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1、第1章 常用低压电器,1.1 概述,1.2 电磁式电器结构及工作原理,1.3 接触器,1.4 继电器,1.5 热继电器,1.6 信号继电器,本章小结,1.7 主令电器,1.8 熔断器,1.9 低压开关和低压断路器,1.10 常用电子电器,1.1 概述,1.1.1 电器的分类 按工作电压等级分:高压电器和低压电器 按电器的动作原理分 :手动电器和自动电器 按电器的性能和用途分:配电电器、控制电器、 保护电器、执行电器、主令电器 按工作原理分:电磁式电器和非电量控制电器。 按有无触点分:有触点电器和无触点电器,低压电器,保护电器,控制电器,熔断器,热继电器,手动电器,自动电器,开关,按钮,接触器,
2、行程开关,断路器,继电器,交流接触器,直流接触器,时间继电器,中间继电器,低压电器分类,1.电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触点动作。 组成: 原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁芯、衔铁和气 隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。,铁芯,衔铁,线圈,交流:硅钢片叠加 直流:整块铸铁或铸钢,直动式 转动式(拍合式),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。,1.2 电磁式电器结构及工作原理,结构:,感应部分(电磁机构)+执行部分(触点系统),1.2.1 电磁机构原理,1衔铁;2铁芯;3吸引线圈
3、图1-1 直动式电磁机构,1衔铁;2铁芯;3吸引线圈 图1-2 拍合式电磁机构,短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。,1.2 电磁式电器结构及工作原理,图1-6 交流电磁铁的短路环,1.2.2 电磁吸力及其特性,1直流电磁机构; 2交流电磁机构; 3反力特性 图1-4 电磁吸力特性,线接触,点接触,面接触,在闭合状态下,动、静触点完全接触,称为电接触。,用于电流不大,触点压力小的场合,用于接电次数多,电流大的场合,用于大电流的场合,面接触实际面积大于线接触,线接触大于点接触,1.2 电磁式电器结构及工作原理,1.2.3 电弧的产生及灭弧方法,触点系统通过触点的开合控制电路通、断。 类型 材料
4、:一般采用铜材料制成;对于小容量电器常用银 质材料制成,桥式触点,指形触点,1.2 电磁式电器结构及工作原理,1.2.3 电弧的产生及灭弧方法,(1)增加接触压力可使触点的接触面积增加,从而减小接触电阻。一般在动触点上安装一个触点弹簧。,3. 减小触点接触电阻的方法:,(2)选择电阻系数小的材料。如在触点上镀银或嵌银,以减小接触电阻等。,(3)改善触点的表面状况,尽量避免或减少触点表面氧化物形成,注意保持触点表面清洁,避免聚集尘埃。,(a)最终断开位置 (b)刚刚接触位置 (c)最终闭合位置 图1-9 桥式触点闭合过程位置示意图,1.2.3 电弧的产生及灭弧方法,4.电弧的产生及常用灭弧方法
5、电弧:开关电器切断电流电路时,触点间电压大于10V,电流超过80mA时,触点间会产生蓝色的光柱, 即电弧。 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。 灭弧措施:吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触点表面材料。,1.2 电磁式电器结构及工作原理,1.2.3 电弧的产生及灭弧方法,(1)电动力灭弧。,1静触点;2动触点 图1-10 电动力灭弧示意图,用于小容量交流接触器等交流电器中,(2)磁吹灭弧。,1磁吹线圈;2绝缘套;3铁芯; 4引弧角;5磁导夹板;6灭弧罩; 7动触点;8静触点 图1-11 磁吹灭弧示意图,广泛应
