常用低壓電器馮曉劉仲怒

會(huì)計(jì)學(xué)1常用低壓電器馮曉劉仲怒2、按動(dòng)作方式分類

自動(dòng)電器：按信號(hào)或某物理量的變化而自動(dòng)動(dòng)作的電器。如接觸器、繼電器等。

非自動(dòng)電器：通過人力操作而動(dòng)作的電器。如開關(guān)、按鈕等。3、按動(dòng)作原理分類

電磁式電器：根據(jù)電磁鐵的原理來工作的。

非電量電器：依靠外力或非電量的變化而動(dòng)作的電器。第1頁/共40頁4、按作用分類

執(zhí)行電器：用來完成某種動(dòng)作或傳遞功率，如電磁鐵、電磁離合器。

控制電器：用來控制電路的通斷，如開關(guān)、繼電器等。

主令電器：用來控制其他自動(dòng)電器的動(dòng)作，以發(fā)出控制“指令”，如按鈕、行程開關(guān)等。

保護(hù)電器：用來保護(hù)電源、電路及用電設(shè)備，使之不致于短路或過載運(yùn)行，免遭損壞。第2頁/共40頁

主要由感應(yīng)機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)組成。

感應(yīng)機(jī)構(gòu)：接收外部加入的電信號(hào)，可以是電壓、電流、功率或頻率信號(hào)。二、電器的基本結(jié)構(gòu)

中間機(jī)構(gòu)：將輸入信號(hào)進(jìn)行變換、放大或其他處理后，傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：接收中間機(jī)構(gòu)傳遞來的信號(hào)而動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的變換、控制和保護(hù)等。第3頁/共40頁

一對(duì)矛盾：開與關(guān)----工作可靠性。三、對(duì)低壓電器的主要要求

兩項(xiàng)要求：機(jī)械壽命和電壽命。

三個(gè)環(huán)節(jié)：感應(yīng)、中間和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

四種狀態(tài)：閉合狀態(tài)、開斷過程、斷開狀態(tài)、關(guān)合過程。第4頁/共40頁

安全原則：基本要求、可靠運(yùn)行的前提。手控器件必須絕緣、金屬外殼有接地標(biāo)志。四、低壓電器的選用原則

經(jīng)濟(jì)原則：器件本身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用器件而產(chǎn)生的價(jià)值。

選用原則：明確控制對(duì)象的類別和使用環(huán)境；明確控制對(duì)象的技術(shù)數(shù)據(jù)；了解電器的正常工作條件；了解電器的主要技術(shù)性能。第5頁/共40頁

（一）執(zhí)行機(jī)構(gòu)五、低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)由接觸系統(tǒng)和滅弧裝置組成，感應(yīng)機(jī)構(gòu)與中間機(jī)構(gòu)大多由電磁機(jī)構(gòu)組成。

1、接觸系統(tǒng)：可分合接觸聯(lián)結(jié)，有動(dòng)觸頭和靜觸頭之分。觸頭可分為點(diǎn)、線和面三種接觸形式。

點(diǎn)接觸常用于允許小電流場合，如輔助觸頭或繼電器電路；線和面接觸用于大電流場合，如刀開關(guān)、接觸器的主觸頭。第6頁/共40頁

2、接觸系統(tǒng)的靜態(tài)特性與參數(shù)(橋式觸頭)

斷開狀態(tài)：動(dòng)、靜觸頭間距S1足夠大，不會(huì)擊穿或電弧自燃。

觸頭每工作一次，將經(jīng)歷四個(gè)工作狀態(tài)：

開斷過程：動(dòng)觸頭有一定的開斷速度，快速可靠分?jǐn)嘭?fù)載。

關(guān)合過程：動(dòng)觸頭有一定的關(guān)合速度v1，不發(fā)生碰撞彈跳現(xiàn)象。

閉合狀態(tài)：觸頭穩(wěn)定可靠接通負(fù)載。第7頁/共40頁

2、接觸系統(tǒng)的靜態(tài)特性與參數(shù)(橋式觸頭)

