低压电器

11电机与电机拖动2机床电气自动控制3半导体变流技术2第一章常用的低压电器电器：把用于接通和断开电路以及对电路或用电设备进行控制、调节、切换、检测和保护的元器件称为电器。应用：就现代机床或其他生产机械而言，它们的运动部件大多是由电动机来带动的，同此，在生产过程中要对电动机进行自动控制，使生产机械各的动部件工作按顺序进行，保证生产过程和加工工艺合乎预定要求。对电动机主要是控制它的起动、停止、正反转、调速及制动。对电动机或其他电气设备的接通或断开，当前国内较多地采用继电器，接触器及按钮等控制电器来实现自动控制。要懂得一个控制线路的原理，必须了解其中各个电器元件的结构、动作原理以及它们的控制作用。本章主要介绍在电力拖动和自动控制系统中应用广泛的低压电器。3各类电器的基本结构，大都由触头系统、推动系统和灭弧装置组成1．1．2电器基本结构第一章常用的低压电器•1.2开关刀开关和转换开关都是手动操作的低压电器，—般用于接通和分断低压配电电源和用电设备，也常用来直接起动小容量的异步电动机。4第一章常用的低压电器•1．2．1刀开关刀开关又称刀闸开关，是一种结构最简单，应用最广泛的一种低压电器刀开关的种类：按刀的极数叫分为单极、双极和三极；常用的刀开关：开启式负荷开关和封闭式负荷开关。图形符号：5•1．2．2转换开关第一章常用的低压电器应用：（1）这种开关适用于交流50Hz、电压380V以下和直流电压220V以下的电气设备中接通与分断电路，在机床电气设备中主要作为电源引入开关。（2）直接控制小容量电机的直接启动和正反转控制图形符号：6第一章常用的低压电器•1．2．3倒顺开关应用：倒顺开关属于组合开关类型，是—种手动开关。它不但能接通和分断电源，而且还能改变电源输人的相序，用来直接实现对小容量电动机的正、反转控制，故又称可逆转换开关。结构特点：倒顺开关手柄有三个位置：“顺”、“停”、“倒”。①当手柄处于“停”位置时，开关的动触头都不与静触头接触；②当手柄扳至“顺”位置时，带动转轴将一组的动触头与静触头接触．电路接通；③当于柄扳至“倒”位置时，带动转轴将另一组动触头与静触头接触，将电源两相相序变换。7结构特点：倒顺开关手柄有三个位置：“顺”、“停”、“倒”。①当手柄处于“停”位置时，开关的动触头都不与静触头接触；②当手柄扳至“顺”位置时，带动转轴将一组的动触头与静触头接触，电路接通；③当于柄扳至“倒”位置时，带动转轴将另一组动触头与静触头接触，将电源两相相序变换。8注意：欲使电动机改变转向时，应先将于柄扳在“停”位置，待电动机停转后，再将手柄转向另一边，切不可不停顿地将手柄从一方直接转向另一力，因为电源突然反接，电动机定子绕组中会产生很大的电流，易使定子绕组过热而损坏。9第一章常用的低压电器1．3主令电器主令电器是：主要用来接通和分断控制电路，以达到发号施令目的的电器。•1．3．1按钮按钮的结构：按钮帽、复位弹簧、桥式动触头、静触头、外壳等组成常开按钮：手指未按下时，触头是断开的（AB）常闭按钮：手指未按下时，触头是闭合的（CD）复合按钮：当手指未按下时，触头C、D是闭合的,触头A、B是断开的。1011注意:1.当手指按下时，先断开触点C、D，后接通触头A、B，2.而手指松开后，触头在复位弹簧作用于全部复位。第一章常用的低压电器•1．3．1按钮图形符号：12第一章常用的低压电器•1．3．1按钮约定：为了便于识别各个按钮的作用，避免误操作，通常在按钮帽上作出不同标记或涂上不同的颜色。