低压电器及继电接触控制.ppt

第 八 章 低压电器 及继电接触控制,低压电器是用于额定电压为交流1200V、直流1500V及以下的电路中，起通断、转换、保护、控制和调节作用的电器。,1 低压电器简述,2 刀开关,刀开关是最简单的手动配电电器，主要用于接通或断开电路，或用作隔离开关（产生明显的电路断开点）。,1 胶盖开关,胶盖开关又称开启式负荷开关，主要由上下胶木盖、刀座（静触头）、刀片（动触头）、瓷底座、及作短路保护用的熔丝等构成。胶盖开关可用于照明电路的通断，也可用于不频繁地手动操作小型电动机（功率在5.5kW及以下）。 胶盖开关的特点是容量小，没有灭弧能力，容易损伤刀片，构造简单，价格低廉。在建筑工程新规定中，不能用刀片内熔丝起短路保护作用，应在刀开关外另装瓷插熔丝，原装熔丝的地方用铜丝代替。,常用的胶盖开关有HK1、HK2型，额定电流为15、30、60A .,2 铁壳开关,铁壳开关一般是3极的，常用的有HH3、HH4、HH10、HH11型。 HH3、HH4型的额定电流为15、30、60A ； HH10型的额定电流为10、15、20、 30、60、100A； HH11型的额定电流为100、200、300、 400A。,铁壳开关又称封闭式负荷开关，主要由刀开关、熔断器及封闭的铸铁或钢板外壳等构成，操作铁壳外的手柄即可分合闸。刀开关装有速动弹簧，分合闸速度快，壳盖与手柄之间有机械联锁，壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全。熔断器可配用瓷插式或无填料密封管式，起短路保护作用，拔下熔断器可使电源与负载有明显的断点。 铁壳开关可手动不频繁地通断电路或作为线路末端的短路保护之用。由于铁壳开关具有全封闭的可开合的外壳，所以可用于有粉尘的场所，如粮食加工车间、脱谷场等。铁壳开关还可以控制15kW以下的电动机，其额定电流不应小于电动机额定电流的2倍。,3 组合开关,3,组合开关又称转换开关，它有三对静触点和三个动触片，通过手柄转动绝缘转轴，即可转动装在转轴上的三个动触片，从而使电路接通或断开。一般为顺时针方向转动，每转动900，就可连续进行电路的接通或断开。组合开关可以直接用来控制小容量电动机的起停；对于较大容量的电动机，不能带负载操作。,组合开关种类很多，常用的有 HZ10系列，额定电流有10、25、60、100A等多种。,3 自动空气开关,1、3、11拉力弹簧，2锁扣， 4、8、10顶杆，5、9电磁铁， 6发热元件，7双金属片。,常用的自动空气开关有DZ、DW系列，新型号有C、S、K等系列。,自动空气开关又称低压断路器，是重要的配电电器。除具有全负荷分断能力外，还具有短路、过载、欠压或失压等保护功能，并具有很好的灭弧能力。常用作配电箱中的总开关或分路开关。在建筑工程中是应用最广泛的一种电器设备。 自动空气开关的工作原理是：主触点通过手动操作机构闭合，主触点闭合后就被锁钩锁住；当短路时，短路电流使电磁铁5产生强大吸力，通过顶杆顶开锁扣2而跳闸；当过载时，持续大电流大使电阻6发热，双金属片弯曲，通过顶杆顶开锁扣2而跳闸；欠压或失压时，电磁铁9吸力降低，拉力弹簧11动作，通过顶杆顶开锁扣2而跳闸。,4 熔断器(FU),熔断器是最简便的和最常用的短路保护电器。其中的熔片或熔丝用电阻率较高的易熔合金制成，例如铅锡合金等；或用截面甚小的良导体制成，例如铜、银等。线路在正常工作时，熔断器的熔丝或熔片不应熔断，一旦发生短路或严重过载，熔丝或熔片应立即熔断。,半封闭瓷插入式,无填料密封管式,有 填 料 螺 旋 式,有填料密封管式,1 熔断器的主要技术性能,1.2 保护特性： 通过熔体的电流与熔断时间之间的关系曲线称为熔断器的保护特性。通过熔体的电流越大，熔断时间越短，电流小于一定值时，熔体不会熔断，即t。,1.3 额定分断能力：指熔断器在额定电压下能分断的最大电流值（有效值）。,熔断器额定电流是壳架等级电流；熔体额定电流是保证熔体不被熔断的最大电流。,2.3 RT系列有填料密封管式：这种熔断器灭弧能力强，适用于短路电流较大的低压配电网和成套配电装置中，熔断器额定电流从20A至200A不等。,2 常用熔断器的应用特点,2.1 RC系列半封闭瓷插入式：属淘汰产品，但很多地方还在使用。如熔丝熔断，只能更换同规格的熔丝，切不可用铁丝、铝丝、铜丝等代替，熔断器额定电流有10、15A等多种。