觸頭間隙S1：動(dòng)、靜觸頭的最短距離。

工作過程中，觸頭具有下列四個(gè)主要參數(shù)：

觸頭超行程Δ：從動(dòng)、靜觸頭剛接觸到銜鐵完全吸合為止，觸頭彈簧被壓縮的長度。

觸頭的初壓力Fc1：動(dòng)、靜觸頭剛接觸時(shí)，兩觸頭間的互壓力。

觸頭的終壓力Fc2

：在完全閉合位置時(shí)，動(dòng)、靜觸頭間的互壓力。第8頁/共40頁

3、電弧的產(chǎn)生過程

當(dāng)載流觸頭間剛出現(xiàn)斷口時(shí)，因間距極小，電場強(qiáng)度大，金屬內(nèi)部的自由電子逸出，同時(shí)不斷撞擊中性氣體分子，導(dǎo)致觸頭間隙中產(chǎn)生大量的帶電粒子，從而使氣體導(dǎo)電形成炙熱的電子流，即電弧。

電弧產(chǎn)生高溫并發(fā)出強(qiáng)光，常常造成觸頭的燒毀、熔斷等故障，因此應(yīng)采取措施，使之熄滅。第9頁/共40頁

4、常用滅弧措施

電動(dòng)力滅?。憾嗖捎秒p斷口觸頭系統(tǒng)，即在一個(gè)回路中有兩個(gè)產(chǎn)生和斷開電弧的間隙。

磁吹滅弧裝置：設(shè)有與觸頭串聯(lián)的線圈，電弧在吹弧線圈作用下受力拉長，從觸頭間吹離，加速冷卻而熄滅。

弧罩與縱縫滅弧裝置：為限制弧區(qū)擴(kuò)展并加速冷卻以削弱熱電離，常用耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制造滅弧室。第10頁/共40頁

柵片滅弧裝置：絕緣柵片通過拉長電弧且在緊密接觸過程中迅速冷卻；金屬柵片多為鋼質(zhì)，它將電弧截割成多段短弧，增大近陰極區(qū)電壓降，使之具有電弧吸引和冷卻作用。

噴流熄弧法：采用新材料設(shè)置滅弧罩，在電弧高溫環(huán)境下產(chǎn)生氣體和壓力噴流。而帶有出氣口的半封閉滅弧小室，使產(chǎn)生的氣體返回出氣口，使室內(nèi)形成壓差驅(qū)動(dòng)電弧，噴流熄弧。(多與柵片滅弧裝置組合使用)第11頁/共40頁

（二）電磁機(jī)構(gòu)

電磁機(jī)構(gòu)由線圈、鐵心和銜鐵組成。當(dāng)線圈通以電流后，鐵心和銜鐵的端面上出現(xiàn)不同極性的磁極，彼此吸引，使銜鐵向鐵心運(yùn)動(dòng)，由聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。

鐵心和銜鐵的結(jié)構(gòu)形式：山字形(E形包括U形)、螺管式和拍合式。

勵(lì)磁線圈是電磁機(jī)構(gòu)的心臟，是產(chǎn)生磁通的源泉。有串聯(lián)(電流線圈)和并聯(lián)(電壓線圈)之分，電流線圈串接于主電路中，電壓線圈并接在電源上。第12頁/共40頁第二節(jié)常用低壓電器簡介控制電器手動(dòng)電器自動(dòng)電器刀開關(guān)組合開關(guān)按鈕……接觸器繼電器行程開關(guān)……由操作人員手動(dòng)操縱按照指令、信號(hào)、或某個(gè)物理量的變化而自動(dòng)動(dòng)作第13頁/共40頁一、刀閘開關(guān)控制對(duì)象：380V，5.5kW以下小電機(jī)

