常用低压电器(黑白).ppt
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第1章 常用低压电器
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第1章
常用低压电器
电器按工作电压等级可分为高压电器和低压电器。
低压电器一般是指在交流50Hz、额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。
由于在大多数用电行业及人们的日常生活中一般都使用低压设备,采用低压供电。而低压供电的输送、分配和保护,
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以及设备的运行和控制是靠低压电器来实现的,因此低压电器的应用十分广泛,直接影响低压供电系统和控制系统的质量。本章主要介绍用于电力拖动及控制系统领域中的常用低压电器。
? 1.1 概 述
? 1.2 电磁式电器结构及工作原理
? 1.3 电磁式接触器
? 1.4 电磁式继电器
? 1.5 热继电器
本章内容
? 1.6 信号继电器
? 1.7 主令电器
? 1.8 熔断器
? 1.9 低压开关和低压断路器
本章内容
1.1 概 述
低压电器是构成控制系统最常用的器件,了解它的分类、作用和用途,对设计、分析和维护控制系统都是十分必要的。
1.1 概 述
1.1.1 电器的分类
电器的用途广泛,功能多样,种类繁多,结构各异,工作
2
原理也各有不同。电器有多种分类方法:按工作电压的等级可分为高压电器和低压电器;按动作原理可分为手动电器和自动电器;按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器;按用途可分为以下几类。
1) 配电电器
配电电器主要用于供、配电系统中,进行电能输送和分配。这类电器有刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关及熔断器等。对这类电器的主要技术要求是分断能力强,限流效果好,动稳定及热稳定性能好。
2) 控制电器
控制电器主要用于各种控制电路和控制系统。这类电器有接触器、继电器、转换开关、电磁阀等。对这类电器的主要技术要求是有一定的通断能力,操作频率要高,电器和机械寿命要长。
3) 主令电器
主令电器主要用于发送控制指令。这类电器有按钮、主令开关、行程开关和万能转换开
关等。对这类电器的主要技术要求是操作频率要高,抗冲击,电器和机械寿命要长。
4) 保护电器
保护电器主要用于对电路和电气设备进行安全保护。这类低压电器有熔断器、热继电器、安全继电器、电压继电器、
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电流继电器和避雷器等。对这类电器的主要技术要求是有一定的通断能力,反应要灵敏,可靠性要高。
5) 执行电器
执行电器主要用于执行某种动作和传动功能。这类低压电器有电磁铁、电磁离合器等。 随着电子技术和计算机技术的进步,近几年又出现了利用集成电路或电子元件构成的电子式电器,利用单片机构成的智能化电器,以及可直接与现场总线连接的具有通信功能的电器。
1.1 概 述
1.1.2 电器的作用
电器是构成控制系统的最基本元件,它的性能将直接影响控制系统能否正常工作。电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求,自动或手动地改变系统的状态、参数,实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。它的工作过程是将一些电量信号或非电信号转变为非通即断的开关信号或随信号变化的模拟量信号,实现对被控对象的控制。电器的主要作用如下。
(1) 控制作用。如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。
(2) 保护作用。能根据设备的特点,对设备、环境以及人身安全实行自动保护,如电动机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。
4
(3) 测量作用。利用仪表及与之相适应的电器,对设备、电网或其他非电参数进行测量,如电流、电压、功率、转速、温度、压力等。
1.1 概 述
(4) 调节作用。低压电器可对一些电量和非电量进行调整,以满足用户的要求,如电动机速度的调节、柴油机油门的调整、房间温度和湿度的调节、光照度的自动调节等。
(5) 指示作用。利用电器的控制、保护等功能,显示检测出的设备运行状况与电气电路工作情况。
(6) 转换作用。在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行。以实现功能切换,如被控装置操作的手动与自动的转换、供电系统的市电与自备电源的切换等。
当然,电器的作用远不止这些,随着科学技术的发展,新功能、新设备会不断出现。常用低压电器的主要种类及用途见表l-1。
1.1 概 述
自复式熔断器
快速熔断器
无填料封闭管式熔断器
有填料封闭管式熔断器
螺旋式熔断器
主要用于电路短路保护,也用于电路的过载保护
5
瓷插式熔断器
熔断器
4
干簧继电器
速度继电器
热继电器
温度继电器
时间继电器
主要用于控制电路中,将被控量转换成控制电路所需电量
或开关信号
电磁式继电器
继电器
3
直流接触器
主要用于远距离频繁控制负载,切断带负荷电路
交流接触器
接触器
2
漏电保护式断路器
限流式断路器
快速直流断路器
塑料外壳式断路器
6
主要用于电路的过负载、短路、欠电压、漏电保护,也可
用于不需要频繁接通和断开的电路 框架式断路器
断路器
1
主要用途
主要品种
类 别
序 号
牵引电磁铁
起重电磁铁
主要用于起重、牵引、制动等场合
制动电磁铁
电磁铁
10
自耦减压起动器
星/三角起动器
主要用于电动机的启动
电磁起动器
起动器
9
平面控制器
主要用于控制回路的切换
7
凸轮控制器
控制器
8
换向开关
主要用于电源切换,也可用于负荷通断或电路切换
组合开关
转换开关
7
熔断器式刀开关
封闭式负荷开关
主要用于不频繁地接通和分断电路
胶盖闸刀开关
刀开关
6
主令控制器
万能转换开关
位置开关
主要用于发布控制命令,改变控制系统的工作状态
控制按钮
主令电器
5
主要用途
8
主要品种
类 别
序 号
