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1、第1章常用低压电器,主讲人：苗锋,第1章 常用低压电器,1.1 低压电器简介,电器定义：一种能控制电路的设备。低压电器：用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。,按操作方式分,手动电器：刀开关、按钮、转换开关自动电器：低压断路器、接触器、继电器,按用途分,低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等。低压控制电器：接触器、继电器、控制器、按钮等。,低压电器,配电电器,控制电器,开关熔断器低压断路器,主令电器接触器继电器,中间继电器时间继电器热继电器速度继电器,1.1 低压电器简介,控制按钮行程开关转
2、换开关主令控制器,常用低压电器的基本问题,电磁机构低压电器的基本结构 触头系统 灭弧装置,一、电磁机构,（一）电磁机构的结构形式,电磁线圈 电磁机构 铁心 衔铁,1按衔铁的运动方式分,根据由铁心和衔铁构成的磁路形状及衔铁运动方式的不同，以及线圈接入电路的方式不同，电磁机构可分为多种形式。,1）衔铁绕棱角转动拍合式：,在该方式中，衔铁绕磁轭的棱角转动，铁心用电工软铁制成，适用于直流接触器和继电器，如图5-2.,2）衔铁绕轴转动拍合式：铁心用硅钢片叠成，适用于中小容量交流接触器和继电器，如图5-2e.,3）衔铁直线运动式：衔铁在线圈内作直线运动，多用于中小容量交流接触器和继电器，如图5-2a、b、
3、c。,2按磁路形式分：有U型（如图5-2a、c、d所示)和E型（如图5-2b、e所示)。,3按线圈的连接方式分,1）串联电磁机构：电磁线圈串联于电路中。按电流种类又分为直流串联电磁机构和交流串联电磁机构。 该结构的特点是匝数少，线径粗，衔铁动作与否取决于线圈中电流的大小，故又称为电流线圈。,2）并联电磁机构：电磁线圈并联于电路中。按电流种类又分为直流并联电磁机构和交流并联电磁机构。 该结构的特点是匝数多，线径细，衔铁动作与否取决于线圈中电压的大小，故又称为电压线圈。,4按电磁线圈的种类分：直流线圈和交流线圈。,（二）电磁机构的工作特性,1吸力特性,1）交流电磁机构的吸力特性,交流电磁机构的电流
4、I与电磁气隙成正比，故当线圈未吸合时，电流可达吸合后电流的56倍，如果衔铁卡住，或频繁动作，线圈可能烧毁，所以在可靠性要求高或操作频繁时，一般不采用交流电磁结构。,2）直流电磁机构的吸力特性,直流电磁机构的电流与气隙大小无关，而电磁吸力与气隙的平方成反比，所以直流电磁机构适用于动作频繁的场合，且吸合后电磁吸力较大，工作可靠。但是当直流电磁机构的电磁线圈断电时，由于磁通急剧变化，在线圈中会感应出很大的反电动势，其值可达线圈额定电压的10倍以上，很容易使线圈损坏，因此，一般在电磁线圈两端并联一个放电回路。如图5-6所示。,图5-6 直流线圈断电放电回路,2单相交流电磁机构中短路环的作用,在交流电磁
5、机构中，一般在铁心端面上安装一个铜制短路环以便保证电磁机构正常工作。,二、触头系统,（一）触头的接触形式,触头的作用：触头是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。,点接触：用于小电流接触器中。线接触：用于通电次数多，电流大的场合。面接触：允许通过较大电流。,（二）触头的种类,主触头：用于接通和断开主电路，允许通过较大电流。辅助触头：用于接通和断开控制电路，允许通过较小电流。,按触头控制的电路分：,按触头原始状态分：,常开触头：电磁线圈未通电时，断开的触头。常闭触头：电磁线圈未通电时，闭合的触头。,接触电阻 理想情况下： 触点闭合：接触电阻为零。 触点断开：接触电阻无穷大。,三、电弧的产
6、生和常用的灭弧方法,（一）电弧的产生,当触头分断电路时，若触头间的电压达12V20V、电流达0.251A，触头间隙就会产生电弧。电弧会使触头烧蚀，并使电路切断时间延长，甚至不能断开，造成事故，为此，必须采取灭弧措施，加速并可靠的熄灭电弧。,（二）常用的灭弧方法,1双断口灭弧,2 磁吹灭弧,3柵片灭弧,4灭弧罩灭弧,灭弧方法,电动力灭弧,图1。2。13,灭弧栅灭弧,图1。2。14,磁吹式灭弧装置灭弧罩灭弧,图1。2。15,低压电器控制系统组成,主电路：由电动机、（接通、断开、控制电动机的）接触器主触点等电器元件组成。（电流大）控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。（电流小）任务：根据给定
