第九章電器元件選擇和電動(dòng)機(jī)保護(hù)

第九章電器元件選擇和電動(dòng)機(jī)保護(hù)第一頁，共39頁。

電器元件的選擇電動(dòng)機(jī)的保護(hù)主要內(nèi)容第二頁，共39頁。一、接觸器的選擇1.接觸器種類根據(jù)接觸器所控制的負(fù)載性質(zhì)來選擇：

直流負(fù)載用直流接觸器交流負(fù)載用交流接觸器頻繁動(dòng)作的交流負(fù)載，用帶直流電磁線圈的交流接觸器第一節(jié)電器元件的選擇第三頁，共39頁。2.接觸器額定電壓主觸點(diǎn)的額定電壓要根據(jù)主觸點(diǎn)所控制負(fù)載電路的額定電壓來確定。

3.接觸器額定電流一般情況下，接觸器主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)大于等于負(fù)載或電動(dòng)機(jī)的額定電流。第四頁，共39頁。

式中，IN—接觸器主觸點(diǎn)額定電流；K—經(jīng)驗(yàn)常數(shù),一般取1～1.4；PN

—被控電動(dòng)機(jī)額定功率；UN—被控電動(dòng)機(jī)額定線電壓。

第五頁，共39頁。電壓等級(jí)為：交流線圈36、110、127、220、380V直流線圈24、48、110、220、440V等一般接觸器電磁線圈均選用較低的電壓值,如110V、127V,但如果控制電路比較簡(jiǎn)單可選用380V、220V。4.接觸器電磁線圈的額定電壓第六頁，共39頁。根據(jù)控制線路的要求而定。交流接觸器通常有三對(duì)常開主觸點(diǎn)和四至六對(duì)輔助觸點(diǎn)。直流接觸器通常有兩對(duì)常開主觸點(diǎn)和四對(duì)輔助觸點(diǎn)。5.接觸器觸點(diǎn)數(shù)目6.接觸器額定操作頻率交流接觸器為600次/h。直流接觸器為1200次/h。第七頁，共39頁。應(yīng)主要考慮電源種類、觸點(diǎn)額定電壓和額定電流、線圈額定電壓或額定電流。觸點(diǎn)組合方式及數(shù)量、吸合時(shí)間及釋放時(shí)間等因素。主要參數(shù):過電流繼電器-額定電流和動(dòng)作電流欠電流繼電器-額定電流和釋放電流過電壓繼電器-額定電壓和動(dòng)作電壓欠電壓繼電器-常用電磁式繼電器或小型接觸器1.電磁式繼電器的選擇二、繼電器的選擇第八頁，共39頁。按電動(dòng)機(jī)型式、工作環(huán)境、起動(dòng)情況及負(fù)載性質(zhì)等幾方面綜合加以考慮。（1）

熱繼電器結(jié)構(gòu)型式電機(jī)Y接法時(shí),選用兩相結(jié)構(gòu);電網(wǎng)電壓嚴(yán)重不平衡,選用三相結(jié)構(gòu);電機(jī)△接法時(shí),選用帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)。（2）熱繼電器額定電流正常運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)—取(0.95～1.05)IN。過載能力較差的電動(dòng)機(jī)—取(0.6～0.8)IN。2.熱繼電器的選擇第九頁，共39頁。電流種類和電壓等級(jí):電磁阻尼式和空氣阻尼式，其線圈的電流種類和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路的相同。延時(shí)方式:通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。觸點(diǎn)型式和數(shù)量:根據(jù)控制電路的要求來擇。延時(shí)精度:電磁阻尼式適用于精度要求不高的場(chǎng)合。電子式適用于延時(shí)精度要求高的場(chǎng)合。

操作頻率:不宜過高，否則會(huì)影響電壽命。3.時(shí)間繼電器的選擇第十頁，共39頁。線圈的電流種類和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路一致。觸點(diǎn)的數(shù)量、種類及容量要根據(jù)控制電路需要來選定。4.中間繼電器的選擇

第十一頁，共39頁。（1）熔斷器類型根據(jù)線路要求、使用場(chǎng)合及安裝條件選擇。保護(hù)特性應(yīng)與被保護(hù)對(duì)象的過載能力相匹配。

（2）熔斷器額定電壓及額定電流熔斷器的額定電壓≥線路的工作電壓額定電流≥所裝熔體的額定電流

1.一般熔斷器的選擇三、熔斷器的選擇第十二頁，共39頁。對(duì)于沒有沖擊電流的負(fù)載:IRN≥IN對(duì)于長(zhǎng)期工作的單臺(tái)電動(dòng)機(jī):

IRN

≥（1.5～2.5）IN對(duì)于頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī):

IRN

≥（3～3.5）IN對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期共用一個(gè)熔斷器:

IRN≥（1.5～2.5）INmax+∑IN（3）熔斷器熔體額定電流第十三頁，共39頁?？焖偃蹟嗥鹘尤虢涣鱾?cè)，熔體額定電流選為注意:快速熔斷器熔體的額定電流是以有效值表示的，而硅整流元件和晶閘管的額定電流是以平均值表示的。

IRN

≥k1IZmax式中,IZmax—可能使用的最大整流電流；

k1—與整流電路形式及導(dǎo)電情況有關(guān)的系數(shù)。（1）快速熔斷器熔體的額定電流2.快速熔斷器的選擇第十四頁，共39頁。快速熔斷器接入整流橋臂，熔體額定電流選為:

IRN

≥1.5IGN式中,IGN

—硅整流元件或晶閘管的額定電流。（2）快速熔斷器額定電壓式中,UF—硅整流元件或晶閘管反向峰值電壓;

URE

—快速熔斷器額定電壓;

k2

—安全系數(shù)，一般取為1.5～2。第十五頁，共39頁。主要根據(jù)使用場(chǎng)合、電源種類、電壓等級(jí)、電機(jī)容量及所需極數(shù)來選擇。

1.刀開關(guān)的選擇用于隔斷電源，選用無滅弧罩的；用于分?jǐn)嘭?fù)載,選用有滅弧罩、且用杠桿操作的。結(jié)構(gòu)形式選擇:額定電壓選擇:應(yīng)大于或等于線路的額定電壓。

額定電流選擇:應(yīng)大于負(fù)載的額定電流。四、開關(guān)電器的選擇第十六頁，共39頁。選擇時(shí)應(yīng)掌握以下原則：1)不能用它來分?jǐn)喙收想娏鳌?)使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要正確地選擇相應(yīng)規(guī)格的產(chǎn)品。3)所控制負(fù)載的功率因數(shù)不能低于規(guī)定值。4)本身不帶過載、短路、欠壓保護(hù)。主要根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選擇。2.組合開關(guān)的選擇第十七頁，共39頁。

根據(jù)保護(hù)特性要求、分?jǐn)嗄芰?、電網(wǎng)電壓類型及等級(jí),負(fù)載電流,操作頻率等進(jìn)行選擇。額定電壓和額定電流:應(yīng)大于或等于線路的額定電壓和額定電流。熱脫扣器:整定電流應(yīng)與被控電機(jī)額定電流或負(fù)載額定電流一致。

過電流脫扣器:瞬時(shí)動(dòng)作整定電流由下式確定:IZ

≥KIS。欠電壓脫扣器:額定電壓應(yīng)等于線路的額定電壓。

3.低壓斷路器的選擇第十八頁，共39頁。根據(jù)一次側(cè)、二次側(cè)的電壓等級(jí)及所需要的變壓器容量來選擇。1.長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),按下式選擇PT≥KT∑PXC選擇分為兩種情況：

式中,PT

—控制變壓器所需容量;

∑PXC

—控制電路最大負(fù)載時(shí)工作的電器所需的總功率;KT

—控制變壓器容量?jī)?chǔ)備系數(shù)。五、控制變壓器的選擇第十九頁，共39頁。

PT

≥

0.6∑PXC

+1.5∑PST2．控制變壓器容量應(yīng)滿足已吸合的電器在起動(dòng)其它電器時(shí)仍能保持吸合狀態(tài)，而起動(dòng)電器也能可靠地吸合。

最后所需控制變壓器的容量，應(yīng)由上兩式中所計(jì)算出的最大容量決定。式中,∑PST

—同時(shí)起動(dòng)的電器總吸收功率。第二十頁，共39頁。1.按鈕的選擇

1）根據(jù)使用場(chǎng)合和具體用途選擇按鈕形式若安裝于控制柜面板上,需采用開啟式的。若顯示工作狀態(tài)，需采用帶指示燈的。若避免誤操作，需采用鑰匙式的。若避免腐蝕性氣體侵入，需采用防腐式的。

2）根據(jù)控制作用選擇按鈕帽的顏色起動(dòng)或通用按鈕用綠色，停止按鈕用紅色。3）根據(jù)控制回路需要確定觸頭數(shù)量和按鈕數(shù)量六、主令電器的選擇第二十一頁，共39頁。1）根據(jù)使用場(chǎng)合和控制對(duì)象確定行程開關(guān)的種類：

一般用途行程開關(guān)還是起重設(shè)備用行程開關(guān)。2）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)特性確定行程開關(guān)的操作方式。3）根據(jù)使用環(huán)境條件確定行程開關(guān)的防護(hù)形式，如開啟式或保護(hù)式。