电磁式电器是低压电器中最典型也是应用最广泛的一种电器。控制系统中的接触器和继电器就是两种最常用的电磁式电器。
虽然电磁式电器的类型很多,但它的工作原理和构造基本相同。其结构大都是由两个主要部分组成,即感应部分(电磁机构)和执行部分(触头系统)。
1.2 电磁式电器结构及工作原理
1.2.1 电磁机构原理
1(电磁机构
电磁机构由线圈、铁心和衔铁组成,主要作用是通过电磁感应原理将电能转换成机械能,带动触头动作,完成接通或分断电路的功能。
1.2 电磁式电器结构及工作原理
触头是电磁式电器的执行部分,起接通或断开电路的作用。触头的结构形式很多,按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路,允许通过较大的电流;辅助触头用于接通或断开控制电路,只能通过较小的电流。
电磁式电器触头在线圈未通电状态时有常开(或动合)和常
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闭(或动断)两种状态,分别称为常开(或动合)触头和常闭(或动断)触头。当电磁线圈有电流通过,电磁机构动作时,触头改变原来的状态,常开(动合)触头将闭合,使与其相连的电路接通;常闭(动断)触头将断开,使与其相连的电路断开。能与机械联动的触头称动触头,固定不动的触头称静触头。
1.2.2 电器的触头
1.2 电磁式电器结构及工作原理
触头的接触形式有点接触、线接触和面接触3种,如图1.8所示。点接触适用于电流不大,触头压力小的场合;线接触适用于接电次数多,电流大的场合;面接触适用于大电流的场合。
(a)点接触 (b)线接触 (c)面接触
图1.8 触头的接触形式
1.2 电磁式电器结构及工作原理
1.3 电磁式接触器
接触器是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流负载电路,并可实现中远距离控制。其主要控制对象是电动机,也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其他设备。它还具有低电压释放保护功能。接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点,是电力拖动自动控制电路中使用最广泛的电器元
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件之一。
接触器按操作方式分为电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器;按灭弧介质分为空气电磁接触器、油浸式接触器和真空接触器等。最常用的分类是按照接触器主触头控制的电路种类来划分,即将接触器分为交流接触器和直流接触器两大类。
1(交流接触器的结构
图1.13为交流接触器结构示意图,交流接触器由以下4部分组成。
(1) 电磁机构。电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成,其作用是将电磁能转换成机械能,产生电磁吸力,带动触头动作。
(2) 触头系统。包括主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路,通常为3对常开触头。辅助触头用于控制电路,起控制其他元件接通或分断及电气联锁作用,故又称联锁触头,一般有多对常开、常闭触头。
(3) 灭弧装置。容量在10A以上的接触器都有灭弧装置,对于小容量的接触器,常采用双断口触头灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器,采用窄缝灭弧及栅片灭弧。
(4) 其他辅助部件。包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构、支架及外壳等。
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1.3.1 接触器的结构及原理
1.3 电磁式接触器
图1.13 交流接触器结构
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
1.3 电磁式接触器
2(电磁式接触器的工作原理
当线圈得电后,在铁心中产生磁通及电磁吸力,衔铁在电磁吸力的作用下吸向铁心,同时带动动触头移动,使常闭触头打开,常开触头闭合。当线圈失电或线圈两端电压显著降低时,电磁吸力小于弹簧反力,使得衔铁释放,触头机构复位,断开电路或解除互锁。
直流接触器的结构和工作原理与交流接触器基本相同,接触器的图形符号如图1.14所示,文字符号为KM。
(a)线圈 (b)常开触头 (c)常闭触头
图1.14 接触器的图形符号
1.3 电磁式接触器
1.3.3 接触器的型号
接触器的型号表示如图1.15所示。
图1.15 接触器型号
1.3 电磁式接触器
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例如CJ10Z—40/3为交流接触器,设计序号10,重任务型,额定电流40A,主触头为3极。
CJ12T—250/3为改型后的交流接触器,设计序号12,额定电流250A,3个主触头。 我国常用的交流接触器主要有CJ10、CJ12、CJXI、CJ20等系列及其派生系列产品。直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22、CZ10和CZ2等系列。除以上常用系列外,我国近年来还
引进了一些生产线,生产了一些满足IEC标准的交流接触器,例如CJ12B—S系列锁扣接触器,主要用于交流50Hz、电压380V及以下、电流600A及以下的配电电路中,供远距离接通和分断电路用,并适宜于不频繁启动和停止的交流电动机,具有正常工作时吸引线圈不通电、无噪声等特点。其锁扣机构位于电磁系统的下方。锁扣机构靠吸引线圈自通电,吸引线圈断电后靠锁扣机构保持在锁住位置。
引进的产品应用较多的有德国西门子公司的3TB系列和BBC公司的B系列,法国TE公司的LC1系列等,主要供远距离接通和分断电路,并适用于频繁启动及控制交流电动机。3TB系列产品具有结构紧凑、机械寿命和电气寿命长、安装方便、可靠性高等特点,额定电压为220V,660V,额定电流为9A,630A。
1.3 电磁式接触器
1.3.4 接触器的选用