6、用于直流灭弧装置中(如直流接触器),(3)栅片灭弧。,灭弧效果在电流为交流时要比直流时强得多,因此在交流电器中常采用栅片灭弧,图1-12 栅片灭弧示意图,(4)窄缝灭弧。,图1-13 窄缝灭弧罩的断面,触点系统:主触点、辅助触点 常开触点(动合触点) 常闭触点(动断触点) 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,1.3 接触器,1交流接触器的结构,1.3.1 接触器的结构及原理,接通和断开主电路,用于控制电路,控制其它元件接通或分断及电气连锁,是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。 可以频繁地接通或分断交直流电路。,图1-14 交流接触器结构图,灭弧装置
7、,1.3 接触器,1交流接触器的结构,2工作原理,线圈加额定电压,衔铁吸合,常闭触点断开,常开触点闭合;线圈电压消失,触点恢复常态。为防止铁芯振动,需加短路环。,1.3 接触器,用途:远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构:电磁机构、触点系统和灭弧装置。 工作原理:与交流接触器基本相同。,直流接触器,1.3 接触器,接触器的符号,1.3 接触器,1.3 接触器,交流接触器,直流接触器,1.3.2 接触器的型号及主要技术参数,1.3 接触器,一般通断能力是额定电流的510倍,1.3.2 接触器的型号及主要技术参数,表1-2 接触器使用类别及典型用途,(1)AC1、DC1类允许接通和
8、分断额定电流; (2)AC2、DC3、DC5类允许接通和分断4倍的额定电流; (3)AC3类允许接通6倍的额定电流,分断额定电流; (4)AC4类允许接通和分断6倍的额定电流。,表1-2中要求接触器主触点达到的接通和分断能力为:,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。,1.3.3 接触器的选择原则,1.3 接触器,作用:控制、联锁、保护和调节 分类: 按用途分 :控制和保护继电器 按动作原理分:电磁式、感应式、电动式、 电子式、机械式 按输入
9、量分:电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分:瞬时、延时继电器 特点:额定电流不大于5A,1.4 继电器,接通或断开小电流控制电路的电器,1.4.1 电磁式继电器的结构与特性,1.4 继电器,1.结构与工作原理,图1-17 电磁式继电器 的图形、文字符号,图1-16 电磁式继电器原理图,铁芯,旋转棱角,衔铁,释放弹簧,调节螺母,线圈,非磁性垫片,动触点,静触点,2电磁式继电器的特性,图1-18 继电器特性曲线图,1.4.1电磁式继电器的结构与特性,1.4 电磁式继电器,继电器的返回系数,继电器吸合值 (继电器动作值),继电器释放值 (继电器返回值),要求低返回系数时 取值(0.10.4),
10、要求高返回系数时 取值0.6以上。,输入量,输出量,跳跃式,返回系数可调,特点:线圈并联在电路中,匝数多,导线细 分类:过电压继电器和欠电压继电器 结构原理:与电流继电器类似,1.4.2 电压继电器,1.4 电磁式继电器,反映电压信号,没有直流过压继电器,1.4.3 电流继电器,特点:线圈串接入主回路中,导线粗、匝数少、阻抗小。 分类:过电流继电器、欠电流继电器,过流电流继电器,欠流电流继电器,1.4 电磁式继电器,反映电流信号,1.4.3 电流继电器,1.4 继电器,KI,KI,KI,KI,KI,KI,作用:按整定时间长短通断电路 分类: 按构成原理分:电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式
11、数字式 按延时方式分:通电延时型 断电延时型,1.4.4 时间继电器,1.4 电磁式继电器,1线圈;2铁芯;3衔铁;反力弹簧;5推板;6活塞杆;7杠杆; 8塔形弹簧;弱弹簧;10橡皮膜;11空气室壁;12活塞; 13调节螺钉;14进气孔;15、16微动开关 图1-24 JS7-A系列时间继电器(空气阻尼式)结构图,1.4.4 时间继电器,符号,1.4 电磁式继电器,线圈一 般符号,通电延 时线圈,断电延 时线圈,通电延时闭合常开触点,通电延时断开常闭触点,瞬时常开触点,瞬时常闭触点,断电延时断开常开触点,断电延时闭合常闭触点,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
