常用低压电器.

现代低压电器及控制上海大学本课程要求课堂有测试，准备一个作业本或者备好纸张;上课请将手机设成静音，上课禁止吃东西，发现扣除本次平时成绩；请假必须提前且有辅导员签字证明，如果点名未到才提出请假之事按旷课处理；旷课三次（包括请假）平时成绩为0；考研、找工作、回家等不算请假理由，按旷课处理常用低压电器概述1熔断器2隔离器刀开关3低压断路器4继电器6接触器5主令电器7电器电器根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。一种能控制电的工具家用电器工业电器电器低压电器低压电器：工作电压在交流1200V或直流1500V以下概述-低压电器定义按应用系统分电力系统用电器通信系统用电器电力拖动控制系统用电器熔断器隔离器刀开关低压断路器接触器继电器主令电器控制按钮行程开关转换开关主令控制器本课程主要学习内容我国低压电器的发展概况第一代产品：1960~1970，自行开发设计的统一设计产品，现已被淘汰CJ10交流接触器DZ10断路器DW10多油断路器我国低压电器的发展概况第二代产品：1970~1980，完成的更新换代和引进国外技术生产的产品，技术指标明显提高，保护特性较完善，体积缩小，结构上适应成套装置要求CJ20接触器DZ20断路器DW15断路器我国低压电器的发展概况第三代电器产品：20世纪90年代，跟踪国外新技术自行开发试制的。产品性能优良、工作可靠、体积小，具有电子化、智能化、组合化、模块化、多功能化。CJ40接触器DZS断路器DW45断路器我国低压电器的发展概况电子化组合化高性能智能化可通信发展趋势高可靠小型化多功能通用化模块化计算机仿真、模拟、测试技术计算机网络技术信息通信技术新材料、新工艺国外从20世纪90年代后期就推出了智能化、可通信的第四代产品。低压电器基本结构感受部分：接受外界输入的信号，并通过转换、放大与判断做出有规律的反应，使执行部分动作；执行机构：按照感受部分对外界输入信号的反应进行相应的动作，接通或分断电路，实现控制的目的；结构感受部分—电磁机构执行机构—触头系统对于有触点的电磁式电器：电磁式低压电器基本结构电磁式电器基本机构电磁机构（吸引线圈、铁心、衔铁）触头系统电磁机构直动式转动式1—铁心2—衔铁3—吸引线圈交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢直动式转动式电压线圈：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。电磁机构特性电磁吸力：直流/交流反力（释放弹簧、触点弹簧及运动部件的重力与摩擦力等）电磁吸力反力：衔铁吸合电磁吸力反力：衔铁释放衔铁在某一指定位置时（气隙不变）：假设气隙中磁场均匀分布，电磁力计算公式：02at2SBFmH/10470SSBF2727at810810当端面面积S为常数时，电磁吸力与B2或Φ2成正比直流电磁机构的电磁吸力•电磁铁未吸合时，磁路中有空气隙δ磁路中的磁阻较大，所以磁通较小，电磁吸力Fat也较小；•电磁铁吸合后，气隙δ减小，磁路磁阻也减小，磁通增大电磁吸力也增大。直流电磁机构特点：吸力特性曲线近似为二次曲线，电磁吸力与工作气隙的平方成反比；吸合前后电流不变，电磁吸力改变RUImRIN直流电磁机构交流电磁机构的电磁吸力tBBsinm设，气隙中的电磁感应强度按正弦规律变换。交流电磁铁吸力瞬时值的表达式：atmatmatcos222FFFt02at2SBF272matmm01028BSFBS交流电磁机构交流电磁机构的电磁吸力ωt0F/ΦΦ交流电磁铁电磁吸力的大小是随时间周期性的变化，变化频率为电源频率的2倍交流电磁机构的电磁吸力ΦNf.E444SSBF2727at810810mRIN当励磁电压、频率和线圈匝数不变时，交流电磁机构的电磁力基本不变考虑到漏磁的影响，其吸力随气隙的减小略有增加交流电磁机构特点：交流励磁电流有效值将随气隙长度δ成正比增大电磁机构的吸力特性电磁机构的吸力特性1-直流电磁机构;2-交流电磁机构在同一电磁机构中作用不同的电压或电流时，可以改变吸力特性曲线的位置。