常用电器元件介绍

§.1低压电器简介低压电器种类繁多，功能各样，构造各异，用途广泛，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法也很多。按用途或控制对象分类（1）配电电器：主要用于低压配电系统中。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器、断路器等。（2）控制电器：主要用于电气传动系统中。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、主令电器等。低压电器配电电器控制电器刀开关熔断器……接触器继电器主令电器……时间继电器热继电器……1.1刀闸开关控制对象：380V，5.5kW以下小电机考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：（3~5)*异步电机额定电流电路符号QS安装和使用时应注意下列事项（１）电源进线应接在静点一边的进线端用电设备应接在动触点一边的出线端。（２）安装时刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装，以防止闸刀松动，落下时误合闸。1.2自动空气断路器（自动开关）断路器俗称自动开关或空气开关，用于配电电路中不频繁的通断控制。在电路发生短路、过载或欠电压等故障时能自动分断故障电路，是一种控制兼保护电器。断路器的选择应从以下几方面考虑：（1）断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。（2）断路器极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。（3）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。（4）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。基本部分组成：即触头、灭弧系统和脱扣器作用：可实现短路、过载、失压保护。结构：过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。熔断器的熔体串接于被保护的电路中，熔断器以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现短路保护及过载保护。熔断器有结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉、分断能力较高、限流能力良好等优点，因此在电路中得到广泛应用。1．熔断器的结构：它是由熔体和绝缘底座组成，熔体为丝状或片状。熔体材料通常有两种：一种由铅锡合金和锌低熔点金属制成，因为不易灭弧多用于小电流的电路；另一种由银铜等较高熔的金属制成易于灭弧，多用于大电流的电路。正常工作时，流过熔体的电流小于或等于它的额定电流。当流过熔体电流等于额定电流的1.3~2倍时熔体缓慢熔断。当等于额定电流8~10倍时熔体迅速熔断。２．熔断器的主要技术参数熔断器的主要技术参数包括额定电压、熔体额定电流、熔断器额定电流、极限分断能力等。１．额定电压：指保证熔断器能长期正常工作的电压。２．熔体额定电流：指熔体长期通过而不会熔断的电流。３．熔断器额定电流：指保证熔断器能长期正常工作的电流。４．极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能开断的最大短路电流。在电路中出现的最大电流一般是指短路电流值，所以，极限分断能力也反映了熔断器分断短路电流的能力。1.3熔断器电路符号FU熔体额定电流的选择：FI异步电机的起动电流Ist=(5~7)×额定电流。stFII31~5.212.空载电机LFII（稍大）1.无冲击电流的场合（如电灯、电炉）stFII21~6.113.频繁起动的电机安秒特性tIF按钮是一种短时接通或分离小电流电路的电器，是最常用的主令电器。它不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出指令去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路。按钮的选择原则（1）根据环境，选择控制按钮的种类，如防水式、防腐式等。（2）根据用途，选用合适的型式，如紧急式、带灯式等。（3）按控制回路的需要，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三钮、多钮等。（4）按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。1.4控制按钮常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB控制按钮1.5行程开关行程开关的工作原理和按钮相同，区别在于它不是靠手的按压，而是利用生产机械运动的部件碰压而使触点动作来发出控制指令的主令电器。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。行程开关的主要参数有型式、动作行程、工作电压及触头的电流容量。行程开关的选择（1）应用场合与控制对象选择。（2）安装环境选择防护形式，如开启式或保护式。（3）控制回路的电压和电流。常开（动合）触头电路符号ST常闭（动断）触头电路符号ST接触器是用来接通或断开交直流主电路的控制电器，由触点系统、灭弧装置、电磁机构、支撑机构和外壳等组成。接触器有交流接触器和直流接触器两大类型。下面以交流接触器为例：接触器的控制原理很简单，当线圈接通额定电压时，产生电磁力，克服弹簧反力，吸引动铁心向下运动，动铁心带动绝缘连杆和动触头向下运动使常开触头闭合，常闭触头断开。