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1、2019年5月23日,模块1 常用低压电器,教学目标,知识目标：1.熟悉常用低压电器的结构、工作原理、型号及 技术参数。 2.掌握常用低压电器的功能、用途及电气符号。,能力目标：1.能正确选择和使用常用低压电器。 2.初步具有常用低压电器安装和维护的能力。,2019年5月23日,1.2 接触器,1.3 继电器,1.4 熔断器,1.5 低压开关与低压断路器,1.6 主令电器,1.1 低压电器基本知识,教学内容,第一部分 理论知识,2019年5月23日,1.1 低压电器的基本知识,低压电器：是指工作在交流200V、直流1500V及以下的电路中，以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等
2、作用的电器。,1.1.1 低压电器的分类,1.低压配电电器,用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、继电器、主令电器等。,2.低压控制电器,用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器。,2019年5月23日,3.低压主令电器,用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。,5.低压执行电器,用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。,4.低压保护电器,用于发送控制指令的电器。如 按钮、 主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。,1.1.2 电磁式低压电器基本结构,电磁式电器是电气控制系统中最常见的低压
3、电器，从其基本结构上看，大部分由电磁机构、触头系统和灭弧装置三个部分组成，如图1-1所示。,图1-1 电磁式低压电器的基本结构,1.电磁机构,（1）电磁机构的结构型式,电磁机构 由吸引线圈、铁心、衔铁组成。其结构形式如图1-2所示。,图1-3 电磁机构的结构型式 （a）、（b）、（d）、（e）直动式 （c）、（f）、（g）转动式,（2）电磁机构工作原理,吸力特性是指电磁吸力随衔铁与铁芯间气隙变化的关系曲线。,图1-2 电磁机构反力特性与吸力特性,反力特性是指反作用力Fr（使衔铁释放的力）与气隙的关系曲线。,在衔铁吸合过程中，其吸力特性必须始终处于反力特性上方，即吸力要大于反力；反之衔铁释放时，
4、吸力特性必须位于反力特性下方，即反力要大于吸力(此时的吸力是由剩磁产生的)。,短路环的作用是消除交流电磁铁吸合时产生的振动和噪声。,图1-4 交流电磁铁的短路环,2.触头系统,（1）触头的接触形式,图1-5 触头的接触形式 （a）点接触 （b）线接触 （c）面接触,（2）触头的分类, 按触头运动情况分为动触头和静触头。, 按触头控制的电路分为主触头和辅助触头。, 按触头的原始状态可分为常开触头和常闭触头。, 按触头的结构形式可分为桥式触头和指形触头。,图1-6 触头的分类,（3）减小接触电阻的方法,触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小；,增加触头的接触压力，一般在动触头上安装
5、触头弹簧；,改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。,3.电弧的产生和灭弧方法,（1）电弧的产生,（2）电弧的产生的原因, 高温游离, 强电场放射, 撞击电离, 热电子发射,电弧是在触头由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的，是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，是一种带电质子的急流。,（3）灭弧的基本方法,1）拉长电弧，从而降低电场强度；,2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度；,3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧；,4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临极电压降。,（4）常用的灭弧装置, 电动力吹弧,图1-7 双
6、断口电动力吹弧 1-静触头 2-动触头 3-电弧, 磁吹灭弧,图1-8 磁吹灭弧原理 1-磁吹线圈 2-铁心 3-导磁夹板 4-引弧角 5-灭弧罩 6-磁吹线圈磁场 7-电弧电流磁场 8-动触头, 栅片灭弧,图1-9 栅片灭弧示意图 1-灭弧栅片 2-触头 3-电弧, 窄缝灭弧,图1-10 窄缝灭弧 1-纵缝 2-介质 3-磁性夹板 4-电弧,接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。,1.2 接触器,按操作方式分有：,电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器。,按灭弧介质分有：,空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等。,按主触头控制的电流性质
7、分有：,交流接触器、直流接触器。,按电磁机构的励磁方式分有：,直流励磁操作与交流励磁操作两种 。,1.2.1 交流接触器,1.交流接触器的结构和工作原理,图1-11 交流接触器结构示意图,1-灭弧罩 2-触头压力弹簧片 3-主触头 4-反作用弹簧 5-线圈 6-短路环 7-静铁心 8-触头弹簧 9-动铁心 10-辅助常开触头 11-辅助常闭触头,交流接触器主要有电磁机构、触头系统、灭弧装置等组成。,当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作，使常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的。当电磁线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原，即常
8、开触头断开，常闭触头闭合。,2.交流接触器的分类,按主触头极数分可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。,按灭弧介质分可分为空气式接触器和真空式接触器等。,按有无触头分可分为有触头接触器和无触头接触器。,3.交流接触器的基本参数, 额定电压, 额定电流, 通断能力, 动作值, 吸引线圈额定电压, 操作频率, 寿命,3.常用典型交流接触器简介,空气电磁式交流接触器,典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、3TF系列交流接触器等。,切换电容器接触器,常用产品有：CJ16、CJ19、CJ39、CJ41、CJX4、CJX2A、6C系列等。,真空交流
