電器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與裝配課件

1、電器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與裝配任務(wù)一、接觸器的結(jié)構(gòu)與裝配第1頁，共145頁。第2頁，共145頁。1、用途用于頻繁接通和分?jǐn)嘟涣?、直流主電路?、組成：觸頭(主觸頭輔助觸頭;常開常閉觸頭)；線圈一、接觸器的用途、工作原理和分類主觸頭輔助觸頭輔助觸頭主觸頭第3頁，共145頁。規(guī)定1、3、5是主觸頭，2、4是輔助觸頭下面5個(gè)是常開觸頭,這個(gè)型號(hào)不分主觸頭和輔助觸頭2個(gè)輔助常閉觸頭CJ10、第4頁，共145頁。第5頁，共145頁。3.原理線圈帶電后產(chǎn)生吸引力，帶動(dòng)其向右移動(dòng)常閉觸頭在線圈帶電后斷開常開觸頭在線圈帶電后閉合第6頁，共145頁。第7頁，共145頁。接觸器的符號(hào)及型號(hào)含義第8頁，共145頁。第9頁，共

2、145頁。例如：CJl22503為CJl2系列交流接觸器，額定電流250A，三個(gè)主觸點(diǎn)。CJl2T2503為CJl2系列改型后的交流接觸器，額定電流250A，三個(gè)主觸點(diǎn)。CZ010020為CZ0系列直流接觸器，額定電流100A，二個(gè)常開主觸點(diǎn)。第10頁，共145頁。4、分類：電磁式接觸器、壓縮空氣式、液壓驅(qū)動(dòng)式第11頁，共145頁。1、額定電壓：主觸頭的額定工作電壓。2、額定電流：主觸頭的額定工作電流。3、約定發(fā)熱電流：在規(guī)定條件下實(shí)驗(yàn)時(shí)，電器在8小時(shí)工作制下，各部件的溫升不超過極限值時(shí)所能承載的最大電流。4、動(dòng)作值：接觸器的吸合電壓和釋放電壓。5、接通與分?jǐn)嗄芰Γ航佑|器的主觸頭在規(guī)定條件下，

3、能可靠地接通或分?jǐn)嗟碾娏髦?。二、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)第12頁，共145頁。表8-2接觸器主觸頭使用類別第13頁，共145頁。表8-3 接觸器的接通與分?jǐn)嗄芰Φ?4頁，共145頁。6、耐受過載電流能力7、機(jī)械壽命與電壽命： 機(jī)械壽命不帶負(fù)荷工作的結(jié)構(gòu)壽命。 電壽命帶負(fù)荷投切的壽命。 機(jī)械壽命遠(yuǎn)大于電壽命。 8、操作頻率：每小時(shí)允許的操作次數(shù)。9、額定工作制：長期工作制、八小時(shí)工作制、短時(shí)工作制、反復(fù)短時(shí)工作制。10、和短路保護(hù)電器的配合：與斷路器和熔斷器的配合，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。第15頁，共145頁。第16頁，共145頁。表8-2接觸器主觸頭使用類別第17頁，共145頁。表8-3 接觸器的接通與分?jǐn)?/p>

4、能力第18頁，共145頁。1.結(jié)構(gòu)型式三、電磁鐵的結(jié)構(gòu)和工作原理第19頁，共145頁。第20頁，共145頁。第21頁，共145頁。交流電磁鐵的吸力第22頁，共145頁。第23頁，共145頁。第24頁，共145頁。第25頁，共145頁。第26頁，共145頁。2、原理1.銜鐵吸合過程： 線圈通電，導(dǎo)磁體被磁化，產(chǎn)生吸力，吸力大于彈簧的反作用力后，銜鐵被吸引到靜鐵心。2.銜鐵釋放過程：線圈斷電，吸力小于彈簧的反作用力時(shí)，銜鐵返回打開位置。第27頁，共145頁。3.電磁鐵的分類直動(dòng)式、轉(zhuǎn)動(dòng)式按照銜鐵運(yùn)動(dòng)方式分：按照導(dǎo)磁體形狀分：直流：鐵心是整塊的低碳鋼或工程鐵制造；交流：鐵心是薄硅鋼片疊成。U行、E形

