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第二章继电接触器控制系统本章重点掌握各种控制电器的作用,原理,符号(图形和文字),以及继电器接触器控制系统的常用基本线路(如正反转、Y-△启动……)的设计,电气图的画法、内容温州-甬州高铁事故,自动化程度太高,互锁太多事故报告§2.1常用控制电器与执行电器分类:按动作性质分:非自动电器(无动力机构,靠人力或其它外力动作)如:急停按钮,刀开关,行程开关,转换开关等,靠人力控制的必要性温州-甬州高铁事故,自动化程度太高,互锁太多自动电器(有动力机构,输入控制信号自行动作)如:接触器,继电器,自动开关等。按用途分:控制电器(实现对电机的控制)如:接触器,继电器保护电器(保护电机)如:熔断器,电流、电压继电器,热继电器执行电器(生产机械中的执行元件)如:电磁铁,电磁离合器,电磁夹具等按电压等级分低压电器(交流1200V、直流1500V)(不同教材有不同提法)(500V以下)如:接触器、启动器、低压开关高压电器(交流1200V以上、直流1500V以上)如:高压熔断器、高压断路器2.1.1非自动控制电器(靠人力动作,工作不安全,无保护功能)一刀开关(用作电源开关,不用作开断电机的工作电流)用于不经常开合的交直流低压电路的通断,文字表示方法:QS2.动触头3.静触头4.接线端用于切断小电流用于切断大电流2.刀夹座3.断弧刀片断弧刀片3的作用:将电弧拉长达到快速灭弧的目的1.动触头过程:切断电源时,动触头(主刀极)脱离2,3尚未脱离,无电弧产生当动触头拉的足够远时,在弹簧作用下,3脱离2,快速灭弧。安装和使用时应注意下列事项:(1)电源进线应接在静触点一边的进线端(进线端应在上方),用电设备应接在动触点一边的出线端。这样,当开关断开时,闸刀和熔丝均不带电,以保证更换熔丝时的安全。(2)安装时,刀开关在合闸状态下手柄应该向上,不能倒装或平装,以防闸刀松动落下时误合闸。刀开关种类很多,按刀的极数可分为单极、双极和三极;按刀的转换方向可分为单掷和双掷;按灭弧装置的情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩;按操作方式可分为直接手柄操作式和远距离连杆操作式。二转换开关(组合开关)作用与刀开关类似,文字符号:QS盒式转换开关结构许多对动触片动触片静触片组合开关又称转换开关,由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上,用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。M3~图1图1为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。转换开关的触片通流能力有限,一般用于交流380V、直流220V,电流100A以下的电路中做电源开关。转换开关用于控制电机正反转时称为倒顺开关倒序(反转)触点合断表是用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(b)结构2.1.2自动控制电器(继电器Relay、接触器Contactor)一.接触器(带负载接通电路)交流接触器结构图1交流接触器(1)触头分为主触头和辅助触头,主触头接于主电路中,辅助触头接于控制电路中。主触头和辅助触头是联动的。按通电后触头的动作又可分为:动合(常开)触点(线圈通电时闭合)动断(常闭)触点(线圈通电时断开)接触器是利用电磁力来动作的。适用于频繁操作,远距离控制,具有低压保护性能。分类:交流接触器;直流接触器两类电弧会使得触头表面产生氧化膜,氧化膜会使触头表面接触不良解决的办法:触头采用滚动接触形式刚接通或欲断开时的位置工作位置~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开弹簧工作原理:⑴接通电源,线圈得电,铁心被磁化,产生磁力⑵衔铁被吸引,主触点闭合,辅助触点也相应动作,电动机工作⑶切断电源,铁心失去磁力,衔铁在弹簧作用回复原位,主触点断开,电动机停止工作(2)灭弧在大气中断开电路时,被断电路电流超过一定数值,断开后加在两触头间隙电压超过一定数值(电压大于12伏,电流几十毫安),则触头间隙间就会产生电弧。