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(1) 触器极数与电流种类的确定。接触器由主电路电流种类来决定选择直流接触器还是交流接触器。三相交流系统中一般选用三极接触器,当需要同时控制中性线时,则选用四极交流接触器。单相交流和直流系统中常选用两极或三级并联,一般场合选用电磁式接触器,易燃易爆场合应选用防爆型及真空接触器。
(2) 根据接触器所控制的负载的类型选择相应使用类别的接触器。如负载是一般任务则选用AC3类别;负载为重任务则应选用AC4类别;如负载是一般任务与重任务混合时,则可根据实际情况选用AC3或AC4类接触器;如选AC3类别时,应降级使用。
(3) 根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。当接触器使用类别与所控制负载的工作任务相对应时,一般按控制负载电流值来决定接触器主触头的额定电流值;若不对应,应降低接触器主触头电流等级使用。
(4) 根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。
(5) 接触器吸引线圈的额定电压应由所连接的控制电路确定。
(6) 接触器的触头数(主触头和辅助触头)和种类(常开或常闭)应满足主电路和控制电路的要求。
1.3 电磁式接触器
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接触器总结
(1)作用:用于远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电 路的一种自动切换电器。能低压释放,频繁操作,远距离控制。
(2)原理 (同电磁机构)
线圈得电,衔铁吸合,触点动作。
线圈失电,衔铁释放,触点复位。
(3)结构
线圈、铁心、衔铁 、触头、灭弧装置
(4)触头数目:
常开主触头(三个)------- 用来控制大电流的主电路的通断;
一对常闭辅助触头和一对常开辅助触头------用来控制小电流的控制电路的通断
(5)符号
(6)特点:a、以小控大
b、具有远距离控制
c、具有欠压和失压保护
(7)接触器的选择
电压、电流、线圈电压,触点数量。
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继电器是一种通过监测各种电量或非电量信号,接通或断开小电流控制电路的电器。它可以实现控制电路状态的改变。与接触器不同,继电器不能用来直接接通和分断负载电路,而主要用于电动机或线路的保护以及生产过程自动化的控制。
一般来说,继电器通过测量环节输入外部信号(如电压、电流等电量或温度、压力、速度等非电量)并传递给中间机构,将它与整定值(即设定值)进行比较,当达到整定值时(过量或欠量),中间机构就使执行机构产生输出动作,从而闭合或分断电路,达到控制电路的目的。
1.4 电磁式继电器
继电器的种类很多,根据不同分类方法,主要有以下分类。
(1) 按用途分为控制继电器、保护继电器。
(2) 按动作原理分为电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、机械式继电器、电动式继电器、电子继电器。
(3) 按输入信号分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器。
(4) 按动作时间分为瞬时继电器、延时继电器。
1.4 电磁式继电器
在控制系统中,使用最多的是电磁式继电器。本节主要介绍电磁式电压、电流继电器、时间继电器、中间继电器。
继电器的主要技术参数包括额定参数、吸合时间和释放时
16
间、整定参数(继电器的动作值,大部分控制继电器的动作值是可调的)、灵敏度(一般指继电器对信号的反应能力)、触头的接通和分断能力、使用寿命等。
1.4 电磁式继电器
1.4.1 电磁式继电器的结构与特性
1(结构与工作原理
电磁式继电器的结构和工作原理与电磁式接触器相似,也是由电磁系统、触头系统和释放弹簧等组成,电磁式继电器原理如图l.16所示。由于继电器用于控制电路,流过触头的电流比较小(一般5A以下),故不需要灭弧装置。电磁式继电器的图形、文字符号如图l.17所示。常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。
1.4 电磁式继电器
图1.16 电磁式继电器原理图 图1.17 电磁式继电器的图形、文字符号
1—铁心 2—旋转棱角 3—释放弹簧 4—调节螺母
5—衔铁 6—动触头 7—静触头 8—非磁性垫片 9—线圈
1.4 电磁式继电器
1.4.2 电压继电器
根据线圈两端电压的大小通断电路的继电器称为电压继电器。电压继电器的线圈并接在电路上,对所接电路上的电压
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高低作出反应,用于控制系统的电压保护和控制。电压继电器分过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。
1(过电压继电器
过电压继电器用于电路的过电压保护,其吸合整定值为被保护电路额定电压的1.05,
1.2倍。在额定电压工作时,衔铁不动作;当被保护电路的电压高于额定值,达到过电压继电器的整定值时,衔铁吸合,触头机构动作,控制电路失电,控制接触器及时分断被保护电路。由于直流电路中不会产生波动较大的过电压现象,所以在产品中没有直流过电压继电器。
过电压继电器的符号如图1.19所示。
2(欠电压继电器
欠电压继电器用于电路的欠电压保护,其释放整定值为电路额定电压的0.1,0.6倍。在额定电压工作时,衔铁可靠吸合;当被保护电路电压降至欠电压继电器的释放整定值时,衔铁释放,触头机构复位,控制接触器及时分断被保护电路。
1.4 电磁式继电器
欠电压继电器的符号如图1.20所示。
图1.19 过电压继电器符号
图1.20 欠电压继电器符号
3(零电压继电器
零电压继电器在额定电压下也吸合,当线圈电压达到额定
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电压的5%,25%时释放。对电路实现零电压保护,常用于电路的失压保护。
1.4 电磁式继电器
1.4.3 电流继电器
根据线圈中电流的大小通断电路的继电器称为电流继电器。电流继电器用于电力拖动系统的电流保护和控制。其线圈串联接入主电路,用来感测主电路的电流;触头接入控制电路,为执行元件。
常用的电流继电器有过电流继电器和欠电流继电器两种。
1(过电流继电器