考慮到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀閘的額定電流值一般選擇：（3~5）異步電機(jī)額定電流電路符號(hào)Q第14頁/共40頁二、按鈕常開(動(dòng)合)按鈕電路符號(hào)SB復(fù)合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。電路符號(hào)SB常閉(動(dòng)斷)按鈕電路符號(hào)SB作用：接通或斷開控制電路第15頁/共40頁三、交流接觸器作用：用來接通或斷開電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的主電路。構(gòu)成：主要由電磁鐵和觸點(diǎn)兩部分組成，觸點(diǎn)又可分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。第16頁/共40頁第17頁/共40頁線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機(jī)~380~~動(dòng)作過程線圈通電銜鐵被吸合觸點(diǎn)閉合接通電源第18頁/共40頁M3~動(dòng)作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源~220~380~~第19頁/共40頁接觸器線圈接觸器主觸點(diǎn)－用于主電路(流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸點(diǎn)－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器有關(guān)符號(hào)第20頁/共40頁四、中間繼電器

繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流，而繼電器的觸點(diǎn)只能通過小電流。中間繼電器速度繼電器時(shí)間繼電器（具有延時(shí)功能）熱繼電器（做過載保護(hù)）…...繼電器類型作用：繼電器用來傳遞信號(hào)或用于控制電路中。第21頁/共40頁發(fā)熱元件1.結(jié)構(gòu)：I常閉觸點(diǎn)雙金屬片2.工作原理：

發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長時(shí)間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開?？郯逦濉崂^電器功能：過載保護(hù)第22頁/共40頁3.熱繼電器的符號(hào)發(fā)熱元件常閉觸點(diǎn)FRFR串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中第23頁/共40頁六、熔斷器電路符號(hào)FU

額定電流的選擇：3.頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)2.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)（稍大）1.電燈支線的熔絲作用：用于短路保護(hù)第24頁/共40頁七、空氣式時(shí)間繼電器常開觸頭延時(shí)閉合常閉觸頭延時(shí)打開線圈銜鐵常閉觸頭常開觸頭線圈通電銜鐵吸合（向下）連桿動(dòng)作觸頭動(dòng)作動(dòng)作過程第25頁/共40頁八、自動(dòng)空氣斷路器（自動(dòng)開關(guān)）結(jié)構(gòu)：過流脫扣器欠壓脫扣器釋放彈簧主觸頭鉤子傳動(dòng)桿第26頁/共40頁作用：可實(shí)現(xiàn)短路、過載、失壓保護(hù)。工作原理：過流時(shí)，過流脫扣器將脫鉤頂開，釋放彈簧拉動(dòng)傳動(dòng)桿，將主觸頭的動(dòng)片分離，斷開電源；欠壓時(shí)，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，通過釋放彈簧帶動(dòng)傳動(dòng)桿，使主觸頭分離，從而斷開電源。技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓、殼架額定電流等級(jí)、極數(shù)、脫扣器類型及額定電流、短路分?jǐn)嗄芰?。?7頁/共40頁九、行程開關(guān)作用：用于電路的限位保護(hù)、行程控制、自動(dòng)切換等。結(jié)構(gòu)：與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。常開（動(dòng)合）觸頭電路符號(hào)ST常閉（動(dòng)斷）觸頭電路符號(hào)ST第28頁/共40頁