电弧实际是触头间气体在强电场作用下产生的电离放电现象。产生电弧的游离过程:①热电子发射:触头分断电流时,阳极表面大电流收缩集中,出现炽热光斑,温度很高,触头表面电子吸收热能,发射到触头间隙,形成自由电子。②高电场发射:触头开断之初,电场强度大,触头表面电子被强行拉出③碰撞游离:高速电子碰撞中性质点,使中性质点变成正离子和自由电子,当离子浓度足够大时,空气介质击穿,产生电弧④热游离:电弧中心温度高达10000℃,导致电弧中的中性质点游离为正离子和自由电子电弧的危害①延长了电器断开故障电路的时间②电弧产生的高温使触头表面熔化和蒸发,烧坏绝缘材料③电弧在电动力、热力作用下能移动,易造成飞弧短路和伤人,使事故扩大。灭弧方法①电动力灭弧:触头打开时,断口中产生电弧。在电动力作用下,电弧被拉长,迅速冷却,电弧熄灭。(用于交流接触器)多断口灭弧法:采用桥式触头(方法同上)F+F+动触头静触头电弧②磁吹灭弧在触头电路中串入一磁吹线圈(用来产生磁场)当触头开断后产生电弧,把电弧看成电流,从静触头→动触头。根据左手定则,电弧被磁场力拉长冷却灭弧。电弧电流越大,吹弧能力越强。(用于直流接触器中)图2-7磁吹灭弧示意图1-次吹线圈2-绝缘套3-铁心4-引弧角5-导磁夹板6-灭弧罩7-动触头8-静触头⊙⊙××⊙××⊙××⊙×⊕⊕××32145678③纵缝灭弧④栅片灭弧灭弧栅灭弧图1。2。14(3)铁心为了减少涡流损耗,由硅钢片叠铆而成,端面有分磁环(短路环)。短路环的作用:使铁心中的磁通产生相位差,电磁力不过零点,避免铁心振动,消除噪音。(4)线圈交流线圈的匝数少,纯电阻大。交流接触器不适宜于极频繁启动、停止的工作场合。交流接触器不能接在直流电源中(电阻小,产生电流大,烧坏绝缘)简单的接触器控制ABCM3~刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮特点:小电流控制大电流。2直流接触器主要用以控制直流电路。组成部分和工作原理与交流接触器相同。灭弧:磁吹和纵缝灭弧装置实现。铁心:由于无涡流存在,用软钢或工程纯铁制成圆形。适用于频繁启动、停止的场合。接触器有关符号:接触器线圈接触器主触头--用于主电路(流过的电流大,需加灭弧装置)常开常闭接触器辅助触头--用于控制电路(流过的电流小,无需加灭弧装置)无接触器功能符号(半圆)接触器控制对象:电动机及其它电力负载接触器技术指标:额定工作电压、电流、触点数目等。接触器主要技术参数额定电压:指主触点的额定工作电压。直流有:24V、48V、110V、220V、440V交流有:36V、127V、220V、380V额定电流:主触点的额定电流。机械寿命(1000万次以上)与电气寿命(100万次以上)操作频率:每小时的操作次数一般:300次/h、600次/h、1200次/h型号、含义CJ20CJX2—□□/□□CJ——交流接触器X——小型2——设计序号–□——AC-3使用类别下额定工作电压为380V时的额定工作电流□——带机械联锁加N(可逆接触器可逆型接触器是一种用于控制较大功率电机正、反转的机械可逆交流接触器,由两台标准型接触器和一个机械互锁单元构成,集中了交流接触器及倒顺开关的优点,操作简单、安全可靠、成本低,主要用于电机的正反向运转、反向制动、恒定运行及点动操作。)/□——常开辅助触头数——常闭辅助触头数电机使用类别代号典型用途举例AC-1无感或微感负载、电阻炉AC-2绕线式感应电动机的起动、分断AC-3笼型感应电动机的起动、运转中分断AC-4笼型感应电动机的起动、反接制动或反向运转、点动AC-5a放电灯的通断AC-5b白炽灯的通断AC-6a变压器的通断AC-6b电容器组的通断AC-7a家用电器和类似用途的低感负载AC-7b家用的电动机负载AC-8a具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机AC-8b具有自动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机型号、含义CZCJX1(3TF)系列交流接触器DIL系列交流接触器M-CL系列交流接触器SC系列交流接触器CJX5(S-K)系列交流接触器S-N系列交流接触器CJT1系列交流接触器CJ20系列交流接触器CJX2(LC1-D)系列交流接触器施耐德F4(LA1-D)系列辅助触头组CJX1(3