电力电子器件常用低压电器

常用低压电器主讲人：指导老师：机械电子学第一页，共九十六页。

常用低压电器

1电力系统介绍

1

1空气开关介绍及选型

2

1漏电保护器介绍及选型

3

1交流接触器介绍及选型

4

1变频器介绍及接线

5

1控制柜中其他元件

6

第二页，共九十六页。1.1电力系统介绍电力系统的组成：

工业农业商业生活电网发电+输电+变电+配电+用电电力系统第三页，共九十六页。工厂供配电系统配电系统（35kV及其以下的电压线路）发电变电输电变电地区供配电系统发电变电第四页，共九十六页。1.2低压配电系统简介

低压配电系统：范围：从低压降压变压器到用电设备的电源侧端子。

对象：直接与工艺设备相关的电气设备。配电系统

高压配电系统（220kV及其以上电压）中压配电系统（10、6kV）低压配电系统（380、220V）第五页，共九十六页。1.2低压配电系统简介

由断路器，接触器，热继电器等电组件制成的一个综合变电、配电装置。一般低压配电系统可分为若干个系统。每个系统可以是一个配电箱、一组低压配电柜或者是一组MCC柜。第六页，共九十六页。1.2低压配电系统简介

配电箱常指小型的电源分配箱，一般是家庭用的。配电柜则多用工业用电和建筑用电等。（统称）MCC（MotorControlCenter）控制柜，即电动机控制中心配电箱/配电柜联系与区别第七页，共九十六页。1.3低压电器简介

断路器低压配电柜交流接触器漏电保护器继电器第八页，共九十六页。

1.3低压电器简介概述1、电器：根据外界特定的信号和要求自动或手动接通与断开电路、断续或连续改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电工器械。2、低压电器：通常指工作在交流1200V以下、直流1500V以下电路中在变压器的低压侧到负载间的电器。第九页，共九十六页。1.4低压电器行业简介海格集团伊顿穆勒TCL罗格朗低压电器行业是一个市场发展相对成熟的行业，目前国外品牌已占领我国高档低压电器市场80%以上，国内品牌产品只占10%左右。同时，国外品牌正进一步向中档产品市场渗透，国内品牌也希望进一步加大对高档产品市场的投入。主要品牌：常熟开关天正集团第十页，共九十六页。

空气开关，又名空气断路器，是断路器的一种。是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。2.1空气开关介绍作用：空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和保护功能于一身。除能完成接触和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。第十一页，共九十六页。1．空开属于多次失效器件，可以多次重复使用。熔断器属于一次失效器件，很多场合已被断路器取代。2．熔断器的电流分断能力比空开高；空开内部的接触点如果接触不良，可能会引起打火现象，使接触点氧化，严重的可能使空开因发热导致接触点焊死失效，熔丝无此问题。所以在短路电流较大和需要保护特性好的场合熔断器就不能替代。空气开关VS熔断器2.1空气开关介绍第十二页，共九十六页。空气开关（断路器）控制电路的通断。继电器是用小电流控制大电流，通常用在控制电路里，起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。在对电动机进行保护时，空气开关作为短路保护元件，用热继电器作为电动机的过载保护元件。2.1空气开关介绍空气开关VS继电器第十三页，共九十六页。2.1空气开关介绍结构和工作原理主触点自由脱扣机构手动闭合弹簧拉伸实现短路、过载、失压保护控制远距离跳闸，对电路不起保护作用。3：过电流脱扣器