5、和螺管形按照線圈電流種類分：第28頁，共145頁。第29頁，共145頁。第30頁，共145頁。電壓一定，匝數(shù)多，線經(jīng)細(xì)，線圈電阻與電感大。并聯(lián)線圈：串聯(lián)線圈：電流一定，匝數(shù)少，線經(jīng)粗，線圈電阻與電感小。按照線圈連接方式分：CJ10DZ47斷路器第31頁，共145頁。四.電磁式接觸器的典型結(jié)構(gòu)1.CJ20系列交流接觸器第32頁，共145頁。1）結(jié)構(gòu)第33頁，共145頁。第34頁，共145頁。（1）雙斷點(diǎn)直動(dòng)式，結(jié)構(gòu)簡單；（2）易于熄弧；（3）不能選擇合適的杠桿比；（4）沒有自動(dòng)凈化的作用；（5）價(jià)格高改進(jìn)措施：（1）降低了吸合電壓；（2）提高線圈的整體機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性；（3）減少剩磁；（4）輔助

6、觸頭采用密封結(jié)構(gòu)；（5）采用大開距和大超程，提高分?jǐn)嗄芰Α?）CJ20系列接觸器的特點(diǎn)：第35頁，共145頁。第36頁，共145頁。第37頁，共145頁。2.CZ0系列直流接觸器1）、用途用于控制直流負(fù)載和直流電動(dòng)機(jī)2）、主要參數(shù)額定電壓直流440V，額定電流40600A，機(jī)械壽命幾百萬次，電壽命幾十萬次。第38頁，共145頁。第39頁，共145頁。3）、結(jié)構(gòu)第40頁，共145頁。第41頁，共145頁。（1）單斷點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)拍合式；（2）直流電弧不易于熄弧，通常采用磁吹滅弧、雙縱縫或橫隔板陶土滅??；（3）可以選擇合適的杠桿實(shí)現(xiàn)吸力與反力的配合。一般杠桿比取小于等于1；（4）觸頭有自清潔的作用；改進(jìn)措

7、施（引進(jìn)B系列）：（1）改變斷點(diǎn)布置形式，便于維護(hù)；（2）加入緩沖裝置，提高機(jī)械強(qiáng)度減緩碰創(chuàng)；（3）觸頭采用橋式（直橋、彎片、船型）雙斷點(diǎn)；第42頁，共145頁。五、接觸器的結(jié)構(gòu)分析1.接觸器的觸頭雙斷點(diǎn)：單斷點(diǎn)：2.接觸器的滅弧裝置1）、絕緣材料滅弧罩2）、多縱縫滅弧室3）、柵片滅弧室4）、串聯(lián)磁吹和絕緣材料滅弧室5）、真空滅弧室第43頁，共145頁。第44頁，共145頁。第45頁，共145頁。第46頁，共145頁。3.接觸器的電磁鐵結(jié)構(gòu)對(duì)接觸器壽命的影響（1）吸力特性與反力特性的配合；（2）添加緩沖零件；（3）分磁環(huán)是影響機(jī)械壽命的重要因素；（4）對(duì)鐵心極面進(jìn)行硬化處理，提高耐磨性；（5）

8、合理選擇軸承，減少摩擦；（6）交流接觸器采用直流電磁鐵第47頁，共145頁。4.引進(jìn)產(chǎn)品性能對(duì)比第48頁，共145頁。六、選用：1）選擇接觸器的類型 交流接觸器按負(fù)荷種類一般分為一類、二類、三類和四類，分別記為AC1 、AC2 、AC3和AC4 。 AC8。一類交流接觸器對(duì)應(yīng)的控制對(duì)象是無感或微感負(fù)荷，如白熾燈、電阻爐等；二類交流接觸器用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止；三類交流接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行中分?jǐn)?；四類交流接觸器用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)。第49頁，共145頁。第50頁，共145頁。AC5a：放電燈的通斷 AC5b：白熾燈的通斷 AC6a：變