过电流继电器用于电路的过流保护。过电流继电器在电路正常工作时不动作,整定范围通常为额定电流的1.1,4倍,当被保护电路的电流高于额定值,达到过电流继电器的整定值时,衔铁吸合,触头机构动作,控制电路失电,从而控制接触器及时分断电路,对电路起过电流保护作用。
过电流继电器的符号如图1.21所示。
1.4 电磁式继电器
2(欠电流继电器
欠电流继电器用于电路的欠电流保护。吸引电流为线圈额定电流30%,65%,释放电流为额定电流10%,20%,因此,在电路正常工作时,衔铁是吸合的,只有当电流降低到某一整定值时,继电器释放,控制电路失电,从而控制接触
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器及时分断电路。
欠电流继电器的符号如图1.22所示。
图1.21 过电流继电器符号 图1.22 欠电流继电器符号
1.4 电磁式继电器
从得到输入信号(即线圈通电或断电)开始,经过一定的延时后才输出信号(延时触点状态变化)的继电器,称为时间继电器。时间继电器可分为通电延时型和断电延时型。通电延时型是当接受输入信号后延迟一定时间,输出信号才发生变化;当输入信号消失后,输出瞬时复原。断电延时型是当接受输入信号时,瞬时产生相应的输出信号;当输入信号消失后,延迟一定的时间,输出信号才复原。
时间继电器种类很多,常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等。目前用得最多的是电子式,这里介绍利用电磁原理工作的两种时间继电器。
1(直流电磁式时间继电器
直流电磁式时间继电器在铁心上有一个阻尼铜套。其结构如图1.23所示。
1.4.4 时间继电器
1.4 电磁式继电器
图1.23 直流电磁式时间继电器结构
1—阻尼铜套 2—释放弹簧 3—调节螺母
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4—调节螺钉 5—衔铁 6—非磁性垫片 7—电磁线圈
1.4 电磁式继电器
由电磁感应定律可知,在继电器线圈通断电过程中铜套内将产生感应电动势,同时有感应电流存在,此感应电流产生的磁通阻碍穿过铜套内的原磁通变化,因而对原磁通起了阻尼作用。
当继电器通电吸合时,由于衔铁处于释放位置,气隙大,磁阻大,磁通小,铜套阻尼作用也小,因此铁心吸合时的延时不显著,一般可忽略不计。当继电器断电时,磁通量的变化大,铜套的阻尼作用也大,使衔铁延时释放起到延时的作用。因此,这种继电器仅作为断电延时用。其延时动作触点有延时打开常开触点和延时闭合常闭触点两种。这种时间继电器的延时时间较短,而且准确度较低,一般只用于延时精度要求不高的场合。
1.4 电磁式继电器
2(空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器利用空气阻尼原理达到延时的目的。它由电磁机构、延时机构和触点组成。
其中电磁机构有交流、直流两种;延时方式有通电延时型和断电延时型,两种继电器原理和结构均相同,只是将其电磁机构翻转180?安装。
当衔铁位于铁心和延时机构之间时为通电延时型;当铁心
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位于衔铁和延时机构之间时为断电延时型。
1.4 电磁式继电器
图1.24 JS7,A系列时间继电器(空气阻尼式)结构图
l—线圈 2—铁心 3—衔铁 4—反力弹簧 5—推板 6—活塞杆
7—杠杆 8—塔形弹簧9—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
1.4 电磁式继电器
空气阻尼式时间继电器的优点是延时范围大、结构简单、寿命长、价格低廉。缺点是延时误差大,没有调节指示,很难精确地整定延时值。在延时精度要求高的场合不宜使用。 时间继电器的图形符号如图1.25所示。
1.4 电磁式继电器
图1.25 时间继电器的符号
a)线圈 b)通电延时线圈 C)断电延时线圈 d)通电延时闭合常开触点
e)通电延时断开常闭触点 f)断电延时断开常开触点 g)断电延时闭合常闭触点
h) 瞬时常开触点 i )瞬时常闭触点
1.4.5 中间继电器
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中间继电器实质上是一种电压继电器。它的特点是触头数量较多(可达8对),触头容量较大(5A,10A),动作灵敏,在电路中起增加触头数量和起中间放大作用。由于中间继电器只要求线圈电压为零时能可靠释放,对动作参数无要求,故中间继电器没有调节装置。 中间继电器的图形符号和文字符号如图1.26所示。
图1.26 中间继电器的符号
1.4 电磁式继电器
在电磁式低压电器中,电压或电流是感测元件接受的信号。但在许多低压电器中,其感测元件接受的信号还有温度、转速位移及机械力等不同形式的非电量信号。常用的非电磁
式继电器有热继电器、速度继电器、干簧继电器、永磁感应继电器等,其中热继电器最为常用。
1.5 热 继 电 器
1.5.1 热继电器的作用及工作原理
1(热继电器的作用
在电动机实际的运行中,常会遇到过载或欠电压情况,但只要不严重、时间短,电机绕组不超过允许的温度,这些情况是允许的。但若出现长期带负载欠电压运行、长期过载运行及长期断相运行等不正常情况时,就会加速电动机绝缘老化过程,缩短电动机的使用寿命,甚至会导致烧毁电动机绕组。为了充分发挥电动机的过载能力,保证电动机的正常启
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动和运转,当电动机一旦出现长时间过载等情况,需要自动切断电路,从而出现了能随过载程度而改变动作时间的电器,这就是热继电器。与电流继电器和熔断器不同,热继电器中发热元件有热惯性,在电路中不能做瞬时过载保护,更不能做短路保护。
1.5 热 继 电 器
热继电器按相数分有单相、两相和三相式3种类型,每种类型按发热元件的额定电流又有不同的规格和型号。三相式热继电器常用于三相交流电动机的过载保护,可按其职能分为不带断相保护和带断相保护两种类型。
2(热继电器的结构与工作原理
热继电器主要由热元件、双金属片和触头组成。
利用电流热效应,当电动机过载时,电路中电流过大,电流通过热继电器的热元件,双金属片发热弯曲,推动推杆使常闭触头动作,切断控制电路。
1.5 热 继 电 器
1.5.2 热继电器型号及选用
1(热继电器的型号
在电气原理图中,热继电器的发热元件和触点的图形符号如图1.29所示。