4：分励脱扣器

5：热脱扣器6：欠电压脱扣器第十四页，共九十六页。1.额定电压（Ue)常用交流：220V、380V、660V、1140V常用直流：110V、240V、440V、750V、850V、1000V2.额定电流（In):正常工作的电流值常用电流：10A、30A、40A、63A、100A、160A、200A、400A、630A、1000A、1250A、1600A、3200A、4000A、5000A、6300A3.频率:一般为50Hz、60Hz4.整定电流（脱扣电流）：是指断路器整定的动作电流。如断路器额定电流是20A，可整定的范围为5-10In，如果整定为6，则表示整定值为120A，即电流超过120A时，断路器会在一定时间后分闸。2.1空气开关介绍主要技术参数第十五页，共九十六页。5.短路分断能力(kA):断路器安全切断故障电流的能力。例：分断能力为6kA，则当线路中发生6KA的故障电流，断路器可以安全切断电路，而不发生触头熔接、爆炸等异常状况。2.1空气开关介绍主要技术参数第十六页，共九十六页。2.2空气开关分类按应用场所分框架式断路器(ACB)塑壳断路器(MCCB)微型断路器(MCB)第十七页，共九十六页。一般额定电流800A以上的回路或分断能力要求特别高的回路或需要功能较多的回路应该采用框架断路器。ACB的主要参数:额定电流Ie：400A~6300A额定电压Ue：690Vor1000V极限分断能力Icu=50~150KA极数：3Por4P安装形式：抽屉式or固定式扩展功能：测量通讯1、ACB框架断路器2.2空气开关分类第十八页，共九十六页。MCCB的主要参数:额定电流Ie：16A~1600A额定电压Ue：

AC/DC极限分断能力Icu=25~150KA极数：3Por4P安装形式：固定式插拔式抽屉式控制器：热磁式单磁式电子式扩展功能：通讯电动操作漏电保护塑壳断路器采用塑料化结构，特点是将断路器外壳、框架采用塑料压制而成，将触头、灭弧系统都放在绝缘小室中，防止相间短路，确保电弧向上喷出，保证触头系统可靠分断。2、MCCB塑壳断路器2.2空气开关分类第十九页，共九十六页。微型断路器主要参数:额定电流Ie：0.5A~125A额定电压Ue：

AC/DC极限分断能力:Icu=4.5,6,10,15KA极数：1P,1P+N,2P,3P,3P+N,4P主要脱扣曲线：C-照明型

B-电子保护

D-动力型主要附件：过/欠压,分励,辅助

MCB是电气终端配电装置中使用最广泛、用量最大的的一种终端保护电器。其特点是采用模块化设计，安装简单，具有高度的通用性。3、MCB微型断路器2.2空气开关分类第二十页，共九十六页。2.2空气开关分类1、分断能力不同ACB的分断能力相对较高；MCCB次之；MCB最差。现在有不少企业能够将MCCB的分断能力作到很高，但稳定和可靠性不好。2、外形尺寸不同ACB的体积最大，安装繁杂；MCB的体积小，安装方便；MCCB处中间。第二十一页，共九十六页。2.2空气开关分类3、应用场合不同框架断路器(ACB)：额定电流范围400A～6300A，多作为主断路器，主要用于低压配电系统的进线、母联及其它大电流回路的关合。塑壳断路器(MCCB)：额定电流范围16A～1600A，多作为配电电器，主要用于低压配电系统的进出线、电动机保护。微型断路器(MCB)：额定电流范围0.5A～125A，多被用在负载端，主要用于建筑物和用电设备的终端配电箱内。第二十二页，共九十六页。2.2空气开关分类3、应用场合不同GMCBACBMCCB10KV0.4KVATS发电厂变电站高/中压断路器发电机用户配电箱分配电柜自动转换开关柜ACB框架式断路器MCCB塑壳断路器MCB微型断路器低压断路器低压主开关柜MCCB终端配电箱第二十三页，共九十六页。2.3.1产品选型前提：1).熟悉市面上断路器产品种类，型号规格。ACB：施耐德MT系列，ABBEmax系列，西门子3WL系列等MCCB：施耐德NSX系列，ABBT系列，西门子3VT系列等MCB：施耐德iC65系列，ABBS系列，西门子5S系列等2).熟悉各种产品额定电流范围，额定电压范围，分断能力指标。3)各种产品所具备的基本功能和特性。哪些产品是智能型，哪些产品具有短延时功能等。2.3空气开关选型第二十四页，共九十六页。2.3.2产品选型步骤：1.根据电气装置的要求确定断路器的种类.根据电气装置额定电流范围，额定电压范围，短路电流大小，安装方式等选择框架断路器、塑壳断路器及微型断路器之一。2.根据线路对保护的要求，确定断路器是否需要欠压保护，以及是否作为隔离开关使用等。3.根据选用原则选用产品。（下文）4.在初步确定好断路器的品种规格后，还要考虑它与上下级电器的保护特性方面的协调配合，从而从总体上满足系统对选择性保护的要求。2.3空气开关选型第二十五页，共九十六页。选用原则：（一般原则）(1)断路器的额定工作电压≥线路额定电压。(2)断路器的额定电流≥线路负载电流。对于照明电路：断路器额定电流为工作电流的1.05-1.1倍对于电机：断路器额定电流为工作电流的1.5-2.5倍(3)断路器欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压。(4)断路器的分励脱扣器额定电压=控制电源电压。(5)电动传动机构的额定工作电压=控制电源电压。2.3空气开关选型第二十六页，共九十六页。选用原则：(6)根据断路器的用途，选择脱扣特性断路器脱扣特性分为A、B、C、D、K等几种。A型脱扣特性：脱扣电流为（2～3）In，适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量线路，或线路长且短路电流小的系统；B型脱扣特性：脱扣电流为（3～5）In，适用于住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护；C型脱扣特性：脱扣电流为（5～10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路；D型脱扣特性：脱扣电流为（10～20）In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如变频器、电磁阀、电动机等；K型脱扣特性：具备1.2倍热脱扣动作电流和8～14倍磁脱扣动作范围，适用于保护电动机线路设备，有较高的抗冲击电流能力。2.3空气开关选型第二十七页，共九十六页。(7)瞬时脱扣器整定电流值确定原则：瞬时脱扣器的整定电流Irm应大于回路的最大尖峰电流。对于单台电动机回路：