当线圈失电或电压低于释放电压时，电磁力小于弹簧反力，常开触头断开，常闭触头闭合。接触器主要技术参数有额定电压（即触点额定电压）、主触点和辅助触点数目及其额定电流、线圈额定电压、操作频率、机械寿命和电寿命等。接触器的选择（1）根据负载性质选择接触器的类型。（2）额定电压应大于或等于主电路工作电压。（3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。对于电动机负载，还应根据其运行方式适当增大或减小。（4）吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。1.6接触器线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机接触器动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~380~~~220M3~接触器动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~220~380~~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）接触器控制对象：电动机及其它电力负载A1A2接触器特点：小电流控制大电流1.7继电器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器电压继电器电流继电器时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）…...继电器类型：(1)中间继电器中间继电器是最常用的继电器之一，它的结构和接触器基本相同.如图1-6（a）所示，其图形符号如图1-6（b）所示。触点铁心线圈反力弹簧绝缘连杆(a)中间继电器示意图触点线圈KAKAA1A2(b)中间继电器图形符号图1-6中间继电器的结构示意图及图形符号中间继电器在控制电路中起逻辑变换和状态记忆的功能，以及用于扩展接点的容量和数量。另外，在控制电路中还可以调节各继电器、开关之间的动作时间，防止电路误动作的作用。它是根据输入电压的有或无而动作。中间继电器体积小，动作灵敏度高，一般不用于直接控制电路的负荷，但当电路的负荷电流在5A～10A以下时，也可代替接触器起控制负荷的作用。中间继电器的工作原理和接触器一样，触点较多，一般为四常开和四常闭触点，触点容量额定电流为5A～10A左右。(2)时间继电器时间继电器在控制电路中用于时间的控制。按其动作原理可分为空气阻尼式、电动式和电子式等；按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。现以通电延时型时间继电器为例介绍其工作原理。图1-7通电延时型时间继电器为线圈不得电时的情况，当线圈通电后，动铁心吸合，带动Ｌ型传动杆向右运动，瞬动接点受压，接点瞬时动作。活塞杆在塔形弹簧的作用下，带动橡皮膜向右移动，弱弹簧将橡皮膜压在活塞上，橡皮膜左方的空气不能进入气室，形成负压，只能通过进气孔进气，因此活塞杆只能缓慢地向右移动，移动的速度和进气孔的大小有关（通过延时调节螺丝调节进气孔的大小可改变延时时间）。经过一定的延时后，活塞杆移动到右端，通过杠杆压动微动开关（通电延时接点），这时常闭触头断开，常开触头闭合，起到通电延时作用。图1-7通电延时型时间继电器时间继电器触头类型断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开发热元件热继电器主要是用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护。热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器。结构主要由发热元件，双金属片，扣板，常闭触头等组成。1.8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，使其向下弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头FRFR热继电器选用的原则；a、热元件的额定电流等级一般略大于电机额定电流。b、对于工作时间较长的电机以及虽然长期工作但过载的可能性小的电机可不设过载保护。c、双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动的电机的过载保护。对于重载、频繁起动的电机则可用过电流继电器作它的过载和短路保护。因为热元件受热变形需要时间，故热继电器不能作短路保护。§2电动机的保护电动机保护的类型：失压保护：采用继电器、接触器控制短路保护：加熔断器过载保护：加热继电器M3~ABCKMFUQS主电路2.1失压保护采用继电器、接触器控制后，电源电压85%时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。方法：采用继电器、接触器控制。KMSB1KMSB2控制电路A'C'线圈电压380VA'C'2.2短路保护stFII21~6.11频繁起动的电机：异步电动机的起动电流（Ist）约为额定电流（IN）的(5~7）倍。选择熔体额定电流（IF）时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通常用以下关系：stFII31~5.21一般电机：方法：加熔断器。2.3过载保护KMSB1KMSB2FR电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。M3~ABCKMFUQSFR热继电器的热元件热继电器触头方法：加热继电器。常用电器符号标注刀闸熔断器按钮接触器热继电器行程开关时间继电器中间继电器QSFUSBKMFRSTKTKA