电工技能实训基础PPT课件（共五章）第六章电力拖动知识

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1、第六章 电力拖动知识6.1 低压电器概述6.2 常用低压电器6.3 电气控制图的识读6.4 电气控制线路的安装方法6.5 电气控制线路故障检修第六章 电力拖动知识6.1 低压电器概述第六章 电力拖动知识6.1.1 电器的定义和分类1.电器的定义凡是对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的器件均 称为电器。2.电器的分类电器的用途广泛,种类繁多,构造各异,功能多样,通常可按以下方式对其进行分类。1)按工作电压分类(1)低压电器:是指工作电压在交流1200V、直流1500V 以下的电器。低压电器常用 于低压供配电系统和机电设备自动控制系统中,实现电路的保护、控制、检测和转

2、换等, 如各种刀开关、按钮、继电器、接触器等。(2)高压电器:是指工作电压在交流1000V、直流1200V 以上的电器。高压电器常用 于高压供配电电路中,实现电路的保护和控制等,如高压断路器、高压熔断器等。2)按动作方式分类(1)手动电器:这类电器的动作是由工作人员手动操纵的,如刀开关、组合开关及按 钮等。(2)自动电器:这类电器是按照操作指令或参量变化信号自动动作的。第六章 电力拖动知识3)按作用分类(1)执行电器:是用来完成某种动作或传递功率的电器,如电磁铁、电磁离合器等。 (2)控制电器:是用来控制电路通断的电路,如开关、继电器等。 (3)主令电器:是用来控制其他自动电器的动作,以发出控

3、制“指令”的电器,如按钮、 行程开关等。 (4)保护电器:是用来保护电源、电路及用电设备,使它们不致在短路、过载等状态下 运行遭到损坏的电器,如熔断器、热继电器等。 4)按工作环境分类(1)一般用途低压电器:是指用于海拔高度不超过2000 m,周围环境温度为-25 40,空气相对湿度为90%,安装倾斜度不大于5,无爆炸危险的介质及无显著摇动和冲 击振动的场合的电器。 (2)特殊用途电器:是指在特殊环境和工作条件下使用的各类低压电器,通常是在一 般用途低压电器的基础上派生而成的,如防爆电器、船舶电器、化工电器、热带电器、高原 电器以及牵引电器等。第六章 电力拖动知识6.1.2 低压电器结构的基本

4、特点低压电器在结构上种类繁多,且没有固定的结构形式。因此在讨论各种低压电器的结 构时显得较为烦琐。但是从低压电器各组成部分的作用上去理解,低压电器一般有三个基 本组成部分:感受部分、执行部分和灭弧机构。(1)感受部分:用来感受外界信号并根据外界信号做特定的反应或动作。不同的电器, 感受部分结构不一样,对手动电器来说,操作手柄就是感受部分;而对电磁式电器而言, 感受部分一般指电磁机构。 (2)执行部分:根据感受机构的指令,对电路进行“通断”操作。对电路实行“通断”控 制的工作一般由触点来完成,所以执行部分一般是指电器的触点。 (3)灭弧机构:触点在一定条件下断开电流时往往伴随有电弧或火花,电弧或

5、火花对 断开电流的时间和触点的使用寿命都有极大的影响,特别是电弧,必须及时熄灭。用于熄 灭电弧的机构称为灭弧机构。 从某种意义上说,可以将电器定义为:根据外界信号的规律(有无或大小等),实现电 路通、断的一种“开关”。第六章 电力拖动知识6.1.3 低压电器的主要性能参数(1)额定绝缘电压:是一个由电器结构、材料、耐压等因素决定的名义电压值。额定绝 缘电压为电器最大的额定工作电压。(2)额定工作电压:低压电器在规定条件下长期工作时,能保证电器正常工作的电压 值,通常是指主触点的额定电压。有电磁机构的控制电器还规定了吸引线圈的额定电压。 (3)额定发热电流:在规定条件下,电器长时间工作,各部分的

6、温度不超过极限值时 所能承受的最大电流值。 (4)额定工作电流:是保证电器能正常工作的电流值。同一电器在不同的使用条件下, 有不同的额定电流等级。 (5)通断能力:低压电器在规定的条件下,能可靠接通和分断的最大电流。通断能力 与电器的额定电压、负载性质、灭弧方法等有很大关系。 (6)电气寿命:低压电器在规定条件下,在不需修理或更换零件时的负载操作循环 次数。(7)机械寿命:低压电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的负载操作次数。第六章 电力拖动知识6.2 常用低压电器第六章 电力拖动知识6.2.1 刀开关1.刀开关的结构刀开关主要由手柄、熔丝、静触点(触点座)、动触点(触刀片)、瓷底座和胶盖

