《CH1常用低压电器》PPT课件.ppt

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,/2007/dqkz/jxkj/jxkj.htm,/2007/dqkz/jxkj/jxkj.htm,/2007/dqkz/jxkj/jxkj.htm,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,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,1.1.2 电器的作用,工作过程,实现对被控对象的控制,电量信号或非电信号,非通即断的开关信号或随信号变化的模拟量信号,主要作用,控制作用、保护作用、测量作用 调节作用、指示作用、转换作用,参见 表1-1常用低压电器的主要种类及用途,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 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：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 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,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）,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 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,/2007/dqkz/jxkj/jxkj.htm,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； 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入油口管道接头 图1-33 简单的压力继电器结构图,1.6 信号继电器,l、3舌簧片；2玻璃管 图1-34 干簧继电器的结构原理图,（a）常开触点,（b）常闭触点,（c）永久磁铁驱动,（d）磁短路板驱动,1.6.4 干簧继电器,光电继电器,其它继电器,作用：发送控制命令或信号的电器 分类：控制按钮 万能转换开关 主令控制器 行程开关 接近开关,1.7 主令电器,控制按钮,1.7 主令电器,1.7.1 控制按钮,1.7 主令电器,1.7.1 控制按钮,l、2常闭触点；3、4常开触点；5桥式动触点； 6复位弹簧；7按钮 图1-35 典型控制按钮的结构示意图,图1-36 控制按钮的图形符号和文字符号,行程开关,1.7 主令电器,1.7.2 行程开关,直动式行程开关,滚动式行程开关,微动式行程开关,分类,1.7 主令电器,1.7.2 行程开关,1顶杆；2弹簧；3动断触点；4触点弹簧；5动合触点 图1-37 直动式行程开关,（c）图形及文字符号,1.7 主令电器,1.7.2 行程开关,1滚轮；2上转臂；3盘形弹簧；4推杆； 5小滚轮；6擒纵杆；7压缩弹簧；8左右弹簧 图1-38 滚动式行程开关的内部结构,（a）外形图,（b）结构原理图,（c）符号,1.7 主令电器,1.7.2 行程开关,1推杆；2弹簧；3动合触点；4动断触点；5压缩弹簧 图1-39 微动式行程开关的内部结构,万能转换开关,1.7 主令电器,1.7.3 万能转换开关,用于低压断路操作机构的合闸与分闸控制、各种控制电路的转换等,图1-40 万能转换开关结构图,1.7 主令电器,1.7.3 万能转换开关,图1-41 万能转换开关的图形符号,主令控制器,1.7 主令电器,1.7.4 主令控制器,用于电动机容量较大、工作繁重、操作频繁、调速性能要求较高的场合。,接近开关,频繁的按顺序对电路进行接通和切断的电器,作用：短路和严重过载保护 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：,1.8 熔断器,电动机负载,非电动机负载,瓷插式熔断器,1.8 熔断器,螺旋式熔断器,有填料式熔断器,无填料密封式熔断器,1.8 熔断器,快速熔断器,自恢复熔断器,熔断器的主要参数 (1)额定电压 (2)额定电流 (3)极限分断能力 能可靠分断的最大短路电流 (4)熔断电流指通过熔体并能使其融化的最小电流。,1.8 熔断器,1.8.2 熔断器的选用,图1-47 熔断器的保护特性,符号,1.9.1 刀开关 作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类： 按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器,1.9 低压开关和低压断路器,1.9.1 刀开关 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。,1.9 低压开关和低压断路器,1-瓷柄；2-动触点；3-出线座；4-瓷底座； 5-静触点；6-进线座；7-胶盖紧固螺钉；8-胶盖 图1-48 胶盖闸刀开关的结构图,图1-49 刀开关的图形及文字符号,2.带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。,3.组合开关（转换开关） 结构：静触点一端固定在胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90正 或反方向的转动，带动静触点通。 特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。 用途：电源的引入开关；通断小电流电路； 控制以下电动机。,1.9 低压开关和低压断路器,1.9.1 刀开关,（a）外形 （b） 符号 （c) 结构,3.组合开关（转换开关）,1.9 低压开关和低压断路器,1.9.1 刀开关,图1-50 组合开关的符号及结构示意图,(a)图形及位置符号 (b)结构示意图 (c)与结构示意图相对应的触点闭合图,1.9.2 负荷开关 (1)开启式负荷开关 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触点、熔丝、出线座及刀片式动触点， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。 分类：单相双极和三相三极两种,1.9 低压开关和低压断路器,可带负荷操作,1.9.2 负荷开关 (2)封闭式负荷开关（铁壳开关） 作用：手动通断电路及短路保护。,1.9 低压开关和低压断路器,单极 双极 三极 四极 图1-51 负荷开关的图形及文字符号,1.9.3 低压断路器 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。 特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触点系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。,1.9 低压开关和低压断路器,万能式低压断路器结构图,单极 双极,三极 四极,图1-52 低压断路器的图形及文字符号,1.9.3 低压断路器,塑壳式低压断路器原理图,1主触点2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,1.9.3 低压断路器,塑壳式低压断路器原理图,1主触点 2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,线路短路或严重过载保护,1.9.3 低压断路器,塑壳式低压断路器原理图,1主触点 2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,远距离跳闸，对电路不起保护作用,1.9.3 低压断路器,塑壳式低压断路器原理图,1主触点 2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,线路过载保护,1.9.3 低压断路器,塑壳式低压断路器原理图,1主触点 2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,电动机的失压保护,1.9.3 低压断路器,额定电压（V）：额定电压可分为额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲电压。 断路器的额定工作电压（Ur）：这是断路器在电路中长期工作