第一章常用低壓電器馮曉劉仲怒.ppt

1、第一節(jié) 低壓電器概述,在電能的產(chǎn)生、輸送、分配和應用的電路中，起著開關、調(diào)節(jié)和保護等作用的電氣設備稱為電器。,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、按動作方式分類,自動電器：按信號或某物理量的變化而自動動作的電器。如接觸器、繼電器等。,非自動電器：通過人力操作而動作的電器。如開關、按鈕等。,3、按動作原理分類,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變化而動作的電器。,4、按作用分類,執(zhí)行電器：用來完成某種動作或傳遞功率，如電磁鐵、電磁離合器。,控制電器

2、：用來控制電路的通斷，如開關、繼電器等。,主令電器：用來控制其他自動電器的動作，以發(fā)出控制“指令”，如按鈕、行程開關等。,保護電器：用來保護電源、電路及用電設備，使之不致于短路或過載運行，免遭損壞。,主要由感應機構、中間機構和執(zhí)行機構三個環(huán)節(jié)組成。,感應機構：接收外部加入的電信號，可以是電壓、電流、功率或頻率信號。,二、電器的基本結構,中間機構：將輸入信號進行變換、放大或其他處理后，傳遞給執(zhí)行機構。,執(zhí)行機構：接收中間機構傳遞來的信號而動作，實現(xiàn)對電路的變換、控制和保護等。,一對矛盾：開與關-工作可靠性。,三、對低壓電器的主要要求,兩項要求：機械壽命和電壽命。,三個環(huán)節(jié)：感應、中間和執(zhí)行機構。

3、,四種狀態(tài)：閉合狀態(tài)、開斷過程、斷開狀態(tài)、關合過程。,安全原則：基本要求、可靠運行的前提。手控器件必須絕緣、金屬外殼有接地標志 。,四、低壓電器的選用原則,經(jīng)濟原則：器件本身的經(jīng)濟價值和使用器件而產(chǎn)生的價值 。,選用原則：明確控制對象的類別和使用環(huán)境；明確控制對象的技術數(shù)據(jù)；了解電器的正常工作條件；了解電器的主要技術性能 。,（一）執(zhí)行機構,五、低壓電器的電磁機構和執(zhí)行機構,執(zhí)行機構由接觸系統(tǒng)和滅弧裝置組成，感應機構與中間機構大多由電磁機構組成。,1、接觸系統(tǒng)：可分合接觸聯(lián)結，有動觸頭和靜觸頭之分。觸頭可分為點、線和面三種接觸形式。,點接觸常用于允許小電流場合，如輔助觸頭或繼電器電路；線和面接

4、觸用于大電流場合，如刀開關、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、靜觸頭間距S1足夠大，不會擊穿或電弧自燃。,觸頭每工作一次，將經(jīng)歷四個工作狀態(tài)：,開斷過程：動觸頭有一定的開斷速度，快速可靠分斷負載。,關合過程：動觸頭有一定的關合速度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、靜觸頭的最短距離。,工作過程中，觸頭具有下列四個主要參數(shù)：,觸頭超行程：從動、靜觸頭剛接觸到銜鐵完全吸合為止，觸頭彈簧被壓縮的長度。,觸頭的初壓力Fc1：動、靜觸頭剛接觸時，兩觸頭間的互壓力。,觸頭的終壓力

5、Fc2 ：在完全閉合位置時，動、靜觸頭間的互壓力。,3、電弧的產(chǎn)生過程,當載流觸頭間剛出現(xiàn)斷口時，因間距極小，電場強度大，金屬內(nèi)部的自由電子逸出，同時不斷撞擊中性氣體分子，導致觸頭間隙中產(chǎn)生大量的帶電粒子，從而使氣體導電形成炙熱的電子流，即電弧。,電弧產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光，常常造成觸頭的燒毀、熔斷等故障，因此應采取措施，使之熄滅。,4、常用滅弧措施,電動力滅弧：多采用雙斷口觸頭系統(tǒng)，即在一個回路中有兩個產(chǎn)生和斷開電弧的間隙。,磁吹滅弧裝置：設有與觸頭串聯(lián)的線圈，電弧在吹弧線圈作用下受力拉長，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)擴展并加速冷卻以削弱熱電離，常用耐弧陶土、石

6、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)形成壓差驅動電弧，噴流熄弧。(多與柵片滅弧裝置組合使用),（二）電磁機構,電磁機構由線圈、鐵心和銜鐵組成。當線圈通以電流后，鐵心和銜鐵的端面上出現(xiàn)不同極性的磁極，彼此吸引，使銜鐵向鐵心運動，由聯(lián)動機構帶動觸頭動作。,鐵心和銜鐵的結構形式：山字形(E形包括U形)、螺管式和拍合式。,勵磁線

7、圈是電磁機構的心臟，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) 常用低壓電器簡介,控制電器,一、刀閘開關,控制對象： 380V，5.5kW 以下小電機,考慮到電機較大的起動電流，刀 閘的額定電流值一般選擇： （35）異步電機額定電流,二、按鈕,復合按鈕： 常開按鈕和 常閉按鈕做在一起。,電路符號,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機或其他設備 的主電路。,構成：主要由電磁鐵和觸點兩部分組成， 觸點又可分為主觸點和輔助觸點。,技術指標：額定工作電壓、電流、 觸點數(shù)目等。,動作過程,線圈通電,銜

