常用低壓控制電器

1、廖華文 20121001003 231122班常用低壓控制電器介紹1、 低壓電器的基本知識(shí)電器：是對于電能的生產(chǎn)、輸送、分配和應(yīng)用起控制、調(diào)節(jié)、檢測及保護(hù)等作用的電氣設(shè)備的總稱。低壓電器：工作電壓交流1200V、直流1500V以下的電氣線路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。（一）低壓電器的分類按用途和控制對象分：配電電器：用于低壓電力網(wǎng)的配電電器?？刂齐娖?：用于電力拖動(dòng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)的電器。按操作方式分：自動(dòng)電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動(dòng)完成動(dòng)作指令的電器，如接觸器、繼電器等。 手動(dòng)電器：通過人的操作發(fā)出動(dòng)作指令的電器，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令電器等。 按工作原理分： 電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)

2、原理進(jìn)行工作，如交直流接觸器、電磁式繼電器等。 非電量控制電器：以非電物理量作為控制量進(jìn)行工作，如按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、刀開關(guān)、熱繼電器、速度繼電器等。（2） 低壓電器的結(jié)構(gòu)低壓電器的基本結(jié)構(gòu)是由觸頭系統(tǒng)和電磁機(jī)構(gòu)組成。觸頭是電磁式電器的執(zhí)行部分，電器就是通過觸頭的動(dòng)作分合被控電路的。電磁系統(tǒng)用來操縱觸點(diǎn)的閉合和分?jǐn)啵设F芯、線圈和銜鐵三部分組成。1. 觸頭系統(tǒng)通過觸頭的開合控制電路通、斷。材料：一般采用銅、銀、鎳材料制成；對于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成。接觸電阻：觸頭的動(dòng)靜觸頭閉合時(shí)形成的電阻，稱為接觸電阻。 造成電壓損耗，增加銅耗。導(dǎo)致觸頭溫度升高。接觸形式：點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。觸點(diǎn)按其

3、原始狀態(tài)可分為常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。原始狀態(tài)時(shí)（即線圈未通電）斷開，線圈通電后閉合的觸點(diǎn)叫常開觸點(diǎn)。原始狀態(tài)閉合，線圈通電后斷開的觸點(diǎn)叫常閉觸點(diǎn)。線圈斷電后所有觸點(diǎn)復(fù)原。按觸點(diǎn)控制的電路可分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)用于接通或斷開主電路，允許通過較大的電流，輔助觸點(diǎn)用于接通或斷開控制電路，只能通過較小的電流。2.滅弧系統(tǒng) 電?。洪_關(guān)電器切斷電流電路時(shí)，觸頭間電壓大于 10V，電流超過80mA時(shí)，觸頭間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色 的光柱，即電弧。 電弧的危害 ： 延長了切斷故障的時(shí)間； 高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞； 形成飛弧造成電源短路事故。 滅弧措施：吹弧、拉弧、長弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善

4、觸頭表面材料 。下圖是一種橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭系統(tǒng)。當(dāng)觸頭打開時(shí)，在斷口中產(chǎn)生電弧。電弧電流在兩電弧之間產(chǎn)生如圖所示的磁場。根據(jù)左手定則，電弧電流要受到一個(gè)指向外側(cè)的電動(dòng)力F的作用，使電孤向外運(yùn)動(dòng)并拉長，使其迅速穿越冷卻介質(zhì)，從而加快電弧冷卻并熄滅。交流接觸器通常采用這種滅弧方法。在觸頭電路中串入吹弧線圈，該線圈產(chǎn)生的磁通經(jīng)過導(dǎo)磁夾板引向觸頭周圍，在弧柱下方，兩個(gè)磁通是相加的，而在弧柱上方是彼此相減的，在下強(qiáng)上弱的磁場作用下電弧被拉長并吹入滅弧罩中，電弧被拉長并受到冷卻而很快被熄滅。它廣泛應(yīng)用于直流滅弧裝置中（如直流接觸器中）。滅弧柵一般是由多片鍍銅薄鋼片(稱為柵片)和石棉絕緣板組成、它們通常在

