电控知识点复习总结.ppt

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1、1,2.1.1 电器的分类,按工作电压等级分,低压电器：工作电压在交流1200V或直流1500V以下的各种电器。,高压电器：工作电压高于交流1200V或直流1500V的各种电器。,2,按用途分,控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。,主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器。,保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。,配电电器：用于电能的输送和分配的电器。,执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器。,3,按电器的执行机构特点分,有触点电器：电器通断电路的功能由触点来实现。,无触点电器：电器通断电路的功能不是通过机械接触，而是根据输出信号的高低实现的（即半导体器件的开关效应，如可控

2、硅的导通和阻断、三极管的饱和截止来实现电路的通断）。,4,2.2 电器的基本理论,控制角度,结构上,5,2.2.1 电磁式电器的工作原理,电磁式电器的组成：感测和判断部分 电磁机构 执行机构 触头,6,1.感测和判断部分(电磁机构),铁心,吸引线圈,衔铁,弹簧,动触头,将电磁能量转换为机械能量，带动触头工作，完成接通和分断电路。,7,（1）电磁机构的工作特性,电磁吸力/反力 VS 气隙,8,电磁吸力,当端面面积S为常数时，电磁吸力与B2或2成正比。,9,电磁机构的工作特性:吸力特性和反力特性。,吸力特性：电磁机构的吸引线圈通电后，铁心吸引衔铁的电磁吸力与气隙的关系曲线。反力特性：电磁机构使衔铁

3、释放的力与气隙的关系曲线。,10,直流电磁机构的吸力特性,未吸合时，气隙较大，电磁吸力Fat较小；吸合后，气隙减小，吸力增大。,直流电磁机构适用可靠性高或频繁动作的控制系统。,电流认为变化不大，与气隙无关。,在IN一定时，电磁吸力Fat与气隙大小的平方成反比。,11,交流电磁吸力,交流电磁铁电磁吸力的大小是随时间周期性的变化。,12,交流电磁机构的吸力特性,F0=f(),i=f(),交流电磁铁吸合前后m的值可认为不变，故电磁力F0也不变；考虑到漏磁的影响，其吸力随气隙的减小略有增加。,交流励磁电流 I 将随气隙长度成正比增大。,13,结 论,交流电磁机构的励磁电流在线圈已通电但衔铁尚未动作时，

4、电流比额定工作电流大得多。若发生衔铁卡住不能吸合或衔铁频繁动作，交流线圈将可能因过电流而烧毁。在可靠性要求高或频繁操作的场合，一般不采用交流电磁机构。,14,电磁机构可能存在的问题,问题 衔铁粘住直流电磁机构 衔铁闭合后，磁路磁阻较小，线圈断电后由于导磁体剩磁所产生的吸力有可能足以克服释放弹簧的反力，会使衔铁打不开。,交流电磁机构？,15,避免“衔铁粘住”,为了避免“衔铁粘住”现象，通常在吸力较小的直流电磁机构(如直流继电器)的衔铁上装一非磁性垫片(厚度为0.1mm的磷铜片)，在吸力较大的直流电磁机构(如直流接触器)的铁心柱端面上加装极靴，以增加衔铁闭合后的气隙（磁阻）。,交流并联电磁机构的吸

5、力特性曲线比较平坦，且导磁体不存在有剩磁，所以在线圈断电时不会产生“衔铁粘住”现象。,16,问题 振动和噪声产生原因,吸力最大,吸力为0,电磁吸力为零将小于弹簧的反作用力，衔铁将从与铁心闭合处被拉开；当电磁吸力大于弹簧反作用力时，衔铁又被吸合。,瞬时吸力曲线,反力,17,短路环,解决交流电磁铁产生振动和噪音的措施,18,短路环的作用,只要合成吸力始终大于弹簧反作用力Ff，就能消除衔铁的振动，从而消除噪音。短路环通常包围的铁心截面，一般用铜、康铜或铬合金等材料制成。,19,3）反力特性,电磁机构中与电磁吸力方向相反的力，如释放弹簧的弹力、触点弹簧的弹力、运动部件的重力和摩擦力统称为电磁机构的反力

6、。,电磁机构使衔铁释放的力主要是利用弹簧反力。,弹簧的反力特性：,20,4）直流电磁机构剩磁的吸力特性,当电磁机构的吸引线圈断电后，由于铁磁材料有剩磁使其仍有一定的剩磁吸力存在，剩磁吸力随气隙的增大而减小。,剩磁吸力特性,21,吸力和反力的配合,电磁机构在衔铁的吸合过程中，吸力须大于反力，但不宜过大，否则会影响电器的机械寿命。在释放衔铁时，其反力须大于剩磁吸力才能保证衔铁可靠释放。,要求电磁机构的反力特性必须介于电磁吸力特性和剩磁吸力特性之间。,22,吸力特性与反力特性的配合(图),吸力特性与反力特性曲线之间这块面积代表了衔铁在运动过程中积聚的能量。面积越大，能量越大，动作速度越大，衔铁和铁心

