電氣控制系統(tǒng)常用器.ppt

1、2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,1,第1章 電氣控制系統(tǒng)常用器件,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,2,主要內(nèi)容,電器的基本知識 接觸器 繼電器 開關電器 熔斷器 主令電器 信號電器 常用執(zhí)行器件 常用檢測儀表 常用安裝附件,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,3,電器的定義和分類 定義 電器就是根據(jù)外界施加的信號和要求，能手動或自動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調(diào)節(jié)的電工器械。 低壓電器通常指工作在交流電壓1200v、直流電壓1500v以下的電器。 采用電磁原理完成上述功能的低壓電器稱為電磁式低壓電器。

2、 如接觸器、各類電磁式繼電器等。 非電量控制電器是靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器，如行程開關、速度繼電器等。,1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,4,1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,5,1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,6,1.1 電器的基礎知識,低壓電器的其它分類 1、按用途和控制對象分：配電電器和控制電器。 （1）用于低壓電力網(wǎng)的配電電器。包括刀開關、空氣斷路器和隔離開關等。對配電電器的主要技術要求是斷流能力強，限流效果好，在系統(tǒng)發(fā)生故障時保護動作準確，工作可靠，有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)

3、定性。 （2）用于電力拖動及自動控制系統(tǒng)的控制電器。包括：接觸器、啟動器和各種繼電器等。對控制電器的主要技術要求是操作頻率高，壽命長，有相應的轉換能力。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,7,1.1 電器的基礎知識,2、按操作方式分：自動電器和手動電器。 （1）自動電器：通過電磁（或壓縮空氣）做功來完成接通、分斷、啟動、反向和停止等動作的電器稱為自動電器。常用的自動電器有接觸器、繼電器等。 （2）手動電器：通過人力做功來完成接通、分斷、啟動、反向和停止等動作的電器稱為手動電器。常用的手動電器有刀開關、轉換開關和主令電器（按鈕、行程開關、主令開關）等。 （還有低壓保護電器：熔斷器、熱/電

4、壓/電流繼電器； 低壓執(zhí)行電器：電磁鐵、電磁離合器） 3、按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器。 （1）電磁式電器：是依據(jù)電磁感應原理來工作的電器，如接觸器、各類電磁式繼電器等。 （2）非電量控制電器：是靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器，如行程開關、速度繼電器等。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,8,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁式低壓電器 最常用的低壓電器 結構上，由三個主要部分組成： 觸頭(執(zhí)行部分)、滅弧裝置和電磁機構（檢測部分）。,1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,9,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 觸頭 形式,1.1

5、 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,10,1.1 電器的基礎知識, 觸頭是電器的執(zhí)行部分，起接通和分斷電路的作用。觸頭通常用銅制成。由于銅制成的觸頭表面易產(chǎn)生氧化膜，使觸頭的接觸電阻增大，從而使觸頭的損耗也增大，因此，有些采用銀制材料，以減小接觸電阻。觸頭的接觸形式主要有點、線和面接觸三種形式，點接觸電流小、線接觸次之、面接觸電流最大。 常用的繼電器和接觸器中，觸頭多采用單斷點指形觸頭和雙斷點橋式觸頭 （1）橋式觸頭：用于大容量電器中，觸頭開距小，結構緊湊，沖擊小、通過電流大。 （2）指形觸頭：有利于去掉氧化膜。（detail see p6）,2020/8/24,中國礦

6、業(yè)大學信電學院,11,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 觸頭電弧產(chǎn)生的危害 在大氣中分斷電路時，由于電場的存在，觸頭表面的大量電子溢出在高熱和強電場作用下會產(chǎn)生電弧。電弧一經(jīng)產(chǎn)生，就會產(chǎn)生大量熱能。電弧的存在既燒蝕了觸頭的金屬表面，降低了電器的使用壽命，又延長了電路的分斷時間，所以必須迅速把電弧熄滅。 滅?。?把電弧拉長，把電弧變短，冷卻滅弧。為使電弧熄滅，可采用將電弧拉長、使弧柱冷卻、把電弧分成若干短弧等方法。滅弧裝置就是基于這些原理來設計的。 電動力滅弧 根據(jù)左手定則，電弧電流要受到一個指向外側的電動力F的作用，使電弧向外運動并拉長，同時也使電弧溫度降低，有助于熄滅電弧。（stop1）,