5、電器觸頭上方的滅孤室內(nèi)，彼此之間互相絕緣。當(dāng)觸頭分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，在觸頭之間產(chǎn)生電弧，電弧電流產(chǎn)生磁場，由于鋼片磁阻比空氣磁阻小得多，因此，電弧上方的磁通非常稀疏，而下方的磁通卻非常密集，這種上疏下密的磁場將電弧拉人滅弧罩中，當(dāng)電弧進(jìn)入滅弧柵后，被分割成數(shù)段串聯(lián)的短弧。這樣每兩片滅弧柵片可以看做一對電極，而每對電極間都有150-250V的絕緣強(qiáng)度，使整個(gè)滅弧柵的絕緣強(qiáng)度大大加強(qiáng)，而每個(gè)柵片間的電壓不足以達(dá)到電弧燃燒電壓，同時(shí)柵片吸收電弧熱量，使電弧迅速冷卻而很快熄滅。常用的電磁機(jī)構(gòu)型式：銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，如圖（a）所示，其銜鐵繞鐵扼的棱角轉(zhuǎn)動(dòng)，磨損較小，鐵心一般用電工軟鐵制成，適用于直流繼

6、電器和接觸器。銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，如圖（b）所示，其銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鐵心一般用硅鋼片疊成，常用于較大容量交流接觸器。 銜鐵作直線運(yùn)動(dòng)的雙E型直動(dòng)式鐵心，如圖（c）所示，銜鐵在線圈內(nèi)成直線運(yùn)動(dòng)，較多用于中小容量交流接觸器和繼電器中。2、 接觸器電力拖動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中使用量大，涉及面廣的一種低壓自動(dòng)控制電器，用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟?、直流主回路和大容量控制電路。主要控制對象是電?dòng)機(jī)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并具有欠壓保護(hù)。工作原理： 當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的

7、作用下釋放，使觸點(diǎn)復(fù)原，即常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。 1-主觸點(diǎn) 2-常閉輔助觸點(diǎn) 3-常開輔助觸點(diǎn) 4-動(dòng)鐵心 5-線圈 6-靜鐵心 7-滅弧罩 8-彈簧 接觸器分類及特點(diǎn)：交流接觸器：1、交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通，分段交流主電路2、交流接觸器要解決的幾個(gè)問題：鐵心中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗 引起鐵心發(fā)熱；當(dāng)交變磁通過零時(shí)，電磁吸力為零（與磁通 平方成正比），使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪聲。3 、解決方法： （1）鐵心用硅鋼片沖壓迭制而成，減少渦流路徑，加硅增加鐵心電阻，來減小電流和電流的損耗。 （2）鐵心端面上安裝一個(gè)銅制短路環(huán)來減小震動(dòng)和噪聲。4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）鐵心用硅鋼片沖壓迭

8、制而成 （2）鐵心上有短路環(huán) （3）鐵心做成短而粗的圓筒狀直流接觸器：線圈通以直流電，主觸點(diǎn)接通、切斷直流主電路。 不產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，鐵心不發(fā)熱。 鐵心用整塊鋼制成。 線圈制成長而薄的圓筒狀。 滅弧裝置通常采用滅弧能力較強(qiáng)的磁吹滅弧裝置。額定電壓：指主觸點(diǎn)的額定工作電壓交流有：127V、220V、380V、500V、660V直流有：24V、110V、220V、440V、660V額定電流：指主觸點(diǎn)的額定電流交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A線圈的額定電壓：吸引線圈正常工作的電壓值交流

9、接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V 額定通斷能力：主觸頭在規(guī)定條件下可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。額定操作頻率：每小時(shí)的最高操作次數(shù)。交流接觸器為600次/h，直流接觸器為1200次/h。 機(jī)械壽命（1000萬次以上）（無載操作）與電氣壽命（100萬次以上）（負(fù)載操作）1、負(fù)載電源的種類：交流或直流。2、主觸點(diǎn)的額定電壓、額定電流： 額定電壓：交流220、380、660、1140V 直流110、220、440、660V。 主觸點(diǎn)額定電流，應(yīng)大于或稍大于負(fù)載的額定電流，一般根據(jù) 電動(dòng)機(jī)容量Pd計(jì)算觸電額定電流Ie 即IePd103/KUd K：經(jīng)

