电器基础知识.ppt

1、电器基础知识,第一讲：电器的基本知识,一、电器的定义及分类 1、电器的定义：凡是自动或手动接通和断开电路,以及能 实现电路或非电对象切换，控制，保护，检测， 变换和调节等目的电气元件统称为电器。,2、电器的分类： （1）按工作电压等级分类： 低压电器：工作电压在交流1200V直流1500V 以下的各种电器。 高压电器：工作电压高于交流1200V直流1500V 以上的各种电器。,（2）按用途分类： 控制电器：用于各种控制电路和控制系统中电器。例如：接触器，各种控 制继电器，控制器，起动器。 主令电器：用于自动系统中发送控制指令的电器。如控制按钮，主令开关， 行程开关等。 保护电器：用于保护电路及

2、用电设备的电器。如熔断器，热继电器，各种 保护用电流，电压继电器等。 配电电器:用于电能的输送和分配的电器。如高压断路器，隔离开关，刀 开关，空开及真空断路器等。 执行电器:指用于完成某种动作或传动功能的电器。例如：电磁铁，电磁 阀，电磁离合器等。,(3)按工作原理分类: 电磁式电器:依据电磁感应原理工作的电器。接触器，继电器， 电动机等。 非电量控制电器:靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电 器。如空开，行程开关，按钮等等。,二、电磁式电器工作原理与结构: 电磁式器件在电气控制系统中使用最多，其类型也多，但工作原理结构 都是基本相同的。就其结构而言，由感测部分电磁机构和执行部分触头系统组成

3、。,1 分类： 电磁式电器分为直流和交流两大类，都是利用电磁铁的原理制成，本质的区别在铁芯的结构不同。直流电磁铁的铁芯用整块的钢材或工程纯铁制成，而交流电磁铁的铁芯则是用硅钢片叠铆而成的。,2、吸引线圈: 线圈的作用是将电能转换为磁场能量。 分类：分为直流交流两种。,a、直流线圈：对于直流电磁铁铁芯不发热，只有线圈发热， 所以它的结构是高而薄的瘦长型，也没有线圈 骨架，使线圈和铁芯直接接触，易于散热。,b、交流线圈：由于铁芯存在磁滞和涡流损耗，线圈和铁芯都 发热，所以线圈设有骨架，使铁芯和线圈隔离 并将线圈制成短而厚的矮胖型，有利于铁芯和 线圈散热。,3、电磁铁的吸力： 交流电磁铁：吸合和释放

4、过程中，由于气隙值是变化的，因此电磁吸力又是随气隙值变化而变化的。电交流磁铁励磁电流与气隙大小成正比，其吸力随气隙的减小也略也有增加。 直流电磁铁：励磁电流大小和气隙无关，动作过程中为恒磁通势工作，其吸力大小随气隙的减小而增大。,4、交流电磁机构短路环的作用及分析： 我们在交流接触器的铁芯上通常会看到一块短路环，而直流电磁铁怎么会没有呢？ 交流电磁机构的电磁吸力是一个两倍于电源频率的周期性变量。它分为两个分量：一个恒定分量F0，其值为最大吸力值的一半；另一个是交变分量F ，其值也是最大吸力值的一半，并以两倍电源频率变化，总的吸力Fat在从0至Fatm的范围变化。,我们知道，弹簧有一个反弹力Fr

5、，当反弹力大于吸力时，磁铁就开始释放，当吸力大于反弹力时，磁铁就开始吸合，周而复始，这样就会造成噪声。具体的办法就是给铁芯端开一个槽，嵌入一个铜质的短路环，也叫阻尼环。短路环把铁芯的磁通分为两部分，即不穿过短路环的1和穿过短路环的2，且2滞后1，使合成力始终大于反作用力。,三、电器的触头及电弧: 1 、电器的触头 主要有桥式触头和指型触头。指型触头用在通电次 多，电流大的场合。,2 、电弧的产生及灭弧方法： 电弧实际上也是一种电离放电现象。 在大气中断开电路时，如果被断开电路的电流超过某一数值，断开后加在触头间隙两端电压在12至20伏时，就会产生电弧。 电弧产生后，伴随高温产生并发出强光，缩短

