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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章 常用低壓電器,1、低壓電器概述,2、常用低壓電器簡(jiǎn)介,3、電子電器簡(jiǎn)介,4、新型低壓電器發(fā)展趨勢(shì),第一節(jié) 低壓電器概述,在電能的產(chǎn)生、輸送、分配和應(yīng)用的電路中,起著開關(guān)、調(diào)節(jié)和保護(hù)等作用的電氣設(shè)備稱為電器。,一、電器的分類,1、按工作電壓分類,低壓電器:工作在交流1200V或直流1500V以下的電器。,高壓電器:交1200V或直1500V以上的電器。,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
2、變化而動(dòng)作的電器。,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。,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。,一對(duì)矛盾:開與
3、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。,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 。,(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
4、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(chǎng)合,如輔助觸頭或繼電器電路;線和面接觸用于大電流場(chǎng)合,如刀開關(guān)、接觸器的主觸頭。,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。,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:從動(dòng)、靜觸頭剛接觸到銜鐵完全
5、吸合為止,觸頭彈簧被壓縮的長(zhǎng)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。,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(chǎng)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。,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(zhǎng),
6、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。,柵片滅弧裝置:絕緣柵片通過拉長(zhǎng)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),(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
7、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。,第二節(jié) 常用低壓電器簡(jiǎn)介,控制電器,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: (35)異步電機(jī)額定電流,二、按鈕,復(fù)合按鈕: 常開按鈕和 常閉按鈕做在一起。,電路符號(hào),作用:接通或斷開控制電路,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
8、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。,動(dòng)作過程,線圈通電,銜鐵被吸合,觸點(diǎn)閉合,接通電源, 220,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),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),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。,發(fā)熱元件,1.結(jié)構(gòu):,I,常閉觸點(diǎn),五、 熱
9、繼電器,3.熱繼電器的符號(hào),發(fā)熱元件,常閉觸點(diǎn),串聯(lián)在主電路中,六、熔斷器,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,七、空氣式時(shí)間繼電器,八、自動(dòng)空氣斷路器(自動(dòng)開關(guān)),結(jié)構(gòu):,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Α?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
10、。,結(jié)構(gòu):與按鈕類似,但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。,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。,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)
11、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。,自鎖的作用,KM,SB2,A,B,C,KM,FU,Q,SB1,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)。,KM,SB1,KM,SB2,FR,A,B,C,KM,FU,QS,FR,電流成回路, 只要接
12、兩相就可以了。,異步機(jī)的直接起動(dòng) + 過載保護(hù),第三節(jié) 電子電器簡(jiǎn)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0.01s999.9h,具有鍵盤鎖定功能。,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
13、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。,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(chǎng)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。,JGD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。,四、溫度繼電器,溫度繼電器的核
14、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,VT1導(dǎo)通、VT2截止,其集電極電位約等于電源電壓,VS反向擊穿,VT3導(dǎo)通,KA動(dòng)作。,五、固態(tài)繼電器,固態(tài)繼電器SSR是一種沒有機(jī)械、不含運(yùn)動(dòng)部件的繼電器,它依靠電子元器件的電磁和光特性實(shí)現(xiàn)隔離和繼電器切換功能。,JGD系列多功能SSR的工作原理:無光照時(shí),光電耦合器中的光電三極管截止, VT1飽和導(dǎo)通,作用到VT2柵極上的電壓較小、觸發(fā)電流也很小,因此VT2截止, 使得雙向晶閘管VT3柵極中的觸發(fā)電流也很小,VT3截止,負(fù)載不工作 ;有光照時(shí), VT1截止,經(jīng)R4作用于VT2柵極的觸發(fā)電流較大,使VT2導(dǎo)通、 VT3也導(dǎo)通,負(fù)載得電而工作。,雙向晶閘管的關(guān)斷:電流
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