7、组成。胶 盖使电弧不致飞出灼伤操作人员,并防止极间电弧短路;熔丝对电路起短路保护作用。 常用的刀开关有开启式负荷开关和半封闭式负荷开关。1)开启式负荷开关开启式负荷开关又名瓷底胶盖闸刀开关,它由刀开关和熔断器组合而成。瓷质底座上 装有静触头、熔丝接头、瓷质手柄(瓷柄)等,并有上、下胶盖,其结构如图6 1(a)所示, 电气符号如图6 1(b)所示。第六章 电力拖动知识2)半封闭式负荷开关半封闭式负荷开关又名铁壳开关,它由刀开关、熔断器、灭弧机构、操作机构和钢板 (或铸铁)做成的外壳构成。这种开关的操作机构中,在手柄转轴与底座间装有速断弹簧, 使刀开关的接通和断开速度与手柄操作速度无关,这样有利于

8、迅速灭弧。为了保证用电安 全,它还装有机械联锁装置,必须将壳盖闭合后,手柄才能(向上)合闸;只有当手柄(向 下)拉闸后,壳盖才能打开。其结构如图6 2所示。第六章 电力拖动知识2.刀开关的主要技术参数和型号含义(1)额定电压:是指刀开关长期工作时能承受的最大电压。 (2)额定电流:是指刀开关在合闸位置时允许长期通过的最大电流。 (3)分断电流能力:是指刀开关在额定电压下能可靠分断最大电流的能力。3.刀开关的选用1)额定电压的选用刀开关的额定电压要大于或等于线路实际的最高电压。2)额定电流的选用(1)当作为隔离开关使用时,刀开关的额定电流要等于或稍大于线路实际的工作电流。当直接用其控制小容量(小

9、于5.5kW)电动机的启动和停止时,则需要选择电流容量比 电动机额定值大的刀开关。(2)用于控制照明电路或其他电阻性负载时,开关熔丝额定电流应不小于各负载额定 电流之和;当控制电动机或其他电感性负载时,开启式负荷开关的额定电流应为电动机额 定电流的3倍,封闭式负荷开关额定电流可选电动机额定电流的1.5倍左右,它们开关熔 丝的额定电流是最大一台电动机额定电流的2.5倍。4.安装方法第六章 电力拖动知识(1)选择开关前,应注意检查动刀片对静触点接触是否良好、是否同步。如有问题,应 予以修理或更换。 (2)安装时,瓷底板应与地面垂直,手柄向上推为合闸,不得倒装和平装。(3)接线时,螺钉应紧固到位,电

10、源进线必须接闸刀上方的静触头接线柱,通往负载 的引线接下方的接线柱。5.注意事项(1)安装后应检查闸刀和静触头是否成直线和紧密可靠连接。 (2)更换熔丝时,必须先拉闸断电后,按原规格安装熔丝。 (3)胶壳刀开关不适合用来直接控制5.5kW 以上的交流电动机。 (4)合闸、拉闸动作要迅速,使电弧很快熄灭。6.2.2 组合开关1.结构(1)转换开关:它主要由手柄、转轴、凸轮、动触片、静触片及接线柱等组成。当转动手柄时,每层的动触片随方形转轴一起转动,使动触片插入静触片中,使电路接通;或使 动触片离开静触片,使电路分断。各极是同时通断的。 HZ5 30/3转换开关的外形如图6 3(a)所示,其结构及

11、电气符号分别如图6 3(b)、 (c)所示。第六章 电力拖动知识(2)倒顺开关:倒顺开关又称可逆转开关,是组合开关的一种特例,多用于机床的进刀、 退刀,电动机的正、反转和停止的控制或升降机的上升、下降和停止的控制,也可作为控制小电流负载的负荷开关。其外形和结构如图6 4(a)所示,电气符号如图6 4(b)所示。第六章 电力拖动知识2.组合开关的主要技术参数与型号含义组合开关的主要技术参数与刀开关相同,有额定电压、额定电流、极数和可控制电动 机的功率等。HZ系列组合开关的型号含义如下:3.组合开关的选用(1)选用转换开关时,应根据电源种类、电压等级、所需触点数及电动机的容量来选 用。 (2)用于