Irm≥Kk*Iq

式中：Irm—瞬时脱扣器整定电流(A)

Iq—电动机起动电流(A)

Kk—可靠系数。Kk取1.8~2

*电动机首次起动，电动机起动电流可按电动机额定电流In的6.5倍估计。2.3空气开关选型第二十八页，共九十六页。(8)断路器级数确定原则：

极数就是指切断线路的导线根数。1P就是切断一根导线；2P就是同时切断2根导线，以此类推。1P+N、1P、2P一般都用于单相电器。

1P--单极断路器，仅控制火线（相线）；

1P+N--单极+N断路器，同时控制火线、零线，但只有火线可以具有热磁脱扣功能。

2P--单相2极断路器，同时控制火线、零线，且都可以具有热磁脱扣功能。

3P、4P用于三相．使用1P，上级断路器必须有漏电脱扣功能，检修时为防止火、零错乱造成事故，必须切断上级电源，为检修时避免1条的问题，可用1P+N，但1P的分断能力比1P+N高；对于比较重要、检修与操作频繁、容易出现故障的用电回路，最好还是用2P。2.3空气开关选型第二十九页，共九十六页。例：用低压断路器控制一台型号为MSMD200W伺服电动机，电动机额定电流为1.6A，瞬时最大电流6.9A，试选择断路器的型号和规格。解：（1）确定断路器的种类：选用施耐德C65系列D型脱扣曲线。（2）确定断路器分断能力：C65系列分断能力6、10、15kA。对于终端配电柜选6kA足够。（3）确定断路器额定电流：取断路器额定电流为工作电流的2.5倍，即2.5x1.6=4A（4）校验瞬时脱扣整定电流：D型脱扣曲线：10-14ln脱扣整定电流Irm=10x4=20A而Kk*Iq=2x6.9=13.8A.满足Irm≥Kk*Iq，符合要求。（5）确定低压断路器的型号规格：选用C65N-D4A/2P。2.3空气开关选型第三十页，共九十六页。2.3空气开关选型施耐德参考选型参考样本第三十一页，共九十六页。2.3空气开关选型第三十二页，共九十六页。3.1漏电保护器介绍什么是漏电保护？为什么要漏电保护？如何进行漏电保护？第三十三页，共九十六页。3.1漏电保护器介绍