7、接触、动触点和静触点接触时的冲击力也越大，严重时会导致衔铁和铁心间的严重机械磨损及触点的熔焊与烧损。吸力特性与反力特性应尽可能靠近，以利于改善电器的性能。,23,5）电磁机构的输入输出特性,输入量x 线圈电压或电流输出量y 衔铁的位置,衔铁吸合时的动作值x0,当输入信号下降到复归值xr时，衔铁释放,24,返回系数,复归值 xr 与动作值 x0 之比称为返回系数或恢复系数Kf：,电磁机构的返回系数一般小于1。,25,（2）电磁机构分类,1铁心 2吸引线圈 3衔铁 虚线磁路,26,衔铁沿棱角而转动的拍合式铁心：衔铁绕铁轭的棱角转动。这种形式磨损小，铁心一般用电工软铁制成，广泛用于直流电器和接触器中

8、。衔铁沿轴转动的拍合式铁心：铁心一般用硅钢片叠成，常用于大容量交流接触器中。衔铁做直线运动的直动式铁心：衔铁在线圈内做直线运动，多用于中小容量的交流接触器和继电器中。,27,（3）吸引线圈,吸引线圈：将电能转换为磁场能。,吸引线圈的分类：,28,按吸引线圈电流的种类分：,直流线圈：因直流电磁铁的铁心不发热。只有线圈发热，所以其线圈做成高而薄的瘦长型，且不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触，易于散热。交流线圈：由于交流电磁铁的铁心存在磁滞和涡流损耗，不仅线圈要发热而且铁心也要发热，所以其线圈设有骨架，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样做有利于铁心和线圈散热。,29,2.执行机构,执行

9、机构电器的触头系统。,触头（又称触点）的作用接通和分断电路。,30,对触头的要求,导电、导热性良好，接触电阻小,材料：触头通常用铜、银、镍及其合金材料制成，有时也在铜触头表面镀一层锡、银或镍。,触头上装有接触弹簧，使动触头刚与静触头接触时就产生一个初压力。作用：接触得更紧密，减小接触电阻，消除开始接触时产生的振动。,接触弹簧,31,常开触头和常闭触头,触头按其原始状态可分为：常开/常闭触头。,/原始状态 吸引线圈未通电时的状态。,常闭触头,常开触头,32,常开触头：当线圈未通电时触头断开，而线圈通电后触头闭合的触头又称为动合触头；常闭触头：当线圈未通电时触头闭合，线圈通电后触头断开的触头又称为

10、动断触头。,触头的复位线圈断电后触头回复到原始状态。,动作顺序：先断后合,33,主触头和辅助触头,按触头控制的电路分为：主触头和辅助触头。,主触头：用于接通和断开主电路，允许通过较大的电流，一般装有灭弧罩；辅助触头：用于接通和断开控制电路，只允许通过较小的电流。,34,触头的结构型式,桥式触头,35,桥式触头：桥式触头的两个触点串于同一条电路中，电路的接通和断开由两个触点共同完成。,点接触型式适用于电流不大，且触头压力小的场合，如继电器电路、辅助触点；面接触型式适用于大电流的场合，这种触头一般在接触表面上镶有合金，以减小触点的接触电阻提高耐磨性，多用于较大容量接触器的主触头。,36,指形触头：

11、触头的接触区为一直线，触头接通或分断时产生滚动摩擦，既利于去掉氧化膜，又可以缓冲触头闭合时的撞击能量，改善触头的电器性能。/适用于通电次数多，电流大的场合，常用于刀开关。,37,2.2.2 电接触理论,触头在闭合状态下动、静触点完全接触，并有工作电流通过时，称为电接触。,38,（1）电接触的结构形式,按接触工作的原理分：,固定接触：两接触元件在工作时间内固定接触，无相对运动也不分离。如母线的螺栓连接或铆接，电子设备和仪器中的插接件、连接器和插头等。,滚动和滑动接触：两接触元件能作相对滚动和滑动，但不相互分离。如变阻器的滑动头、电机的电刷和滑环、电气机车的馈电弓和馈电线等。,39,可分、合接触：

12、两接触元件可随时分离或闭合。,可分、合的接触元件通常称为触头或触点。在任何利用触头实现电路通、断的电器中都有这类电接触类型。,可分、合接触按控制电流的大小又可分为：弱电流触头：电流在几安以下，继电器触点一般属于弱电流范围。中电流触头：电流从几安到几百安，大部分低压电器触头属于中电流范围。强电流触头：几百安以上高压断路器和低压自动开关一般属于强电流范围。,40,基本要求：,长期通过额定电流的电接触其温升不能超过国家标准规定的数值，且温升稳定；电接触在通过短时的短路电流或脉冲电流时，接触处不会发生熔焊或松驰现象；可分、合接触在断开过程中，触头材料损失应尽量小；可分、合接触在闭合过程中，接触处不应出