7、1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,12,圖1-5 雙斷點觸頭的電動力滅弧,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,13,1.1 電器的基礎知識,這種滅弧方法簡單，無需專門的滅弧裝置，一般用于接觸器等交流小容量電器。 2、磁吹滅弧 磁吹滅弧的原理如圖1-6所示。在觸頭電路中串入一個磁吹線圈，該線圈產(chǎn)生的磁通經(jīng)過導磁夾板引向觸頭周圍。在弧柱下方，兩個磁通是相加的，而在弧柱上方是彼此相減的，因此，在下強上弱的磁場作用下，電弧被拉長并吹入滅弧罩中。引弧角與靜觸頭相連接，其作用是引導電弧向上運動，將熱量傳遞給罩壁，使電弧冷卻熄滅。 這種滅弧裝置是利用電弧電流本身滅弧的，

8、因而電弧電流越大，吹弧能力也越強。它廣泛應用于直流接觸器中。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,14,圖1-6磁吹滅弧示意圖,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,15,1.1 電器的基礎知識,3、金屬柵片滅弧 圖1-7所示為金屬柵片滅弧裝置示意圖。滅弧柵是由多片鍍銅薄鋼片（稱為柵片）組成的，它們安放在電器觸頭上方的滅弧柵內(nèi)，彼此之間絕緣。當電器的觸頭分離時，所產(chǎn)生的電弧在吹磁電動力作用下被推向滅弧柵內(nèi)。當電弧進入柵片后被分割成一段段串聯(lián)的短弧，而柵片就是這些短弧的電極。每兩片滅弧柵片之間都有150250V的絕緣強度，使整個滅弧柵的絕緣強度大大加強，以致外加電壓無法維持，電弧迅速熄

9、滅。除此之外，柵片還能吸收電弧熱量，使電弧冷卻。基于上述原因，電弧進入柵片后就會很快熄滅。由于柵片滅弧裝置的滅弧效果在交流時要比直流時強得多，因此在交流電器中常采用柵片滅弧。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,16,圖1-7金屬柵片滅弧示意圖,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,17,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁機構 作用：電磁機構是電磁式低壓電器的感測部件，線圈通電后激勵磁場，銜鐵在磁場作用下運動，它的作用是將電磁能量轉換成機械能量，帶動觸頭動作使之閉合或斷開，從而實現(xiàn)電路的接通或分斷（常開觸頭：動合；常閉觸頭：動斷） 。 結構：,1.1 電器的基礎知識,1,1.銜

10、鐵 2.鐵芯 3.線圈,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,18,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁機構 工作原理 吸力特性：電磁機構使銜鐵吸合的力與氣隙的關系曲線稱為吸力特性 。 反力特性：電磁機構使銜鐵釋放（復位）的力與氣隙的關系曲線稱為反力特性，反力主要由彈簧提供，與彈性位移成正比。 交流電磁機構的吸力特性：F與氣隙無關 直流電磁機構的吸力特性：F與的平方成反比雙曲線 吸力和反力的配合：吸力大于反力,1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,19,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁機構 工作原理（見p8-11,自學） 吸力特性和反力特性,1.1

11、電器的基礎知識, 常用低壓電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,20,1.1 電器的基礎知識,說明： 按吸引線圈所通電流性質(zhì)的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。 直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此，線圈與鐵心接觸有利于散熱。 交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，這樣會使線圈和鐵心都發(fā)熱。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,21,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁機構 單相交流電磁機構的特性 噪聲和振動的產(chǎn)生：對于單相交流電磁機構，電磁吸力是一個兩倍于電源頻率的周期變量。在交流磁通過零時電磁吸力也為零，則銜鐵在反

12、力作用下被拉開，但隨后電磁力又會增大，銜鐵又會被拉回，周而復始，從而在成振動，產(chǎn)生噪聲。 解決辦法：加短路環(huán),1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,22,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁機構 單相交流電磁機構的特性 加短路環(huán)后的電磁吸力特性：,1.1 電器的基礎知識,在鐵芯端面開一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅質(zhì)短路環(huán)，這樣端面磁通被分為大小基本接近、相位相差90的兩相磁通。因為兩相磁通不會同時過零，且合成后的磁通相對比較平坦，故而產(chǎn)生的電磁力始終大于反力，使鐵心牢牢吸合，消除了出點振動和噪聲。一般短路環(huán)包圍2/3的鐵芯端面。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,

