第一章低壓電器

1、電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣概 述電器是一種能根據(jù)外界信號的要求，手動或自動地接通或斷開電路，以實(shí)現(xiàn)對電路的切換、控制、保護(hù)、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣器件。低壓電器通常指工作電壓在交流1000V以下或直流1200V的電器元件。機(jī)床電氣控制中所用的控制電器多屬于低壓電器。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣n主電路： n由電動機(jī)、（接通、斷開、控制電動機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成，電流大 控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成，任務(wù)：根據(jù)給定的指令，依照自動控制系統(tǒng)的規(guī) 律和具體的工藝要求對主電路進(jìn)行控制。電流小 一、按操作方式分 手動電器：刀開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān) 自動電器：低壓斷路器、接觸

2、器、繼電器 1.1 低壓電器的作用與分類電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣二、按用途分 低壓配電電器：刀開關(guān)、低壓斷路器、熔斷器等低壓控制電路：接觸器、繼電器、控制器、按鈕等。三、按工作原理電磁式電器：交直流接觸器、電磁式繼電器等非電量控制電器：刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕等電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣1.2電磁式低壓電器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵、鐵軛、空氣氣隙 一、電磁機(jī)構(gòu)分類 1、按磁路形狀和銜鐵運(yùn)動方式分 U形拍合式、 E形拍合式、E形直動式、空心螺管式、裝甲螺管式、回轉(zhuǎn)式等 2.按線圈接入電路方式分 串聯(lián)電磁機(jī)構(gòu)、 并聯(lián)電磁機(jī)構(gòu) 常用的磁路結(jié)構(gòu)n 1 - 銜 鐵 2 - 鐵

3、心 3 - 吸 引 線 圈電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣二、電磁機(jī)構(gòu)的特性1電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性 直流吸力特性 交流吸力特性2 電磁機(jī)構(gòu)的反力特性3 電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與電磁機(jī)構(gòu)的反力特性的配合Fat=f()I=f()21F IFat=f()I=f()21F I21abcd直流吸力特性交流吸力特性反力特性直流交流電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣1.2.2 電接觸一、觸點(diǎn)的接觸形式 點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸 二、接觸電阻 理想情況下： 觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零 觸點(diǎn)斷開：接觸電阻無窮大電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣影響接觸電阻的主要因素是觸點(diǎn)壓力增加觸點(diǎn)壓力就可以增加接觸面積，減少接觸電阻 。電氣

4、控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣 1.3 開關(guān)電器一、刀開關(guān) 刀開關(guān)又名刀閘，它是手動電器中構(gòu)造最簡單的一種。 刀開關(guān)的體積較大，操作費(fèi)力，每小時允許接通次數(shù)很低。因此，刀開關(guān)主要在車間的配電線路中作為電源的引入開關(guān)或隔離開關(guān)使用。1一刀極支架和手柄2一刀極(動觸頭)；3一刀夾座(靜觸頭)4接線端子；5一絕緣底座電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣二、組合開關(guān) 組合開關(guān)與刀開關(guān)的操作不同，它是左右旋轉(zhuǎn)的平面操作，因此也稱之為轉(zhuǎn)換開關(guān)。 組合開關(guān)是由裝在同一根方形轉(zhuǎn)軸上的單個或多個單極旋轉(zhuǎn)開關(guān)整裝在一起組成的。 組合開關(guān)有單極的、雙極的和多極的。 在機(jī)床電氣設(shè)備中，這類組合開關(guān)主要作為電源的引入開關(guān)使用

5、，有時也用來直接啟動那些不經(jīng)常啟、停的小型電動機(jī)，如小型砂輪機(jī)、冷卻泵電動機(jī)或小型通風(fēng)機(jī)等。1一轉(zhuǎn)換手柄2一軸；3一定位機(jī)構(gòu)；4一動觸頭5一靜觸頭電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣三、自動空氣開關(guān) 自動空氣開關(guān)又稱自動空氣斷路器或低壓斷路器，它可用作低壓配電的總電源開關(guān)，同時具有對電路進(jìn)行短路、過流、過載、欠壓等保護(hù)作用，這種電器能在線路發(fā)生上述故障隨時自動切斷電路。 空氣開關(guān)由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、保護(hù)裝置和傳動機(jī)構(gòu)等組成。1一觸點(diǎn)2一搭鉤；3、4一彈簧；5一杠桿；6、10一銜鐵；7一欠電壓脫扣器；8一加熱電阻絲9一熱脫扣雙金屬片；11一過電流脫扣器電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣自動空氣開關(guān)的