我国常用的热继电器主要有JR20、JRS1、JR16等系列。
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引进产品有T系列(德国BBC公司)、3UA(德国西门子)、LR1-D(法国TE公司)。JRS1、JR20系列具有断电保护、温度补偿、整定电流可调,能手动脱扣及手动断开动断触头等功能。三相交流电动机的过载保护均采用三相式热继电器,尤其是JR16和JR20系列三相式热继电器得到广泛应用。这两种系列的热继电器按其职能又分为带断相保护和不带断相保护两种类型。
常用的JRS1系列和JR20系列热继电器的符号含义如图1.30所示。
图1.29 热继电器的图形符号和文字符号 图1.30 JRS1和JR20系列热继电器的符号含义
1.5 热 继 电 器
常用的JR16、JR20、JRS1、T系列热继电器的技术参数见表l-4。
4
420,630
200,300
630
4
267,400
130,195
400
25
4
167,250 83,125 250 9
144,176 33,47 160 6
55,71 16,24 63 6
28,36 8,12 32 6
14,18
3.5,5.3 16
一动合一动断 有 无 14 5,7.4 0.1,0.15 3
6.3 660 JR20 4
100,160 40,63 150 4
40,63 14,22 60
一动合一动断 有 有 12 14,22 0.25,0.35 3
25
一动合一动断
有
有
22
12,17.6
0.11,0.16
3
16
26
660
T
3
18,25
9.0,12.5
25
一动合一动断
有
有
13
9.0,12.5
0.11,0.15
3
12
380
JRS1
1.5 热 继 电 器
2(热继电器的选用
通常选用时应按电动机形式、工作环境、启动情况及负荷
情况等几方面综合加以考虑。
(1) 原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选
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择。对于过载能力较差的电动机,其配用的热继电器(主要是发热元件)的额定电流可适当小些。通常,选取热继电器的额定电流(实际上是选取发热元件的额定电流)为电动机额定电流的60%,80%。
(2) 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。通常,当电动机启动电流为其额定电流6倍以及启动时间不超过6s时,若很少连续启动,就可按电动机的额定电流选取热继电器。
(3) 当电动机为重复短时工作时,首先注意确定热继电器的允许操作频率。因为热继电器的操作频率是很有限的,如果用它保护操作频率较高的电动机,效果很不理想,有时甚至不能使用。
(4) 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。
1.5 热 继 电 器
常用继电器总结
(1)与KM区别
对电量、非电量进行反映,容量较小,无灭弧装置。
(2)电磁式继电器
工作原理:电磁原理(与交流接触器相似)
类型:
28
a、电流继电器(KI):反映电路中电流的变化,串联在电路中,内阻小。导线粗。 过电流继电器:电路正常时衔铁不动作,一旦电流超过整定值时,衔铁吸合。
欠电流继电器:电路正常时衔铁吸合,一旦电流小于整定值时,衔铁释放(注意动作)。
b 、电压继电器(KV):反映电路中电压的变化,并联在电路中,匝数多,导线细,内阻大。
过电压继电器:电路正常时衔铁不动作,一旦电压超过整定值时,衔铁吸合。 欠电电继电器:电路正常时衔铁吸合,一旦电压小于整定值时,衔铁释放(注意动作)。
零电压继电器:电压降到5%~25%动作。
常用继电器总结
(4)中间继电器
实质:是电压继电器
作用:增加触头的数量和容量,起到中间信号的转换和放大作用。
符号
(3)时间继电器(KT)
a、功能:利用电磁式或机械原理实现延时闭合或断开。
有电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式。
空气式时间继电器:利用空气阻尼的作用达到延时效果。
b、类型: 通电延时
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断电延时
常用继电器总结
(5)热继电器(FR)
a、作用:过载保护。
b、结构:三个热元件(由双金属片作成)、常闭、常开触头 。
c、原理:利用电流热效应。当电动机过载时,电路中电流过大,电流通过热继电器的热元件,双金属片发热弯曲,推动推竿使常闭触头动作,切断控制电路。
d、连接:三个热元件接入主电路中,将常闭触头接入控制电路中。
e、符号:
1.6 信号继电器
信号继电器是指输入非电信号,且当非电信号到一定值时才使触头动作的继电器。常用的有温度继电器、速度继电器、液位继电器和干簧继电器。
1.6.1 温度继电器
热继电器是对电动机进行过载保护用的电器。然而,即使电动机不过载,当电网电压升高时,也会导致铁损增加而使铁心发热,这样会使绕组温升过高,或者电动机环境温度过高以及通风不良等,同样会使绕组温度过高。出现这些情况,热继电器就无能为力了。 为此,出现了按温度原则动
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作的继电器,这就是温度继电器。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。
1.6 信号继电器
1.6.2 速度继电器
速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制,所以也称反接制动继电器。当速度达到规定值时,继电器动作,当速度下降到接近0时,能自动及时切断电源。
1.6 信号继电器
1.6.3 压力继电器
压力继电器广泛用于各种气压和液压控制系统中,通过检测气压或液压的变化,发出信号,控制电动机的启停,从而提供保护。
图1.33 简单的压力继电器结构图
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
1.6 信号继电器
1.6.4 干簧继电器
干簧继电器由于其结构小巧、动作迅速、工作稳定、灵敏
31
