低壓電器及繼電接觸控制.ppt

第 八 章 低壓電器 及繼電接觸控制,低壓電器是用于額定電壓為交流1200V、直流1500V及以下的電路中，起通斷、轉(zhuǎn)換、保護(hù)、控制和調(diào)節(jié)作用的電器。,1 低壓電器簡(jiǎn)述,2 刀開(kāi)關(guān),刀開(kāi)關(guān)是最簡(jiǎn)單的手動(dòng)配電電器，主要用于接通或斷開(kāi)電路，或用作隔離開(kāi)關(guān)（產(chǎn)生明顯的電路斷開(kāi)點(diǎn)）。,1 膠蓋開(kāi)關(guān),膠蓋開(kāi)關(guān)又稱開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)，主要由上下膠木蓋、刀座（靜觸頭）、刀片（動(dòng)觸頭）、瓷底座、及作短路保護(hù)用的熔絲等構(gòu)成。膠蓋開(kāi)關(guān)可用于照明電路的通斷，也可用于不頻繁地手動(dòng)操作小型電動(dòng)機(jī)（功率在5.5kW及以下）。 膠蓋開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是容量小，沒(méi)有滅弧能力，容易損傷刀片，構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。在建筑工程新規(guī)定中，不能用刀片內(nèi)熔絲起短路保護(hù)作用，應(yīng)在刀開(kāi)關(guān)外另裝瓷插熔絲，原裝熔絲的地方用銅絲代替。,常用的膠蓋開(kāi)關(guān)有HK1、HK2型，額定電流為15、30、60A .,2 鐵殼開(kāi)關(guān),鐵殼開(kāi)關(guān)一般是3極的，常用的有HH3、HH4、HH10、HH11型。 HH3、HH4型的額定電流為15、30、60A ； HH10型的額定電流為10、15、20、 30、60、100A； HH11型的額定電流為100、200、300、 400A。,鐵殼開(kāi)關(guān)又稱封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)，主要由刀開(kāi)關(guān)、熔斷器及封閉的鑄鐵或鋼板外殼等構(gòu)成，操作鐵殼外的手柄即可分合閘。刀開(kāi)關(guān)裝有速動(dòng)彈簧，分合閘速度快，殼蓋與手柄之間有機(jī)械聯(lián)鎖，殼蓋打開(kāi)時(shí)不能合閘，而合閘時(shí)殼蓋不能打開(kāi)，比較安全。熔斷器可配用瓷插式或無(wú)填料密封管式，起短路保護(hù)作用，拔下熔斷器可使電源與負(fù)載有明顯的斷點(diǎn)。 鐵殼開(kāi)關(guān)可手動(dòng)不頻繁地通斷電路或作為線路末端的短路保護(hù)之用。由于鐵殼開(kāi)關(guān)具有全封閉的可開(kāi)合的外殼，所以可用于有粉塵的場(chǎng)所，如糧食加工車間、脫谷場(chǎng)等。鐵殼開(kāi)關(guān)還可以控制15kW以下的電動(dòng)機(jī)，其額定電流不應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)額定電流的2倍。,3 組合開(kāi)關(guān),3,組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它有三對(duì)靜觸點(diǎn)和三個(gè)動(dòng)觸片，通過(guò)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣轉(zhuǎn)軸，即可轉(zhuǎn)動(dòng)裝在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)動(dòng)觸片，從而使電路接通或斷開(kāi)。一般為順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)900，就可連續(xù)進(jìn)行電路的接通或斷開(kāi)。組合開(kāi)關(guān)可以直接用來(lái)控制小容量電動(dòng)機(jī)的起停；對(duì)于較大容量的電動(dòng)機(jī)，不能帶負(fù)載操作。,組合開(kāi)關(guān)種類很多，常用的有 HZ10系列，額定電流有10、25、60、100A等多種。,3 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān),1、3、11拉力彈簧，2鎖扣， 4、8、10頂桿，5、9電磁鐵， 6發(fā)熱元件，7雙金屬片。,常用的自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)有DZ、DW系列，新型號(hào)有C、S、K等系列。,自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)又稱低壓斷路器，是重要的配電電器。除具有全負(fù)荷分?jǐn)嗄芰ν?，還具有短路、過(guò)載、欠壓或失壓等保護(hù)功能，并具有很好的滅弧能力。常用作配電箱中的總開(kāi)關(guān)或分路開(kāi)關(guān)。在建筑工程中是應(yīng)用最廣泛的一種電器設(shè)備。 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的工作原理是：主觸點(diǎn)通過(guò)手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)閉合，主觸點(diǎn)閉合后就被鎖鉤鎖??；當(dāng)短路時(shí)，短路電流使電磁鐵5產(chǎn)生強(qiáng)大吸力，通過(guò)頂桿頂開(kāi)鎖扣2而跳閘；當(dāng)過(guò)載時(shí)，持續(xù)大電流大使電阻6發(fā)熱，雙金屬片彎曲，通過(guò)頂桿頂開(kāi)鎖扣2而跳閘；欠壓或失壓時(shí)，電磁鐵9吸力降低，拉力彈簧11動(dòng)作，通過(guò)頂桿頂開(kāi)鎖扣2而跳閘。,4 熔斷器(FU),熔斷器是最簡(jiǎn)便的和最常用的短路保護(hù)電器。其中的熔片或熔絲用電阻率較高的易熔合金制成，例如鉛錫合金等；或用截面甚小的良導(dǎo)體制成，例如銅、銀等。