6、類型 萬能式低壓斷路器。又稱敞開式低壓斷路器，具有絕緣襯底的框架結(jié)構(gòu)底座，所有的構(gòu)件組裝在一起，用于配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)。主要型號有DW10和Dw15兩個系列。 裝置式低壓斷路器。又稱塑料外殼式低壓斷路器，具有用模壓絕緣材料制成的封閉型外完將所有構(gòu)件組裝在一起。用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和電動機(jī)、照明電路及電熱器等控制開關(guān)。主要型號有DZ5、DZ10、DZ20等系列 快速斷路器。具有快速電磁鐵和強(qiáng)有力的滅弧裝置，最快動作時間可在0.02s以內(nèi)，用于半導(dǎo)體整流元件和整流裝置的保護(hù)。主要型號有DS系列。 限流斷路器。利用短路電流產(chǎn)生巨大的吸力，使觸點(diǎn)迅速斷開，能在交流短路電流尚未達(dá)到峰值之前就把故障電路切斷。用

7、于短路電流相當(dāng)大(高達(dá)70kA)的電路中。主要型號有DWXl5和DZX10兩種系列。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣自動空氣開關(guān)的主要參數(shù)額定電壓 它是指斷路器在長期工作時的允許電壓。通常，它等于或大于電路的額定電壓額定電流 是指過電流脫扣器的額定電流，一般是斷路器的額定持續(xù)電流。通斷能力 在規(guī)定的電壓、頻率以及規(guī)定的線路參數(shù)（交流電路為功率因數(shù)，直流電路為時間常熟）下，所能接通和分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?。分?jǐn)鄷r間 指切斷故障電流所需的時間。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣1.4 熔斷器 熔斷器由熔斷管（或蓋、座）、熔體及導(dǎo)電部件等部分組

8、成、其中熔體是主要部分，它既是感測元件又是執(zhí)行元件；熔斷管一般由硬質(zhì)纖維或瓷質(zhì)絕緣材料制成半封閉式或封閉式管狀外殼，熔體則裝于其內(nèi)。熔斷管的作用是便于安裝熔體和有利于熔體熔斷時熄滅電弧。熔體是由不同金屬材料(鉛錫合金鋅銅或銀)制成絲狀、帶 狀、片狀或籠狀，它串接于被保護(hù)電路。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣 熔斷器的作用熔斷器的作用 是當(dāng)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(dāng)達(dá)到熔化溫度時熔體自行熔斷，從而分?jǐn)喙收想娐?。在電路中作過載和短路保護(hù)之用。 熔斷器的主要參數(shù)熔斷器的主要參數(shù) 額定電壓 指熔斷器長期工作時和分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷?，其值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。 額定

9、電流 指熔斷器長期工作時，設(shè)備部件溫升不超過規(guī)定值時所能承受的電流。廠家為了減少熔斷管額定電流的規(guī)格，熔斷管的額定電流等級比較少，而熔體的額定電流等級比較多，也即在一個額定電流等級的熔斷管內(nèi)可以分裝幾個額定電流等級的熔體。但熔體的額定電流最大不能超過熔斷管的額定電流， 極限分?jǐn)嗄芰?是指熔斷器在規(guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時間常數(shù)）的條件下，能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?，在電路中出現(xiàn)的最大電流值一般是指短路電流值。所以，極限分?jǐn)嗄芰σ彩欠从沉巳蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Αｋ姎饪刂萍夹g(shù)第一章 常用低壓電氣1.5 主令電器一、控制按鈕一、控制按鈕 按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛的主令電器。在低壓控制中用于手動發(fā)出