改变电压或电流时的吸力特性1-原吸力特性2-增加电压或电流时3-减小电压或电流时电磁机构存在的问题衔铁粘住：剩磁产生的电磁吸力大于释放弹簧的反力，导致衔铁打不开解决方法：衔铁上装非磁性垫片或在铁心柱端面上加装极靴直流电磁机构交流电磁机构吸力周期性变化导致振动噪声：电源电压每变化一个周期，铁心吸合释放两次解决方法：铁心端面开槽，嵌入铜质短路环电磁机构存在的问题0ωtφF2F1F1+F2Ff（b）加短路环后的磁通和吸力F0ωtΦΦ2Φ1电磁机构存在的问题交流电磁机构—短路环(分磁环)直流电磁机构—非磁性垫片电磁机构的反力特性反力特性是指电磁机构中与电磁力方向相反的力F反（弹簧反力，衔铁自身重力）与气隙δ之间的关系为了使电磁机构能正常工作，衔铁吸合时，吸力必须始终大于反力；衔铁释放时，剩磁吸力必须小于反力。吸力特性与反力特性应尽可能靠近，减小电磁机构动作时产生的冲击力。电磁机构的反力特性1-释放弹簧不变时2-拧紧释放弹簧时3-放松释放弹簧时1-吸合时最小吸力特性2-释放时允许最大吸力特性释放弹簧反力触点弹簧反力加入释放弹簧和触点弹簧的反力触头系统触头系统—通过触头的开合控制电路通、断。类型桥式触头指形触头点接触面接触1触头系统触点接触形式：点接触：小电流的触点线接触：中等容量的触点面接触：大容量的触点（a）点接触（b）线接触(c)面接触触头系统触头的接触电阻及其减小方法触头的接触电阻包括“膜电阻”和“收缩电阻”减小接触电阻的方法：•安装触头弹簧以增加接触压力•在铜基触头上镀银以减小接触电阻•采用指形触头以自动清除氧化膜•及时擦拭触头以清除触头表面尘垢触头系统电弧：触点由闭合到断开时，当电压超过10～20V和电流超过80～100mA，在拉开的两个触点之间将出现强烈的火花，实质是气体放电的现象，通常称之为“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触头系统灭弧栅片触头电弧(a)横吹(b)纵吹(a)一个断口(b)两个断口1-静触头；2-动触头；3-电弧；4-触头桥灭弧措施：吹弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧熔断器定义也被称为保险丝，是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分组成。熔断器熔断器的应用作用：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，分断能力高、可靠性高、价格低廉、体小量轻缺点：熔断器对过载反应不灵敏，保护方式少、恢复供电时间长。熔断器指熔体的熔化电流与熔断时间的关系。电流通过熔体时产生的热量与电流通过时间成正比，电流越大，则熔体熔断时间越短。反时限保护特性不宜用于过载保护，主要用于短路保护熔断器主要技术参数：1）额定电压熔断器能长期正常工作时承受的电压，一般等于或大于电气设备的额定电压。2）额定电流熔断器长期工作时各部件温升不超过规定值时所能承受的电流。3）熔体额定电流熔体能长期流过而不被熔断的电流。应大于或等于电气设备的额定电流。4）极限分断能力熔断器在规定的额定电压和功率因素（时间常数）条件下，能分断的最大电流值。5）保护特性（又称安秒特性）6）熔断器熔化系数熔断器熔体的最小熔化电流Ir与熔体的额定电流Ire之比。Ire必须小于Ir熔断器低压熔断器型号熔断器的文字符号与图形符号FU（FUSE）R□□―□／□设计序号熔断器熔体额定电流C－插入式L－螺旋式M－无填料封闭管式T－填料封闭管式S－快速式熔断器额定电流熔断器按结构形式分类：瓷插式RC螺旋式RL无填料密封式RM有填料式RT快速熔断器RS自恢复熔断器RZRMRSRZRLRTRC熔断器RC系列瓷插式熔断器1、瓷盖；2、熔体；3、动触头；4、静触头；5、瓷底座结构简单、价格低廉熔断器熔断体的材料a）低熔点材料：包括铅、锡、锌、铅锡合金、低熔点合金等，有利于过载保护，但分断能力差。