第一章常用低压电器资料课件

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1、第一章 常用低压电器,1.低压电器的基本知识 2.接触器 3.继电器 4.熔断器 5.开关电器 6.主令电器 本章小结,要求：掌握继电器、接触器、按钮开关等常规控制电器的动作执行特点。,第一节 低压电器的基本知识,电器：电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。 电器：根据外界的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电路对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。 电器：一种能控制电能的设备。,一、低压电器的概念,用于交流1200V、直流1500V以下电路起通断、保护、控制或调节作用的电器。,高压电器,低压电器,交流120

2、0V以上、直流1500V以上。,电力传动系统的组成及特点,1）主电路,任务：按给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。,由接触器线圈、继电器等电器元件组成。（电流小）,2）控制电路,由电动机、（接通、分断、控制电动机）接触器主触点等电器元件所组成。（电流大）,二、低压电器在电气驱动自动控制系统中的应用,低压控制电器主要用于电力传动控制系统。能分断过载电流，但不能分断短路电流。 例如：接触器、继电器、控制器及主令电器等。,1按使用的系统,1）低压配电电器（保护电器）,低压配电电器主要用于低压供电系统。当电路出现故障起保护作用，断开故障电路。 例如：低压断路器、熔断器、

3、刀开关和转换开关等。,2）低压控制电器,三、低压电器的分类,1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关 2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器,1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作 2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作,3按工作原理,2按操作方式,四、电磁式电器组成,电磁式电器主要由感测和执行两部分组成。 感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号，使执行部分动作，实现控制的目的。 电磁机构：通过电磁感应原理将电能转化成机械能。 电磁机构输入的电信号：电压、电流 执行部分：触点系统。 其它：灭弧装置,1.电磁机构,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。,

4、组成,将电磁能转换为机械能并带动触头动作。,原理,1）E形电磁铁：多用于交流电磁系统。 2）螺管式电磁铁：多用作索引电磁机构和自动开关的操作电磁机构，少数过电流继电器也采用。 3）拍合式电磁铁：用于直流继电器和直流接触器，也用于交流继电器。,2电磁机构的结构形式,有骨架式，线圈形状做成矮胖型（考虑到铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，为便于散热之故）。,无骨架式，线圈形状做成瘦高型,直流电磁机构的线圈,交流电磁铁的线圈,3电磁机构的线圈,电磁吸力与气隙的关系曲线。 吸力特性与线圈励磁电流种类、线圈连接方式有关。,4.电磁特性,吸力特性,直流电压线圈的吸力特性,电流为常数(与磁路的气隙大小无关，取决于线

5、圈的电阻)，根据磁路定律,吸力F与气隙2成反比，所以特性为二次曲线形状,结论：a直流电压线圈在衔铁闭合前后吸力变化很大； b直流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后不变化。,交流电压线圈的吸力特性,当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常数时：F为常数,结论： a.交流电压线圈在衔铁闭合前后吸力几乎不变化（如考虑漏磁通，随的减少略有增加）。 b.交流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后随气隙 的减小而减小。,a.衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。 b.直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。 c.交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。,总结,衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电压线圈可能烧毁。 对于可靠性要求

6、高，或频繁动作的控制系统采用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。,U型电磁铁：67倍 E型电磁铁：1015倍,1）单相交流电磁机构存在的问题 磁通交变：衔铁产生强烈的振动和噪音，易使电器结构松散、寿命降低，同时使触头接触不良，易于熔焊与烧毁。 2）短路环的作用 短路环：磁通分相的作用，使合成后的吸力在任一时刻都大于反力，消除振动和噪声。,5短路环,2)触点接触形式 点接触、 线接触、面接触,（a）点接触,（b）线接触,(c) 面接触,6.触点系统,1)触点（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。,五、电弧的产生和灭弧装置,a 烧灼触点，降低电器的寿命和电器工作的可靠性。 b 使触点的分断时间延

7、长，严重的会产生事故。,1电弧的产生及危害,1）电弧的产生,强电场放射 撞击电离 热电子发射 热电离,2）电弧的危害,灭弧措施： 降低电弧温度和电场强度（拉长电弧、冷却电弧和电弧分段）。 1）磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中） 磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强。 2）灭弧栅 （常用作交流灭弧装置） 3）灭弧罩 （用于交流和直流灭弧。） 采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。,2、灭弧装置,电磁式低压电器组成总结,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

8、：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,第二节 接触器,1结构,一、交流接触器,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。,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、触头系统和灭弧装置。 工作原理：与交流接触器基本相同。,二、直流接触器,交流接触器与直流接触器的区别,交流接触器： 铁心用硅钢片冲压而成，减少铁损； 线圈绕在骨架上，短而粗的圆筒状，便于散热； 铁心端面上安装铜制短路环，防止震动和噪声； 常用灭弧罩和灭弧栅； 直流接触器： 铁心不发热，用整块钢制成； 线圈散热：长