1、漏电保护：当被保护线路的相线直接或通过非预期负载对大地接通，而产生近似正弦波形并且其有效值是缓慢变化的剩余电流，当该电流大于一定数值时，保护器切断该线路，起到保护作用。

2、漏电保护原因：如果通过人体的电流只有20～30mA，一般不能直接引起心室颤动，或心脏停止跳动。但如果时间较长，仍可导致心脏停止跳动。第三十四页，共九十六页。3.1漏电保护器介绍

漏电保护器又称剩余电流保护器(RCD)，用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器，一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上，后者专用于防电气火灾。

第三十五页，共九十六页。3.1漏电保护器介绍漏电保护器与空气开关区别：漏电保护器也可以说是空气开关的一种，机械动作、灭弧方式都类似。但是…漏电保护器是防止人员发生触电事故时进行保护的。

空气开关是保护电路及设备用的。动作检测方式不同：漏电开关用的是剩余电流保护装置，它所检测的是剩余电流（毫安级）。而空气开关就是纯粹的过电流跳闸（安级）。

第三十六页，共九十六页。3.2漏电保护器工作原理

根据保护器的工作原理，可分为电压型、脉冲型和电流型三种。目前前两种已经淘汰，应用广泛的是电流型，所以下面主要介绍电流型的保护器。

第三十七页，共九十六页。变压器互感器可以说是一个检测元件。被保护的相线、中性线穿过环形铁心，构成了互感器的一次线圈N1，缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈N2，如果没有漏电发生，这时流过相线、中性线的电流向量和等于零，因此在N2上也不能产生相应的感应电动势。如果发生了漏电，相线、中性线的电流向量和不等于零，就使N2上产生感应电动势，这个信号就会被送到中间环节进行进一步的处理。主开关测试按钮互感器电子放大器晶闸管脱扣器压敏电阻第三十八页，共九十六页。变压器中间环节：中间环节通常包括晶闸管、电子放大器、压敏电阻。中间环节的作用就是对来自零序互感器的漏电信号进行放大和处理，并输出到执行机构。主开关测试按钮互感器电子放大器晶闸管脱扣器压敏电阻第三十九页，共九十六页。变压器执行机构即脱扣器，用于接收中间环节的指令信号，实施动作，自动切断故障处的电源。主开关测试按钮互感器电子放大器晶闸管脱扣器压敏电阻第四十页，共九十六页。变压器试验装置即测试按钮，由于漏电保护器是一个保护装置，因此应定期检查其是否完好、可靠。试验装置就是通过测试按钮和限流电阻的串联，模拟漏电路径，以检查装置能否正常动作。主开关测试按钮互感器电子放大器晶闸管脱扣器压敏电阻第四十一页，共九十六页。（1）漏电继电器。只具备检测、判断功能，不具备开闭主电路功能。（2）漏电开关。同时具备检测、判断、执行功能。它是漏电继电器和开关的结合体。（3）漏电保护插座。将漏电开关和插座组合在一起，使插座具备触电保护功能。适用于移动电器和家用电器。☆漏电保护器按功能分类3.2漏电保护器分类第四十二页，共九十六页。☆漏电保护器按原理分类(1)电磁式：只采用电磁机构。动作信号输出直接作用于脱扣器使其掉闸断电。因此，电磁式漏电保护器要求零序电流互感器的输出信号要足够大。

特点是：构造简单，抗干扰能力强，抗雷电等引起的过电压能力强；但对零序电流互感器和脱扣器的加工要求高，成本高，灵敏度较低。

(2)电子式：同时采用电磁机构和电子电路。对输出信号经放大、蓄能等环节处理后使脱扣器动作掉闸。电子式漏电保护器的价格低，性能也较好，更适宜推广应用，我国普遍采用电子式漏电保护器。3.2漏电保护器分类第四十三页，共九十六页。☆漏电保护器按动作时间分类(1)瞬时式：检测到漏电信号能立刻动作，动作时间在0.1s以内。用于终端保护场合，如施工现场的开关箱、家庭配电箱。