13、23,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁機構 輸入/輸出特性：繼電器特性（回環(huán)特性）,1.1 電器的基礎知識,X1釋放，x2吸合,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,24,電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 電磁機構工作原理的實質(zhì),1.1 電器的基礎知識,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,25,接觸器的用途和分類 定義 接觸器是用來頻繁地、遠距離地接通或分斷電動機主電路或其他負載電路的自動控制電器。 用途 控制電動機的起動、反轉、制動和調(diào)速等 。 控制電動機主電路和大電流電路的通斷的開關電器。 分類 交流接觸器、直流接觸器,1.2 接觸器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信

14、電學院,26,1.2 電磁式接觸器,電磁式接觸器是一種應用廣泛的開關電器。它主要用于頻繁接通或分斷交、直流主電路和大容量的控制電路。它可遠距離操作，配合繼電器實現(xiàn)定時操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓保護，被廣泛應用于自動控制電路中。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他電力負載，如電熱器、電焊機、電容器組等。 接觸器按流過接觸器主觸頭的電流的性質(zhì)分為直流接觸器和交流接觸器。按主觸點的極數(shù)可分為單極、雙極、三極、四極、五極等幾種，單極、雙極多為直流接觸器。 電磁式交流接觸器的結構和工作原理 1、結構 如圖1-18所示，接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)（圖中未畫出）及其他部分組成。,2

15、020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,27,圖1-18 接觸器結構示意圖,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,28,接觸器工作原理,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,29,1.2 電磁式接觸器, 電磁系統(tǒng)：包括電磁線圈、鐵心和銜鐵，是接觸器的重要組成部分，依靠它帶動觸點的閉合與斷開。 觸頭系統(tǒng)：觸頭系統(tǒng)是接觸器的執(zhí)行部分，它包括主觸點和輔助觸點。 滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證在觸點斷開電路時，產(chǎn)生的電弧能可靠地熄滅，減少電弧對觸點的損傷。 其他部分：包括絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動機構等。 2、工作原理 交流接觸器 如圖1-18所示，當接觸器線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使鐵心產(chǎn)

16、生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯(lián)動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在自重和釋放彈簧的作用下，使觸點復原：常開觸點斷開，常閉觸點閉合。接觸器的觸點數(shù)目應能滿足控制線路的要求。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,30,1.2 電磁式接觸器,直流接觸器 直流接觸器的結構與工作原理基本上與交流接觸器相同，即由線圈、鐵心、銜鐵、觸頭、滅弧裝置組成。所不同的是除觸頭電流和線圈電壓為直流外，其觸頭大都采用滾動接觸的指形觸頭。鐵心由整塊鋼或鑄鐵制成，線圈則制成長而薄的圓筒形。為保證銜鐵可靠地釋放，常在鐵心與銜鐵之間墊有非磁性墊片。 由于直流電弧不象交流電弧那

17、樣有自然過零點，更難熄滅，因此，直流接觸器常用磁吹式滅弧裝置。 3 接觸器的主要技術參數(shù)和選擇 主要技術參數(shù) 額定電壓：是指主觸頭的額定電壓，交流有127V，220V，380V，500V，660V；直流有：110V，220V，440V，660V。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,31,1.2 電磁式接觸器, 額定電流：是指主觸頭的額定電流。有5A，10A，20A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A等。 吸引線圈額定電壓：交流有：36V，110V，127V，220V，380V；直流有：24V，48V，220V，440V。 電氣壽命和機械壽命：接觸器的電氣壽