9、壓器的通斷 AC6b：電容器組的通斷 AC7a：家用電器和類似用途的低感負(fù)載 AC7b：家用的電動(dòng)機(jī)負(fù)載 AC8a：具有手動(dòng)復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī) AC8b：具有自動(dòng)復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī) 第51頁，共145頁。額定電流計(jì)算公式：無論是任何工作狀況的交流接觸器，其額定電流的選擇可采用經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算。實(shí)用電工計(jì)算手冊指出：“實(shí)際選擇時(shí)，接觸器主觸頭額定電流大于上述計(jì)算值”究竟應(yīng)大多少合適呢？應(yīng)視電動(dòng)機(jī)是輕載起動(dòng)還是重載起動(dòng)，有無變速、正反轉(zhuǎn)變換、反接制動(dòng)或操作頻繁與否等因素來判定。 2）選擇接觸器的參數(shù) 第52頁，共145頁。例如：UN=380V， PN =

10、4KW的三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車床，按上式求得計(jì)算值為7.5A10.5A選擇接觸器型號(hào)還是選用CJ10-20型（額定電流INC=20A）為好。如果選用INC=10A的接觸器，并非當(dāng)時(shí)不能使用。但經(jīng)驗(yàn)證明，看似節(jié)約了成本，但是由于使用壽命大大縮短，造成維修費(fèi)用增加和停機(jī)生產(chǎn)損失，甚至導(dǎo)致電機(jī)單相故障運(yùn)行或啟動(dòng)，使電機(jī)燒損的機(jī)遇增加。反而得不償失。對(duì)機(jī)加工的車工工人實(shí)行計(jì)件工資，工人為了加快加工進(jìn)度，異常頻繁地采用全電壓反接制動(dòng)停機(jī)。為確保接觸器有較長的使用壽命，盡可能減少其他方面的損失，唯一能做的就是再提高一個(gè)等級(jí)來選擇接觸器的規(guī)格。 第53頁，共145頁。（1）控制電熱設(shè)備用交流接觸器的選用 這類設(shè)備

11、有電阻爐、調(diào)溫加熱器等， 此類負(fù)載的電流波動(dòng)范圍很小，按使用類別分屬于AC1，接觸器控制此類負(fù)載是很輕松的，而且操作也不頻繁。 因此，選用接觸器時(shí)，只要按接觸器的約定發(fā)熱電流Ith等于或大于電熱設(shè)備的工作電流的1.2倍。 第54頁，共145頁。例：試選用一接觸器來控制380V、15KW三相Y形接法的電阻爐。 解：先算出各相額定工作電流Ie。Ie=Pe/3Ue=15000/3380=22.7（A） Ith1.2Ie=1.222.7=27.2A 因而可選用約定發(fā)熱電流Ith27.2A的任何型號(hào)接觸器。如：CJ2025、CJX218、CJX122、CJX522等型號(hào)。 第55頁，共145頁。（2）控

12、制照明設(shè)備用接觸器的選用照明設(shè)備的類型很多，不同類型的照明設(shè)備，起動(dòng)電流和起動(dòng)時(shí)間也不一樣。此類負(fù)載為使用類別AC-5a或AC-5b。如起動(dòng)時(shí)間很短，可選擇其約定發(fā)熱電流Ith等于照明設(shè)備工作電流Ie的1.1倍即可；起動(dòng)時(shí)間稍長以及功率因數(shù)較低的，可選擇其約定發(fā)熱比照明設(shè)備的工作電流更大一些（1.4）。參考下表第56頁，共145頁。（3）控制電焊變壓器用接觸器的選用 電焊變壓器因二次側(cè)的電極短路而出現(xiàn)陡削的大電流，在一次側(cè)出現(xiàn)較大的電流，所以，必需按變壓器的額定功率、額定工作電流、電極短路時(shí)一次側(cè)的短路電流及焊接頻率來選用接觸器。此類負(fù)載使用類別屬AC一6a類。一般取2Ie第57頁，共145頁

