常用低压电器介绍

常用低压电器第六节主令电器第一节概述第二节常用低压电器的基本问题第三节接触器第四节继电器第五节配电电器第一节概述电器：接通与断开电路；对电路进行保护、检测、控制等低压电器：工作在交流1200V,直流1500V的电器一、低压电器作用分类作用：控制、调节、转换、通断和保护１）按用途分类控制电器：接触器，继电器，主令电器等配电电器：熔断器，断路器，刀开关等执行电器：电磁离合器等２）按应用场合分类＊一般用途低压电器＊矿用低压电器＊化工用低压电器＊船用低压电器＊牵引低压电器＊航空低压电器３）按操作方式分类＊手动电器＊自动电器４）按使用系统分类＊自动控制电力拖动系统用电器＊电力系统用电器＊自动化通讯系统用电器５）按电器执行功能分类＊有触点电器＊无触点电器＊混合电器６）按电力拖动自动控制系统用电器分类接触器，继电器，主令电器，执行电器，熔断器，成套电器，低压断路器，刀开关、转换开关二、低压电器的应用•电力拖动控制系统中，低压电器主要用于对电动机进行控制、调节和保护•低压配电电路或动力装置中，低压电器主要用于对电路和设备进行保护以及通断、转换电源或负载三、低压电器额定工作制＊八小时工作制＊不间断工作制＊短时工作制＊断续周期工作制四、低压电器发展概况•经历了全面仿苏、自行设计、更新换代、技术引进、跟踪国外新产品等几个时期•目前，我国低压电器的发展正向着更高层次迈进，按照国际标准积极开发、研制新产品，提高传统电器产品的性能•低压电器的发展趋势智能化，通信化，模块化、组合化，提高分断能力和限流性能，提高可靠性，应用计算机辅助设计、制造、试验新产品第二节常用低压电器的基本问题结构：电磁系统，触点系统一、电磁机构电磁线圈、铁心、衔铁1、结构形式（1）按衔铁的运动方式分衔铁绕棱角转动拍合式衔铁绕轴转动拍合式衔铁直线运动直动式（2）按磁路方式分U形、E形1-铁心2-线圈3-衔铁（3）按线圈的连接方式分串联电磁机构：电流线圈，电流型电器并联电磁机构：电压线圈，电压型电器（4）按电磁线圈的种类分电压线圈、电流线圈串联电磁机构并联电磁机构2、电磁机构的特性SBF2021吸力特性：使衔铁吸合的力与气隙的关系反力特性：使衔铁释放的力与气隙的关系（1）吸力特性2FCS1）交流电磁机构的吸力特性fNEU44.4设外加电压U、频率f、匝数N不变时Φ=常数∴F=常数实际上，F随δ的减小略有增加磁路定律:))((00sINsINRINmΦ=常数,电流I与气隙δ成正比2）直流电磁机构的吸力特性21()FI=常数（2)反力特性反力产生：释放弹簧、触点弹簧、重力起始点：δ1，接触点：δ2δ1-δ2区间，随着δ↓，反力↑δ2点，反力突增δ2-0区间，随着δ↓，反力↑↑(3）吸力特性与反力特性的配合★吸力过大，铁心端面磨损，触点弹跳★吸力过小，铁心吸合速度降低★实际中，改变弹簧松紧实现吸力特性与反力特性的配合反力特性直流吸力特性交流吸力特性单相交流电磁机构，在铁心端面安装分磁环☆F∝Φ2,Φ正弦交变☆Φ为零时，F也为零，动铁心在F反作用下断开☆Φ增大时，F也增大☆当F﹥F反时，动铁心吸合，因此使动铁心产生振动212F1F↑2↑1分磁环二、触点系统结构形式：桥式触点，指形触点1、触点的接触形式点接触、线接触、面接触加入分磁环，磁通的一部分穿过分磁环，在环中产生涡流，根据电磁感应定律，该涡流所产生的磁通Φ2比未穿过分磁环的磁通Φ1相位上滞后，其合力F1+F2始终大于F反，可消除振动2、触点的接触电阻产生原因：接触面不光滑产生电流收缩现象定义：由于动、静触点在过渡区域形成的电阻，称接触电阻减小接触电阻：选用性能好的金属材料触点上装设接触弹簧点接触面接触线接触三、电弧的产生和常用的灭弧方法1、电弧的产生触点分断时，触点间电压达12-20V，电流达0.25-1A时，触点间隙内就产生电弧电弧对电器的影响：＊使要断开的电路没有断开＊使触点熔化＊造成相间短路，甚至火灾2、常用的灭弧方法•灭弧栅由多片表面镀铜的薄钢片组成•置于灭弧罩内的