10、驗(yàn)系數(shù)（1.1-1.4）， Ud：接觸器額定電壓3、輔助觸電種類（常開或常閉）、數(shù)量及觸電額定電流。4、電磁線圈的電源種類和額定電壓（不等于主觸頭的額定電壓）5、額定操作頻率（次/h），即允許的每小時(shí)接通的次數(shù)3、 繼電器繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，而接通或斷開控制電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)電器。繼電器包括三部分組成：承受機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)按用途：控制繼電器和保護(hù)繼電器輸入量的物理性質(zhì)：電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器等按工作原理分：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、熱繼電器繼電器的工作特點(diǎn)：具有跳躍式的輸入-輸出特性

11、，如下圖所示繼電器的重要參數(shù)：返回系數(shù)：kx1/ x2 一般繼電器k值在0.10.4 欠電壓繼電器k值在0.6以上 吸合時(shí)間： 線圈接受電信號(hào)到銜鐵完全吸合所需的時(shí)間 0.050.15S釋放時(shí)間： 線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時(shí)間 0.050.15S繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅弧裝置，可在電量或非電量的作用下動(dòng)作，有調(diào)節(jié)裝置。主要是用于反應(yīng)控制信號(hào)，是電氣控制中的信號(hào)檢測元件。接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一般只能在電壓作用下動(dòng)作。是電氣控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。電磁式電流、電壓及中間繼電器: 電磁式繼電器在結(jié)構(gòu)和工作原理上與電磁式接觸器相似，主要由電磁機(jī)構(gòu)（包括動(dòng)靜鐵心、銜鐵、

12、線圈)和觸頭系統(tǒng)組成。其結(jié)構(gòu)見右圖 當(dāng)線圈通電后，線圈的激磁電流就產(chǎn)生磁場，從而產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵。一旦電磁力大于反力，銜鐵就開始運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)與之相連接的動(dòng)觸點(diǎn)向下移動(dòng)，使動(dòng)觸點(diǎn)與其上面的動(dòng)斷靜觸點(diǎn)分開，而與其下面的動(dòng)合靜觸點(diǎn)吸合。若在銜鐵處于最終位置時(shí)切斷線圈的電源，磁場便逐漸消失，銜鐵會(huì)在反力的作用下，脫離極靴，并再次帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)脫離動(dòng)合觸點(diǎn)，返回到初始位置處。電壓繼電器： 根據(jù)輸入（線圈）電壓大小而動(dòng)作的繼電器 特點(diǎn)：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。作用:過、欠電壓保護(hù)分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器過電壓繼電器：電路電壓正常時(shí)，銜鐵不吸合電路電壓高于額定電壓時(shí)，銜鐵吸合動(dòng)作電

13、壓整定范圍為(105115)UN 欠電壓繼電器：電路電壓正常時(shí)，銜鐵吸合電路電壓低于額定電壓時(shí)，銜鐵釋放動(dòng)作電壓整定范圍為：吸合電壓調(diào)整范圍為(3050)UN 釋放電壓調(diào)整范圍為(1035)UN 電流繼電器： 根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動(dòng)作的繼電器 特點(diǎn)：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。 作用:過、欠電流保護(hù) 分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過電流繼電器：當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時(shí)立即將電路切斷 線圈電流小于整定電流時(shí)，繼電器不動(dòng)作 線圈電流超過整定電流時(shí)，繼電器才動(dòng)作 動(dòng)作電流整定范圍：交流為(110350)IN，直流為(70300)IN 欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過低時(shí)立即將電路切斷