13、。（4）籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)AC3使用類別用接觸器的選用 電動(dòng)機(jī)有籠型和繞線型電動(dòng)機(jī)，其使用類別分別為AC2，AC3和AC4，因此，對(duì)不同型式和使用類別的電動(dòng)機(jī)用選用不同結(jié)構(gòu)的接觸器。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于起動(dòng)和停車時(shí)，其接通電流為5Ie 選用的方法有查表法和查選用曲線法，在產(chǎn)品樣本中直接列出在不同額定工作電壓下的額定工作電流和可控制電動(dòng)機(jī)的功率，以免除用戶的換算，這時(shí)可以按電動(dòng)機(jī)功率或額定工作電流，用查表法選用接觸器。 第58頁，共145頁。第59頁，共145頁。查電壽命選用曲線來選用接觸器的方法。CFC2系列交流接觸器電壽命選用曲線，圖中橫坐標(biāo)中下面有三條橫線，分別代表220V、380V、440V時(shí)電動(dòng)機(jī)

14、在AC-3條件下的功率。例：380V、7.5kW的電動(dòng)機(jī)或220V、4kW的電動(dòng)機(jī)這時(shí)對(duì)應(yīng)的電流約為15A，可選用額定工作電流為16A的接觸器。沿圖上380V、7.5kW處的垂直虛線與第三條折線（對(duì)應(yīng)于CFC2-16）的交點(diǎn)，然后沿水平方向?qū)?yīng)的縱坐標(biāo)交點(diǎn)，即為所選用的接觸器的電壽命為2106次。如果選用額定工作電流為25A的接觸器，則可查出此時(shí)電壽命約為3.5106次。這說明選用大容量接觸器可提高電壽命。第60頁，共145頁。（5）繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)AC2使用類別用接觸器的選用 此類負(fù)載下接觸器的接通電流與分?jǐn)嚯娏骶鶠?.5Ie。即AC2使用類別，一般選用轉(zhuǎn)動(dòng)式交流接觸器較合適。因?yàn)槠潆妷勖?/p>

15、直動(dòng)式的高，而且便于維修。選用時(shí)可按電動(dòng)機(jī)額定電流查表即可第61頁，共145頁。（6）籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)AC4使用類別用接觸器的選用 當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于點(diǎn)動(dòng)或需反向運(yùn)轉(zhuǎn)、反接制動(dòng)時(shí)，負(fù)載與AC3不同，其接通電流為6Ie。例如：CJX19型交流接觸器在380V、AC4條件下其額定工作電流為3.3A。電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率=3UeIeCOS 將上述接觸器AC4條件下的額定電流值3.3A代入上式，假定電機(jī)的COS0.85，0.9，則33803.30.850.9=1.66KW 即CJX19交流接觸器在380V、AC4使用類別下可控制的三相籠型電動(dòng)機(jī)約在1.66KW以下。 第62頁，共145頁。（7）電容器用接觸器

16、的選用 因接觸器接通電容器組時(shí)會(huì)出現(xiàn)很大的合閘涌流，觸頭閉合過程中燒損嚴(yán)重，因此一般都要求接觸器降容使用。 一般的，接觸器的額定電流可按電容器的額定電流的1.5倍選取， CJ19系列切換電容器接觸器專為切換電容器而設(shè)計(jì)，并采用了串聯(lián)電阻抑制涌流的措施。 第63頁，共145頁。CJ19系列接觸器配用電容器第64頁，共145頁。CJ20系列接觸器配用的電容器來第65頁，共145頁。（8）對(duì)重任務(wù)型電機(jī)，如機(jī)床主電機(jī)、升降設(shè)備、絞盤、破碎機(jī)等，其平均操作頻率超過100次min，運(yùn)行于起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反向制動(dòng)、反接制動(dòng)等狀態(tài)，可選用CJl0Z、CJl2型的接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容使用。選用