12、一般照明、电热电路,其额定电流应大于或等于被控电路的负载电流总和。 (3)当用作设备电源引入开关时,其额定电流应稍大于或等于被控电路的负载电流 总和。(4)当用于直接控制电动机时,其额定电流一般可取电动机额定电流的23倍。 4.安装方法(1)安装转换开关时应使手柄保持平行于安装面。 第六章 电力拖动知识(2)转换开关需安装在控制箱(或壳体)内时,其操作手柄最好伸出在控制箱的前面或 侧面,应使手柄在水平旋转位置时为断开状态。 (3)需在控制箱内操作时,转换开关最好装在箱内右上方,而且在其上方不宜安装其 他电器,否则应采取隔离或绝缘措施。5.注意事项(1)由于转换开关的通断能力较低,因此不能用来分

13、断故障电流。当用于控制电动机 正、反转时,必须在电动机完全停转后,才能操作。(2)当负载功率因数较低时,转换开关要降低额定电流使用,否则会影响开关寿命。6.2.3 低压断路器1.断路器的结构断路器的结构有框架式(又称万能式)和塑料外壳式(又称装置式)两大类。框架式断路 器为敞开式结构,适用于大容量配电装置。塑料外壳式断路器的特点是各部分元件均安装 在塑料壳体内,具有良好的安全性,结构紧凑简单,可独立安装,常用作供电线路的保护 开关和电动机或照明系统的控制开关,也广泛在电器控制设备及建筑物内用于第六章 电力拖动知识电源线路保 护及对电动机进行过载和短路保护。低压断路器一般由触点系统、灭弧系统、操

14、作机构、 脱扣器及外壳或框架等组成。各组成部分的作用如下: (1)触点系统:触点系统用于接通和断开电路。触点的结构形式有对接式、桥式和插 入式三种,一般采用银合金材料和铜合金材料制成。 (2)灭弧系统:灭弧系统有多种结构形式,采用的灭弧方式有窄缝灭弧和金属栅灭弧。 (3)操作机构:操作机构用于实现断路器的闭合与断开,有手动操作机构、电动机操 作机构和电磁操作机构等。 (4)脱扣器:脱扣器是断路器的感测元件,用来感测电路特定的信号(如过电压、过电 流等)。电路一旦出现非正常信号,相应的脱扣器就会动作,通过联动装置使断路器自动跳 闸而切断电路。 几种常用断路器结构如图6-5所示。第六章 电力拖动知

15、识2.断路器的工作原理与型号含义1)工作原理通过手动或电动等操作机构可使断路器合闸,从而使电路接通。当电路发生故障(短 路、过载、欠电压等)时,通过脱扣装置使断路器自动跳闸,达到设备保护的目的。断路器 的图形符号和文字符号如图6 6所示。图6 7所示为断路器工作原理的示意图。第六章 电力拖动知识2)型号含义低压断路器按结构形式,可分为塑壳式(DZ系列)和框架式(DW 系列)两类。其型号含 义如下:第六章 电力拖动知识3.断路器的一般选用原则(1)根据用途选择断路器的类型及极数;根据最大工作电流选择断路器的额定电流; 根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。其具体要求如下: 断路器的额定工作

16、电压大于等于线路额定电压; 断路器的额定短路通断能力大于等于线路计算负载电流; 断路器的额定短路通断能力大于等于线路中可能出现的最大短路电流(一般按有效 值计算); 线路末端单相对地短路电流大于等于 1.25 倍 断 路 器 瞬 时 (或 短 延 时)脱 扣 整 定 电流; 断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压; 断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压; 电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压; 断路器用于照明电路时,电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。 (2)采取断路器作为单台电动机的短路保护时,瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动 电流的1.35倍(DW 系列断路器)或1.7倍(DZ系列断路器)。 第六章 电力拖动知识(3)采用断路器作为多台电动机的短路保护时,瞬时脱扣器的整定电流为1.3倍最大 一台电动机的启动电流再加上其余电动机的工作电流。 (4)采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时,其分断能力应大于变压器低压侧的 短路电流值,脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流,短路保护的整定电流一般为 变压器额定电流的610倍;过载保护的的整定电流等于变压器的额定电