14、線圈電流大于或等于整定電流時(shí)，繼電器吸合 線圈電流低于整定電流時(shí)，繼電器釋放 動(dòng)作電流整定范圍：吸合電流為(3065)IN 釋放電流為(1020)IN 一般自動(dòng)復(fù)位實(shí)質(zhì)：是一種電磁式電壓繼電器，是用來轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的中間元件，其結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。特點(diǎn)：觸點(diǎn)數(shù)量較多。作用：在電路中起增加觸點(diǎn)數(shù)量和起中間放大作用。與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒有主觸點(diǎn)的，因?yàn)檫^載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。4、 主令電器用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制電器。用于閉合或斷開控制電

15、路，從而控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停車、制動(dòng)以及調(diào)速等?？梢灾苯幼饔糜诳刂齐娐罚部梢酝ㄟ^電磁式電器的轉(zhuǎn)換對電路實(shí)現(xiàn)控制。常用主令電器：控制按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等控制按鈕：1.結(jié)構(gòu):由按鈕帽,復(fù)位彈簧,橋式觸點(diǎn)和外殼組成.常態(tài)：常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)閉合， 常開（動(dòng)合）觸點(diǎn)斷開。按下：常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)斷開， 常開（動(dòng)合）觸點(diǎn)閉合。2.作用：用于遠(yuǎn)距離操作具有電磁線圈的電器，如接觸器、繼電器等3.顏色:紅色停止;綠色啟動(dòng)4.型號(hào):LA2 、 LA10 、 LA20等5.圖形符號(hào)行程開關(guān):定義：用于檢測工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程長短的控制電器。結(jié)構(gòu)：擺桿(操作機(jī)構(gòu))、觸頭

16、系統(tǒng)和外殼 。用途：控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程遠(yuǎn)近或定，可實(shí)現(xiàn)行程控制以及限位保護(hù)的控制。分類：接觸式、非接觸式，直動(dòng)式、滾動(dòng)式、微動(dòng)式。5、 開關(guān)電器刀開關(guān) 作用：隔離電源，不頻繁通斷電路 分類： 按刀的級數(shù)分:單極、雙極和三極 按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置 按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：單擲和雙擲 按接線方式分為：板前接線和板后接線 按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作 按有無熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器6、 熔斷器定義：當(dāng)流過其電流值超過規(guī)定值一定時(shí)間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。起安全保護(hù)作用的一種電器結(jié)構(gòu)：緣底座、熔體、熔斷管、填料及導(dǎo)電部件。工作原

17、理：熔體串接在電路中，負(fù)載電流流經(jīng)熔體，當(dāng)電路發(fā)生短路或過電流時(shí)，通過熔體的電流使其發(fā)熱，從而自行熔斷而切斷電路。作用：短路和過電流保護(hù)應(yīng)用：串接于被保護(hù)電路的首端優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格便宜，體小量輕 流過熔體的電流越大，熔斷所需的時(shí)間越短。熔體的額定電流IfN是熔體長期工作而不致熔斷的電流。7、 低壓斷器定義：又稱自動(dòng)空氣開關(guān)，是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流、電動(dòng)機(jī)工作電流和過載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。發(fā)生嚴(yán)重的過載或短路及欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，具有過電流、過載、短路、斷相、欠電壓和漏電保護(hù)功能 。按用途分類：保護(hù)電動(dòng)機(jī)用、保護(hù)配電線路用、保護(hù)照明線路用按結(jié)構(gòu)分類：框架式（萬能式）、塑殼式（裝置式）按極數(shù)分類：單極、雙極、三極、四極低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理 手動(dòng)合閘后，主觸頭閉合，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸頭鎖在合閘位置上。短路脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件串聯(lián)在主電路中，欠電壓脫扣器的線圈并聯(lián)在電路中。當(dāng)電路發(fā)生短路和嚴(yán)重過載時(shí)，過電流脫扣器線圈中電流急劇增加，銜鐵吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，主觸頭在彈簧作用下分開，從而切斷主電路。當(dāng)電路過載時(shí)，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片向上彎曲，推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)電路發(fā)生欠壓故障時(shí)，電壓線圈6中的磁通下