8、鐵被吸合,觸點閉合,接通電源, 220,接觸器線圈,接觸器主觸點用于主電路 (流過的電流大，需加滅弧裝置）,接觸器輔助觸點用于控制電路 （流過的電流小，無需加滅弧裝置）,接觸器有關符號,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，接觸器的主觸點可以通過大電流，而繼電器的 觸點只能通過小電流。,中間繼電器 速度繼電器 時間繼電器（具有延時功能） 熱繼電器（做過載保護） .,繼電器類型,作用：繼電器用來傳遞信號或用于控制電路中。,發(fā)熱元件,1.結構：,I,常閉觸點,五、 熱繼電器,3.熱繼電器的符號,發(fā)熱元件,常閉觸點,串聯(lián)在主電路中,六、熔斷器,FU,額定電流 的選擇：,3.

9、 頻繁起動 的電動機,2. 一臺電動機,（稍大）,1. 電燈支線的熔絲,七、空氣式時間繼電器,八、自動空氣斷路器（自動開關）,結構：,作用：可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。,工作原理：過流時，過流脫扣器將脫鉤頂開，釋放彈簧拉動傳動桿，將主觸頭的動片分離，斷開電源；欠壓時，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，通過釋放彈簧帶動傳動桿，使主觸頭分離，從而斷開電源。,技術參數(shù)：額定工作電壓、殼架額定電流等級、 極數(shù)、脫扣器類型及額定電流、短路分斷能力。,九、 行程開關,作用：用于電路的限位保護、行程控制、自動切換等。,結構：與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。,十、 軟起動器,軟起動器實際上是一個晶閘管交流調(diào)壓器，改變晶

10、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，通過對輸出電壓的平滑升壓控制，實現(xiàn)對電動機轉速的平滑控制。當晶閘管全導通時，電動機處于額定工作狀態(tài)。,1、起動器的起動方式,1）、斜坡升壓軟起動 調(diào)節(jié)晶閘管導通角，使之與時間成函數(shù)關系增大，無電流閉環(huán)控制，存在沖擊電流。,2）、斜坡恒流軟起動 當電動機剛起動時，起動電流逐漸增加；當達到設定值后電流恒定，直至起動完畢。,3）、階躍起動 當電動機開機時，起動電流迅速達到設定值。改變起動電流設定值，可以改變起動速度。,4）、脈沖沖擊起動 剛起動時，以較大起動電流工作一段時間后，再按原設定值線性上升，進入恒流起動。,2、軟起動方式的特點,1）、無沖擊

11、電流 因為 ，逐漸增大晶閘管導通角，起動電流從零線性上升至設定值。,2）、恒流起動 引入電流閉環(huán)控制后，電動機在起動過程中保持電流恒定，使電機平穩(wěn)起動。,3）、根據(jù)負載情況及繼電保護特性選擇，可無級調(diào)整到最佳的起動電流。,自鎖的作用,KM,SB2,A,B,C,KM,FU,Q,SB1,鼠籠式電動機直接起動控制電路,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)， 電機連續(xù)運轉。,KM,SB1,KM,SB2,FR,A,B,C,KM,FU,QS,FR,電流成回路， 只要接兩相就可以了。,異步機的直接起動 + 過載保護,第三節(jié) 電子電器簡介,電子電器是部分或全部由電子器件和電子

12、線路構成的電器元件或裝置，是自動化技術和電力電子、微電子技術與計算機技術結合的產(chǎn)物。與電磁式繼電器功能互補。,一、數(shù)字式時間繼電器,DHC6多制式時間繼電器采用單片機(最小系統(tǒng)為DHC80910)控制，LCD(液晶顯示器)顯示，9種工作方式，8種延時時段，延時范圍為0.01s999.9h，具有鍵盤鎖定功能。,二、電子式電流型漏開關,電子式漏電開關由主開關、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。 當零序電流互感器檢測到漏電流后，經(jīng)電子放大器處理，驅動晶閘管導通，從而使脫扣器動作，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)生零序電流的兩個條件: 1、無

13、論是縱向故障、還是橫向故障、還是正常時和異常時的不對稱，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變換為電信號的器件，有暗通和亮通之分，廣泛應用于計數(shù)、測量和控制等場合。,其工作原理為：無光照時， VT1斷開，VT2導通、VT3 截止，KA不動作；有光照時， VT1深飽和，VT2截止、VT3導通，KA動作。,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

14、：當溫度處于設定值以下時，RT呈現(xiàn)很大阻值，VT1截止、VT2導通，其集電極電位不足以使VS反向擊穿，VT3截止，KA不動作；當溫度處于設定值以上時， RT呈現(xiàn)阻值較小，VT1導通、VT2截止，其集電極電位約等于電源電壓，VS反向擊穿，VT3導通，KA動作。,五、固態(tài)繼電器,固態(tài)繼電器SSR是一種沒有機械、不含運動部件的繼電器，它依靠電子元器件的電磁和光特性實現(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，光電耦合器中的光電三極管截止， VT1飽和導通，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，負載不工作 ；有光照時， VT1截止，經(jīng)R4作用于VT2柵極的觸發(fā)電流較大，使VT2導通、 VT3也導通，負載得電而工作。,雙向晶閘管的關斷：電流過零