13、现不能断开的熔焊现象，而且触头表面不会出现严重损伤和变形。,41,对接触元件的基本要求：接触时接触元件为良好的导体；分离后应为良好的绝缘体。,存在的问题：当两导体相互接触流过电流时，接触处会出现局部高温，严重时可达到接触导体材料的熔点，在接触处出现熔焊现象。在电接触中普遍存在接触电阻、接触温升、接触熔焊和电磨损等问题。,42,表面膜电阻当电流通过导电斑点时，使电流受到一定的阻碍而导致产生另一附加电阻。,接触电阻收缩电阻与表面膜电阻之和。,43,工程实际应用中常用估算和借助实验导出的经验公式计算接触电阻。,Rj接触电阻，单位；F接触压力，单位N；m与接触形式有关的指数；点接触 m0.5线接触 m

14、0.51，约为0.7面接触 m1 K与触头材料、接触面加工情况以及表面状况有关的系数见表。,2-14,44,系数K值,45,（3）影响接触电阻的因素,1）接触元件的材料,触头材料的电阻系数越大接触电阻就越大；材料屈服点越小（即材料越软，越易发生塑性形变即抗压强度越小），则实际接触面积就越大，接触电阻也就越小。,常在接触连接处，用较软的金属覆盖在硬金属上，以减小接触电阻。,46,2）表面粗糙度,接触面越粗糙，越容易被污染和氧化，也就越容易生成膜电阻，因而接触电阻也就越大。,3）接触压力,接触面受压后总有弹性及塑性形变，使接触面积增大。,压力较小时，接触电阻受压力变化的影响较大，加大压力可减小收缩

15、电阻与膜电阻，则接触电阻将变小；压力达到一定值，接触电阻受压力变化的影响很小。,47,4）接触形式,接触形式分为：点接触、线接触和面接触。,接触形式对收缩电阻的影响主要与接触点数目有关。,48,面接触：固定接触常采用此形式，且采用螺钉或铆钉等压紧以加大压力，使接触电阻减小。由于面接触的散热面积及热容量大，多用于大电流。,点接触：虽然膜电阻小，但是散热面积及热容量均小，所以多于用小电流。,线接触：压力集中，实际接触压力强度较大，在中等压力时接触电阻较小，线接触的优点还表现在可以使触头在闭合过程中有相对运动而自动净化、便于调整。因此广泛用于接触器、自动开关及高压开关电器的触头中。,49,3.触头的

16、发热和熔焊,当电流流过两导体的接触处时，由于接触电阻的存在，将会使接触处的温度升高。温度的升高又会促使表面膜的生长，使接触电阻增加，从而使温度进一步上升；严重时接触点的温度可达接触元件材料的软化点、熔化点甚至沸腾点，最后使两接触面产生金属焊接。当开关电器发生金属性的熔焊后，触头就不能正常分断，开关也就失去作用。,2-18,50,（2）触头的熔焊,触头工作时因温度升高而熔化、以致焊在一起无法正常分开的现象称为触头的熔焊或热焊。,/熔焊分为：静熔焊和动熔焊：,静熔焊：是在通过大电流时由接触电阻发热使导电斑点及其邻域内的金属熔化并焊为一体的现象。/特征：发生过程一般无电弧产生。/一般出现在固定接触或

17、闭合状态下且接触压力足够大的转换触头中。,2-19,51,动熔焊：是电弧的高温使接触区局部熔化发生的熔焊现象。/特征：发生过程有电弧产生。/一般出现在触头闭合过程中或闭合状态且接触压力较小的触头中。,52,1）触头开始熔化电流和焊接电流,开始熔化电流Imin刚开始使触头熔化时的电流。,开始熔化电流使处于闭合状态触头接触内表面的导电斑点处薄层金属刚开始熔化，若此时切断电流，触头很容易分开，还可观察到接触表面有轻微的熔化痕迹。,53,如果流入闭合状态触头的电流超过开始熔化电流的2030，则导电斑点及其附近的金属将有较大面积的熔化，触头开始焊接，此时的电流称为焊接电流。,焊接力触头焊接后需要拉开触头

18、的力，它等于焊接处金属的抗拉强度与焊接面积的乘积。,金属的抗拉强度越大，焊接面积越大则焊接力也越大。,材料电阻率越大，接触电阻越大，发热量越大，焊接面积也越大；而，材料的熔化温度越高，熔焊面越小。,54,说明,熔焊的根本原因是通过触头的电流产生的热量，因此触头熔焊一般发生在严重过载或短路的情况下，而不可能发生在额定电流下。,触头的焊接现象与电流关系很大，但是如果线路电压很高也会导致熔焊发生。,线路电压对静熔焊的影响表现为电流的影响，对动熔焊则表现为电压越高越易燃弧，且电弧能量越大。,55,4）触头的冷焊,冷焊是指闭合触头未通电时在室温或冷态下出现的粘结现象。冷焊常常发生在用贵金属材料如金和金合