,2.2 RM系列无填料密封管式：常在动力配电箱中作短路保护之用，熔断器额定电流有15、60、100、200A等多种。,2.6 自复熔断器：是一种新型产品，主要用于低压配电网中，能切除较大的短路电流。,2.4 RL系列有填料螺旋式：这类熔断器额定电流小于100A ，体积小，额定分断能力强，作为家用较合适。,2.5 RS系列快速熔断器：是保护半导体器件的熔断器，其特点是熔体材料用纯银制造，切断短路电流的速度更快，限流作用更好。,最大启动电流,3 熔断器的选用,频繁起动的单台电动机回路： IF I st / ( 1.62),不频繁启动的单台电动机回路：IF I st / (2.53),无冲击电流的场合（如电灯、电炉）： IF IL（负荷电流）,3.1 熔体额定电流 IF （不等于熔断电流）的选用,多台电动机回路： IF I stm / ( 2.53) + Ie(n-1),3.2 熔断器额定电流 Ie 的选用 Ie IF,其余电动机 额定电流之和,5 交流接触器,3,接触器分直流和交流两大类，在建筑工程中常用交流接触器。接触器是一种自动控制电器，主要用于控制电动机的启动、停止和正反转等，也可用于控制照明等其它电力负载。接触器由电磁铁、吸引线圈、触点等组成。电磁铁分静铁芯和动铁芯，吸引线圈装在静铁芯上，当线圈通电时，在电磁力的作用下，动铁芯被吸合，带动触点动作。接触器的触点分常开（动合）触点和常闭（动断）触点两种，线圈通电、铁芯吸合时闭合，线圈断电、铁芯释放时断开的触点称为常开触点，反之称为常闭触点。触点又分主触点和辅助触点，主触点接在主电路中，可以通过较大的电流；辅助触点接在控制电路中，通过电流较小。由于主触点通过电流较大，为了加速灭弧，一般接触器都有灭弧装置。,常用的交流接触器有CJ10系列。主触点额定电流从5A到150A不等，辅助触点额定电流为5A。其它常用的还有CJ12、CJ20等系列,6 按钮,按钮用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其它电气设备的运行。有的按钮只有一个常开触点；有的按钮只有一个常闭触点；有一种复合按钮，其中有一个常开触点，一个常闭触点，两个触点是互相联动的。按钮还有其它情况。,按钮中通过的电流较小，额定电流在5A以下。,7 继电器,继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。额定电流一般都在5A以下。,中间继电器的工作原理与接触器相同，只是用途有所不同。接触器主要用来接通或断开主电路，中间继电器则主要用在控制电路中，用来扩大辅助触点的数目。,1 中间继电器,常用的中间继电器有JZ7、JZ8两种系列，后者是交直流两用的。此外，还有JTX 系列小型通用继电器，常用在自动装置上接通或断开电路,2 热继电器,热继电器是用于电动机的过载保护。常与接触器组合成磁力启动器，用于电动机的自动控制。热继电器是利用电流的热效应而动作的。在热继电器中主要有一个热元件和一个双金属片，热元件用来反映主电路的电流，双金属片由两种具有不同膨胀系数的金属碾压而成。当主电路长期过载而使双金属片受热时，双金属片由热膨胀系数大的一方向小的一方弯曲，从而脱扣，将常闭触点断开。常闭触点是接在控制电路中，由于控制电路断开，主电路也跟随断开。由于热惯性，热继电器不能用作短路保护，这一点正合乎控制的要求，在电动机启动或短时过载时，热继电器不会动作，避免了不必要的停车。如果要热继电器复位，可按复位按钮，有的热继电器可以自动复位。,常用的热继电器有JR0、JR10、及JR16等系列。额定电流从10 A到150A不等。,3 时间继电器,时间继电器是用于延时控制，通常使用空气式时间继电器，是利用空气阻尼作用达到动作延时的目的。其工作原理是：当吸引线圈通电时，在电磁力的作用下，动铁芯被吸合，在释放弹簧作用下，活塞及活塞杆下移，由于空气阻尼作用，不能迅速下移，而是缓慢下移。移动到最后位置时，杠杆才使微动开关动作，达到延时目的。延时时间自吸引线圈通电时刻开始至微动开关动作时刻为止。通过调节螺钉调节进气孔的大小，就可调节延时时间。通电延时时间继电器有延时闭合常开触点、延时断开常闭触点两种延时触点；还有一种断电延时时间继电器，有延时断开常开触点、延时闭合常闭触点两种延时触点。