12、触点数量较多,在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触点的额定电流较大。,.4.5 中间继电器,1.4 继电器,能够将一个输入信号变成多个输出信号,中间继电器的作用主要有以下两个方面: (1)当电压或电流继电器触点容量不够时,可借助于中间继电器来控制,用中间继电器作为执行元件,这时中间继电器被当作一级放大器用。 (2)当其它继电器或接触器触点数量不够时,可利用中间继电器来切换多条控制电路。,(a)线圈 (b)常开触点 (c)常闭触点 图1-26 中间继电器的符号,.4.5 中间继电器,1.4 继电器,符号,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点动作,利用电阻值随温度变化而变
13、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,1.5 热继电器,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 片和触点及动作机构 等部分组成。,1.5.1 热继电器的作用及工作原理,电流整定装置,主电路接线柱,复位按钮,常闭触点,动作机构,热元件,31-常闭触点接线柱,32-公共动触点接线柱,33-常开触点接线柱,双金属片式热继电器结构,1.5 热继电器,1.5.1 热继电器的作用及工作原理,双金属片式热继电器原理示意图,1.5 热继电器,1双金属片固定支点;2双金属片;3热元件;4导板;5补偿双金属片;6常闭触点;7常开触点;8复位螺钉;9动触点;10复位
14、按钮; 11调节旋钮;12支撑;13压簧;14推杆,调节整定动作电流,1.5.1 热继电器的作用及工作原理,串于接触器线圈回路,和电动机绕组串联,1上导板;2下导板;3双金属片;4常闭触点;5杠杆 图1-28 差动式断相保护的热继电器的动作原理,带断相保护的热继电器,1.5.1 热继电器的作用及工作原理,1.5 热继电器,电动机绕组接必须采用,图1-30 JRS1和JR20系列热继电器的符号含义,1.5 热继电器,1.5.2 热继电器型号及选用,使用:作为电动机的过载保护,注意与熔断器的配合。,1.5 热继电器,1.5.2 热继电器型号及选用,选择: FR N,FR 热继电器热元件的额定电流;
15、 N 电动机的额定电流。,1.5 热继电器,1.5.2 热继电器型号及选用,选用时应按电动机类型、工作环境、启动情况及负荷情况等几方面综合考虑。应注意以下问题: 原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。 在不频繁启动场合,要保证热继电器在电动机的启动过程中不产生误动作。 当电动机为重复短时工作时,首先确定热继电器的允许操作频率。 在三相异步电动机电路中,对定子绕组为Y连接的电动机应选用两相或三相结构的热继电器;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。,1.6.1 温度继电器,1.6 信号继电器,使用时将温度继电器埋设在电动机发热部位,如电动机定子槽内、绕组端部等部位,可直
16、接反映该处发热情况。无论是电动机本身出现过载电流引起温度升高,还是其他原因引起电动机温度升高,温度继电器都可起保护作用。,类型,双金属片式温度继电器,热敏电阻式温度继电器,作用:根据速度的大小通断电路 结构:定子、转子和触点 原理:与异步电动机类似 参数:动作转速:120rpm 复位转速:100rpm,1.6.2 速度继电器,1.6 信号继电器,1.6.2 速度继电器,1.6 信号继电器,1接头;2端盖;3定子;4转子;5可动支架; 6触点;7胶木摆杆;8簧片;9静触点;l0绕组;11轴,(a)外形,(b)结构,(c)原理示意图,(d)文字符号,转子-圆柱形永久磁铁,与电动机同轴连接。,定子-由硅钢片叠成笼型空心圆环套在转子上,装有鼠笼型短路绕组。,1.6.3 压力继电器,1.6 信号继电器,广泛用于各种气压和液压控制系统。,1微动开关;2滑杆;3给定螺帽平衡弹簧; 4橡皮膜;5入油口管