線路在正常工作時(shí)，熔斷器的熔絲或熔片不應(yīng)熔斷，一旦發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載，熔絲或熔片應(yīng)立即熔斷。,半封閉瓷插入式,無(wú)填料密封管式,有 填 料 螺 旋 式,有填料密封管式,1 熔斷器的主要技術(shù)性能,1.2 保護(hù)特性： 通過(guò)熔體的電流與熔斷時(shí)間之間的關(guān)系曲線稱為熔斷器的保護(hù)特性。通過(guò)熔體的電流越大，熔斷時(shí)間越短，電流小于一定值時(shí)，熔體不會(huì)熔斷，即t。,1.3 額定分?jǐn)嗄芰Γ褐溉蹟嗥髟陬~定電壓下能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦担ㄓ行е担?熔斷器額定電流是殼架等級(jí)電流；熔體額定電流是保證熔體不被熔斷的最大電流。,2.3 RT系列有填料密封管式：這種熔斷器滅弧能力強(qiáng)，適用于短路電流較大的低壓配電網(wǎng)和成套配電裝置中，熔斷器額定電流從20A至200A不等。,2 常用熔斷器的應(yīng)用特點(diǎn),2.1 RC系列半封閉瓷插入式：屬淘汰產(chǎn)品，但很多地方還在使用。如熔絲熔斷，只能更換同規(guī)格的熔絲，切不可用鐵絲、鋁絲、銅絲等代替，熔斷器額定電流有10、15A等多種。,2.2 RM系列無(wú)填料密封管式：常在動(dòng)力配電箱中作短路保護(hù)之用，熔斷器額定電流有15、60、100、200A等多種。,2.6 自復(fù)熔斷器：是一種新型產(chǎn)品，主要用于低壓配電網(wǎng)中，能切除較大的短路電流。,2.4 RL系列有填料螺旋式：這類熔斷器額定電流小于100A ，體積小，額定分?jǐn)嗄芰?qiáng)，作為家用較合適。,2.5 RS系列快速熔斷器：是保護(hù)半導(dǎo)體器件的熔斷器，其特點(diǎn)是熔體材料用純銀制造，切斷短路電流的速度更快，限流作用更好。,最大啟動(dòng)電流,3 熔斷器的選用,頻繁起動(dòng)的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)回路： IF I st / ( 1.62),不頻繁啟動(dòng)的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)回路：IF I st / (2.53),無(wú)沖擊電流的場(chǎng)合（如電燈、電爐）： IF IL（負(fù)荷電流）,3.1 熔體額定電流 IF （不等于熔斷電流）的選用,多臺(tái)電動(dòng)機(jī)回路： IF I stm / ( 2.53) + Ie(n-1),3.2 熔斷器額定電流 Ie 的選用 Ie IF,其余電動(dòng)機(jī) 額定電流之和,5 交流接觸器,3,接觸器分直流和交流兩大類，在建筑工程中常用交流接觸器。接觸器是一種自動(dòng)控制電器，主要用于控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)等，也可用于控制照明等其它電力負(fù)載。接觸器由電磁鐵、吸引線圈、觸點(diǎn)等組成。電磁鐵分靜鐵芯和動(dòng)鐵芯，吸引線圈裝在靜鐵芯上，當(dāng)線圈通電時(shí)，在電磁力的作用下，動(dòng)鐵芯被吸合，帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。接觸器的觸點(diǎn)分常開(kāi)（動(dòng)合）觸點(diǎn)和常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)兩種，線圈通電、鐵芯吸合時(shí)閉合，線圈斷電、鐵芯釋放時(shí)斷開(kāi)的觸點(diǎn)稱為常開(kāi)觸點(diǎn)，反之稱為常閉觸點(diǎn)。觸點(diǎn)又分主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)，主觸點(diǎn)接在主電路中，可以通過(guò)較大的電流；輔助觸點(diǎn)接在控制電路中，通過(guò)電流較小。由于主觸點(diǎn)通過(guò)電流較大，為了加速滅弧，一般接觸器都有滅弧裝置。,常用的交流接觸器有CJ10系列。主觸點(diǎn)額定電流從5A到150A不等，輔助觸點(diǎn)額定電流為5A。其它常用的還有CJ12、CJ20等系列,6 按鈕,按鈕用來(lái)接通或斷開(kāi)控制電路，從而控制電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備的運(yùn)行。有的按鈕只有一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)；有的按鈕只有一個(gè)常閉觸點(diǎn)；有一種復(fù)合按鈕，其中有一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，一個(gè)常閉觸點(diǎn)，兩個(gè)觸點(diǎn)是互相聯(lián)動(dòng)的。按鈕還有其它情況。,按鈕中通過(guò)的電流較小，額定電流在5A以下。,7 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(guò)大電流，而繼電器的觸點(diǎn)只能通過(guò)小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。額定電流一般都在5A以下。,中間繼電器的工作原理與接觸器相同，只是用途有所不同。接觸器主要用來(lái)接通或斷開(kāi)主電路，中間繼電器則主要用在控制電路中，用來(lái)擴(kuò)大輔助觸點(diǎn)的數(shù)目。,1 中間繼電器,常用的中間繼電器有JZ7、JZ8兩種系列，后者是交直流兩用的。此外，還有JTX 系列小型通用繼電器，常用在自動(dòng)裝置上接通或斷開(kāi)電路,2 熱繼電器,熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。