常用低压控制电器

-1-常用低压控制电器介绍一、低压电器的基本知识电器：是对于电能的生产、输送、分配和应用起控制、调节、检测及保护等作用的电气设备的总称。低压电器：工作电压交流1200V、直流1500V以下的电气线路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。（一）低压电器的分类①按用途和控制对象分：配电电器：用于低压电力网的配电电器。控制电器：用于电力拖动及自动控制系统的电器。②按操作方式分：自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器，如接触器、继电器等。手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器，如刀开关、转换开关和主令电器等。③按工作原理分：电磁式电器：根据电磁感应原理进行工作，如交直流接触器、电磁式继电器等。非电量控制电器：以非电物理量作为控制量进行工作，如按钮开关、行程开关、刀开关、热继电器、速度继电器等。（二）低压电器的结构低压电器的基本结构是由触头系统和电磁机构组成。触头是电磁式电器的执行部分，电器就是通过触头的动作分合被控电路的。电磁系统用来操纵触点的闭合和分断，由铁芯、线圈和衔铁三部分组成。1.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。材料：一般采用铜、银、镍材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成。接触电阻：触头的动静触头闭合时形成的电阻，称为接触电阻。造成电压损耗，增加铜耗。导致触头温度升高。接触形式：点接触、线接触和面接触。廖华文20121001003231122班-2-触点按其原始状态可分为常开触点和常闭触点。原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触点叫常开触点。原始状态闭合，线圈通电后断开的触点叫常闭触点。线圈断电后所有触点复原。按触点控制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流，辅助触点用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。2.灭弧系统电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。下图是一种桥式结构双断口触头系统。当触头打开时，在断口中产生电弧。电弧电流在两电-3-弧之间产生如图所示的磁场。根据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的电动力F的作用，使电孤向外运动并拉长，使其迅速穿越冷却介质，从而加快电弧冷却并熄灭。交流接触器通常采用这种灭弧方法。在触头电路中串入吹弧线圈，该线圈产生的磁通经过导磁夹板引向触头周围，在弧柱下方，两个磁通是相加的，而在弧柱上方是彼此相减的，在下强上弱的磁场作用下电弧被拉长并吹入灭弧罩中，电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。它广泛应用于直流灭弧装置中（如直流接触器中）。灭弧栅一般是由多片镀铜薄钢片(称为栅片)和石棉绝缘板组成、它们通常在电器触头上方的灭孤室内，彼此之间互相绝缘。当触头分断电路时，在触头之间产生电弧，电弧电流产生磁场，由于钢片磁阻比空气磁阻小得多，因此，电弧上方的磁通非常稀疏，而下方的磁通却非常密集，这种上疏下密的磁场将电弧拉人灭弧罩中，当电弧进入灭弧栅后，被分割成数段串联的短弧。这样每两片灭弧栅片可以看做一对电极，而每对电极间都有150-250V的绝缘强度，使整个灭弧栅的绝缘强度大大加强，而每个栅片间的电压不足以达到电弧燃烧电压，同时栅片吸收电弧热量，使电弧迅速冷却而很快熄灭。-4-常用的电磁机构型式：衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图（a）所示，其衔铁绕铁扼的棱角转动，磨损较小，铁心一般用电工软铁制成，适用于直流继电器和接触器。衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图（b）所示，其衔铁绕轴转动，铁心一般用硅钢片叠成，常用于较大容量交流接触器。衔铁作直线运动的双E型直动式铁心，如图（c）所示，衔铁在线圈内成直线运动，较多用于中小容量交流接触器和继电器中。二、接触器电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种低压自动控制电器，用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠压保护。-5-工作原理：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。1-主触点2-常闭辅助触点3-常开辅助触点4-动铁心5-线圈6-静铁心7-灭弧罩8-弹簧接触器分类及特点：交流接触器：1、交流接触器线圈通以交流电，主触头接通，分段交流主电路2、交流接触器要解决的几个问题：铁心中产生涡流和磁滞损耗引起铁心发热；当交变磁通过零时，电磁吸力为零（与磁通平方成正比），使衔铁产生强烈的震动和噪声。3、解决方法：（1）铁心用硅钢片冲压迭制而成，减少涡流路径，加硅增加铁心电阻，来减小电流和电流的损耗。（2）铁心端面上安装一个铜制短路环来减小震动和噪声。4、结构特点：（1）铁心用硅钢片冲压迭制而成（2）铁心上有短路环-6-（3）铁心做成短而粗的圆筒状直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。●不产生涡流和磁滞损耗，铁心不发热。●铁心用整块钢制成。●线圈制成长而薄的圆筒状。●灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。额定电压：指主触点的额定工作电压交流有：127V、220V、380V、500V、660V直流有：24V、110V、220V、440V、660V额定电流：指主触点的额定电流交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A线圈的额定电压：吸引线圈正常工作的电压值交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V额定通断能力：主触头在规定条件下可靠地接通和分断的电流值。额定操作频率：每小时的最高操作次数。交流接触器为600次/h，直流接触器为1200次/h。机械寿命（1000万次以上）（无载操作）与电气寿命（100万次以上）（负载操作）-7-1、负载电源的种类：交流或直流。