19、金等制成的小型或高灵敏的继电器触点中。,由于贵金属表面不易形成氧化膜，纯洁的金属接触面在触头压力作用下，由于金属分子或原子之间化学亲和力的作用，使两个触头表面牢固地结合在一起，产生冷焊现象。,56,冷焊的防止,目前为防止冷焊发生，一般在不显著增大接触电阻的前提下，在触头上镀一层很薄的润滑膜。,57,（3）触头的电磨损,触头在分断过程中，由于存在触头间金属的转移、液态金属的溅射以及金属蒸汽的扩散等现象，会使触点表面逐步损坏。其结果是接触面变得凹凸不平或出现深坑、凸起、变形、龟裂等触头材料转移或损失。触头材料在工作中的转移或损失称为触头电磨损。触头电磨损到一定程度，触头的工作性能将得不到保证，因此

20、触头电磨损将直接导致触头和整个电器的使用期限缩短。,58,触头电磨损的两种形式：,桥磨损：,当分断触头时，最后分断点的电流密度可高达（1071012 A/m2）。此时该点及其附近的触头表面金属材料将熔化，并在动触头继续分离时形成液态金属桥。,2-21,59,电弧磨损,触头电弧磨损两种不同的机理：,触头断开瞬间，作用在触头间的电压较高（如大于300V）但通过的电流小于维持电弧放电的最小电流，则触头间不会出现电弧但会产生火花放电，这时带电粒子在电场的作用下轰击电极，使表面材料蒸发损失；,2-22,60,触头断开一般先出现液态金属桥，如果电路的电压和电流大于维持电弧的最小值，则当金属桥拉断后会出现电

21、弧，电弧两极斑点的电流密度大且温度高，不仅使弧根附近的触头材料大量气化，而且熔化的金属在电动力吹弧作用和强烈的金属蒸汽热浪的冲击作用下，把液态金属从触头表面吹出，向周围飞溅造成触头材料的损失。,为了减少电弧磨损，触头一般选择熔点和气化点高的材料，如钨、钼及其合金。,61,2.2.3 开关电弧理论,电弧开关触头在大气中断开电路时，如果电路的电流超过0.251A，电路断开后加在触头间的电压超过1220V，则在触头间隙（又称弧隙）中便会产生一团温度极高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的气体。,62,形成液态的金属桥,一部分变成金属蒸气进入触头弧隙中,炽热的金属表面又使电子从阴极逸出,由于高温使电极发

22、射电子的现象称为热电子发射。,63,使原子分裂成带负电的电子和带正电的离子,触头分离瞬间，电路电压几乎全部降落在触头之间，在距离极小的触头间隙形成很高的电场强度，阴极中的自由电子还会逸出到弧隙中并向阳极加速运动。,电子进入阳极与正电荷 复合,释放出能量加热阳极,自由电子在前进途中会撞击气体原子,撞击出的电子又将去撞击其他原子,这种现象称为撞击电离或电场电离,64,撞击电离使弧隙中产生更多的电子和正离子,被撞击出的正离子向阴极运动,一部分正离子撞在阴极上,复合 并释放能量,阴极温度升高,又将从阴极逸出电子（二次电子发射）,再次参与撞击电离,在触头间隙中产生大量的带电粒子，使气体导电形成炽热的电子

23、流。,65,撞击电离使弧隙中产生更多的电子和正离子,被撞击出的正离子向阴极运动,一部分正离子撞在阴极上,另一部分正离子在弧隙中和电子 复合,释放出的能量以光的形式辐射或增加气体热运动，使弧隙中气体的温度迅速升高。,66,当温度达到30004000K以上时，触头间的原子以很高的速度作不规则的热运动，并相互剧烈撞击使原子电离，这种 因高温使原子撞击所产生的电离称为 热电离。,撞击电离、热电子发射和热电离的结果，使触头间呈现大量向阳极飞驰的电子流，这就是所谓的电弧。,67,气体放电的几个阶段,电弧产生时触头间的气体由绝缘状态变为导电状态，使电流得以通过。这种现象，也叫气体放电。气体放电可以分为：非自

24、持放电：去除外界电离因素，仅靠电场的作用不能使放电继续下去。自持放电：除去外界电离因素仍可借空间的碰撞电离维持放电。,68,电弧的构造,弧光放电可分成近阴极区、弧柱区、近阳极区。,69,电弧（弧光）放电实际上是自持放电的最终形式。,物理过程可归纳为：在外加电压作用下，由阴极区连续提供电子流，在弧柱区产生高温热电离，最后电子进入阳极区被阳极所吸收。,电弧是产生于气体中的炽热电流、是高温气体中的离子化放电通道，是充满着电离过程和消电离过程的热电统一体。,70,气体消电离方式,电离气体中带电粒子自身消失或失去电荷转变为中性粒子的现象称为 消电离。,气体的消电离的两种方式：复合 扩散,两个带有异性电荷