b）高熔点材料：高熔点材料多采用银、铜、铝等，不利于过载保护，但分断能力强。熔断器RM10系列熔断器由铜螺帽、绝缘管和熔体等组成当短路电流通过熔片时，首先在狭窄处熔断，熔管（钢纸管）内壁在电弧的高温作用下，分解出大量气体，使管内压力迅速增大，很快将电弧熄灭。熔断器a）主要用于容量不大的电网；b）可以方便更换熔体；c）采用封闭式比较安全；d）受到绝缘管机械强度的限制，分断能力不强。e）体积较大。f）额定电压为交流500V，直流440V，额定电流6～1000A，额定分断能力1.2～12kA。RM10系列熔断器熔断器RT12和RT14系列熔断器由管体、熔体、指示器、石英沙和触刀等组成一般用于工业中，使用安全有指示器，便于识别故障电路额定分断能力高于无填料封闭管式经济性较差熔断器RL6系列熔断器由瓷帽、熔断体、瓷套、上、下接线桩及底座等组成。熔芯内除装有熔丝外，还填有灭弧的石英砂。体积小、分断能力较高、带有指示器熔体是细铜丝或铜薄片常用于机床控制线路中保护电动机熔断器RS系列熔断器RLS2系列螺旋式快速熔断器30A63A熔体材料采用银丝具有快速熔断特性，一般用于保护半导体器件熔断器RS系列熔断器特点在6倍额定电流时，熔断时间不大于20ms,熔断时间短，动作迅速应用主要用于半导体硅整流元件的过电流保护RS0、RS3系列有填料快速熔断器熔断器自复式熔断器-RZ系列特点故障短路电流产生的高温下，局部液态金属钠迅速气化而蒸发，阻值剧增，即瞬间呈现高阻状态，从而限制了短路电流。当故障消失后，温度下降，金属钠蒸气冷却并凝结，自动恢复至原来的导电状态应用用于交流380V的电路中与断路器配合使用。熔断器的电流有100A、200A、400A、600A四个等级熔断器熔断器选用原则：•电气设备正常运行时，熔断器不应熔断•出现短路时，应立即熔断•电流发生正常变动（如电动机起动过程）时，熔断器不应熔断•在用电设备持续过载时，应延时熔断•熔断器作为线路最后的保护，不适用于负载波动大、事故多的场合熔断器熔断器类型的选择：依据负载的保护特性和预期短路电流的大小熔化系数小—小容量的照明电路、电动机分断能力高—大容量的照明电路、电动机RCRMRLRT短路电流熔断器FNNMN(22.5)III1)用于保护照明或电热设备及一般控制电路的熔断器，所选熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。2)用于保护电动机的熔断器，应按电动机的起动电流倍数考虑，避开电动机起动电流的影响，一般选熔体额定电流为电动机额定电流的（1.5~3.5）倍。3）为多台电动机供电的主干线母线熔断器选择：熔体额定电流的选择：熔断器额定电压的选择：熔断器的额定电压应不低于线路的额定工作电压。熔断器整流电路快速熔断器的选择能可靠地保护每一个元件保护范围大,不能立即判断出故障来源熔断器(1)与元件串联：Ire=（1.25-1.5）IN(2)接在交流侧：Ire≥K1Izm额定电压的选择快速熔断器分断电流瞬间最高电弧电压必须低于硅整流元件（晶闸管）的反向峰值电压熔体额定电流的选择F2N2UKU21.5~2K晶闸管（具体电子元件保护查相关使用手册）熔断器•静电保护•雷击保护•电磁干扰保护•特快动作•特强耐脉冲能力•微小额定电流•大额定电流•耐高电压的•特小体积•表面贴装•无铅化•多功能•多回路•集成化•带智能功能•电路保护模块熔断器发展趋势作为过电流的最终保护熔断器微型熔断器表面贴装熔断体多层独石表面贴装汽车保险丝盒低压断路器低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中的主要电器开关之一，可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。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