17、時(shí)，接觸器額定電流大一等級(jí)選用。 （9）對(duì)特重任務(wù)電機(jī)，如印刷機(jī)、鏜床等，操作頻率很高，可達(dá)60012000次h，經(jīng)常運(yùn)行于起動(dòng)、反接制動(dòng)、反向等狀態(tài)，接觸器大致可按電壽命及起動(dòng)電流選用，接觸器型號(hào)選CJl0Z、CJl2等。第66頁，共145頁。（10）選擇接觸器線圈電壓 接觸器的線圈電壓，一般應(yīng)低一些為好，這樣對(duì)接觸器的絕緣要求可以降低，使用時(shí)也較安全。但為了方便和減少設(shè)備，常按實(shí)際電網(wǎng)電壓選取。第67頁，共145頁。七.磁路基本定律 磁路：磁通所經(jīng)過的閉合回路。 主磁通：集中在導(dǎo)磁體和氣隙中的磁通。 漏磁通：不通過氣隙，通過線圈周圍空間和部分導(dǎo)磁體形成回路。第68頁，共145頁。第69頁，

18、共145頁。 磁感應(yīng)強(qiáng)度B：表示磁場強(qiáng)弱的物理量。 方向?yàn)榇帕€的切線方向。大小和方向相同的磁場稱為勻強(qiáng)磁場。 (1)基本概念第70頁，共145頁。(2)磁路歐姆定律第71頁，共145頁。(3)磁路的基爾霍夫第一定律第72頁，共145頁。(4)磁路的基爾霍夫第二定律第73頁，共145頁。1）磁路主體磁導(dǎo)體的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，磁路是非線性的。磁路的特點(diǎn)：OHACBS第74頁，共145頁。2）電路中導(dǎo)體與電介質(zhì)的電導(dǎo)率相差20-21個(gè)數(shù)量級(jí)，所以在非高電壓高頻率條件下，忽略泄漏電流對(duì)工程計(jì)算影響很小。而磁導(dǎo)體與磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率相差3-5個(gè)數(shù)量級(jí)，所以泄漏磁通會(huì)產(chǎn)生不能容許的誤差。3）電可以用絕緣體來隔

19、離，但是磁場沒有什么物質(zhì)可以完全隔離。磁場無處不在。第75頁，共145頁。(5)等效磁路計(jì)算第76頁，共145頁。設(shè)計(jì)電磁機(jī)構(gòu)，已知磁通，確定電磁機(jī)構(gòu)的幾何尺寸和電磁參數(shù)。驗(yàn)算任務(wù)剛好相反，是已知電磁機(jī)構(gòu)幾何尺寸和電磁參數(shù)，確定磁動(dòng)勢能夠產(chǎn)生的磁通。設(shè)計(jì)和驗(yàn)算磁路計(jì)算的任務(wù)：第77頁，共145頁。八.氣隙磁導(dǎo)計(jì)算*數(shù)學(xué)解析法:簡便，氣隙大的時(shí)候誤差大*分割磁場法:氣隙大時(shí)比較準(zhǔn)確； 圖解法：比較費(fèi)時(shí)，只用于磁極形狀復(fù)雜的時(shí) 經(jīng)驗(yàn)公式法：通過試驗(yàn)歸納出來。氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算方法：第78頁，共145頁。相互平行的矩形磁極(1)數(shù)學(xué)解析法計(jì)算氣隙磁導(dǎo)第79頁，共145頁。第80頁，共145頁。相互平行的

20、圓磁極第81頁，共145頁。第82頁，共145頁。第83頁，共145頁。第84頁，共145頁。第85頁，共145頁。第86頁，共145頁。第87頁，共145頁。(2)分割磁場法計(jì)算氣隙磁導(dǎo)主要應(yīng)用于氣隙較大，邊緣磁通不能忽略的情況。磁場分割法也稱為可能路徑法,它以誤差較小而被工程計(jì)算普遍使用.基本思路：把包括邊緣磁通在內(nèi)的全部氣隙磁通，按照可能的路徑分割成若干個(gè)具體簡單的幾何形狀的磁通管，先分別計(jì)算每個(gè)磁通管的磁導(dǎo)，再將并聯(lián)的磁通管的磁導(dǎo)相加，得到所求的氣隙磁導(dǎo)。磁通管:在磁場存在的空間任取一個(gè)面積S,并通過其周界上各點(diǎn)作出與磁感應(yīng)強(qiáng)度B一致的線,從而圍成一個(gè)假想的的管子.管壁與B平行.第88