(2)延迟式：检测到漏电信号后延迟一定时间动作，其延迟动作时间有分为0.2s，0.4s，0.8s，1.0s，1.5s，2s，新型漏电保护器的延迟动作时间无级可调。用于分级保护场合，如施工现场的总配电箱、楼宇的总配电箱。3.2漏电保护器分类第四十四页，共九十六页。(1)额定漏电动作电流在规定的条件下，使漏电保护器动作的电流值。例如30mA的保护器，当通入电流值达到30mA时，保护器即动作断开电源。(2)额定漏电动作时间是指从突然施加额定漏电动作电流起，到保护电路被切断为止的时间。例如30mA×0.1s的保护器，从电流值达到30mA起，到主触头分离止的时间不超过0.1s。

☆漏电保护器参数3.3漏电保护器选型第四十五页，共九十六页。第一级漏电保护器安装在配电变压器低压侧出口处该级保护的线路长，漏电电流较大，一般取100-300mA第二级漏电保护器安装于分支线路出口处被保护线路较短，用电量不大，漏电电流较小，一般取30-75mA。第三级漏电保护器安装于用电设备独立回路上用于保护单个或多个用电设备，是直接防止人身触电的保护设备。宜选用额定动作电流为30mA，动作时间小于0.1s。

☆漏电保护器额定电流选择3.3漏电保护器选型第四十六页，共九十六页。Easy9系列漏电保护断路器C65漏电保护附件DPN系列漏电保护附件电子脱扣(ELE)：40A、63A极数：1P+N、2P电磁脱扣(ELM)：32A、40A、63A极数：3P、4P电磁脱扣(ELM)额定电流:6A～63A

极数：1P+N、2P、3P、4P电子脱扣(ELE)：25A、40A极数：1P+N电磁脱扣(ELM)：25A、40ASchneider漏电保护断路器类型3.3漏电保护器选型漏电断路器实质上是加装检测漏电元件的塑壳式断路器。第四十七页，共九十六页。3.3漏电保护器选型第四十八页，共九十六页。1、接触器及其分类用途：接触器是一种用来接通或断开带负载的交直流主电路或大容量控制电路的自动化切换器，主要控制对象是电动机，此外也用于其他电力负载，如电热器，电焊机，照明设备，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。接触器分为交流接触器

直流接触器

4.1交流接触器介绍第四十九页，共九十六页。1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧4.1交流接触器介绍2、接触器的结构第五十页，共九十六页。3、接触器的工作原理4.1交流接触器介绍当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙处产生电磁吸力，使衔铁吸合，带动主触点闭合，接通主电路。同时，衔铁还带动辅助触电动作，使常开触点闭合，常闭触点断开。当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消失或变小，衔铁在复位弹簧的作用下释放，使主、辅触电恢复到原来的状态，切断电路。第五十一页，共九十六页。热继电器FR起动按钮SB1交流接触器KMM3~3～停车按钮SB2开关QS熔断器FU直接起动控制电路4、应用第五十二页，共九十六页。M3~3～直接起动控制电路闭合QS第五十三页，共九十六页。M3~3～直接起动控制电路按SB1电机通电热继电器通电第五十四页，共九十六页。M3~3～直接起动控制电路松开SB1电机连续运转自保持第五十五页，共九十六页。M3~3～直接起动控制电路按SB2电机停转热继电器断电第五十六页，共九十六页。启动按钮自保持停车按钮热继电器FR4.1交流接触器介绍交流接触器熔断器开关过载保护5、接触器控制电路：第五十七页，共九十六页。交流接触器分类4.2交流接触器种类交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。AC1对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；

AC2用于绕线式异步电动机的起动和停止；AC3的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断；

AC4用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动,选用的电流要高于AC3。第五十八页，共九十六页。LC1-DSchneider接触器产品系列4.2交流接触器种类E系列比D系列便宜，属于低端产品schneider接触器一个类别里有很多系列：（额定电流各不相同）