18、命是在規(guī)定使用類別的正常操作條件下，不需修理或更換零件的負載操作次數(shù)，其數(shù)值應小于機械壽命的1/20。 操作頻率：額定操作頻率（次/h）即允許的每小時接通的最多次數(shù)。交流接觸器最高為600次/h ，直流接觸器可高達1200次/h。 常見接觸器有CJ10系列、CJ20系列、3TH和CJX1（3TB）系列等。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,32,1.2 電磁式接觸器,4、接觸器的選擇 接觸器類型選擇：根據(jù)負載電流的類型和負載的輕重來選擇，即是交流負載還是直流負載，是輕載、一般負載還是重負載。 主觸頭額定電流的選擇。接觸器的額定電流應大于或等于被控回路的額定電流。 對于電動機負載，可根據(jù)

19、下列經(jīng)驗公式計算：,式中：INC接觸器主觸頭電流（A）； PNM電動機的額定功率（W）； UNM電動機的額定電壓（V）。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,33,1.2 電磁式接觸器,若接觸器控制的電動機啟動、制動或正反轉頻繁，一般要將接觸器主觸頭的額定電流降一級使用（如CJ20-25作為CJ20-16用）。 額定電壓的選擇：接觸器主觸頭的額定電壓應大于或等于負載回路的電壓。 吸引線圈額定電壓的選擇：一般為380V或220V。 接觸器的觸頭數(shù)量、種類選擇。其觸頭數(shù)量和種類應滿足主電路和控制線路的要求。 6、 真空交流接觸器 真空接觸器以真空為滅弧介質(zhì)，其主觸頭密封在特制的真空滅弧管內(nèi)。

20、當操作線圈通電時，銜鐵吸合，在觸點彈簧和真空管自閉力的作用下觸點閉合；操作線圈斷電時，反力彈簧克服真空管自閉力使銜鐵釋放，觸點斷開。接觸器分斷電流時，觸點間隙中會形成由金屬蒸汽和其他帶電粒子組成的真空電弧。因真空介質(zhì)具有很高的絕緣強度，且介質(zhì)恢復速度很快，所以真空中的燃弧時間一般小于10ms。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,34,圖1-19 接觸器的型號含義及電氣符號（注：早期符號） (a) 型號含義； (b) 電氣符號,真空接觸器具有以下特點： 分斷能力強：分斷電流可達額定電流的1020倍。 壽命長：電壽命達數(shù)十萬次，機械壽命可達百萬次。 體積小，重量輕，安全可靠。 維修簡便，主

21、觸點無需維修，運行噪聲小，運行不受惡劣環(huán)境影響。 可頻繁操作。 接觸器的型號含義及電氣符號如圖1-19所示。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,35,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,36,接觸器的組成和工作原理 圖形和文字符號,1.2 接觸器,常見接觸器類別及其典型應用場合 交流 AC1 無感或微感負載 如電阻爐 AC2 繞線電機啟/停 AC3 鼠籠電機啟/停 AC4 鼠籠電機啟/停，帶反接制動、反轉或點動 直流 DC1 無感或微感負載 如電阻爐 DC3 并勵電動機啟/停，帶反接制動、反轉或點動 DC5 串勵電動機啟/停，帶反接制動、反轉或點動,2020/8/24,中國礦業(yè)大

22、學信電學院,37,繼電器的定義和分類 定義 繼電器是根據(jù)某種輸入信號來接通或斷開小電流控制電路，實現(xiàn)遠距離控制和保護的自動控電器。其輸入量可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電量，而輸出則是觸頭的動作或者是電路參數(shù)的變化。 繼電器是根據(jù)一定的信號（如電流、電壓、時間和速度等物理量）的變化來接通或分斷小電流電路和電器的自動控制電器。 繼電器實質(zhì)上是一種傳遞信號的電器，它根據(jù)特定形式的輸入信號而動作，從而達到控制的目的。繼電器一般不用來直接控制主電路，而是通過接觸器或其他電器來對主電路進行控制，因此同接觸器相比較，繼電器的觸頭通常接在控制電路中，觸頭斷流容量較小，一般不需要滅

23、弧裝置，但對繼電器動作的準確性則要求較高。,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,38,繼電器的定義和分類 分類 按輸入信號的性質(zhì)分為：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。 按工作原理分為：電磁式繼電器、感應式繼電器、 電動式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等。 按輸出形式分為：有觸點和無觸點(半導體式)兩類 按用途分為： 控制用和保護用繼電器等。,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,39,1.3 電磁式繼電器,電磁式電流、電壓及中間繼電器 低壓控制系統(tǒng)中的控制繼電器大部分為電磁式結構。 工作原理及特性 圖1-20為