2.行程開關(guān)的選擇第二十二頁，共39頁。第二節(jié)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電動(dòng)機(jī)除了能滿足生產(chǎn)機(jī)械的加工工藝要求外，要想長(zhǎng)期安全地正常運(yùn)行，必須有各種保護(hù)措施。保護(hù)環(huán)節(jié)是電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分，可靠的保護(hù)裝置可以防止對(duì)電動(dòng)機(jī)、電網(wǎng)、電氣控制設(shè)備以及人身安全的損害。電動(dòng)機(jī)的安全保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、過流保護(hù)、欠壓保護(hù)及弱磁保護(hù)等。第二十三頁，共39頁。一、短路保護(hù)短路保護(hù)要求具有瞬動(dòng)特性。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常起、制動(dòng)時(shí)，短路保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)作。熔斷器，串接于被保護(hù)的電路中具有瞬時(shí)脫扣功能的低壓斷路器專門的短路保護(hù)裝置常用的方法短路原因：導(dǎo)線絕緣損壞、負(fù)載短路、接線錯(cuò)誤第二十四頁，共39頁。圖9-1電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)類型示意圖短路保護(hù)過流保護(hù)過載保護(hù)欠壓保護(hù)第二十五頁，共39頁。過載是指電動(dòng)機(jī)工作電流超過其額定電流而使繞組發(fā)熱。低壓斷路器，帶長(zhǎng)延時(shí)脫扣器常用的方法熱繼電器，具有反時(shí)限特性過流繼電器，具有反時(shí)限特性過載原因：突加負(fù)載、電壓降低、缺相運(yùn)行二、過載保護(hù)第二十六頁，共39頁。三、過流保護(hù)電動(dòng)機(jī)的工作電流超過其額定值的運(yùn)行狀態(tài)。常用的方法過電流繼電器低壓斷路器電動(dòng)機(jī)保護(hù)器

過流原因：不正確起動(dòng)、負(fù)載過大過流保護(hù)用于直流電動(dòng)機(jī)和繞線異步電動(dòng)機(jī)。第二十七頁，共39頁。1.欠壓保護(hù)在電源電壓降到允許值以下時(shí)，需要自動(dòng)切斷電源。常用的方法欠壓繼電器具有欠壓脫扣器的斷路器具有失壓保護(hù)作用的接觸器四、欠壓和失壓保護(hù)第二十八頁，共39頁。常用的方法具有失壓保護(hù)作用的接觸器零壓繼電器如圖9-1欠壓繼電器KV：正常電壓時(shí)，KV通電吸合，電機(jī)正常工作欠壓時(shí)，KV斷電釋放，電機(jī)停轉(zhuǎn)。2.失壓保護(hù)第二十九頁，共39頁。帶斷相保護(hù)的熱繼電器電壓繼電器電流繼電器常用的方法固態(tài)斷相保護(hù)器如圖9-3:斷相原因：電源一相斷線、繞組一相斷線、熔

斷器、接觸器、斷路器等接觸不良。五、斷相保護(hù)第三十頁，共39頁。圖9-3固態(tài)斷相保護(hù)器工作原理斷相信號(hào)檢測(cè)電路串聯(lián)諧振式濾波電路斷相信號(hào)鑒別電路放大電路執(zhí)行電路穩(wěn)壓電路第三十一頁，共39頁。正常運(yùn)行時(shí):VS不會(huì)擊穿,VTH1不導(dǎo)通,VTH2導(dǎo)通，VTH3導(dǎo)通,電機(jī)工作。斷相時(shí):VS擊穿,VTH1導(dǎo)通,VTH2截止，VTH3阻斷,電機(jī)停轉(zhuǎn)。第三十二頁，共39頁。六、弱磁保護(hù)常用方法:弱磁繼電器（欠電流繼電器）正常時(shí):KA動(dòng)作電機(jī)能運(yùn)行欠流時(shí):KA不動(dòng)作電機(jī)不能起動(dòng)常用于直流電機(jī)的勵(lì)磁保護(hù)圖9-4弱磁保護(hù)線路第三十三頁，共39頁。七、智能綜合保護(hù)保護(hù)內(nèi)容有：1)具有反時(shí)限特性的長(zhǎng)延時(shí)過載保護(hù)2)具有定時(shí)限的短延時(shí)短路保護(hù)3)具有瞬時(shí)動(dòng)作的短路保護(hù)4)欠壓保護(hù)和過壓保護(hù)5)漏電保護(hù)和斷相保護(hù)第三十四頁，共39頁。保護(hù)類型:短路,過載,欠壓,過壓,斷相及漏電。采集電機(jī)三相線電流來判斷電機(jī)的短路、斷相及過載故障。采集單相線電壓來判斷失壓和過壓故障。采集零序電流來判斷漏電故障。智能綜合保護(hù):采用單片機(jī)控制，可提高對(duì)電

動(dòng)機(jī)的保護(hù)水平。第三十五頁，共39頁。將采集到的電流、電壓信號(hào)通過信號(hào)處理單元變換為直流電壓信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后再送入單片機(jī)系統(tǒng)，CPU對(duì)采集來的信號(hào)進(jìn)行處理、分析、判斷后發(fā)出相應(yīng)的操作信號(hào)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)。1.硬件電路圖9-5智能綜合保護(hù)裝置系統(tǒng)構(gòu)成第三十六頁，共39頁。