9、接触器,常用的真空交流接触器有：3RT12、CKJ和EVS系列等。,CJ20系列型号含义：,B系列型号含义：,直流接触器主要应用于远距离接通与分断直流电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，还用于CD系列电磁操作机构合闸线圈、频繁接通和断开起重电磁铁、电磁阀、离合器、电磁线圈等。,常用直流接触器有： CZ18、CZ21、CZ22、CZ0和CZT系列等。,1.2.2 直流接触器,图1-12 接触器的符号 （a）线圈 （b）主触头 （c）常开辅助触头 （d）常闭辅助触头,1.2.3 接触器的选用, 接触器极数和电流种类的确定。, 根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触
10、器。, 根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。, 根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额 定电压。, 接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。, 接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。,1.2.4 接触器的安装与使用,有的接触器触头嵌有银片，银氧化后不影响导电能力，这类触头表面发黑一般不需清理。带灭弧罩的接触器不允许不带灭弧罩使用，以防短路事故。陶土灭弧罩质脆易碎，应避免碰撞，若有碎裂，应及时更换。,接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5，若有散热孔，则应将有孔的一面放在垂直方向上，以利散热。安装和接线时，注意不要将零件失落或掉入接触器
11、内部，安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱。,接触器还可作为失压保护用，它的吸引线圈在电压为额定电压的85%105%范围内保证电磁铁的吸合，但当电压降到额定电压的50%以下时，衔铁吸力不足，自动释放而断开电源，以防止电动机过载。,1.3 继电器,继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。,常用的继电器按动
12、作原理分有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、压电式、热继电器与时间继电器等。,按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。,1.3.1 电磁式继电器的基本知识,1.电磁式继电器的结构和工作原理,电磁式继电器的结构, 触头系统, 调节装置,图1-13 电磁式继电器的典型结构 1-底座 2-铁心 3-释放弹簧 4-调节螺母 5-调节螺母 6-衔铁 7-非磁性垫片 8-极靴 9-触头系统 10-线圈, 电磁机构,2.电磁式继电器的分类,按用途不同分有：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等。,电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电
13、器、时间继电器、速度继电器和中间继电器。,按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器。,3.电磁式继电器的特性及主要参数, 额定参数 动作参数 整定值 返回参数 动作时间, 电磁式继电器的特性,图1-14 电磁机构的继电特性, 继电器的主要参数,电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。,分为：过电压、欠电压、零电压继电器。,1.3.2 电磁式电压继电器、电流继电器 与中间继电器,1.电磁式电压继电器,过电压继电器 在电路中用于过电压保护。,欠电压继电器 在电路中用于欠电压保护。,电压继电器的符号,图1-15 电压继电器的符号 （a）过电压继
14、电器 （b）欠电压继电器,2.电磁式电流继电器,过电流继电器 通常，交流过电流继电器的吸合电流I0=（1.13.5）IN，直流过电流继电器的吸合电流I0=（0.753）IN。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。,欠电流继电器 正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头动作。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。,直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围I0=（0.30.65）IN和Ir=（0.10.2IN。,电流继电器的符号,图1-16 电流继电器的符号 （a） 过电流继电
15、器 （b）欠电流继电器,3.电磁式中间继电器,中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。,中间继电器的符号,图1-17 中间继电器的符号 （a） 线圈 （b）常开触头 （c）常闭触头,4.常用典型电磁式继电器简介,直流电磁式通用继电器 常用的有JT3、JT9、JT10、 JT18等系列,电磁式中间继电器 常用的有JZ7、JDZ2、JZ14等系列,电磁式交、直流电流继电器 常用的有JL3、JL14、 JL15等系列,5.电磁式继电器的选用,继电器返回系数的调节,使用类别的选用,额定工作电流与额定工作电压的选用,工作制的选用,1.3.3 时
16、间继电器,继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。,分类：电磁阻尼式、空气阻尼式、电动机式和电子式等。,延时方式：通电延时和断电延时两种。,对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触都头状态才发生变化，即延时触头才动作。,1.直流电磁式时间继电器,直流电磁式时间继电器延时时间的长短可改变铁心与衔铁问非磁性垫片的厚薄(粗调)或改变释放弹簧的松紧(细调)来调节。,结构和工作原理,延时时间的调整,当电磁线圈接通电源时，在阻尼套筒内产生感应电动势，流过感应电流。在感应电流作用下产生的磁通阻碍穿过铜套内的原磁通变化，因而对原磁通起阻尼作用，使磁路中的原磁通增加缓慢，使达到吸合磁通值的时间加长，衔铁吸合时间