7、的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。,1.1.1 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：（35)*异步电机额定电流,配电电器,1.1.2 熔断器,作用：用于短路保护。,1.1.3 低压断路器,作用：用于过载、短路、失压保护。,电路符号,1.1.4 控制按钮,控制电器,1.1.5 行程开关,用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。,转换开关由凸轮机构、触头系统和定位装置等部分组成。,1.1.6 转换开关,转换开关的触点分合状态与操作手柄位置关系的图形符号表示如图1.34所示,图1.34 转换开关
8、的图形符号,常用的转换开关有LW5和LW6两个系列。,1.1.7 主令控制器,接触器与继电器,1.1.8 接触器,定义：用来自动地接通或断开大电流电路的电器。分：交流接触器、直流接触器。组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置。,接触器结构,接触器,交流接触器,直流接触器,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,接通与分断能力：可
9、靠接通和分断的电流值。接通时：主触点不应发生熔焊。分断时：主触点不应发生长时间燃弧。,型号、含义,P26 CJ20,型号、含义,图P28 CZ,接触器有关符号：,图形符号及文字符号,图1。7。3,接触器的选用,类型的选择：直流或交流接触器主触点额定电压的选择：大于等于负载额定电压。主触点额定电流的选择： 额定电流大于计算值。线圈电压： 交流： 直流：,简单的接触器控制,A,B,C,M3,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。,继电器,继电器分类：按用途：控制继电器、保护继电器、中间 继电器。按原理：电磁式、感应式、热继电器等按参数：电流、电压、速度、压力继电器按
10、动作时间：瞬时继电器、延时继电器按输出形式：有触点、无触点继电器,区别,继电器：用于控制电路、电流小，没有灭 弧装置，可在电量或非电量的作 用下动作。接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装 置，一 般只能在电压作用下动 作。,1.1.9 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。,具有过载保护特性的过电流继电器。长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行均会引起过电流。用途：电动机或其他设备的过载保护和断相保护。,1.1.9.1 热继电器,发热元件,功能：过载保护,热继电器,结构：,I,常闭触头,断
11、相保护,热继电器的断相保护功能是由内、外推杆组成的差动放大机构提供的。当电动机正常工作时，通过热继电器热元件的电流正常，内外两推杆均向前移至适当位置。当出现电源一相断线而造成缺相时，该相电流为零，该相的双金属片冷却复位，使内推杆向右移动，另两相的双金属片因电流增大而弯曲程度增大，使外推杆更向左移动，由于差动放大作用，在出现断相故障后很短的时间内就推动常闭触头使其断开，使交流接触器释放，电动机断电停车而得到保护。,型号，图形符号,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,热继电器接入电动机定子电路方式,电动机定子绕组星形接法: 带断相保护和不带断相保护的热继电器均可接在线电路中
12、。电动机定子绕组三角形接法: *带断相保护接在线电路中。 *不带断相保护热继电器的热元件必须串接在 电动机每相绕组上。,热继电器接入电动机定子电路方式,1.1.9.2 时间继电器时间继电器定义： -当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。符号:KT(1)时间继电器的类型时间继电器的延时方法及其类型很多，概括起来，可分为电气式和机械式两大类。(2)常用典型时间继电器1)JS3系列电磁阻尼式时间继电器,该系列时间继电器的型号含义，延时范围，原理，特点及用途和主要技术参数如表1.25和表1.26所示。2)JS7A空气阻尼式时间继电器该系列时间继电器的延时范围，原理，特点及用途和主要技术参数如表1.27和表1.28所示。3)JS10，JS11，JS17系列电动式时间继电器这几个系列时间继电器的延时范围、原理、特点及用途如表1.29所示。,4)JS11S(或JSS11)电子式时间继电器该系列时间继电器的型号含义，延时范围，原理，特点及用途如表1.31所示，主要技术参数如表1.32所示，延时范围其代号如表1.33所示。,