空气式时间继电器的延时范围大（有0.460s和0.4 180s两种），结构简单，但准确度较低。,目前生产的空气式时间继电器主要有JS7-A型及JJSK2型。,8 鼠笼式电动机直接启动的控制电路,1 启动 合上Q，为启动作准备 按下SB2 KM的线圈通电 KM的主触点、辅助触点都闭合 电动机启动。 KM 的辅助触点也称自锁触点，其作用是，即使SB2打开，也可使KM的线圈继续通电，这种作用称自锁。,2 停车 要使电动机停车，按下SB1即可。,热继电器FR,启动按钮 SB2,交流 接触器KM,M 3,3,停车按钮 SB1,组合开关Q,熔断器FU,热继电器FR,交流 接触器KM,M 3,3,组合开关Q,熔断器FU,启动按钮 SB2,停车按钮 SB1,热继电器FR,交流 接触器KM,M 3,3,组合开关Q,熔断器FU,启动按钮 SB2,停车按钮 SB1,热继电器FR,交流 接触器KM,M 3,3,组合开关Q,熔断器FU,启动按钮 SB2,停车按钮 SB1,热继电器FR,交流 接触器KM,M 3,3,组合开关Q,熔断器FU,启动按钮 SB2,停车按钮 SB1,热继电器FR,交流 接触器KM,M 3,3,组合开关Q,熔断器FU,启动按钮 SB2,停车按钮 SB1,3 保护 3.1 短路保护：起短路保护的电器是熔断器。当电路短路时，熔断器熔断，电动机立即停车。 3.2 过载保护：起过载保护的电器是热继电器。当过载时，热继电器的热元件发热，其常闭触点断开，电动机也停车。重新启动时，热继电器的常闭触点应复位。热继电器可以是三个热元件，也可以是两个热元件，但不能只是一个热元件。否则单相短路时，不能起到过载保护作用。 3.3 欠压或失压保护：当欠压或失压时，交流接触器的动铁芯释放，其主触点、辅助触点都断开，电动机即停车。当电源电压恢复时，如不按启动按钮，电动机不能自行启动。这一点较之用刀开关或组合开关直接启动电动机安全。,热继电器FR,交流 接触器KM,M 3,3,组合开关Q,熔断器FU,启动按钮 SB2,停车按钮 SB1,上述电路中，各控制电器按其实际位置画出，属于同一控制电器的各元件集中在一起，这样的图称为控制线路的结构图。结构图的优点是比较容易识别电器，便于安装和检修；缺点是当线路比较复杂和使用电器较多时，线路不容易看清楚。,为了读图和分析研究的方便，也为了设计的方便，控制电路常根据其工作原理画出，称为原理图。画原理图时，应遵循几个原则：,（1）主电路和控制电路分开画。,（2）同一电器的各元件按其作用分别画在主电路和控制电路中，并严格按照国标规定的图形符号和文字符号表示。,（3）所有电器的触点都按最初未动作时的状态画出。,（4）接触器或继电器的线圈只能并联，不能串联。,（5）主电路用较粗的线条画在左侧或上方；控制电路用较细的线条画在右侧或下方。控制电路中各元件应按自上而下，自左而右的动作顺序排列，这样的图又称梯形图。,由于有自锁触点，所以可以连续运行。,鼠笼式电动机直接启动的控制电路原理图,例1：甲、乙两地同时控制一台电机的控制电路。方法：两启动按钮并联；两停车按钮串联。,例2：一台电动机点动+连续运行的控制电路。 方法1：用一个复合按钮SB3 ， SB3点动， SB2连续运行。缺点是：动作不靠。,方法2：用一个中间继电器KA ， SB3点动， SB2连续运行。,以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行,思考,9 鼠笼式电动机正反转的控制电路,在生产上往往要求运动部件向两个相反方向运动。例如机床工作台的前进与后退；起重机的提升与下降等，这时就需要电动机的正反转。为了实现电动机的正反转，只要对调电动机电源相序即可。在控制电路中，则需要两个交流接触器。,在电动机正反转的控制电流中，两个交流接触器不能同时工作，否则将发生电源短接。为了防止两个交流接触器同时工作，在控制电路中使用了互锁触点起互锁作用。,上述电路有个缺点，就是在电动机正转过程中若需要反转，必须先按下停车按钮SB1，让互锁触点KMF闭合后，再按下反转启动按钮SBR，电动机才反转。为了解决这个问题，常采用复合按钮以实现机械互锁。这时在电动机正转过程中若需要反转，直接按下反转启动按钮SBR即可；同样，在反转过程中若需要正转，直接按下正转启动按钮SBF即可。,10 鼠笼式电动机Y-换接启动的控制电路,1 启动 合上Q，为启动作准备,2 停