25、的粒子彼此相遇后，由于电子和正离子电磁场的相互作用将失去电荷成为中性粒子的现象叫做 复合。复合的方式：有表面复合和空间复合。,71,带电粒子在复合过程中将释放出部分能量/在表面复合情况下，释放出的能量多用于加热物体的表面；/在空间复合的情况下，释放出的能量将加速中性粒子的运动并以光的形式向周围空间辐射。,电离气体中的带电粒子，由于热运动从高浓度区域移向低浓度区域的现象称为 扩散。扩散能使电离空间内的带电离子减少，所以有助于熄灭电弧。,72,由于电离与消电离作用同时存在于电弧中，所以根据弧隙中带电粒子数的增减可以判别电弧燃烧是趋于炽烈、熄灭还是稳定。,若令电离强度代表弧隙带电粒子的增加率，消电离

26、强度代表弧隙带电粒子的消失率，则：电离强度消电离强度，电弧变大；电离强度消电离强度，电弧稳定燃烧；电离强度消电离强度，电弧趋于熄灭。,73,2.开关电器典型灭弧装置,1）简单灭弧,2）磁吹灭弧装置,3）弧罩与纵缝灭弧装置,4）栅片灭弧装置,5）固体产气灭弧装置,6）石英砂灭弧装置,7）油吹灭弧装置,8）气吹灭弧装置,9）真空灭弧装置,74,10）无弧分断,实现无弧分断一般有两种方法：在交流电流自然过零时，以极快的速度使动静触头分离，使触头分断过程中电弧能量最小，致使电弧很弱或根本无法产生电弧，以达到无弧分断电路的目的。采用电子灭弧装置。在触头的两端并联晶闸管，让晶闸管承担电路的通断，在触头断开

27、时将其电压控制在极低的范围内，从而避免电弧的产生。,75,3.1.1 接触器,接触器：是一种用于频繁地接通或断开交、直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。,主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，是电气工程中应用最为广泛的控制电器之一。,76,1.接触器的结构,主触头,灭弧罩,辅助触头,辅助常闭触头,辅助常开触头,吸引线圈,衔铁,静铁心铁,释放弹簧,77,2.工作原理,磁通/,电磁吸力/F,静触头,动触头,78,接触器在电路中的接法,1铁芯 2线圈 3衔铁 4反作用力弹簧 5绝缘拉杆 6桥式可动触点,接触器的原理图,79,3.接触器的符号,80,5.接触器的分类,按驱

28、动触头系统的动力分：电磁接触器/液压接触器/气动接触器,按灭弧介质分：空气电磁式接触器/油浸式接触器/真空接触器,按主触头控制的电流种类分：交流接触器/直流接触器,81,6.接触器的主要技术参数,额定电压：接触器铭牌上的额定电压，也就是主触头的额定电压。选用时必须与被控制的负载回路额定电压相同。,额定电流：接触器铭牌上的额定电流，也就是主触头的额定工作电流。,82,吸引线圈的额定电压：,交流吸引线圈的额定电压：一般有36 V、127 V、220 V和380 V四种 直流吸引线圈的额定电压：一般有24 V、48 V、110 V、220 V和440 V五种 考虑到电网电压的波动，允许接触器的线圈电

29、压超过额定值的5，线圈的温升不会超过绝缘材料的容许温升。,83,机械寿命和电气寿命：,机械寿命：是指接触器在不需要修理的条件下所能承受的空载操作次数。一般接触器的机械寿命可达 100015000万次以上。,电寿命：是指接触器的主触点在额定负载条件下，所允许的极限操作次数。,电寿命与触点受电磨损的程度有关，一般小于机械寿命。,84,额定操作频率：,接触器每小时运行的最高操作次数。,/交流接触器:最高为600次；/直流接触器:最高可达1200次。,对于频繁操作的场所，如轧钢机的一些辅助机械，就采用了具有直流吸引线圈的接触器。,如：CJ3系列接触器就是具有直流吸引线圈、主触头交直两用的接触器，其额定

30、操作频率可达到 1200次。,85,额定通断能力：,指接触器主触头在规定条件下能可靠地接通和分断电流的值。在此电流值下，接通电路时主触头不应发生熔焊；分断电路时主触头不应发生长时间燃弧。,86,动作值：,指接触器的吸合电压和释放电压。接触器的吸合电压大于线圈额定电压的80时应可靠吸合；接触器的释放电压不高于线圈额定电压的70。,87,额定电压的选择：接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。/如果接触器使用在频繁起动、制动和频繁正反转的场合时，应增大一倍左右。,88,额定电流的选择,若电动机的操作频率不高，如压缩机、水泵、风机、空调、冲床等，接触器额定电流大于负荷额定电流；,对重任务型电