（1）蘑菇形表示急停按钮；（2）红色表示停止按钮；（3）绿色表示起动按钮。所以更换按钮时应注意：(1)“停止”按钮必须是红色；(2)“急停”按钮必须用红色蘑菇按钮；(3)“起动”按钮是绿色的。(4)按钮必须有金属的防护挡圈，且必须高于按钮帽，这样可以防止意外触动按钮帽时产生误动作。13•1．3．2行程开关第一章常用的低压电器行程开关：是一种根据运动部件的行程位置而切换的电器。它的作用原理与按钮类似，14第一章常用的低压电器•1．4熔断器作用：主要起短路保护作用原理：在正常情况下它相当于一根导线。当流过它的电流超过规定值时，熔体产生的热量使自身熔化而切断电路，熔体是用低熔点的金属或金属薄片做成的。特点：（1）结构简单、使用方便以及价格低廉等优点（2）主要由熔体和绝缘底座组成（3）利用金属的熔化作用切断电路安秒特性：即熔断器的熔断电流与熔断时间之间的关系曲线。1—13所示为熔断器的安秒特性15第一章常用的低压电器•1．4熔断器当电流超过Ifc后，电流越大熔断时间越短。注意:图中Ifc为最小熔化电流或称临界电流，即通过熔体的电流小于此电流时不会熔断。因此，选择的熔体额定电流IfN应小于临界电流IfcFU图形符号:16第一章常用的低压电器•1．4熔断器•1．4．1无填料瓷插式熔断器（实验室用）结构简单，价格低廉，更换方便17第一章常用的低压电器•1．4熔断器•1．4．2无填料封闭管式熔断器这种结构形式的熔断器有两个特点：一是采用变截面锌片作熔体：二是采用钢纸管或三聚氰胺玻璃布作熔管。原理：当电路过载或短路时，变截面锌片狭窄部分的温度骤然升高并首先熔断，特别是在短路时，熔体的几个狭窄部分同时熔断，使电路断开很大间隙后灭弧容易；熔管在电弧作用下，分解大量气体，使管内压力迅速增大，促使电弧迅速熄灭。还有锌质熔体熔点较低，适合于同熔管配合使用。这种熔断器的优点:灭弧力强、熔体更换方便被广泛用于发电厂，变电所和电动机的保护。181．4．3有填料螺旋式熔断器这种熔断器的特点是其熔管内充满了石英砂填料，以此增强熔断器的灭弧能力。第一章常用的低压电器•1．4熔断器1920•1．5交流接触器接触器：是一种自动控制电器。可用来频繁地接通和断开电路(作用于被控对象如电动机的电路，可通过大电流)。并具有低电压释放保护功能，能远距离控制。接触器是电力拖动自动控制系统中应用最广泛的电器。通断交流电源）交流接触器（主要用于通断直流电源）直流接触器（主要用于21•1．5．1交流接触器的工作原理及结构•1．5交流接触器由电磁机构，触头系统，灭弧装置及辅助部件等组成22•1．5交流接触器工作原理1电磁机构：线圈(1)，铁心（2静铁心），衔铁（3动铁心）2触头系统闭合位置动断触头：未通电处于打开位置动合触头；未通电处于辅助触头：可切断大电流主触头：有灭弧能力，电磁机构主触头辅助触头动断动合3灭弧装置主触头额定电流在10A以上的接触器都有灭弧装置，以熄灭电弧23注意：电磁线圈通电：常闭触头首先断开，然后常开触头闭合。电磁线圈断电：常开触头首先恢复断开，然后常闭触头恢复闭合。24•l．6继电器继电器：是一种根据电量（电压、电流）或非电量（温度，时间和转速等）的变化通断所控制的电路实现自动控制和自动保护的电器。种类很多，常用的有：（1）电磁式继电器（2）时间继电器（3）热继电器25•1．6．1电磁式电流，电压，中间继电器其动作原理与接触器基本相同，主要由电磁机构和触头系统组成。因为继电器无需分断大电流电路，故触头均用无灭弧装置的桥式触头。