触点上方，彼此之间互相绝缘•一旦发生电弧，被吸入栅片内，电弧被栅片分割成许多串联的短电弧，当交流电压过零时电弧自然熄灭•这种灭弧装置常用于交流灭弧1）灭弧栅灭弧电弧触点栅片3）磁吹灭弧2）灭弧罩灭弧＊常用陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成＊电弧进入灭弧罩后，电弧与灭弧罩接触，能使电弧迅速冷却而熄灭＊这种灭弧装置可用于交流和直流灭弧■触点电路中串入一吹弧线圈■触点电流通过吹弧线圈时要产生磁场■在磁场的作用下会产生电磁力■电弧被拉长并吹入灭弧罩中■电弧电流越大，灭弧能力越强■广泛用于直流灭弧铁心吹弧线圈4）双断口灭弧★适用于桥式触点★触点1和触点2的载流体在弧区产生磁场★电弧电流在磁场中受力，使电弧向外运动并拉长★一般多用于小功率的电器中动触点2静触点1第三节接触器用于通断交直流主电路及大容量控制电路一、交流接触器通、断交流电路1、电磁式交流接触器■触点：双断点桥式、单断点指形■电磁机构：铁心，U形、E形动铁心运动方式，拍合式、直动式■灭弧装置：双断口、灭弧栅等■工作原理：＊线圈通电→电流→磁通→电磁力＊当电磁力＞反作用力，衔铁吸合→触点动作（常开触点闭合，常闭触点断开）＊线圈断电→电磁力消失→触点恢复线圈铁心触点弹簧静触点动触点复位弹簧辅助触点2、混合式交流接触器特点:通与断的转换由晶闸管完成接通状态的保持由接触器完成◆接通电源（a高b低)→KA闭合→VTH2导通→KM主触点闭合◆在额定电流下，Uab﹤VTH2导通电压◆分断电路→Uab增大→Uab﹥VTH2导通电压→VTH2导通，KM主触点完全断开◆要求晶闸管与接触器的动作顺序：电路接通时，VTH先导通，KM后闭合电路分断时，KM先断开，VTH后关断3、智能交流接触器基本功能：★能检测并判别正常门槛吸合电压，保证可靠吸合。另外,在正常运行时也能监视输入电压★根据电压值变化自动选择最佳合闸相角合闸，以降低动、静触点的碰撞而引起的二次振动★触点闭合后，自动转换到低电压和续流环节控制，使衔铁维持吸合状态，实现最佳节能运行工作原理:二、直流接触器结构特点：★主触点—指形，辅助触点—桥式★铁心—整块软钢或纯铁★线圈—长而薄的圆筒形★动、静铁心—非磁性垫片★大电流接触器—串联双绕组线圈触点线圈铁心工作原理:与交流接触器相同灭弧方式:磁吹式1、接触器的型号CJ□□——□/□CZ□——□/□□2、接触器的主要技术参数1）额定电压2）额定电流3）动作值4）接通与分断能力5）电寿命和机械寿命6）操作频率三、接触器的主要技术指标第四节继电器分类：1)按用途分2)按输入量物理性质分3)按工作原理分4)按动作时间分5)按结构特点分作用通过触点或突变量通断控制电路控制和保护电力拖动装置继电器的主要参数：1、额定参数:电压,电流2、动作参数:动作值Xc,返回值Xf3、返回系数:Xf/Xc4、储备系数:额定值与动作值之比5、动作时间:吸合时间和释放时间6、整定值:动作参数的人为调整值输入—输出特性一、电磁式继电器原理：线圈通电→电磁力→触点通、断结构：线圈、电磁机构、触点与反力系统继电器与接触器的区别：1、继电器用于通、断小电流的电路，结构上不需加灭弧装置接触器用于通、断大电流的电路，结构上需加灭弧装置2、继电器输入信号很多接触器输入信号只有电压硅钢片铁心，有短路环电工软钢铁心，无短路环线圈触点非磁性垫片调节螺母弹簧铁心分类:交流直流:1、电磁式电压继电器定义：根据线圈电压大小而接通或断开的继电器用途：电压保护和控制分类：过电压，欠电压（或零压）1）过电压继电器☆当时继电器才动作☆在电路中作过电压保护☆其常闭触点与接触器线圈串联☆只有交流过电压继电器☆吸合电压调整范围：(1.05-1.2)UNcNUU2)欠电压继电器定义：当Ｕ吸﹤ＵＮ时继电器才动作用途：欠电压保护接法：常开触点与接触器线圈串联分类：＊直流欠电压：吸合电压（0.3-0.5)UN释放电压（0.07-0.2)UN＊交流欠电压