31、机如机床主电机、升降设备、绞盘、破碎机等，其平均操作频率超过100次h，且常工作在起动、点动、正反向制动、反接制动等状态，为了保证电寿命，接触器额定电流应大于电机额定电流；,89,交流回路中有电容器投入电网或从电网中切除时，接触器选择应考虑电容器的合闸冲击电流，接触器的额定电流可按电容器的额定电流的1.5倍选取；,用接触器对变压器进行控制时如交流电弧焊机、电阻焊机等，应考虑浪涌电流的大小，可按变压器额定电流的2倍选取接触器；,90,对于电热设备如电阻炉、电热器等，负荷的冷态电阻较小，因此起动电流相应要大一些，选用接触器时可不用考虑起动电流，直接按负荷额定电流选取；,由于气体放电灯起动电流大、起

32、动时间长，对于照明设备的控制，可按额定电流1.11.4倍选取交流接触器。,91,吸引线圈额定电压的选择：,根据控制回路的电压选用。,若电压升高交流接触器磁路将趋于饱和，线圈电流将显著增大，有烧毁线圈的危险。,使用时要特别注意线圈的额定电压，如把额定电压为220V的线圈接至380V电源上，线圈将烧毁；反之，则衔铁不动作，线圈也可能因过热而烧毁。,92,接触器触头数量、种类选择：/触头数量和种类应满足主电路和控制电路的要求。,93,8.接触器常见的故障及排除方法,94,3.1.2 控制继电器,继电器：是一种根据电（电流、电压）或非电（时间、速度、温度、压力等）信号的变化来接通或断开小电流电路，实现

33、远距离自动控制和保护的自动控制电器。,输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度等非电量；输出是触头的动作或电参数的变化。,95,与接触器的区别,继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作。继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，因此，继电器触头容量较小（不大于5A），且无灭弧装置。,4-2,96,电磁式继电器的电磁机构,直流继电器的电磁机构 一般为U形拍合式，铁芯和衔铁均由电工软铁制成。为了增加闭合后的气隙在衔铁的内侧面上装有非磁性垫片，铁芯铸在铝基座上。交流继电器的电磁机构 一般形式有U形拍合式、E形直动式、空心或装甲螺

34、管式等结构形式。U形拍合式和E形直动式的铁芯及衔铁均由硅钢片迭成，且在铁芯柱端面上装有分磁环。,97,电磁式继电器的触点系统,交、直流继电器的触点由于均接在控制电路上，电流小。故不装设灭弧装置。它们的触点一般都为桥式触点，有常开和常闭两种形式。为了实现继电器动作参数的改变，继电器一般还具有改变释放弹簧松紧 及 改变衔铁打开后气隙大小的调节装置。,98,3.电磁式继电器的型号,继电器的种类：T通用继电器；L电流继电器；Z中间继电器；S时间继电器。,99,4.电磁式继电器的图形符号,100,电磁式继电器的分类,按输入信号的不同有电压继电器、电流继电器、时间继电器和中间继电器。按线圈电流种类不同有交

35、流继电器和直流继电器。按使用范围不同有控制继电器（用于电力拖动控制系统以实现控制过程自动化和做某些保护）、保护继电器（用于电力系统做继电保护）和通讯继电器（用于电讯和遥控系统）。,101,继电器的特性,继电器的特性Xx-吸合值，Xf-释放值/返回值;吸合值 返回值;要使继电器吸合，输入必须大于吸合值；要使继电器释放，输入必须小于释放值。,Y1,Xf,102,继电器的主要参数,额定参数 指线圈和触点在正常工作时的电压或电流的允许值。同一系列的继电器，其线圈有不同的额定电压或额定电流的数值。动作参数 指衔铁刚产生动作时线圈的电压(或电流)数值。整定值 返回系数 动作时间,103,触点的开闭能力 灵

36、敏度 继电器能被吸动时所必须具有的最小功率或安匝数称为灵敏度。当比较继电器的灵敏度时，应以动作功率为准。接触电阻 指从继电器引出端测得的一组闭合触点间的电阻值。寿命 指继电器在规定的环境条件和触点负载下，按产品技术要求，能够正常动作的最少次数。,继电器的主要参数(2),104,动作参数,对于电压继电器的动作参数有 吸合电压Ux 指衔铁刚产生吸合动作时，对线圈加入的最小电压值；释放电压Uf指衔铁刚产生释放动作时，对线圈加入的最大电压值。对于电流继电器的动作参数有 吸合电流Ix指衔铁刚产生吸合动作时，流入线圈中的最小电流值，释放电流If指衔铁刚产生释放动作时流入线圈中的最大电流值。,105,返回系

37、数 Kf,继电器的释放值与吸合值的比，Kf1 对于电压继电器:Kf=Uf/Ux 对于电流继电器:Kf=If/Ix不同场合Kf要求不同的;Kf值是可以调节的。,106,返回系数大小,控制继电器，其 K 0.6，能反映较小输入量的波动范围。,107,返回系数的调节,要根据电力拖动控制系统的要求，对电压和电流继电器的返回系数进行调节。增大返回系数的方式增加 衔铁吸合后的气隙(加垫片)减小 衔铁打开后的气隙适当放松 释放弹簧,108,动作时间,吸合时间：线圈通电瞬间起，到动、静触点闭合止所经过的时间。释放时间：是指从线圈断电瞬间起，到动、静触点恢复到打开状态止所经过的时间。一般继电器的吸合时间与释放时