24、電磁式繼電器的典型結構示意圖。電磁式繼電器的結構組成和工作原理與電磁式接觸器相似，是由電磁機構和觸頭系統(tǒng)兩個主要部分組成的。電磁結構由線圈1、鐵心2、銜鐵7組成。它的觸點一般為橋式觸點，有常開和常閉兩種形式。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,40,圖1-20 電磁式繼電器結構示意圖,9,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,41,電磁式繼電器 電壓繼電器：過電壓和欠電壓繼電器 電流繼電器：過電流和欠電流繼電器 中間繼電器：是一種電壓繼電器 表示符號,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,42,電磁式電流繼電器電流繼電器是因電路中電流變化而動作的繼電器，主要用于

25、電動機、發(fā)電機或其他負載的故障及短路保護，直流電動機磁場控制或失磁保護等。電流繼電器的線圈串于被測量電路中，其線圈匝數(shù)少、導線粗、阻抗小。電流繼電器有過電流和欠電流繼電器兩種。在電路正常工作時，過電流繼電器的銜鐵是釋放的；一旦電路發(fā)生過載或短路故障時，銜鐵才吸合，帶動相應的觸點動作，即常開觸點閉合，常閉觸點斷開。在電路正常工作時，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開；一旦線圈中的電流降至額定電流的10%20%以下時，銜鐵釋放，發(fā)出信號，從而改變電路的狀態(tài)。,1.3 電磁式繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,43,1.3 電磁式繼電器,電磁式電壓繼電器 電壓繼電

26、器反映的是電壓信號。它的線圈并聯(lián)在被測電路的兩端，所以匝數(shù)多、導線細、阻抗大。 電壓繼電器按動作電壓值的不同，分為過電壓和欠電壓繼電器兩種。 在電路電壓正常時，過電壓繼電器的銜鐵釋放，一旦電路電壓升高至額定電壓的110115%以上時，銜鐵吸合，帶動相應的觸點動作；在電路電壓正常時，欠電壓繼電器的銜鐵吸合，一旦電路電壓降至 額定電壓的5%25%以下時，銜鐵釋放，輸出信號。 電磁式中間繼電器 中間繼電器實質(zhì)上也是一種電壓繼電器，只是它的觸點對數(shù)較多，容量較大，動作靈活，主要起擴展控制范圍或傳遞信號的中間轉換作用。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,44,電磁式繼電器 中間繼電器和接觸器的區(qū)

27、別： 相同點：輸入信號都是電壓，都是利用電磁機構的工作原理 進行工作的。 不同點：中間繼電器用于小電流的控制電路，在控制電路中起信號傳遞、放大、翻轉和分路等作用，主要用來擴展觸點數(shù)量，實現(xiàn)邏輯控制。 接觸器用于頻繁地、遠距離地接通或分斷電動機主電路或其他負載電路。 它是一種執(zhí)行電器。它的觸點分為主觸點和輔助觸點，大部分情況下它還帶有滅弧裝置。,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,45,熱繼電器 熱繼電器的作用和分類 作用 當三相交流電動機出現(xiàn)長期帶負荷欠電壓運行、長期過載運行以及長期單相運行等不正常情況時，會導致電動機繞組嚴重過熱乃至燒壞。 用于電動機的過載保護(但不能做

28、瞬時過載，更不能用于短路保護，不能代替電流繼電器和熔斷器) 分類 單相、兩相和三相式共三種類型，其中三相式熱繼電器常用于三相交流電動機做過載保護。 按功能來分，三相式熱繼電器又有不帶斷相保護和帶斷相保護兩種類型。,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,46,關于電動機斷相保護問題,缺相是導致電動機被燒毀的主要原因。 電動機Y接法：電動機發(fā)生一相斷電時，另兩相電流會顯著增加，但由于線電流等于相電流，所以流過電動機繞組的電流和流過熱繼電器的電流是一致的，因此普通兩相或三相熱繼電器可以對此作出保護。 電動機接法：電動機發(fā)生一相斷電時，由于線電流不等于相電流，所以流過電動機繞組的電