度高等优点,近年来得到广泛应用。干簧继电器是利用磁场作用来驱动继电器触头动作的。
1.6 信号继电器
1.7 主 令 电 器
主令电器用来闭合和断开控制电路,用以控制电力拖动系统中电动机的启动、停车、制动以及调速等。主令电器可直接或通过电磁式电器间接作用于控制电路。
在控制电路中,由于它是一种专门发布命令的电器,故称为主令电器。主令电器不允许分合主电路。
主令电器应用十分广泛,种类也很多,常用的有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其他主令电器等。
1.7.1 控制按钮
控制按钮简称按钮,是一种结构简单,使用广泛的手动主令电器,它可以与接触器或继电器配合,在控制电路中对电动机实现远距离自动控制,用于实现控制电路的电气连锁。
1(控制按钮的符号
控制按钮既有常开(动合)触点,也有常闭(动断)触点。当按下按钮时,先断开常闭触点,然后才接通常开触点。
1.7 主 令 电 器
控制按钮的图形符号和文字符号如图1.36所示。
32
图1.36 控制按钮的图形符号和文字符号
1.7 主 令 电 器
2(控制按钮的种类及动作
1) 按结构形式分
(1) 旋钮式——用手动旋钮进行操作。
(2) 指示灯式——按钮内装入信号灯显示信号。
(3) 紧急式——装有蘑菇型钮帽,以示紧急动作。
2) 按触点形式分
(1) 动合按钮——外力未作用时(手未按下),触点是断开的,外力作用时,触点闭合,但外力消失后,在复位弹簧作用下自动恢复到原来的断开状态。
(2) 动断按钮——外力未作用时(手未按下),触点是闭合的,外力作用时,触点断开,但外力消失后,在复位弹簧作用下自动恢复到原来的闭合状态。
(3) 复合按钮——既有动合按钮,又有动断按钮的按钮组,称为复合按钮。按下复合按钮时,所有的触点都改变状态,即动合触点要闭合,动断触点要断开。但是,这两对触点的变化是有先后次序的,按下按钮时,动断触点先断开,动合触点后闭合;松开按钮时,动合触点先复位(断开),动断触点后复位(闭合)。
1.7 主 令 电 器
1.7.2 行程开关
33
根据生产机械的行程发出命令以控制其运行方向或行程长短的主令电器称为行程开关。若将行程开关安装于生产机械行程终点处,以限制其行程,则称为限位开关或终点开关。 行程开关广泛应用于各类机床和起重机械的控制,以限制这些机械的行程。当生产机械运动到某一预定位置时,行程开关就通过机械可动部分的动作,将机械信号转换为电信号,以实现对生产机械的控制,限制它们的动作或位置,对生产机械予以必要的保护。在电梯的控制中,还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位、轿箱的上、下限位保护等。
行程开关的触点在电路图中的图形和文字符号如图1.40所示。
1.7 主 令 电 器
由于半导体元件的出现,产生了一种非接触式的行程开关,这就是接近开关。当生产机械接近它到一定距离范围之内时,它就能发出信号,以控制生产机械的位置或进行计数。
1.7 主 令 电 器
1.7.3 万能转换开关
万能转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器,主要用于低压断路操作机构的合闸与分闸控制、各种控制线路的转换、电压和电流表的换相测量控制、配电装置线路的转
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换和遥控等。万能转换开关还可以直接控制小容量电动机的启动、调速和换向。 主要特点:挡位多,触点多,可控制多个电路。有万能之称。
1.7 主 令 电 器
1.7.4 主令控制器
主令控制器是一种频繁地按顺序对电路进行接通和切断的电器。通过它,可以对控制电路发布命令,与其他电路联锁或切换,常配合电磁启动器对绕线转子异步电动机的启动、制动、调速及换向实行远距离控制,广泛用于各类起重机械的拖动电动机的控制系统中。
1.7 主 令 电 器
1.8 熔 断 器
熔断器是一种简单而有效的保护电器,在电路中主要起短路保护作用。
原理:电流的热效应。当电流达到额定电流的1.3—2倍,熔体开始熔断,电路短路时,电流很大,熔体迅速熔断,从而分断故障电路。
符号:
FU
1.9 低压开关和低压断路器
开关是最为普通的电器之一,其作用是分合电路,开断电
35
流。常用的开关有刀开关、隔离开关、负荷开关、转换开关、组合开关、空气断路器等。
1.9.1 低压开关
低压开关也称低压隔离器。以刀开关为例,它是低压电器中结构比较简单、应用较广
的一类手动电器,主要用于隔离电源,也可用来非频繁地接通和分断容量较小的低压配电电器。
1.9 低压开关和低压断路器
1.9 低压开关和低压断路器
1.9.2 低压断路器
低压断路器过去称为自动空气开关,为了与IEC标准一致,故改用此名。它是一种既有手动开关作用,又能进行自动失压、欠压、过载和短路保护的电器,应用极为广泛。 低压断路器可用来分配电能、不频繁地启动异步电动机、对电动机及电源线路进行保护,当它们发生严重过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电源,其功能相当于熔断式断路与过流、过压、热继电器等的组合,而且在分断故障电流后,一般不需要更换零部件。
1.9 低压开关和低压断路器
低压断路器的符号如图1.51所示。
图1.51 低压断路器的图形及文字符号
1.9 低压开关和低压断路器
36
使用低压断路器来实现短路保护比熔断器要好,因为三相电路短路时,很可能只有一相熔断器熔断,造成缺相运行。对于低压断路器来说,只要造成短路就会使开关跳闸,将三相同时切断。
低压断路器还有其他自动保护作用,性能优越,但其结构复杂,操作频率低,价格高,因此适合于要求较高的场合,如电源总配电盘。
1.9 低压开关和低压断路器
电力电缆
电力线路包括输电线路和配电线路。就其结构来说,电力线路主要有架空线路和电缆线路。
架空线路将导线架设在线路杆塔上,由导线、避雷线(即架空地线)、杆塔、绝缘子和金具等部件组成;电缆线路则将电缆敷设于地下。
电力电缆
电力电缆:用于传输和分配电能。常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路中,电缆所占的比重正逐渐增加。
电力电缆是在电力系统的主于线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品,其中包括1-500KV以及以上各种电压等级,各种绝缘的电力电缆.