以下为例子：LC1-SK系列：6A以下

LC1-K系列：6A～16A

LC1-D系列：9A～150A

LC1-F系列：115A～800A

LC1-B系列：750A～1800A

以上均是针对AC-3而言。第五十九页，共九十六页。LC1-D0910M5CLC交流控制线圈LP直流控制线圈1单个接触器2可逆接触器组3星三角接触器组550Hz线圈660Hz线圈750/60Hz线圈D直流线圈W直流宽电压线圈线圈电压代号

常开/闭接点数电流规格A06,09,12,18,25,32,38,40,50,65,80,95,115,150,170,205,245,300,410,475,620D2系列产品电压代号24 B42 D48 E110 F220 M230 P240 U380 Q400 V415 N440 R500 S660 Y常开常闭的组合10/011NO/1NC06~32A111NO+1NC40~95A00——115~620A0044NO主极无辅助接点

0082NO+2NC主极无辅助接点C标准型(9~620)N经济型(6~32)AC3接触器型号含意4.2交流接触器种类选型手册第六十页，共九十六页。交流接触器选型过程4.3交流接触器选型1．选择接触器的类型交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。第六十一页，共九十六页。交流接触器选型过程4.3交流接触器选型2．选择接触器的额定参数根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。1）接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可以降低，使用时也较安全。但为了方便和减少设备，常按实际电网电压选取。2）电动机的操作频率不高，如压缩机、水泵、风机、空调、冲床等，接触器额定电流大于负荷额定电流即可。3）对重任务型电机，如机床主电机、升降设备、绞盘、破碎机等，其平均操作频率超过100次/min，接触器额定电流大于电机额定电流。4）对特重任务电机，如印刷机、镗床等，操作频率很高，可达600～12000次/h，接触器大致可按电寿命及起动电流选用。第六十二页，共九十六页。交流接触器选型过程4.3交流接触器选型5）交流回路中的电容器投入电网或从电网中切除时，接触器选择应考虑电容器的合闸冲击电流。一般地，接触器的额定电流可按电容器的额定电流的1.5倍选取。6）用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。例如交流电弧焊机、电阻焊机等，一般可按变压器额定电流的2倍选取接触器。7）对于电热设备，如电阻炉、电热器等，负荷的冷态电阻较小，因此起动电流相应要大一些。选用接触器时可不用考虑(起动电流)，直接按负荷额定电流选取。8）由于气体放电灯起动电流大、起动时间长，对于照明设备的控制，可按额定电流1.1～1.4倍选取交流接触器。9）接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流，持续时间≤8h，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，选用接触器时，接触器的额定电流按负荷额定电流的110%～120%选取。对于长时间工作的电机，由于其氧化膜没有机会得到清除，使接触电阻增大，导致触点发热超过允许温升。实际选用时，可将接触器的额定电流减小30%使用。第六十三页，共九十六页。5.1变频器介绍变频器是将固定频率的交流电变换为频率可调的交流电来控制交流电动机的电力控制设备。变频器的问世，使得交流调速在很大程度上取代了直流调速。

第六十四页，共九十六页。什么是调速电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速。比如：在加工毛坯工件时，为了防止工件表面对生产刀具的磨损，因此加工时要求电机低速运行；而在对工件进行精加工时，为了要缩短工加时间，提高产品的成本效益，因此加工时要求电机高速运行。我们就将调节电动机转速，以适应生产要求的过程就称之为调速。5.1变频器介绍第六十五页，共九十六页。为什么改变频率能调速？电机转速：n=60f/p