TB)系列交流接触器JZC1(3TH)系列接触器式继电器国产接触器系列有这几个系列,老款的CZ0,直流接触器,CJ10,CJ20,CJ12,CJ16等交流接触器系列,CJX1,CJX2,CJX3,CJX4,CJX5,CJX8,都是后来出的,也算是新款吧,90年代的产品,都是根据施耐德,西门子,ABB,三菱等热销的品种仿制出来的,CJX是国家工业部下发的型号,打这个型号,打自己的品牌,不算假冒,但外观,是和那些产品基本一致的,CJX1,对应的是西门子的3TB,3TF交流接触器,CJX2是施耐德的LC1,CJX3,这个型号很特殊,以前是沈阳213最先开始用,也是对应的西门子的3TB,3TF,但国内一般都是打CJX1系列,打CJX3的厂家很少,CJX4是天水213的,这个系列是天水专用,以前天水和施耐德有过合作的,施耐德的LC1授权过,好像无锡富士,现在的无锡明达,CJX4就是施耐德的LC1,但和CJX2系列不同,天水213将外观,触点,各个方面进行了重新设计,可以说,国内的接触器,天水213质量不低于施耐德西门子,CJX5是三菱的SK系列,CJX8是ABB的B交流。简单来说,CJX2,和CJX3的区别,一个是施耐德的LC1系列接触器,一个是西门子的3TB系列接触器,你可以上施耐德和西门子的网站看看相应的资料。两者安装尺寸,大小完全不同的。二、继电器继电器实质上是一种传递信号的电器,可根据输入的信号达到不同的控制目的。按反映信号的种类分为:电流、电压、速度、压力、热继电器…按动作时间分为:瞬时动作、延时动作按作用原理分为:电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于:接触器的主触点可以通过大电流,可用于主电路;继电器:广泛用于自动控制电路中,起控制和保护电路或转换盒传递信号的作用。1、电流继电器和电压继电器⑴电流继电器:(根据电流信号动作)(KA)控制线圈电流达到一定值时动作。特点:匝数少,线径较粗,能通过较大电流应用:可用于过流保护或欠流保护。选择:根据电流种类和额定电流大小来选。特点:匝数多,线径较细,线圈与电源并联应用:主要作为欠压、失压保护。选择:根据线路中电压种类和大小来选。⑵电压继电器:(根据电压信号动作)(KV)控制线圈电压达到一定值时动作。2、中间继电器(本质上是电压继电器)通常用于传递信号和同时控制多个电路,也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。特点:触头多,触头承受电流较大,动作灵敏应用:(b)符号K线圈常开触头K常闭触头K(a)中间继电器外形电流继电器过电流继电器实物图欠电流继电器实物图3.热继电器:利用电流的热效应而动作(a)外形(b)结构发热元件FR串联在主电路中常闭触头FR串联在控制电路中发热元件功能:过载保护热继电器结构:I常闭触头双金属片工作原理:发热元件接入电机主电路,若长时间过载,双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大,使其向上弯曲,扣板被弹簧拉回,常闭触头断开。扣板热继电器实物热继电器的主要性能参数:(1)热继电器额定电流热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。(2)热元件额定电流热元件整定电流调节范围的最大值。(3)整定电流热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。通常热继电器的整定电流与电动机的额定电流相当,一般取0.95~1.05额定电流。继电器在主回路中的连接继电器的符号电器名称文字符号线圈符号触头符号动合(常开)动断(常闭)中间继电器K电压继电器KV电流继电器KA热继电器FRUUII自动复位手动复位自动复位手动复位手动复位型号、参数3、位置开关应用——在低压控制电路中,用于实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测。结构与按钮类似,但其动作要由机械撞击。3.1行程开关(限位开关)利用运动部件碰撞来发出指令。实现运动方向与行程大小的控制、
本文标题:接触器继电器控制系统
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