：吸合电压（0.6-0.85)UN释放电压（0.1-0.35)UN＊零压继电器：在电路中作零电压保护2、电磁式电流继电器定义：根据电流大小而动作的继电器分类：过电流，欠电流1）过电流继电器◆当ＩＣ﹥ＩＮ时继电器才动作◆在电路中作过流保护◆常闭触点与接触器线圈串联◆吸合电流调整范围：交流过电流继电器(1.1~1.3)IN直流过电流继电器(0.7~3)IN2）欠电流继电器▼当ＩＣ﹥ＩＮ时继电器吸合动作▼在电路中作欠流保护▼常开触点与接触器串联▼只有直流过电流继电器吸合电流调整范围：(0.3-0.65)IN释放电流调整范围：(0.1-0.2)IN3、电磁式继电器主要技术数据4、中间继电器用途：远距离传输和转换控制信号特点：触点对数多、容量大5、电磁式继电器的整定方法1）调整释放弹簧松紧来调整吸合值2）改变非磁性垫片的厚度来调整释放值3）调整调节螺钉来改变吸合值二、时间继电器●线圈通电，经一段时间后，触点动作●按结构分：电磁式、空气阻尼式、电子式●按延时时间分：通电延时型、断电延时型延时时间的调节方法：延时时间：线圈断电→触点恢复特点：断电延时型延时范围：0.2-10s1.直流电磁式时间继电器线圈短路线圈非磁性垫片调整弹簧＊调节弹簧松紧＊调节非磁性垫片厚度2、空气阻尼式时间继电器线圈衔铁反力弹簧推板活塞杆杠杆弹簧橡皮膜活塞空气室调节螺钉进气孔延时触点瞬动触点延时时间：线圈通电→触点动作延时调节方法:调节进气孔大小3、电动机式时间继电器（略）4、电子式时间继电器特点:通电延时型延时范围：0.4～180s延时时间：线圈通电→触点动作特点:通电延时型延时范围：0.2-300s延时调节方法:改变RC充电时间常数三、热继电器电动机过载保护断相及电流不平衡运行保护双金属片式热敏电阻式易熔合金式1、双金属片工作原理★两个线膨胀系数不同的金属压成一个整体★线膨胀系数大的称为主动层，反之为被动层★受热向被动层弯曲类型作用2、热元件的加热方法被动层主动层直接加热法间接加热法复合加热法电流互感器加热法3、双金属片式热继电器的工作原理热元件双金属片推杆补偿双金属片片簧弓簧触点推杆杠杆调节凸轮复位按钮结构：主双金属片、加热元件、动作机构、触点系统、调整机构、补偿元件等连接方式：双金属片和加热元件串入主电路常闭触点串入控制电路工作原理：过载时，双金属片受热弯曲，带动常闭触点断开，切断控制电路工作特性：安秒特性，为反时限特性环境温度的影响：加补偿双金属片电流整定：通过凸轮实现4、热继电器的断相保护结构特点：导板差动机构有上,下导板及杠杆工作原理：断相时，该相的双金属片向左弯曲，另两相仍向右弯曲，产生了差动，通过杠杆放大，使触点动作，切断控制电路使用:△形接法的电动机必须用带断相保护的热继电器杠杆外导板四、温度继电器（略）五、速度继电器适用:反接制动控制连接:与电动机同轴工作原理:●当电动机转动时,且n﹥120r/min,触点动作●当电动机停转时，且n﹤100r/min,触点恢复转轴转子磁极定子定子绕组摆杆簧片常闭触点常开触点六、固态继电器特点:无触点、无火花接通和断开电路分类交流型直流型采用双向晶闸管采用功率晶体管交流固态继电器工作原理:输入信号→VT1导通→VT2截止→VTH1导通→VTH2导通，负载接通交流电源输入信号去掉→VT1截止→VT2饱和导通→VTH1截止，此时V2仍保持导通，直到负载电流减小到小于双向晶闸管的维持电流为止第五节配电电器一、刀开关和组合开关1、刀开关作用:隔离电源分类:极数:单极,双极,三极结构:平板式,条架式操作方式:直动手柄式杠杆操作式电动操作式底板静插座触刀手柄2、组合开关结构:由分别装在多层绝缘材料绝缘件内的动、静触点组成特点:触点座可以一层一层地堆叠，最多可堆叠6层操作:手柄每转动90o，触点便轮流通断手柄转轴弹簧凸轮动触片静触片接线柱绝缘杆二、熔断器作用:当通过熔断器的电流超过额定值一定时间,熔断器熔体熔化，分断电路在电路中起短路保护1、熔断器的结构及工作原理结构：熔体、绝缘管