10、控制信號。 按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成。 控制按鈕在結(jié)構(gòu)上有掀鈕式、自鎖式、鑰匙式、旋鈕式和保護(hù)式等，可根據(jù)使用場合和具體用途來選用。 l一按鈕帽；2一彈簧；3一常閉觸點(diǎn)；4一常開觸點(diǎn)電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣v為了便于識別各個按鈕作用，避免誤操作，通常在按鈕上作出不同標(biāo)志或不同顏色。國標(biāo)GB5226-85對按鈕的顏色規(guī)定如下：“停止”和“急?！卑粹o必須是紅色。“啟動”按鈕的顏色為綠色?！皢印焙汀巴Ｖ埂苯惶鎰幼鞯陌粹o必須是黑白、白色或灰色。點(diǎn)動按鈕必須是黑色。復(fù)位按鈕必須是藍(lán)色（如保護(hù)繼電器的復(fù)位按鈕）電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣二

11、、行程開關(guān) 依照生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出命令以控制其運(yùn)行方向或行程長短的主令電器，稱為行程開關(guān)。若將行程開關(guān)安裝于生產(chǎn)機(jī)械行程終點(diǎn)處，以限制其行程，則稱為限位開關(guān)或終點(diǎn)開關(guān)。 主要用來控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動方向、行程及位置保護(hù)。 行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式和微動式三種。直動式行程開關(guān)1頂桿；2彈簧；3常閉觸點(diǎn)；4觸點(diǎn)彈簧；5常開觸點(diǎn)滾輪式行程開關(guān)1滾輪 2上輪臂；3，5，11彈簧；4套架 6，9壓板7觸點(diǎn) 8觸點(diǎn)壓桿；10小滑輪微動式行程開關(guān)1推桿；2彎形片狀彈簧；3常開觸點(diǎn)4常閉觸點(diǎn)5復(fù)位彈簧；電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣三、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是由

12、多組相同結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)組件疊裝而成的多回路控制電器。它由操作機(jī)構(gòu)、定位裝置和觸點(diǎn)等三部分組成。 觸點(diǎn)為雙斷點(diǎn)橋式結(jié)構(gòu)，動觸點(diǎn)設(shè)計成自動調(diào)整式以保證通斷時的同步性。靜觸點(diǎn)裝在觸點(diǎn)座內(nèi)。每個由膠木壓制的觸點(diǎn)座內(nèi)可安裝23對觸點(diǎn)，且每組觸點(diǎn)上還有隔弧裝置。 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要用于低壓斷路操作機(jī)構(gòu)的合閘與分閘控制、各種控制線路的轉(zhuǎn)換、電壓和電流表的換相測量控制、配電裝置線路的轉(zhuǎn)換和遙控等。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號 用虛線表示操作手柄的位置，用有無“”表示觸點(diǎn)的閉合和打開狀態(tài)，在觸點(diǎn)圖形符號下方的虛線位置上面“”，則表示當(dāng)操作手柄處于該位置時，該觸點(diǎn)是處于閉合狀態(tài)；若在虛線位置上

13、未畫“”時，則表示該觸點(diǎn)是處于打開狀態(tài)。 在觸點(diǎn)圖形符號上標(biāo)出觸點(diǎn)編號，再用接通表表示操作手柄于不同位置時的觸點(diǎn)分合狀態(tài)，在接通表中用有無“”來表示操作手柄于不同位置時觸點(diǎn)的閉合和斷開狀態(tài)。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣1.6 接觸器 接觸器是一種用來接通或斷開電動機(jī)或其他負(fù)載主回路的自動切換電器。它不僅控制容量大，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制，而且工作可靠、壽命長，是繼電器接觸器控制系統(tǒng)中重要的元件之一。 接觸器按其主觸頭通過的電流種類，分為直流接觸器和交流接觸器。 一般接觸器都由電磁機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)系統(tǒng)和滅弧裝置等組成。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣一、交流接觸器（1）觸點(diǎn)系統(tǒng) 觸點(diǎn)是完成接觸