9、而薄的圆筒状； 常用磁吹灭弧装置；,三、接触器的图形符号和文字代号,额定电压,交流接触器： 127、220、380、500V,直流接触器： 110、220、440V,交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A,直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A,额定电流,吸引线圈额定电压,交流接触器：36、110（127）、220、380V,直流接触器：24、48、220、440V,四、接触器的主要技术指标,说明 1）交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器，但交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器。 2）常用的额定电压： 直流1

10、10v，220v； 交流127v，220v，380v。,说明：交流接触器最高为600次h； 直流接触器可高达1200次h。,额定操作频率是指每小时接通次数。,额定操作频率,CJl22503 CJl2系列交流接触器，额定电流250A，三个主触点。 CJl2T2503 CJl2系列改型后的交流接触器，额定电流250A，三个主触点。,五、接触器的型号及代表意义,CZ01002为CZ0系列直流接触器，额定电流100A，二个常开主触点。,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 根据使用类别确定接触器系列； 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与控制电路的额定电压等级一

11、致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流； 复核操作频率； 主触点和辅助触点的数量。,六、接触器的使用选择原则,作用：控制、放大、联锁、保护和调节 分类： 按用途分 ： 控制、保护继电器、中间继电器 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 不需要灭弧装置,第三节 继电器,电磁式继电器与接触器的区别,继电器：没有灭弧装置，触点容量小，用于控制电路，可在电量或非电量的作用下动作。 接触器：有灭弧装置，触点容量大，用于主电路，一般只能在电压作用下动作。,继电特性,一、电流继电器

12、,特点：线圈串接于电路中，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,电流继电器结构及文字符号,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,二、电压继电器,直流电路一般不会产生波动较大的过电压现象，所以在产品中没有直流过电压继电器。,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点的数量。另外其触头的额定电流较大。,三、中间继电器,中间继电器图形和文字符号,国产电磁式继电器：JL3、JL7、JL9、JL12、JL14、JL15、JT3

13、、JT4、JT9、JTl0、JZ1、JZ7、JZ8、JZ14、JZl5、JZl7等系列。,电磁式继电器的型号,作用：电动机的过载保护,四、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 片和触头及动作机构 等部分组成 。,双金属片式热继电器原理,双金属片式热继电器原理示意图,双金属片式热继电器原理,1）继电器动作后一般不能自动复位，要等双金属片冷却后，按下复位按钮10才能复位； 2）改变压动螺钉8的位置，还可以用来调节动作电流。,注意,热继电器的图形和文字符号,FR,(a)热元件,FR,(b)常闭触点,1）热元件额定电流：热元件的最大整定电流值。 2）整定电流：热

14、元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。 3）热继电器额定电流：热继电器中，可以安装的热元件的最大整定电流值。,主要技术参数,使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。 选择：eRed eR：热继电器热元件的额定电流； ed：电动机的额定电流。,热继电器使用,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 数字式 按延时方式分：通电延时型 断电延时型,五、时间继电器,结构：电磁机构、延时机构（气囊）、触点系统 原理：空气阻尼,优点：延时范围大(0.4180s)、结构简单、寿命长、价格低廉。 缺点：延时误差大(土10土20)，无调节刻度

15、指示，难以精确整定延时时间。,空气阻尼式时间继电器,时间继电器工作原理,时间继电器工作原理,(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,时间继电器符号,作用：根据速度的大小通断电路 结构：定子、转子和触头 原理：与异步电动机类似 参数：动作转速：120rpm 复位转速：100rpm,六、速度继电器,定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型

16、短路绕组。,符号,速度继电器工作原理,转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。,速度继电器工作原理,速度继电器的文字和图形符号,JYl型能在3000rmin以下可靠的工作； JFZ01型适用于300-1000rmin； JFZ02用于10003600rmin。,作用：短路和严重过载保护（供电线路和电气设备） 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 分类：,第四节 熔断器,1）熔体：既是感测元件又是执行元件，安装在被保护的电路中。 低熔点的金属材料（铅、锡、铜、银及其合金）丝状、带状、 片状。 2）熔管（安装溶体的外壳）：安装熔体和在熔体熔断时灭弧。,熔断器组成,工作原理：电流热效应,1）正常：i = ie 温度 ie 温度 熔点 熔体熔断 切断电路,安秒特性：指熔化电流与熔化时间的关系。,保护特性,熔断器的熔化电流与熔化时间表,IR：熔体最小熔化电流 IRT：熔体长期工作而不致熔化的电流,反时限特性（熔体动作时间随电流增大而减小）,瓷插式熔断器RC1A系列,常