29、流和流過熱繼電器的電流增加是不一致的，線電流可能還沒有達到額定電流，而電機內(nèi)部繞組電流可能超過額定電流了，由此產(chǎn)生燒毀電機的危險， 接法必須采用帶斷相保護的熱繼電器。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,47,熱繼電器 電動機的過載特性和熱繼電器的保護特性 反時限特性,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,48,熱繼電器 工作原理 熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、觸頭系統(tǒng)等組成。,1.3 繼電器,3 .熱元件，串于電機繞組中 2.雙金屬片 4.導板 5.補償雙金屬片 14.推桿 10.復位按鈕 11.調(diào)節(jié)旋鈕，改變4與5的接觸 距離，可以整定動作電流,2.雙金屬片 3

30、 .熱元件，串于電機繞組中 4.導板 5.補償雙金屬片 10.復位按鈕 11.調(diào)節(jié)旋鈕，改變4與5的接觸 距離，可以整定動作電流 14.推桿,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,49,熱繼電器 表示符號 控制電路中最常用的是熱繼電器的常閉觸點，熱繼電器是怎樣保護電機的？,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,50,熱繼電器 產(chǎn)品 一般和接觸器配合使用，連接方便。 選用 額定電流：比電動機的額定電流稍微大一些。 動作電流：約為電動機額定電流的80%左右,當電動機起動時間較長、拖動沖擊負載或不允許停車時，可將熱元件整定電流調(diào)節(jié)到電動機額定電流的1.1-1.15倍。 。 由

31、于熱繼電器的保護特性為反時限特性，所以對于可逆運行和頻繁通斷的電動機，不宜采用熱繼電器保護，必要時可以選用裝入電動機內(nèi)部的溫度繼電器。,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,51,參考知識：,熱繼電器出線端的連接導線一般采用銅芯導線。若選用鋁芯導線，則導線截面積應增大1.8 倍，并且導線端頭應掛錫。 連接導線截面選擇參照表：,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,52,JR36,JR28,JR20,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,53,時間繼電器 最為常用的一種控制電器。在自動控制系統(tǒng)中，有時需要繼電器得到信號后不立即動作，而是要順延一段時間后在動作，并輸出控

32、制信號，以達到按時間順序進行控制的目的，時間繼電器就可以滿足這種要求。 時間繼電器按工作原理可分為電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、電動式等幾種，按延時方式可分為通電延時型、斷電延時型和通、斷電延時型等類型。 通電延時：線圈通電后延遲一定的時間，輸出信號（觸點）才有變化，線圈失電后，輸出（觸點）立即復原。 斷電延時：線圈通電后，觸點立即動作。線圈失電后，延遲一定的時間，輸出信號（觸點）才復原。,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,54,時間繼電器 表示符號：,1.3 繼電器,a.通電延時線圈；b.斷電延時線圈；c.瞬動觸點；d.通電延時閉合常開觸點；e. f.斷電延

33、時斷開常開觸點； g.,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,55,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,56,空氣阻尼式時間繼電器（JS7系列）,晶體管式時間繼電器（JS14）,數(shù)字式時間繼電器（JSS14）,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,57,速度繼電器 作用：主要應用于三相籠型異步電動機的反接制動中，因此又稱為反接制動控制器。 組成：主要由定子、轉子和觸點三部分組成 。 工作原理：感生電流產(chǎn)生力矩 P20圖1-20 表示符號,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,58,溫度繼電器 作用：主要應用于溫度檢測和保護。應用于精度要求不高的場合。 組成和工

34、作原理,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,59,液位繼電器 作用：用于液位檢測。應用于精度要求不高的場合。 高精度的液位傳感器有差壓式等產(chǎn)品。,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,60,壓力繼電器 作用： 通過檢測各種氣體和液體壓力的變化，壓力繼電器可以發(fā)出信號，實現(xiàn)對壓力的檢測和控制。 分類 工作原理 ：P22圖1-26,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,61,固態(tài)繼電器（see p23） 什么是固態(tài)繼電器（SSR）？ 特點和使用場合 表示符號,1.3 繼電器,電力電子功率器件組成的無觸點開關。 用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負