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电力电缆
电力电缆按绝缘材料可分为:
油浸纸绝缘电力电缆 以油浸纸作绝缘的电力电缆。其应用历史最长。它安全可靠,使用寿命长,价格低廉。主要缺点是敷设受落差限制。自从开发出不滴流浸纸绝缘后,解决了落差限制问题,使油浸纸绝缘电缆得以继续广泛应用。
塑料绝缘电力电缆 绝缘层为挤压塑料的电力电缆。塑料电缆结构简单,制造加工方便,重量轻,敷设安装方便,不受敷设落差限制。因此广泛应用作中低压电缆,并有取代粘性浸渍油纸电缆的趋势。其最大缺点是存在树枝化击穿现象,这限制了它在更高电压的使用。 橡皮绝缘电力电缆 绝缘层为橡胶加上各种配合剂,经过充分混炼后挤包在导电线心上,经过加温硫化而成。它柔软,富有弹性,适合于移动频繁、敷设弯曲半径小的场合。因此经常作为矿用电缆、船用电缆以及采掘机械、X光机上用电缆。其结构特点是线心用多根较细单丝绞合,绞合节距较小。
思考题与习题
1-1 过电流继电器与欠电流继电器有什么区别,
1-2 写出接触器、欠电压继电器、时间继电器、热继电器、熔断器、按钮、断路器等的图形及符号。
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常用低压电器有哪些
答: 1、按用途或控制对象分类
(1)配电电器:刀开关、转换开关、熔断器、断路器等。
(2)控制电器:接触器、继电器、起动器、主令电器、电磁铁等。
2.按动作方式分类
(1)自动电器:接触器、继电器等。 (2)手动电器:刀开关、转换开关、按钮等。
3.按触点类型分类
(1)有触点电器:接触器、刀开关、按钮等。 (2)无触点电器:接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。
4.按工作原理分类
(1)电磁式电器:接触器、继电器、电磁铁等。 (2)非电量控制电器:转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度
继电器等。
5.按低压电器型号分类
(1)刀开关H
(2)熔断器R
(3)断路器D
(4)控制器K
(5)接触器C
(6)起动器Q
(7)控制继电器J
(8)主令电器L
(9)电阻器Z
(10)变阻器B
(11)调整器T
(12)电磁铁M
答:1)点动控制
点动控制电路如图11.6所示,其工作原理为:闭合开关Q1接通电源,按下
按钮SB1,接触器KM线圈得电,KM主触点闭合,电动机M运转;松开按钮
SB1,接触器KM线圈失电,KM主触点断开,电动机M停转,电路实现点控制。
2) 自动启停控制
主电路:三相电源经QS、FU1、KM的主触点,FR的热元件到电动机三相定子绕
组。
控制电路:
用两个控制按钮,控制接触器KM线图的通、断电,从而控制电动机(M)启动和停止。
起动过程分析:合上QS,按动起动按钮SB1—>KM线圈通电并自锁->M通电工作。
KM自锁触点,是指与SB1并联的常开辅助触点,其作用是当按钮SB1闭合后又断开,KM的通电状态保持不变,称为通电状态的自我锁定。
停止按钮SB2,用于切断KM线圈电流并打开自锁电路,使主回路的电动
机M定子绕组断电停止工作。
起停控制电路的保护分析
过载保护:继电器FR用于电动机过载时,其在控制电路的常闭触点打开,接
触器KM线圈断电,使电动机M停止工作。排除过载故障后,手动使其复位,控
制电路可以重新工作。
短路保护:熔断器组FU1用于主电路的短路保护,FU2用于控制电路的短路保护。 零压保护:路失电复上电,不操作起动按钮,KM线圈不会再次自行通电,电动
机不会自行起动。
正反转控制 3)
正反转实现的方法:改变电源相序(两根火线对调)。
正反转基本控制电路:
主电路:
KM1主触点接通正相序电源—M正转。
KM2主触点接通反相序电源—M反转。 控制电路:
SB1控制正转,SB2控制反转,SB3用于停止控制。
KM的常闭触点用于互锁控制,即使在接触器故障情况下,也可以保证不发
生主电路短路现象
对常用低压电器和家用电器的安全距离有哪些要求?