常與接觸器組合成磁力啟動(dòng)器，用于電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動(dòng)作的。在熱繼電器中主要有一個(gè)熱元件和一個(gè)雙金屬片，熱元件用來(lái)反映主電路的電流，雙金屬片由兩種具有不同膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成。當(dāng)主電路長(zhǎng)期過(guò)載而使雙金屬片受熱時(shí)，雙金屬片由熱膨脹系數(shù)大的一方向小的一方彎曲，從而脫扣，將常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。常閉觸點(diǎn)是接在控制電路中，由于控制電路斷開(kāi)，主電路也跟隨斷開(kāi)。由于熱慣性，熱繼電器不能用作短路保護(hù)，這一點(diǎn)正合乎控制的要求，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或短時(shí)過(guò)載時(shí)，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，避免了不必要的停車。如果要熱繼電器復(fù)位，可按復(fù)位按鈕，有的熱繼電器可以自動(dòng)復(fù)位。,常用的熱繼電器有JR0、JR10、及JR16等系列。額定電流從10 A到150A不等。,3 時(shí)間繼電器,時(shí)間繼電器是用于延時(shí)控制，通常使用空氣式時(shí)間繼電器，是利用空氣阻尼作用達(dá)到動(dòng)作延時(shí)的目的。其工作原理是：當(dāng)吸引線圈通電時(shí)，在電磁力的作用下，動(dòng)鐵芯被吸合，在釋放彈簧作用下，活塞及活塞桿下移，由于空氣阻尼作用，不能迅速下移，而是緩慢下移。移動(dòng)到最后位置時(shí)，杠桿才使微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，達(dá)到延時(shí)目的。延時(shí)時(shí)間自吸引線圈通電時(shí)刻開(kāi)始至微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)刻為止。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小，就可調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間。通電延時(shí)時(shí)間繼電器有延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)、延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)兩種延時(shí)觸點(diǎn)；還有一種斷電延時(shí)時(shí)間繼電器，有延時(shí)斷開(kāi)常開(kāi)觸點(diǎn)、延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)兩種延時(shí)觸點(diǎn)?？諝馐綍r(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大（有0.460s和0.4 180s兩種），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確度較低。,目前生產(chǎn)的空氣式時(shí)間繼電器主要有JS7-A型及JJSK2型。,8 鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的控制電路,1 啟動(dòng) 合上Q，為啟動(dòng)作準(zhǔn)備 按下SB2 KM的線圈通電 KM的主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)都閉合 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。 KM 的輔助觸點(diǎn)也稱自鎖觸點(diǎn)，其作用是，即使SB2打開(kāi)，也可使KM的線圈繼續(xù)通電，這種作用稱自鎖。,2 停車 要使電動(dòng)機(jī)停車，按下SB1即可。,熱繼電器FR,啟動(dòng)按鈕 SB2,交流 接觸器KM,M 3,3,停車按鈕 SB1,組合開(kāi)關(guān)Q,熔斷器FU,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開(kāi)關(guān)Q,熔斷器FU,啟動(dòng)按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開(kāi)關(guān)Q,熔斷器FU,啟動(dòng)按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開(kāi)關(guān)Q,熔斷器FU,啟動(dòng)按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開(kāi)關(guān)Q,熔斷器FU,啟動(dòng)按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開(kāi)關(guān)Q,熔斷器FU,啟動(dòng)按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,3 保護(hù) 3.1 短路保護(hù)：起短路保護(hù)的電器是熔斷器。當(dāng)電路短路時(shí)，熔斷器熔斷，電動(dòng)機(jī)立即停車。 3.2 過(guò)載保護(hù)：起過(guò)載保護(hù)的電器是熱繼電器。當(dāng)過(guò)載時(shí)，熱繼電器的熱元件發(fā)熱，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)也停車。重新啟動(dòng)時(shí)，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)應(yīng)復(fù)位。