分为 电压继电器 电流继电器 时间继电器 温度继电器 速度继电器 压力继电器等 按工作原理可分为 电磁式继电器
8、感应式继电器 电动式继电器 热继电器和电子式继电器等 按输出形式可分为 有触点和无触点两类 按用途可分为 控制用与保护用继电器等 继电器分类 一 电磁式继电器的结构与工作原理 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 继电器的结构与接触器类似 与接触器不同的是 继电器用于通断控制电路 因此触头容量小 无灭弧系统 其动作参数可改变 调节 全部触头接于控制电路 工作原理也与接触器类似 1 铁心2 旋转棱角3 释放弹簧4 调节螺母5 衔铁6 动触头7 静触头8 非磁性垫片9 线圈 二 特性及主要参数 1 特性输入 输出特性 继电器特性曲线 X 输入量Y 输出量 X2 继电器吸合值 欲使
9、继电器动作 输入量需大于此值 X1 继电器释放值 欲使继电器释放 输入量需小于此值 继电器符号 2 技术参数 返回系数 继电器释放值与吸合值的比值 即 可调整 一般继电器是低 主要是避免误动作 欠电压继电器 继电器的另一个重要参数是 动作时间 吸合时间及释放时间 一般继电器的吸合时间与释放时间为0 05 0 15s 快速继电器为0 005 0 05s 它的大小影响继电器的操作频率 三 几种常用继电器 1 电压继电器过电压继电器 吸合整定值为保护线路额定电压的1 05 1 2倍 利用其常闭触点切断控制电路 欠电压继电器 释放整定值为线路额定电压的0 1 0 6倍 利用其常开触点切断控制电路 线圈
10、并联接入主电路线圈匝数多 线径细 阻抗大 电压继电器符号 2 电流继电器过电流继电器 吸合整定值 直流 1 1 4 Ie 交流 1 1 3 5 Ie 利用其常闭触点切断控制电路 欠电流继电器 释放整定值 0 1 0 2 Ie 利用其常开触点切断控制电路 欠电流继电器只有直流产品 线圈串联接入主电路线圈匝数少 线径粗 阻抗小 电流继电器符号 电流与电压继电器的区别 主要是线圈N 电压继电器 KA 多导线细检测负载电压并联接入电路 电流继电器 KI 少导线粗检测负载电流串联接入电路 3 中间继电器中间继电器实质上是一种电压继电器 结构和工作原理与接触器相同 但它的触点数量较多 在电路中主要是扩展触
11、点的数量 另外其触头的额定电流较大 继电器的触点最多有四对 4 时间继电器凡是感测元件通电或断电后 其触点要延迟一段时间才动作的电器叫做时间继电器 时间继电器在电路中起着控制时间的作用 用于继电接触控制系统中按时间参量变化规律进行控制 常用的时间继电器的种类有 电磁式 空气阻力式 电动机式 半导体式以及最新的数字式 a b c d e f g h a 线圈一般符号 b 通电延时线圈 c 断电延时线圈 d 通电延时闭合动合 常开 触点 e 通电延时断开动断 常闭 触点 f 断电延时断开动合 常开 触点 g 断电延时闭合动断 常闭 触点 h 瞬动触点 延时继电器符号 图示是通电延时继电器 线圈位置
12、调换180度 就是断电延时继电器 半导体时间继电器 数字式 单片机控制的时间继电器 第五节常用非电磁类继电器 非电磁类继电器的感测元件接受非电量信号 如 温度 转速 位移及机械力等 常用的非电磁类继电器有 热继电器 速度继电器 干簧继电器 永磁感应继电器等 一 热继电器 FR 热继电器主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护 继电器结构与工作原理 作用 电动机的过载保护 利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作 利用电阻值随温度变化而变化的特性制成 利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作 型式 双金属片式 热敏电阻式 易熔合金式 结构 由发热元件 双金属片和触头及动作机构等部分组成 热
13、继电器 1 热元件2 双金属片3 导板4 常闭触头 双金属片式 1 电流调节凸轮2a 2b 簧片 3 手动复位按钮4 弓簧5 主双金属片6 下导板7 上导板8 常闭静触头9 动触头10 杠杆11 复位调节螺钉12 补偿双金属片13 推杆14 连杆15 压簧 热继电器的连接 热元件串接于电动机的主电路中 常闭触点串接于电动机的控制电路中 热继电器动作后 必须手动复位 热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号 在三相异步电动机电路中 对Y联结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 联结的电动机必
14、须采用带断相保护的热继电器 使用热继电器注意事项 二 速度继电器 速度继电器又称为反接制动继电器 它的主要用于笼型异步电动机的反接制动控制 它是靠电磁感应原理实现触头动作的 1 电动机轴2 转子3 定子4 绕组5 定子柄6 常开触点7 常闭触点8 动触点9 簧片 干簧继电器是一种具有密封触点的非电磁式继电器 干簧继电器可以反映电压 电流 功率以及电流极性等信号 在检测 自动控制 计算机控制技术等领域中应用广泛 干簧继电器还可以用永磁体来驱动 反映非电信号 用作限位及行程控制以及非电量检测等 主要部件为干簧继电器的干簧水位信号器 适用于工业与民用建筑中的水箱 水塔及水池等开口容器的水位控制和水位
15、报警 三 干簧继电器 1 舌簧片2 线圈3 玻璃管4 骨架 第六节刀开关与低压断路器 开关是最普通 使用最早的电器 其作用是分合电路 开断电流 常用的有刀开关 隔离开关 负荷开关 转换开关 组合开关 自动空气开关 空气断路器 等 开关有有载运行操作 无载运行操作 选择性运行操作之分 又有正面操作 侧面操作 背面操作几种 还有不带灭弧装置和带灭弧装置之分 刀口接触有面接触和线接触两种 线接触形式 刀片容易插入 接触电阻小 制造方便 开关常采用弹簧片以保证接触良好 一 低压刀开关 刀开关是手动电器中结构最简单的一种 主要用作电源隔离开关 也可用来非频繁地接通和分断容量较小的低压配电线路 1 开关板
16、用刀开关 不带熔断器式刀开关 2 带熔断器式刀开关 3 负荷开关 1 开启式负荷开关 2 封闭式负荷开关 铁壳开关 接线时应将电源线接在上端 负载接在下端 这样拉闸后刀片与电源隔离 可防止意外事故发生 刀开关安装时 手柄要向上 不得倒装或平装 安装正确 作用在电弧上的电动力和热空气的上升方向一致 就能使电弧迅速拉长而熄灭 反之 两者方向相反电弧将不易熄灭 严重时会使触头 刀片烧伤 甚至造成极间短路 另外如果倒装 手柄可能因自动下落而引起误动作合闸 将可能造成人身和设备安全事故 刀开关安装注意事项 二 组合开关 转换开关 结构 静触头一端固定在胶木盒内 另一端伸出盒外 与电源或负载相连 动触片套在绝缘方杆上 绝缘方轴每次作90 正或反方向的转动 带动静触头通 特点 结构紧凑 安装面积小 操作方便 用途 电源的引入开关 通断小电流电路 控制 以下电动机 a 外形 b 符号 c 结构 低压断路器也称为自动空气开关 可用来接通和分断负载电路 也可用来控制不频繁起动的电动机 它功能相当于闸刀开关 过电流继电器 失压继电器 热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和 是低压配电网中一种重要的保