14、器接通和斷開電路這個主要任務(wù)的。交流接觸器一般采用雙斷橋式觸點(diǎn)，兩個觸點(diǎn)串于同一電路中，同時接通或斷開。接觸器的觸點(diǎn)有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)，主觸點(diǎn)通斷主電路，輔助觸點(diǎn)通斷控制電路。（2）滅弧裝置 當(dāng)觸頭斷開大電流時，在動、靜觸頭間產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧會燒壞觸點(diǎn)，并使切斷時間拉長。為使接觸器可靠工作，必須使電弧迅速熄滅，故要采用滅弧裝置。（3）電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，操縱觸點(diǎn)的閉合或斷開。由于交流接觸器的線圈通交流電，在鐵心中存在渦流和磁滯損耗，會引起鐵心發(fā)熱。為了減少渦流和磁滯損耗，避免使鐵芯過分發(fā)熱，交流接觸器的鐵芯用硅鋼片疊鉚而成。同時為了減小機(jī)械振動和噪音，在靜鐵心的端面上裝

15、有分磁環(huán)(短路環(huán))。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣二、直流接觸器直流接觸器主要用以控制直流電路(主電路、控制電路和激磁電路等)。它的組成部分和工作原理同交流接觸器一樣。直流接觸器常用磁吹和縱縫滅弧裝置來滅弧。直流接觸器的鐵芯與交流接觸器不同，它沒有渦流的存在，因此一般用軟鋼或工程純鐵制成。由于直流接觸器的吸引線圈通以直流電，所以，沒有沖擊的啟動電流，也不會產(chǎn)生鐵芯猛烈撞擊現(xiàn)象，因而它的壽命長，適用于頻繁啟動、制動的場合。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣三、接觸器 技術(shù)參數(shù) 額定電壓。接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電壓是指主觸點(diǎn)的額定電壓。 額定電流。接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流。

16、線圈的額定電壓。選用時一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器，但交流負(fù)載頻繁動作時可采用直流線圈的交流接觸器。 接通和分?jǐn)嗄芰ΑＶ钢饔|點(diǎn)在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。在此電流值下，接通時主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊；分?jǐn)鄷r主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生長時間燃弧。若超出此電流值，其分?jǐn)鄤t是熔斷器、自動開關(guān)等保護(hù)電器的任務(wù)。 額定操作頻率。指每小時的操作次數(shù)。交流接觸器最高為600次h，而直流接觸器最高為120次h。操作頻率直接影響到接觸器的電壽命和滅弧罩的工作條件，對于交流接觸器還影響到線圈的溫升。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣1.6 繼電器繼電器是種根據(jù)輸入信號而動

17、作的自動控制電器。它與接觸器不同，主要用于反應(yīng)控制信號，其觸點(diǎn)通常接在控制電路中。繼電器的種類很多，分類方法也很多，常用的分類方法有： 按動作時間分為快速繼電器、延時繼電器、一般繼電器；按執(zhí)行環(huán)節(jié)的作用原理分為有觸點(diǎn)繼電器、無觸點(diǎn)繼電器：按動作原理分為電磁式繼電器、干簧繼電器、電動式繼電器等。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣一、電磁式繼電器 電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu) 直流繼電器的電磁機(jī)構(gòu)形式為U形拍臺式。鐵心和銜鐵均由電工軟鐵制成，為了增加閉合后的氣隙，在銜鐵的內(nèi)側(cè)面上裝有非磁性墊片，鐵心鑄在鋁基座上；交流繼電器的電磁機(jī)構(gòu)形式有U形拍合式、E形直動式、空心或裝甲螺管式等結(jié)構(gòu)形式。U形拍合式和E形直動式