熱繼電器可以是三個(gè)熱元件，也可以是兩個(gè)熱元件，但不能只是一個(gè)熱元件。否則單相短路時(shí)，不能起到過(guò)載保護(hù)作用。 3.3 欠壓或失壓保護(hù)：當(dāng)欠壓或失壓時(shí)，交流接觸器的動(dòng)鐵芯釋放，其主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)都斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)即停車。當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)，如不按啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)。這一點(diǎn)較之用刀開(kāi)關(guān)或組合開(kāi)關(guān)直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)安全。,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開(kāi)關(guān)Q,熔斷器FU,啟動(dòng)按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,上述電路中，各控制電器按其實(shí)際位置畫出，屬于同一控制電器的各元件集中在一起，這樣的圖稱為控制線路的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖的優(yōu)點(diǎn)是比較容易識(shí)別電器，便于安裝和檢修；缺點(diǎn)是當(dāng)線路比較復(fù)雜和使用電器較多時(shí)，線路不容易看清楚。,為了讀圖和分析研究的方便，也為了設(shè)計(jì)的方便，控制電路常根據(jù)其工作原理畫出，稱為原理圖。畫原理圖時(shí)，應(yīng)遵循幾個(gè)原則：,（1）主電路和控制電路分開(kāi)畫。,（2）同一電器的各元件按其作用分別畫在主電路和控制電路中，并嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。,（3）所有電器的觸點(diǎn)都按最初未動(dòng)作時(shí)的狀態(tài)畫出。,（4）接觸器或繼電器的線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。,（5）主電路用較粗的線條畫在左側(cè)或上方；控制電路用較細(xì)的線條畫在右側(cè)或下方?？刂齐娐分懈髟?yīng)按自上而下，自左而右的動(dòng)作順序排列，這樣的圖又稱梯形圖。,由于有自鎖觸點(diǎn)，所以可以連續(xù)運(yùn)行。,鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的控制電路原理圖,例1：甲、乙兩地同時(shí)控制一臺(tái)電機(jī)的控制電路。方法：兩啟動(dòng)按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。,例2：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行的控制電路。 方法1：用一個(gè)復(fù)合按鈕SB3 ， SB3點(diǎn)動(dòng)， SB2連續(xù)運(yùn)行。缺點(diǎn)是：動(dòng)作不靠。,方法2：用一個(gè)中間繼電器KA ， SB3點(diǎn)動(dòng)， SB2連續(xù)運(yùn)行。,以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、又能連續(xù)運(yùn)行,思考,9 鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路,在生產(chǎn)上往往要求運(yùn)動(dòng)部件向兩個(gè)相反方向運(yùn)動(dòng)。例如機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與后退；起重機(jī)的提升與下降等，這時(shí)就需要電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，只要對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)電源相序即可。在控制電路中，則需要兩個(gè)交流接觸器。,在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電流中，兩個(gè)交流接觸器不能同時(shí)工作，否則將發(fā)生電源短接。為了防止兩個(gè)交流接觸器同時(shí)工作，在控制電路中使用了互鎖觸點(diǎn)起互鎖作用。,上述電路有個(gè)缺點(diǎn)，就是在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)過(guò)程中若需要反轉(zhuǎn)，必須先按下停車按鈕SB1，讓互鎖觸點(diǎn)KMF閉合后，再按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SBR，電動(dòng)機(jī)才反轉(zhuǎn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，常采用復(fù)合按鈕以實(shí)現(xiàn)機(jī)械互鎖。這時(shí)在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)過(guò)程中若需要反轉(zhuǎn)，直接按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SBR即可；同樣，在反轉(zhuǎn)過(guò)程中若需要正轉(zhuǎn)，直接按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SBF即可。,10 鼠籠式電動(dòng)機(jī)Y-換接啟動(dòng)的控制電路,1 啟動(dòng) 合上Q，為啟動(dòng)作準(zhǔn)備,2 停