38、间为0.05/0.15s，快速继电器可达0.005/0.05s。它的大小影响着继电器的操作频率。延时继电器的动作时间大于 0.2s。,109,继电器的吸引值和释放值整定,调整释放弹簧的松紧程度 释放弹簧越紧，反作用力越大，则吸合值和释放值都增加，返回系数下降，反之返回系数上升。这种调节为精调，可以连续调节。改变非磁性垫片的厚度 非磁性垫片越厚，衔铁吸合后磁路的气隙和磁阻增大，释放值增大，使返回系数增大；反之释放值减小，返回系数减小。采用这种调整方式，吸合值基本不变。这种调节为粗调，不能连续调节。改变初始气隙的大小 在反作用弹簧弹力和非磁性垫片厚度一定时，初始气隙越大，吸引电流（电压）就越大，反

39、之就越小，而释放值不变。,根据控制要求，对继电器的吸合（释放）电压或电流进行人为地调节称为整定。,110,6.几种控制继电器,（1）电压继电器,用于电力拖动系统的电压保护和控制。/其触点的动作与线圈的电压大小有关，使用时电压继电器的线圈与负载并联。/其线圈的匝数多、导线细、线圈阻抗大。,电压继电器的文字符号KV,111,电压继电器的分类,按通过线圈电流的种类可分为：交流和直流电压继电器。,按吸合电压大小分为：过电压和欠电压继电器。,112,过电压继电器,在电路正常工作时，衔铁不动作处于释放状态；当电压超过额定电压110115时，衔铁吸合。,过电压继电器用做过电压保护。,113,欠电压继电器,在

40、电路正常工作时，衔铁处在吸合状态，当电压 降低到额定电压的4070时，衔铁释放。欠电压继电器用做欠电压保护。,当电压降至额定电压的525时衔铁才释放的就是零电压继电器。,零电压继电器用做零压保护。,KV,114,（2）电流继电器,用于电机、变压器和输电线路的过负荷及短路保护线路中。/其触点的动作与流过线圈的电流大小有关，使用时电流继电器的线圈串联在被测量的电路中。,/其线圈匝数少、导线粗、线圈阻抗小。,电流继电器的文字符号KI,115,过电流继电器,在电路正常工作时，衔铁不动作；当电流超过额定电流的1.11.4倍时，衔铁吸合。,有的过电流继电器带有手动复位机构，当过电流时，继电器衔铁动作后不能

41、自动复位，只有当操作人员检查并排除故障后，采用手动松掉锁扣机构，衔铁才能在复位弹簧作用下返回，从而避免重复过电流事故的发生。,116,欠电流继电器,在电路正常工作时，衔铁处在吸合状态；当电流低于规定值时，衔铁才释放。,吸引电流为线圈额定电流的3065；释放电流为额定电流的1020。,117,电流继电器的符号,KI,KI,118,（3）中间继电器,电磁式中间继电器：实质上是一种电磁式电压继电器，其特点是触头多、触头容量较大（额定电流 510A）和动作灵敏（动作时间小于0.05s）。,主要用途：当其他继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大他们的触头数或触头容量，起到中间转换作用。

42、,由于中间继电器只要求线圈电压为零时能可靠释放，对动作参数无要求，所以没有调节装置。,119,中间继电器的文字符号为KA。,120,分类,按延时方式又分为：通电延时 型断电延时 型带瞬动触点的通电延时 型,121,时间继电器的电路符号,122,（5）速度继电器,速度继电器：是一种以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定值时输出开关信号。,速度继电器主要用于异步电动机的反接制动控制，所以也称反接制动继电器。,123,速度继电器的符号,124,3.2 主令电器,主令电器：是一种机械操作的控制电器。主令电器对各种电气系统发出控制指令，使继电器和接触器动作，控制电力拖动系统

43、中电动机的起动、停车、制动以及调速。主令电器是用来闭合和断开控制电路，但不能直接分合主电路。,125,控制按钮的符号,常开触头,常闭触头,复合按钮的符号,SB,SB,SB,126,3.2.2 行程开关,行程开关：主要用来限制机械运动的位置和行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、自动往返运动或变速运动。用于生产机械的运动方向、行程大小和位置保护。当作位置保护时，也称它为限位开关。,1.行程开关（机械式行程开关）,127,行程开关的结构和符号,5-3,128,接近开关的类型,根据接近开关对被测物体的感测方法不同分为：涡流式电容式光电式热释电式霍尔接近开关,129,3.2.3 转换开关