十、軟起動(dòng)器

軟起動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)晶閘管交流調(diào)壓器，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管交流調(diào)壓電路的輸出電壓，通過對(duì)輸出電壓的平滑升壓控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的平滑控制。當(dāng)晶閘管全導(dǎo)通時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于額定工作狀態(tài)。1、起動(dòng)器的起動(dòng)方式1）、斜坡升壓軟起動(dòng)調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通角，使之與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系增大，無電流閉環(huán)控制，存在沖擊電流。2）、斜坡恒流軟起動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流逐漸增加；當(dāng)達(dá)到設(shè)定值后電流恒定，直至起動(dòng)完畢。第29頁/共40頁3）、階躍起動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)開機(jī)時(shí)，起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值。改變起動(dòng)電流設(shè)定值，可以改變起動(dòng)速度。4）、脈沖沖擊起動(dòng)剛起動(dòng)時(shí)，以較大起動(dòng)電流工作一段時(shí)間后，再按原設(shè)定值線性上升，進(jìn)入恒流起動(dòng)。2、軟起動(dòng)方式的特點(diǎn)1）、無沖擊電流因?yàn)? ，逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。2）、恒流起動(dòng)引入電流閉環(huán)控制后，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中保持電流恒定，使電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。3）、根據(jù)負(fù)載情況及繼電保護(hù)特性選擇，可無級(jí)調(diào)整到最佳的起動(dòng)電流。第30頁/共40頁名稱圖形符號(hào)文字符號(hào)名稱圖形符號(hào)文字符號(hào)熔斷器FU刀開關(guān)Q、QS接觸器KM按鈕SB中間繼電器KA時(shí)間繼電器KT熱繼電器FR欠壓繼電器線圈U＜KV過流繼電器線圈I＞KI限位開關(guān)SQ第31頁/共40頁KM自鎖自鎖的作用KMSB2M3~ABCKMFUQSB1起動(dòng)按鈕停車按鈕鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態(tài)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。主電路控制電路第32頁/共40頁KMSB1KMSB2FRM3~ABCKMFUQSFR電流成回路，只要接兩相就可以了。異步機(jī)的直接起動(dòng)+過載保護(hù)發(fā)熱元件熱繼電器觸頭第33頁/共40頁第三節(jié)電子電器簡介

電子電器是部分或全部由電子器件和電子線路構(gòu)成的電器元件或裝置，是自動(dòng)化技術(shù)和電力電子、微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。與電磁式繼電器功能互補(bǔ)。一、數(shù)字式時(shí)間繼電器DHC6多制式時(shí)間繼電器采用單片機(jī)(最小系統(tǒng)為DHC80910)控制，LCD(液晶顯示器)顯示，9種工作方式，8種延時(shí)時(shí)段，延時(shí)范圍為0.01s～999.9h，具有鍵盤鎖定功能。第34頁/共40頁二、電子式電流型漏開關(guān)

電子式漏電開關(guān)由主開關(guān)、零序電流互感器、壓敏電阻、電子放大器、晶閘管和脫扣器組成。當(dāng)零序電流互感器檢測(cè)到漏電流后，經(jīng)電子放大器處理，驅(qū)動(dòng)晶閘管導(dǎo)通，從而使脫扣器動(dòng)作，切斷主電源。

三相電流的相量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。產(chǎn)生零序電流的兩個(gè)條件:

1、無論是縱向故障、還是橫向故障、還是正常時(shí)和異常時(shí)的不對(duì)稱，要有零序電壓的產(chǎn)生；

2、零序電流有通路。第35頁/共40頁三、光電繼電器

利用光電元件將光信號(hào)變換為電信號(hào)的器件，有暗通和亮通之分，廣泛應(yīng)用于計(jì)數(shù)、測(cè)量和控制等場合。

其工作原理為：無光照時(shí)，VT1斷開，VT2導(dǎo)通、VT3截止，KA不動(dòng)作；有光照時(shí)，VT1深飽和，VT2截止、VT3導(dǎo)通，KA動(dòng)作。JG—D型光電繼電器的組成：VD1、C整流濾波電路；VT1光敏晶體管；VT2、VT3雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；VD2續(xù)流二極管。第36頁/共40頁四、溫度繼電器

溫度繼電器的核心器件：熱電偶和熱敏電阻。

電路組成：RT熱敏電阻；VS穩(wěn)壓二極管；VT1、VT2雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

工作原理：當(dāng)溫度處于設(shè)定值以下時(shí)，RT呈現(xiàn)很大阻值，VT1截止、VT2導(dǎo)通，其集電極電位不足以使VS反向擊穿，VT3截止，KA不動(dòng)作；當(dāng)溫度處于設(shè)定值以上時(shí)，RT呈現(xiàn)阻值較小，V