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对常用低压电器和家用电器的安全距离有哪
些要求?
装于墙上的开关箱、配电箱的下底距地面距离~暗装为
)下底距地面距1. 4m,明装为1. 2m;明装的电能表开关板(箱
离一般为1.8m.
装于墙上或构架上的低压开关设备操作手柄中心距地面距离一般为1. 2---1. 5m:侧面操作的手柄距离建筑物或其他设备不宜小于0. 2m.
装于墙上或构架上的按钮距地面的距离为1. 4m;装于墙上的
按键开关距地面距离为1. 4m;拉线开关距地面距离可按层高取2-- 3m~或距顶0.3m.
装于墙上的电源插座距地面的距离~明装一般为1, 4m,暗装为0.3m~但在托儿所、幼儿园、小学校或住宅不应低于1. 8m或采用防误插人式插座~明装为1. 4m,暗装为0.3m。特殊场所暗装一般为0.15m.
室外照明灯具安装高度一般不低于3m~在墙上安装不低于2. 5m.室内照明灯具除吸顶安装外~吊高一般为2. 5m ,最低为
2. 2m~否则应有防护措施。壁灯安装高度一般为2. 2--2. 5m。金属卤化物灯安装高度宜在5m以上~
1
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吊扇或风扇的安装应保证扇叶距地面的高度不应小于2. 5m.
2
低压电器元件有哪些-
低压电器元件有哪些? 1. 闸刀开关:闸刀开关是一种结构简单操作方便的电器,常用于比较简单的接通和断开电源的电路中。
符号和结构:
2 . 自动空气断路器
自动空气断路器又称空气开关,是常用的一种低压保护电器,可实现短路、过载和失压保护。
3 . 转换开关
转换开关又叫组合开关,是一种多触点可用于电动机正反转控制的电器。
4 . 按钮
按钮是用人力操作,并具有自动恢
复功能的主令电器。按钮常用于控制电路中接通和断开电源。按钮种类很多,下面是几种常见按钮。
5. 低压断路器
低压断路器是一种带有过电流保护的电器,常用于家庭中电源进线的控制。当通过的电流超过规定值时会自动断开,可以手动恢复。
6 . 熔断器
熔断器是一种最简便而有效的保护电器,在电路中起着短路保护作用。一旦发生短路或严重过载时,熔断器中的熔丝能在瞬间熔断,切断电源。
低压电器有哪些分类
机械580 http://www.jx580.com/
低压电器有哪些分类
一、按用途和控制对象分类
I.低压配电电器
低压配电电器包括:刀开关、断路器和保护断电器等。主要用于低压配电系统中,作为控制、保护电器之用。此类电器要求在正常情况下能保证电气设备安全可靠地运行,在系统发生故障时能快速而准确动作,工作可靠,有足够的热稳定和动稳定性。
2.低压控制电器
低压控制电器包括:接触器、启动器、控制器、继电器、电磁铁、调整器、电阻器、变阻器、主令开关等。这类电器用于电力传动系统中,要求寿命长,工作可靠,体积小,量轻。
为了满足某些特殊场所的需要(如防爆、化工、船用、航空等),在各类电器的基础上还有若干派生电器。一般情况下,这些电器都必须符合“低压电器基木标准”或相似的分类产品标准的规定。各制造厂和专门部门都有专门的企业标准或产品条件,其有关条款都不得低于国家标准规定。
二、按动作性质分类
I.自动电器
它是指电器在完成接通、分断、启动、反向和停止等动作,是通过电磁铁(或压缩空 气)作功来完成的(只需要输给操作机构一个信号)。
2.手动电器
它是通过人力作功(用手或通过杠杆)直接搬动或旋转操作手柄来完成接通、分断、启动、反向或停止等动作,如刀开关、刀形转换开关、主今电器等。
三、按防护型式分类
1.第一类防护型式
防止固体异物进入内部及防止人体触及内部带电或运动部分的防护。
2.第二类防护型式
防止水进入内部达到有害程度的防护。
四、按工作条件分类
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1.一般工业用电器
用于冶金、发电厂、变电所、机器制造工业,作为配电系统和电力传动系统中以及机床、通用机械的电气控制设备中的电器元件。
2.船用电器
具有一定耐潮、耐腐蚀、耐摇摆和抗击振动性能,适用于船舶、舰艇上的电器。
3.化工电器
具有一定耐潮、耐腐蚀和防爆性能,适用于化学工业的电器。
4.矿用电器
要求隔爆、密封、耐潮、抗冲击振动且整体非常坚固,适用于矿山井下作业的电器;目前已发展到控制电压660V, 1140 V煤矿专用电器。
5.牵引电器
用于汽车、拖拉机、起重机、电力机车等交通运输工具的耐振、耐颠簸摇摆的电器。
6.航空电器
飞机和宇航设备特殊要求的电器。
此外,低压电器还可根据使用环境分为一般工业用电器、热带(根据温度、盐雾湿度、霉菌等不同环境条件分为“干热带”及“湿热带”)电器和高原(海拔2000n,及以上)电器等。
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