44、和万能转换开关,1.转换开关,转换开关又称为组合开关，常用于机床电气控制线路中作为电源的引入开关，也可以用来不频繁地接通和断开电路、通断电源和负载以及控制5kW以下的小容量异步电动机的正、反转和星三角起动。有时也用它来控制局部照明电路。,130,转换开关的符号,5-6,131,3.3.1 熔断器,熔断器：是一种简单而有效的保护电器，它是利用熔化作用来切断电路，实现保护功能的。熔断器主要用来对电动机进行短路保护。在控制照明电路及其某些装置中的熔断器，既有短路保护作用，又有过载保护作用。,132,熔断器主要由熔体和熔管组成。熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。熔体常做成丝状或片状，其材料有

45、两类：一类为低熔点材料，如铅锡合金、锌等；另一类为高熔点材料，如银、铜、铝等。,133,熔断器的符号,134,熔断器的保护特性,电流流过熔体时，所产生的热量与电流通过的时间和电流的平方成正比具有反时限特性。,熔断器的熔断时间t与熔断电流I的关系称为熔断器的保护特性或安秒特性。,Imin为最小熔化电流。当通过熔断器的电流小于Imin，熔体不会熔断；当通过熔体的电流等于或大于Imin，熔体熔断。,In,135,熔断器的保护特性,I=In时，绝不会熔断Ir最小熔化电流，In熔体额定电流,常用熔体安秒特性,In,136,熔化系数,表征熔断器保护小倍数过载灵敏度的指标,低熔点材料熔化系数较小，有利于过载

46、保护。但分断能力较低，常用来做过载保护。高熔点的金属材料熔化系数大，不利于过载保护而且可能使熔断器过热。然而分断能力较高，常用来做短路保护。,137,过载保护和短路保护有何不同？,电气设备的电流保护有两种主要形式：过载延时保护和短路瞬时保护。过载一般是指35倍额定电流以下的过电流，而短路则是指超过10倍额定电流以上的过电流。过载延时保护和短路瞬时保护有三点不同：一是电流的倍数不同；二是特性不同，过载需反时限保护特性，而短路则需要瞬时保护特性；三是参数不同，过载要求熔化系数小，发热时间常数大，而短路则要求较大的限流系数，较小的发热时间常数，较高的分断能力。,138,（3）熔体的额定电流：,熔体的

47、额定电流还与负载的大小和性质有关：,1）用于保护照明或电热设备等没有冲击电流负载：式中，IN电路的工作电流,139,2）单台长期工作的电动机：IFU（1.52.5）IN 式中，IN电动机的额定电流,3）单台频繁起动的电动机：IFU（33.5）IN 式中，IN电动机的额定电流,140,4）多台电动机：IFU（1.52.5）INmax+式中，INmax其中容量最大的一台电动机的额定电流；其余各台电动机额定电流之和。,5）电容器负载：熔体电流IFU应大于电容器额定电流的1.6倍。,141,（4）熔断器的额定分断能力：指在规定的额定电压和功率因数（时间常数）的条件下，能分断的最大电流值。它必须大于电路

48、中可能出现的最大故障电流。（5）熔断器的类型：根据线路要求、使用场合、安装条件和各类熔断器的使用范围来选择。,142,（6）熔断器的选择性保护：为了把故障产生的影响限制在最小范围内，即要求电路中某一支路发生短路或过载故障时，只有距离故障点最近的熔断器动作，而主回路的熔断器或断路器不动作。为防止越级熔断，上一级（如供电干线路）熔断器的熔体电流应比下一级（如供电支线路）的大12级。,143,熔断器的类型,瓷插式熔断器：分断能力较小，主要用于低压分支电路的电路保护，如民用和工业照明电路。螺旋式熔断器：熔管内装有石英沙用于灭弧，具有较高的分断能力，并带有指示器。当熔体熔断时指示器自动弹出，多用于机床配

49、线电路中。,144,封闭管式熔断器：无填料的熔断器主要用在低压电力网络成套配电设备中作短路保护和连续过载保护，其特点是熔体熔断后，可自行拆开重新装入新的熔体；有填料的熔断器具有较大的分断能力，用于较大短路电流的电力输配电系统中，还可用于熔断器式隔离器和熔断器式开关等开关电器中。,无填料密封式熔断器,有填料密封式熔断器,145,自复熔断器,是一种采用气体、超导材料或液态金属钠等作熔体的一种限流元件。自复式熔断器有限流型和复合型两种 限流型本身不能分断电路，而是与断路器串联使用限制短路电流，从而提高断路器的分断能力。限流型自复熔断器原理液态金属钠在常温下具有高电导率，当电路发生短路故障时，短路电流

50、产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能。熔体所在电路恢复，又为重新动作做好准备。其优点是不必更换熔体，能重复使用。复合型具有限流和分断电路两种功能，一般采用超导材料作限流元件，配以电磁线圈来切断电路。,146,限流型自复式熔断器,147,快速熔断器：其熔体由纯银材料制成，熔体通过3.5倍额定电流时，动作时间不超过0.06s。它具有分断能力强、分断时间短及动作稳定等特点，快速熔断器的熔体不能用普通熔体代替，快速熔断器主要用于保护硅整流元件和晶闸管半导体元件。,快速熔断器,148,高分断能力熔断器：其分断能力达20kA，