2、主触点的额定电压、额定电流：额定电压：交流220、380、660、1140V直流110、220、440、660V。主触点额定电流，应大于或稍大于负载的额定电流，一般根据电动机容量Pd计算触电额定电流Ie即Ie≥Pd×103/KUdK：经验系数（1.1-1.4），Ud：接触器额定电压3、辅助触电种类（常开或常闭）、数量及触电额定电流。4、电磁线圈的电源种类和额定电压（不等于主触头的额定电压）5、额定操作频率（次/h），即允许的每小时接通的次数三、继电器继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的自动电器。继电器包括三部分组成：承受机构、中间机构和执行机构按用途：控制继电器和保护继电器输入量的物理性质：电压继电器、电流继电器、功率继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器等按工作原理分：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器继电器的工作特点：具有跳跃式的输入-输出特性，如下图所示继电器的重要参数：返回系数：k＝x1/x2●一般继电器k值在0.1～0.4●欠电压继电器k值在0.6以上吸合时间：线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间0.05～0.15S释放时间：线圈失电到衔铁完全释放所需的时间0.05～0.15S-8-继电器：用于控制电路、电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作，有调节装置。主要是用于反应控制信号，是电气控制中的信号检测元件。接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一般只能在电压作用下动作。是电气控制系统中的执行元件。电磁式电流、电压及中间继电器:电磁式继电器在结构和工作原理上与电磁式接触器相似，主要由电磁机构（包括动静铁心、衔铁、线圈)和触头系统组成。其结构见右图当线圈通电后，线圈的激磁电流就产生磁场，从而产生电磁吸力吸引衔铁。一旦电磁力大于反力，衔铁就开始运动，并带动与之相连接的动触点向下移动，使动触点与其上面的动断静触点分开，而与其下面的动合静触点吸合。若在衔铁处于最终位置时切断线圈的电源，磁场便逐渐消失，衔铁会在反力的作用下，脱离极靴，并再次带动动触点脱离动合触点，返回到初始位置处。电压继电器：根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器-9-特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细、阻抗大。作用:过、欠电压保护分类：过电压继电器和欠电压继电器过电压继电器：电路电压正常时，衔铁不吸合电路电压高于额定电压时，衔铁吸合动作电压整定范围为(105％～115％)UN欠电压继电器：电路电压正常时，衔铁吸合电路电压低于额定电压时，衔铁释放动作电压整定范围为：吸合电压调整范围为(30％～50％)UN释放电压调整范围为(10％～35％)UN电流继电器：根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。作用:过、欠电流保护分类：过电流继电器、欠电流继电器过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即将电路切断●线圈电流小于整定电流时，继电器不动作●线圈电流超过整定电流时，继电器才动作●动作电流整定范围：交流为(110％～350％)IN，直流为(70％～300％)IN欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断●线圈电流大于或等于整定电流时，继电器吸合●线圈电流低于整定电流时，继电器释放●动作电流整定范围：吸合电流为(30％～65％)IN释放电流为(10％～20％)IN●一般自动复位实质：是一种电磁式电压继电器，是用来转换控制信号的中间元件，其结构和工作原理与接触器相同。特点：触点数量较多。作用：在电路中起增加触点数量和起中间放大作用。-10-与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。-11-四、主令电器用来发布命令、改变控制系统工作状态的控制电器。用于闭合或断开控制电路，从而控制电动机的启动、停车、制动以及调速等。可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制。常用主令电器：控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等控制按钮：1.结构:由按钮帽,复位弹簧,桥式触点和外壳组成.常态：常闭（动断）触点闭合，常开（动合）触点断开。按下：常闭（动断）触点断开，常开（动合）触点闭合。2.作用：用于远距离操作具有电磁线圈的电器，如接触器、继电器等3.颜色:红色—停止;绿色—启动4.型号:LA2、LA10、LA20等5.图形符号-12-行程开关:定义：用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短的控制电器。结构：摆杆(操作机构)、触头系统和外壳。用途：控制生产机械的运动方向、速度、行程远近或定，可实现行程控制以及限位保护的控制。分类：接触式、非接触式，直动式、滚动式、微动式。五、开关电器刀开关作用：隔离电源，不频繁通断电路分类：-13-按刀的级数分:单极、双极和三极按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置按刀的转换方向分为：单掷和双掷按接线方式分为：板前接线和板后接线按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器六、熔断器定义：当流过其电流值超过规定值一定时间后，以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器。起安全保护作用的一种电器结构：缘底座、熔体、熔断管、填料及导电部件。-14-工作原理：熔体串接在电路中，负载电流流经熔体，当电路发生短路或过电流时，通过熔体的电流使其发热，从而自行熔断而切断电路。作用：短路和过电流保护应用：串接于被保护电路的首端流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。熔体的额定电流IfN是熔体长期工作而不致熔断的电流。七、低压断器定义：又称自动空气开关，是一种不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流的开关电器。发生严重的过载或短路及