6、使用寿命或烧坏触头，而且还会使电路切断时间延长，严重时还会引起火灾事故。,常用灭弧方法有以下几种：a 电动力灭弧：靠外力F的作用，使电弧向外运动并拉长， 加快冷却并熄灭。一般用于交流接触器中。,b 磁吹灭弧：在触头电路中串一个磁吹线圈，同样在电动力 作用下，电弧被拉长并吹入灭弧罩中，使之熄灭。广泛用于直流 接触器中。,c 窄缝灭弧：故名思义，就是利用灭弧罩的窄缝来灭弧的。 常用于直流和交流接触器。,d 栅片灭弧：在力F的作用下，将电弧拉入灭弧删 而被分割成数段，从而达到快速熄灭。,第二讲 开关电器,开关电器广泛应用于配电线路作电源隔离，保护和控制，用QS表示。常有以下几种类型： 1、刀开关 2

7、、转换开关 3、断路器 4、漏电保护器,一、刀开关 结构最简单，但在低压电路中应用最广泛作为不频繁接通和分断电路用，或隔离用。 技术指标：额定电流，额定电压，通断能力，动稳定电流，热稳定电流等。,1）、动稳定电流：电路发生短路时，刀开关并不因短路电流 产生的电动力作用而发生变形，损坏或触头自动弹出等 之类的现象，这一短路电流（峰值）即称为刀开关的动 稳定电流。,2)、热稳定电流：电路发生短路故障时，刀开关在一定时间 内（通常为1S）通过某一短路电流，并不会因为温度急 骤升高而发生熔焊现象，这一短路电流称为刀开关的热 稳定电流。,2、分类： 大电流刀开关，负荷开关，熔断式刀开关。,3、常用产品型

8、号有： HD14，HD17（新型换代产品）；HK2，HH4，HR3 ， HR5等。,二转换开关 转换开关又称组合开关，一般用于电气设备中非频繁地通断电路，换接电源和负载，测量三相电压以及控制小容量的感应电动机。和刀开关一样，符号是QS。 常用产品有：HZ5，HZ10，和HZ15系列。,三、断路器： 断路器俗称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路时，过载或是欠压等故障时，能自动分断故障电路，是广泛应用的一种保护电器。用QF表示。,1、 分类： 按其用途和结构特点可分为框架断路器，塑料外壳式断路器，直流快速断路器和限流式断路器等。,2、 塑料外壳式断路器: a、常用型号有：D

9、Z10，DZ15，DZ20，C45N，S060等 系列产品。 b、DZs6-20系技术指标和安装尺寸与德国西子公司生产 的3VE1系列相同，可取代同类进口产品。,2、选用： a、断路器的主要技术参数有：额定电压，额定电流， 极数，脱扣器类型及其整定电流范围，分断能力， 动作时间等。,b、额定电流：应大于或等于负载的工作电流，若使用环境 温度高可适当增大一个档次。,C、自动开关的调整：过载脱扣器整定电流与所控制的电 动机的额定电流一致，能过1.05倍脱扣整定电流,2H内是不会动作的;通过1.2倍时，2H内才会动作。,d、过电流脱扣器整定电流应大于负载的正常工作时尖峰电 流,对电动机负载来说,能常

10、按起动电流的1.7倍整定。,四、 漏电保护器: 正常工作时，零序电流互感器二次绕组没有输出信号，保护断路器不动作。只有当电路发生漏电时，输出信号触发导通电子线路中的晶闸管，脱扣器动作。 常用产品有：DZ15L，DZ47L，DS250M等，这些都是采用德国ABB公司技术生产的。,第三讲 熔断器的选择及应用,一、熔断器的用途及原理: a、用途：用于配电线路的严重过载和短路保护，用 FU表示。 b、原理：电流通过熔体时产生的热量与电流的平方 和电流通过的时间成正比，因此，电流越大，熔断 时间越短。这一特性称为熔断器的安秒特性或保护 特性。,图中，Imin为最小熔断电流，IN：熔体的额定电流， Imi

11、n/In=1.5-2称为熔断系数。,二 、熔断器的类型： 1、插入式 分断能力较小，多用于民用和工业照明。 常用的型号有RC1A系列等。,2、螺旋式 常用型号有RL6，RL7 ，RLS2等系列，熔管内装 有石英砂，用于熄灭电弧，具有较高的分断能力，并带有 熔断指示器。RL6，7多用于机床配电线路中，RLS2为快 速熔断器，主要用于保护硅整流元件和晶闸管等半导体元 件。,3、封闭管式熔断器常用型号有： RM10 ，RT12，14，15等。,4 新型熔断器： 1）自复式熔断器 利用金属钠作熔体，在常温时下，钠的 电阻很小，允许通过正常工作电流，当电路发生短路 时，短路电流产生高温使钠迅速气化，气态