式中

n——电机的转速（转/分）；

f——电源频率（HZ）；

p——电机旋转磁场的极对数。5.1变频器介绍第六十六页，共九十六页。变频器的控制对象

三相交流异步电机和三相交流同步电机，有些变频器可以驱动单相电动机或特殊的同步电动机。序号优点1平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全2在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度3无级调速，调速精度大大提高4电机正反向无需通过接触器切换5非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制变频调速的优势5.1变频器介绍第六十七页，共九十六页。～整流单元储能环节逆变器M控制器交流交直交变频器系统框图直流交流变频器工作原理5.1变频器介绍变频器通常分为4部分：整流单元、储能环节、逆变器和控制器。整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。储能环节：存储转换后的电能。电压型变频器用电容储能，而电流型变频器用电感储能。逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波，PWM波。控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。第六十八页，共九十六页。输出三相50Hz三相0~400Hzn-380V等效正弦波实际PWM波输入正弦波380V变频器的最基本应用5.2变频器接线方法第六十九页，共九十六页。变频器接线方法变频器的应用5.2变频器接线方法第七十页，共九十六页。欧美品牌

西门子、科比、伦茨、施耐德、ABB

丹佛斯、ROCKWELL、VACON、AB、西威

日本品牌

安川、富士、三菱、三垦、日立、欧姆龙松下电器、松下电工、东芝、明电舍国产品牌

惠丰、佳灵、英威腾、汇川、安邦信、

艾默生、奥圣、富凌、森兰等等（价格一般低30％至40％）港台品牌

台达、普传、台安、东元、美高

韩国品牌

LG、现代、三星、收获5.3变频器选型第七十一页，共九十六页。1.变频器类型的选择

通用变频器专用变频器5.3变频器选型(1)V/F：对转速要求不精确，风机水泵可用

(2)矢量型：对转速有要求，适用于高性能通用场合,如机床、离心机、拉丝机、注塑机等负载。一般多与编码器合用

(3)直接转矩:是矢量型的改进，价格较高，克服了启动负载较大，用V/F启动时由于频率较小，负载电流太大跳电的问题，可以平滑运行风型专用变频器、水泵专用变频器、

重载专用变频器、

注塑机专用变频器等第七十二页，共九十六页。2.变频器型号的选择5.3变频器选型(1)基本原则以电动机的额定电流和负载特性为依据，选择变频器的容量。变频器的容量多数是以功率及相应的额定电流标注的，该功率是指该通用变频器可以适配的4极三相异步电动机满载连续运行的电动机功率。

如果要求变频器驱动6极以上异步电动机或特殊电动机，先根据被驱动电动机的额定电流来选择变频器的容量，但用于变频器输出的电压（或电流）均含有谐波成分，必然影响其基波电流，所以在选择变频器时应适当加大容量。当电动机用于频繁起动、制动或较频繁地重载起动工作时，可选取大一档的变频器，以利于长期安全地运行。

一般风机、泵类负载不宜在15Hz以下运行，如果确实需要在15Hz以下长期运行，需要考虑电动机的容许温升，必要时应采用外置强迫风冷措施。第七十三页，共九十六页。2.变频器型号的选择5.3变频器选型(2)变频器输出端允许连接的电缆长度是有限制的，长电缆运行时或控制几台电动机时，要采取措施抑制耦合电容的影响，应放大一两档选择变频器容量或在变频器的输出端安装输出电抗器。在此种情况下变频器的控制方式只能为U/f控制方式，并且变频器无法实现对电动机的保护，需在每台电动机上加装热继电器实现保护。

(3)变频器用于控制高速电动机时，由于高速电动机的电抗小，会产生较多的谐波，因此选择的变频器的容量应稍大一些。

1)变频器驱动变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使电动机的最大运行电流小于变频器的额定输出电流。另外，在运行中进行极数转换时，应先使电动机停止工作，否则会造成电动机空载加速，严重时会造成变频器损坏。

2)对于一些特殊的应用场合，如环境温度高、海拔高于1000m等，会引起通用变频器过电流，选择的变频器容量需放大一档。第七十四页，共九十六页。2.变频器型号的选择5.3变频器选型3)变频器驱动绕线转子异步电动机时，应注意绕线转子异步电动机与普通异步电动机相比，阻抗小，易发生由于谐波电流而引起的过电流跳闸现象，应选择容量稍大的变频器。