35、載端的隔離。 固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號， 達到直接驅(qū)動大電流負載。,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,62,固態(tài)繼電器 種類 優(yōu)點和缺點 選用,1.3 繼電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,63,作用和分類 作用 開關電器廣泛用于配電系統(tǒng)和電力拖動控制系統(tǒng)，用作電源的隔離、電氣設備的保護和控制。 分類 手動開關和自動開關,1.4 開關電器（換課件）,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,64,刀開關 作用 刀開關俗稱閘刀開關，是一種結構最簡單、應用最廣泛的一種手動電器。主要用于接通和切斷長期工作設備的電源及不經(jīng)常起動及制動、容量小于7.5KW的異步電動機。 分

36、類 按刀數(shù)可分為單極、雙極和三極 安裝：刀口在上面，以防斷電時由于重力而閉合。 刀開關現(xiàn)在已較少使用,1.4 開關電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,65,低壓斷路器 俗稱空氣開關，是一種自動開關。 作用 用于分配電能、不頻繁地啟動異步電動機以及對電源線路及電動機等的保護。當發(fā)生嚴重的過載、短路或欠電壓等故障時能自動切斷電路。是低壓配電線路應用非常廣泛的一種保護電器。 結構和工作原理 組成：觸頭、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器,1.4 開關電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,66,低壓斷路器 結構和工作原理 過電流脫扣器 失壓脫扣器 熱脫扣器 遠程控制脫扣器,1.4 開關電器,2

37、020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,67,低壓斷路器 表示符號 主要參數(shù)：額定電壓、額定電流、通斷能力 產(chǎn)品類型介紹 從小到大、從簡單的到智能化負載的產(chǎn)品,1.4 開關電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,68,低壓斷路器 選擇 主要是選擇額定電流、額定電壓 對單臺設備： IZKIq 式中，k為安全系數(shù)，可取1.51.7；Iq 電動機的起動電流。 對多臺電動機：IZK(Iqmax+ 電路中其它的工作電流) 式中，k也可取1.51.7；Iqmax 為最大一臺電動機的起動電流。,1.4 開關電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,69,熔斷器的作用、結構和分類 作用 熔斷器基

38、于電流熱效應原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設計，具有一定的瞬動特性，用于電路的短路保護和嚴重過載保護。 結構：熔斷器在結構上主要由熔斷管（或蓋、座）、熔體及導電部件等部分組成。其中熔體是主要部分，它既是感測元件又是執(zhí)行元件。 工作原理 熔斷器串接于被保護電路，當電路發(fā)生短路或過載故障時，通過熔體的電流使其發(fā)熱，當達到熔化溫度時熔體自行熔斷，從而分斷故障電路，保護設備和人身安全。 分類,1.5 熔斷器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,70,熔斷器的保護特性 熔斷器的保護特性亦稱安秒特性，是指熔體的熔化電流與熔化時間之間的關系，它和熱繼電器的保護特性一樣，也具有反時限特性。,1.5 熔斷器,2

39、020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,71,表示符號 熔斷器的技術參數(shù) 額定電壓 額定電流 極限分斷能力,1.5 熔斷器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,72,熔斷器的選擇 類型選擇 溶體額定電流的選擇 對阻性負載：IreIe 對單臺電動機：Ire(1.52.5)Ie 對單臺頻繁啟動的電動機：Ire(33.5)Ie 對多臺電動機：Ire(1.52.5)Iemax+Ie,1.5 熔斷器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,73,熔斷器和熱繼電器的區(qū)別 相同點：都屬于電流保護電器，都具有反時限特性。 不同點： 熔斷器主要用于短路保護，熱繼電器用于過載保護； 熔斷器利用的是熱熔斷原理，要求溶體有較高的熔斷系數(shù)；熱繼電器利用的是熱膨脹原理，要求雙金屬片有較高的膨脹系數(shù)； 熱繼電器保護有較大的延遲性，而短路保護要求熔斷器的動作必須具有瞬時性。,1.5 熔斷器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,74,主令電器的定義和作用 定義：主令電器是自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)送和轉換控制命令的電器。 作用：主令電器用于控制電路，不能直接分合主電路。,1.6 主令電器,2020/8/24,中國礦業(yè)大學信電學院,75,控制按鈕 作用：在控制電路中用于手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器等。 工作原理,1.6 主令電器,2020/8/24