低压控制系统中采用的控制继电器大部分为电磁继电器：电流、电压、中间继电器图形符号：KI电流继电器KV电压继电器KA中间继电器•l．6继电器26•l．6继电器•1．6．2时间继电器时间继电器：当继电器的感测部分接受输入信号后，经过一段时间执行部分才动作，这类继电器称为时间继电器。分类：按它的动作原理可分为:电磁式、空气阻尼式、电动式以及电子式按延时方式可分为:通电延时型和断电延时型两种空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器。它是利用空气阻尼的作用来达到延时的。结构组成：由电磁系统、触头系统和延时机构等组成。※重点介绍空气阻尼式时间继电器27一：当线圈1通电时，1、衔铁2克服反作用弹簧3的阻力，与静铁心4吸合；3、推杆5在螺旋压缩弹簧6的作用下向上移动，使与活塞12相连的橡皮膜8也向上移动。2、微动开关KTl是在衔铁2吸合时，通过推板14作用下立即动作，使KTl的动断触头瞬时断开、动合触头瞬时闭合，故KT1的触头称为瞬时触头。285、空气进入气囊，经过一段时间，活塞12才能移到最上端，并通过杠杆13压动微动开关KT2，使其动断触头断开，动合触头闭合，起到通电延时作用，故微动开关KT2的触头称为延时触头。4、但其上移的速度受进气孔10进气速度的控制，而进气速度可通过调节螺钉9带动螺塞11以改变进气孔的大小来加以调节，进气越慢，延时越长。一：当线圈1通电时，29二：当线圈1断电时，1、衔铁2在反作用弹簧3的作用下，通过推杆5将活塞12推向最下端；JS7A系列通电延时型空气阻尼式时间继电器的动作原理图2、这时橡皮膜8下方气室内的空气通过橡皮膜、弹簧7和活塞12的局部所形成的单向阀迅速从橡皮膜上方的缝隙中排掉，使微动开关KT1和KT2的各触头瞬时复位。30时间继电器图形符号（有错！！！）通电延时线圈延时闭合瞬时断开动合触头KT2延时断开瞬时闭合动合触头KT2瞬时闭合动合触头KT1瞬时断开动合触头KT1断电延时线圈瞬时闭合延时断开动合触头KT2瞬时断开延时闭合动合触头KT2瞬时闭合动合触头KT1瞬时断开动合触头KT131•1．6．3热继电器热继电器：是根据电流通过发热元件所产生的热．使双金属片受热弯曲而推动机构动作的一种电器。它主要用于电动机的过载、断相以及电流不平衡的保护，1.结构由（1）发热元件（2）双金属片（3）触头三部分组成IC1IC2发热元件a膨胀系数大a小常闭触头常开触头32•1．6．3热继电器2.工作原理①在双金属片上绕有几匝线圈（发热元件）②当电机过载时，因发热大，使得双金属片向膨胀系数小的一面弯曲，迫使导板左移，使得触头分合，发出切断电机电源信号指令，达到保护电机的目的IC1IC2发热元件a膨胀系数大a小常闭触头常开触头33•1．6．3热继电器IC1IC2发热元件a膨胀系数大a小常闭触头常开触头3图形符号:动断触头两相发热元件FRFR34•1．7空气断路器空气断路器：相当于刀闸开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合：是一种自动切断电路故障用的保护电器。（具有过电流，欠电压，过载保护）它与接触器不同的是允许切断短路电流，但允许操作次数较低。35•1．7空气断路器原理：1过电流（短路）11被吸合，5向上，使搭钩开，触头分断10a大a小双金属片2欠电压7被释放，向上运动，使搭钩松开，触头分断3过载双金属片10弯曲上弓，使使搭钩松开，触头分断