4)变频器驱动同步电动机时，与工频电源相比会降低输出容量100/～20%，变频器的连续输出电流要大于同步电动机的额定电流。

5)变频器用于压缩机、振动机等转矩波动大的负载及油压泵等有功率峰值的负载时，按照电动机的额定电流选择变频器时，有时会发生峰值电流超过变频器所允许的最大电流值的现象，而引起跳闸。因此，应选择比其工频运行下的最大电流更大的电流作为选择变频器容量的依据。

6)变频器用于驱动潜水泵电动机时，因为和普通电动机相比，潜水泵电动机的额定电流比较大，所以选择变频器的额定电流时要以潜水泵电动机的额定电流为依据。

7)变频器用于驱动罗茨风机或特种风机时，由于其起动电流很大，所以选择变频器时一定要注意变频器的容量是否足够大。

8)变频器不适用于驱动单相异步电动机，当通用变频器用作变频电源时，应在变频器输出侧加装特殊制作的隔离变压器。第七十五页，共九十六页。施耐德电气变频器概览

TextTerminalATV61/71标准转矩/高过转矩应用变频器

ATV61:0.37kW~800kW,ATV71:0.37kW~630kW

ATV12(0.18~4kW)变频器小功率简单应用大功率复杂应用ATV61Plus/71Plus柜式变频器

ATV61Plus:90kW~2400kW,ATV71Plus:90kW~2000kWATV21风机水泵专用(0.75kW~75kW)20008005002.2

ATV302(0.37kW~7.5kW)单位：kW240012006307.51575

ATV312(0.18kW~15kW)8400ATV1100中压变频器

3.3kV/6.6kV/10kV,390~10500kVA

ATV32(0.18kW~15kW)选型手册第七十六页，共九十六页。继电器是一种根据电量(电压、电流等)或者非电量(温度、时间、转速、压力)等信号的变化带动触点动作，来接通或断开所控制的电路或者电器，以实现自动控制和保护电路或电器设备的电器。实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。6.1继电器介绍概述第七十七页，共九十六页。6.1继电器介绍继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构；

在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构；

有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构。继电器一般由感应机构、中间机构和执行机构三个基本部分组成。组成部分第七十八页，共九十六页。1.灵敏度：使继电器动作的最小功率称为继电器的灵敏度。

2.额定电压和额定电流：对于电压继电器，它的线圈额定电压为该继电器的额定电压;对于电流继电器，它的线圈额定电流为该继电器的额定电流。

3.吸合电压或吸合电流：使继电器衔铁开始运动时线圈的电压(电压继电器)或电流(电流继电器)值，称为吸合电压或吸合电流，用UXH或IXH表示。主要参数6.1继电器介绍第七十九页，共九十六页。4.释放电压或释放电流：继电器衔铁开始释放时线圈的电压或电流，用USF或ISF表示。5.返回系数：释放电压(或电流)与吸合电压(或电流)的比值，用K表示，K值恒小于1。电压继电器的返回系数K=USF/UXH电流继电器的返回系数K=ISF/IXH主要参数6.1继电器介绍第八十页，共九十六页。

电压继电器电流继电器时间继电器速度继电器等输入信号的不同工作原理的不同电磁式继电器感应式继电器热继电器电子式继电器等6.2继电器种类分类第八十一页，共九十六页。电磁式继电器是以电磁吸合力为驱动动力源的继电器。所配装的电磁线圈有交流和直流两种，各自构成交流电磁式继电器和直流电磁式继电器。1、电磁式继电器6.2继电器种类第八十二页，共九十六页。电磁式继电器工作原理6.2继电器种类第八十三页，共九十六页。特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、欠电流继电器欠电流继电器（用于直流电动机磁场的弱磁场保护，以防电动机超速，正常工作是吸合的，当电流小于设定值时释放）KAI<KAKA过电流继电器（用于过电流保护，当电流达到设定值时吸合）>IKAKAKA1.1电磁式电流继电器6.2继电器种类第八十四页，共九十六页。特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过