12、钠电阻变 得很高，从而阻碍短路电流。故障消除后，温度下降， 金属钠重新固化，恢复其良好的导电性。常用产品有 RZ1系列。,2）高分断能力熔断器 随着电网供电容量的不断增加，对熔断器的性能指标也提出了更高的要求。 德国 AEG公司的NT 型系列产品，分断能力可达120KA。,三、熔断器的选择： 1 熔断器类型选择 2 熔断器额定电压选择 3 熔体额定电流选择： a 对于阻性负载，熔断器电流略大于电路工作电流即可。 b 电动机负载，就考虑冲击电流的影响 单台电动机：Ifu (1.52.5)In 多台电动机：Ifu(1.52.5)Inmax+In c 容性设备中，电流是经常变化的，因此只能做为短路

13、保护 用，一般情况下，熔体额定电流应大于电容器额 定电流的1.6倍.,第四讲 主令电器及控制电器,一主令电器: 主要有：1 控制按钮 2 位置开关 3 万能转换开关 4 主令控制器 5 凸轮控制器,一主令电器 1、控制按钮： 用于发布手动控制指令。用SB表示。 常用产品有LA18 ，LA19 ，LA20，LA25和LAY3等系列。 其中LAY3是德国西门子技术生产的，额定电流一般都 是10A。,2 位置开关： 实现顺序控制，定位控制和位置状态的检测等。用SQ表示。 行程开关：LX19，LXK3 ，LXK32，33，LXW5等系列产品， 额定电流为10A。 接近开关：又称无触点行程开关。常用产品

14、有LJ2，LJ6， LXJ18和3SG等系列。,3、万能转换开关： 实际上是一种多档开关，控制多回路的组合开关， 用SA表示。 常用型号有：LW5，LW6。,4、主令控制器与凸轮控制器： a、主令电气：用来频繁地按预定顺序切换多个控制电路， 它与磁力控制盘配合，可实现对起重机，轧钢机及其 它生产机械的远程控制。常用的产品有：LK14，15, 16系列。 b、凸轮控制器：是一种大型的手动控制器。用于中小型 绕线式异步电动机及相关电力拖动等设备。常用的 有KT10，14，15等系列。,二、接触器： 接触器能频繁地接通或断开电路，实现远距离自动控制， 用KM表示。,1、技术参数： 额定电压：交流：2

15、20V，380V，660V，直流：110V，220V和 440V。 额定电流：10800A 线圈电压：交流有：24V，36V，127V，220V和380V 直流有：24V，48V，220V和440V。 机械寿命和电气寿命：产品质量的最重要指标。 额定操作频率：300/H，600/H和1200次/H。 动作值：指吸合和释放电压。规定吸合电压大于额定电压的 85%时就可靠吸合，释放不高于额定电压的70%。,2、类型及起动吸持功率 a、交流接触器：CJ10，CJ12，CJ10X，CJ20，CJX1，CJX2， 3TB，3TD，LC1-D等系列。 b、直流接触器：CZ18系列。 交流接触器起动功率是吸

16、持功率的10倍左右，直流接触 器起动和吸持功率基本一致。,三继电器: 主要有：1 电流继电器 2 电压继电器 3 中间继电器 4 时间继电器 5 热继电继器 6 速度继电器 7 固态继电器,分类：1、按输入信号性质分为：电压继电器，电流继电器，时间 继电器，温度继电器，速度继电器，压力继电器等；2、工作原理分为：电磁式继电器，感应式继电器，电动式 继电器，热继电器和电子式继电器等；3、按输出形式分为：有触点和无触点两种；4、按用途可分为：控制用和保护用继电器等。,1、电流继电器 线圈与被测电路串联，以反映电路电流的变化， 线圈砸数少，导线粗，阻抗小，用KI表示。 分类：欠电流和过电流两种。 a、欠电流继电器：吸引电流为线圈额定电流的30%-65%， 释放电流为额定电流的10%-20%。 b、过电流继电器：正常工作时不动作，整定范围为1.1 4倍的额定电流。,2、电压继电器：根据动作电压值不同，可分为过电压，欠电压 和零电压继电器三种，用KV表示。 过电压继电器：在额定电压Un的105%-120%以上动作； 欠电压继电器：在额定电压Un的40%-70%时动作； 零电压继电器：在额定电压Un的5%-25%时动作。,3、中间继电器：实质上也是一种电压继电器，起到信号 中继的作用，用KA表示。,4、时间继电器：通电延时型和断电延时型。用KT