21、頁，共145頁。第89頁，共145頁。例：一個(gè)無限大平面和一個(gè)邊長是a的正方體，可以分割成一個(gè)正方體1，四個(gè)1/4圓柱體2，四個(gè)1/4空心圓柱體3，四個(gè)1/8球體4和四個(gè)1/8空心球體5等磁通管。第90頁，共145頁。第91頁，共145頁。第92頁，共145頁。第93頁，共145頁。第94頁，共145頁。第95頁，共145頁。第96頁，共145頁。第97頁，共145頁。第98頁，共145頁。第99頁，共145頁。第100頁，共145頁。第101頁，共145頁。第102頁，共145頁。第103頁，共145頁。第104頁，共145頁。第105頁，共145頁。九.直流磁路的計(jì)算要解決的問題：電器中的

22、磁路是什么形式的？電器中的磁路怎樣計(jì)算？第106頁，共145頁。第107頁，共145頁。第108頁，共145頁。第109頁，共145頁。 直流磁路的特點(diǎn)：1、鐵心可以由整塊鋼鐵材料制成；2、磁通與磁通勢之間沒有相位差；3、直流電磁鐵也稱為恒磁通電磁鐵第110頁，共145頁。直流磁路計(jì)算的任務(wù): 分析方法:分段法（計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確，適合于計(jì)算機(jī)計(jì)算）漏磁系數(shù)法（用于比較簡單的磁路的近似計(jì)算）在已知電磁鐵結(jié)構(gòu)尺寸和工作氣隙時(shí)第111頁，共145頁。（1）分段法:材料不同;面積不同;考慮漏磁分段第112頁，共145頁。分段法計(jì)算磁路,分段越多,計(jì)算結(jié)果越準(zhǔn)確;適合建立模型后用計(jì)算機(jī)求解.第113頁，

23、共145頁。計(jì)算步驟:第114頁，共145頁。直流電磁鐵，磁路尺寸單位為cm，鐵心由D21硅鋼片疊成，疊裝因數(shù)KFe=0.92;銜鐵材料為鑄鋼，要使電磁鐵中磁通為3*10-3Wb,忽略漏磁通求：1）磁通勢； 2）若線圈匝數(shù)N=1000，求線圈勵(lì)磁電流。例:第115頁，共145頁。1、磁路長度是指平均長度2、轉(zhuǎn)彎的長度需要計(jì)算在內(nèi)3、鐵心的寬是6.5.厚是5第116頁，共145頁。1）將磁路按照材料和面積分成鐵心、氣隙、銜鐵三個(gè)磁路部分。2）每段磁路長度、有效面積為：鐵心段：l1=(30-6.5)+2(30-3.25)=77cm S1=6.5*5*0.92=30cm 銜鐵段：l2=(30-6.5

24、)+4*2=31.5cm S2=8*5=40cm氣隙段： 0=0.1*2=0.2cm S0=ab+(a+b) 0=5*6.5+(5+6.5)*0.1=33.65cm氣隙邊緣磁場的修正第117頁，共145頁。3、各段磁路磁感應(yīng)強(qiáng)度第118頁，共145頁。4、各段磁場強(qiáng)度查B-H表得：空氣的磁導(dǎo)率是常數(shù)第119頁，共145頁。BT00.010.020.030.040.050.83403483563643723800.942543544545546547515365495625755886021.16756917087267457651.28809069339619901020D21硅鋼片第120頁，共145頁。鑄鋼BT00.010.020.030.040.050.060.43203283363443523603680.5400408415426434443