18、的鐵心及銜鐵均由硅鋼片疊成，且在鐵心柱端上面裝有分磁環(huán)。 觸點(diǎn)系統(tǒng)觸點(diǎn)系統(tǒng) 交、直流繼電器的觸點(diǎn)由于均接在控制電路上，且電流小，故不裝設(shè)滅弧裝置。其觸點(diǎn)一般都為橋式觸點(diǎn)有常開和常閉兩種形式。1底座 2 反力彈簧3、4調(diào)整螺釘5非磁性墊片6銜鐵 7鐵心8極靴 9電磁線圈10觸點(diǎn)系統(tǒng)電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣1電流繼電器電流繼電器是根據(jù)電流信號而動作的。如在直流并激電動機(jī)的激磁線圈里串聯(lián)電流繼電器當(dāng)激磁電流過小時，它的觸頭便打開，從而控制接觸器，以切除電動機(jī)的電源，防止電動機(jī)因轉(zhuǎn)速過高或電樞電流過大而損壞，具有這種性質(zhì)的繼電器叫欠電流繼電器；反之、為了防止電動機(jī)短路或過大的電樞電流(如嚴(yán)重過

19、載)而損壞電動機(jī)，就要采用過電流繼電器。電流繼電器的持點(diǎn)是匝數(shù)少、線徑較粗，能通過較大電流。選擇電流繼電器時主要根據(jù)電路內(nèi)的電流種類和額定電流大小來選擇。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣2電壓繼電器 電壓繼電器是根據(jù)電壓信號動作的。如果把上述電流繼電器的線限改用細(xì)線繞成，并增加匝數(shù)，就成了電壓繼電器，它的線圈是與電源并聯(lián)。 電壓繼電器也可分為過電壓繼電器和欠(零)電壓繼電器兩種： 過電壓繼電器。當(dāng)控制線路出現(xiàn)超過所允許的正常電壓時，繼電器動作而控制切換電器(接觸器)。使電動機(jī)等停止工作，以保護(hù)電氣設(shè)備不致因過高的電壓而損壞。 欠(零)電壓繼電器。當(dāng)控制線圈電壓過低，使控制系統(tǒng)不能正常工作(如異

20、步電動機(jī)不宜在電壓過低的情況下工作)，此時利用欠電壓繼電器電壓過低時動作，使控制系統(tǒng)或電動機(jī)脫離不正常的工作狀態(tài)，這種保護(hù)稱零壓保護(hù)。 選擇電壓繼電器時根據(jù)線路電壓的種類和大小來選擇。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣3中間繼電器中間繼電器本質(zhì)上是電壓繼電器，但還具有觸頭多(多至六對或更多)、電流較大(額定電流510 A)、動作靈敏(動作時間小于0.05s)等特點(diǎn)。它的用途有兩個：第一，用作中間傳遞信號。當(dāng)接觸器線圈的額定電流超過電壓或電流繼電器觸頭所允許通過的電流時，可用中間繼電器作為中間放大器再來控制接觸器；第二，用作同時控制多條線路。選擇中間繼電器時，主要根據(jù)是控制線路所需觸頭的多少和電源

21、電壓等級。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣 電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣二、熱繼電器熱繼電器是根據(jù)控制對象的溫度變化來控制電流流通的繼電器，即是利用電流的熱效應(yīng)而動作的電器。它主要用來保護(hù)電動機(jī)的過載。電動機(jī)工作時，是不允許超過額定溫升的，否則會降低電動機(jī)的壽命。熔斷器和過電流繼電器只能保護(hù)電動機(jī)不超過允許最大電流，不能反映電動機(jī)的發(fā)熱狀況，我們知道，電動機(jī)短時過載是允許的，但長期過載時電動機(jī)就要發(fā)熱，因此，必須采用熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣熱繼電器的工作原理2雙金屬片3一熱元件4絕緣桿5一感溫元件(雙金屬片）6動觸頭7一靜觸頭8手動復(fù)位螺釘9動觸頭彈簧10一按鈕11一調(diào)節(jié)旋鈕；12支撐件(a)直接受熱方式；(b)間接受熱方式；(c)復(fù)合受熱方式；(d)互感器受熱方式電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電氣帶斷相保護(hù)的熱繼電器 三相電動機(jī)的一根接線松開或一相熔絲熔斷，是造成三相異步電動機(jī)燒壞的主要原因之一。 如果熱繼電器所保護(hù)的電動機(jī)是Y接法，普通的兩相或三相熱繼電器可以對此作出保護(hù)。 如果電動機(jī)是D形接法，發(fā)生斷相時。由于電動機(jī)的相電流與線電流不等，流過電動機(jī)繞