1-1常用低压电器（课件）-《工厂电气控制设备》同步教学（高教版）

2024-06-01

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第一章工厂电气控制基础 1-1 常用低压电器 1-2 电气控制电路基本环节 1 1.1常用低压电器电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备。什么是电器低压电器：常指用于交流额定电压1200v、直流额定电压1500v及以下的电路中的电器产品 2 电力拖动自动控制系统常用电器 3 电磁式电器 1.组成电磁机构触点系统灭弧装置 4 电磁式电器工作原理图 1—铁芯 2—线圈 3—衔铁 4—静触点 5—动触点 6—触点弹簧 7—释放弹簧 b）线圈通以交流电电磁式电器工作原理示意图（a）线圈通以直流电的电磁机构 I与δ无关 5 图1-2 吸力特性与反力特性的配合 1—直流电磁铁吸力特性 2—交流电磁铁吸力特性 3—反力特性吸力特性：是指电磁吸力随衔铁与铁芯间气隙δ变化的关系曲线。反力特性：是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线在衔铁吸合过程中，其吸力特性必须始终处于反力特性上方，即吸力要大于反力；反之衔铁释放时，吸力特性必须位于反力特性下方，即反力要大于吸力（此时的吸力是由剩磁产生的）。在吸合过程中还须注意吸力特性位于反力特性上方不能太高，否则会影响到电磁机构寿命。 1）电磁机构吸力特性与反力特性的配合吸力特性与反力特性的配合： 6 交流电磁铁的短路环 1—衔铁 2—铁芯 3—线圈 4—短路环 (2) 交流电磁机构上短路环的作用 7 （3）触点系统触点是电器的执行机构，它在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。结构形式：触点的接触形式：触点的分类：按触点的运动情况：动触点和静触点按触点的职能分：主触点和辅助触点按触点的状态可分为：常开触点和常闭触点桥式触点和指形触点点接触、线接触和面接触 8 3. 灭弧系统常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧罩几种 9 二.接触器定义：接触器是用于远距离频繁地接通和分断主电路或大容量控制电路，主要用于控制电动机，也可用于控制其他电力负载。接触器的种类按工作原理可以分为：电磁式、气动式、液压式 10 电磁式接触器分类按主触头所在动力回路的电流种类分：交流、直流按主触头对数分：单极（一对主触头）、多极（二至四对主触头）按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类分：交流操作、直流操作按主回路电压等级分：低压、高压按铁心结构形式分：转动式（或称角移式）和直动式 11 接触器结构简图 12 接触器的图形符号、文字符号 13 接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。交流接触器的额定电压一般为220V、380V、660V及1140V；直流接触器一般为110V、220V、440V及660V。辅助触头的常用额定电压：交流380V；直流220V。接触器的主要技术参数-额定电压 14 接触器的主要技术参数-额定电流接触器的额定工作电流系指主触头的额定电流。接触器电流等级为：6A、10A、16A、25A、40A、60A、100A、160A、250A、400A、600A、1000A、1600A、2500A及4000A。 15 接触器的主要技术参数-操作频率交流接触器的操作频率一般为： 300次/h~1200次/h 直流接触器的额定操作频率比交流接触器的高操作频率:允许每小时接通的最多次数 16 接触器的选用 1.接触器的类型选择：根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型。 2.额定电压的选择接触器的额定电压不小于负载回路的电压。 3.额定电流的选择：一般接触器的额定电流不小于被控回路的额定电流。对于电动机负载可按经验公式计算： 4.吸引线圈的额定电压：吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致。 5.接触器的触点数量、种类选择。根据主回路和控制回路的要求选择。 17 接触器接触器 2、继电器 –定义继电器是控制系统中一种重要的元件，它的作用就是按照某种要求接通或断开控制系统中的电路。当继电器输入电压、电流和频率等电量或温度、压力和转速等非电量达到规定值时，继电器的触点便接通或分断所控制或保护的电路。继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以接通或切断电路。常用的继电器是有触点的，触点有通和断两种状态，状态的改变由某种机构带动。 20 继电器-分类按动作原理，继电器可以分电磁式、感应式、电子式、热效应式、气动式、电动式等；按动作时间，继电器可以分瞬时动作和延时动作（也叫时间继电器）等； 21 继电器-分类按输入量的物理性质，继电器可以分为电压、电流、速度、时间、温度、压力、热继电器等。最常用的是电磁式继电器，它是根据吸引线圈中的电流量的大小来动作的。电磁式继电器分直流和交流两大类，它们的主要结构和工作原理与接触器基本相同，它们各自又可分为电流、电压、时间、中间继电器等。吸引线圈采用直流控制的叫直流继电器；吸引线圈采用交流控制的叫交流继电器。 22 继电器—继电器特性曲线 K=x1/x2称为继电器的返回系数 23 继电器-电压继电器 1）电压继电器触点的动作和线圈的动作电压大小有关的继电器叫电压继电器，它用于电力拖动系统的电压保护和控制，使用时电压继电器的线圈与负载并联。其线圈的匝数多而线径细。分类：按线圈电流的种类可以分为交流和直流电压继电器，按吸合电压大小又可以分为过电压、欠电压和零电压继电器。特点 24 继电器-电压继电器继电器-中间继电器中间继电器的作用是增加被控制线路的数量或加大触点允许的断开容量，以达到分配控制信号和功率放大的目的。中间继电器有交、直流两种。中间继电器的特点是触点数目较多，一般在3~4对以上，触点形式常采用桥形触点（与接触器辅助触点相同）。结构、原理和交流接触器基本相同。应用场合：控制电路 26 继电器-中间继电器适用于交流500V以下的控制线路，线圈电压为交流12V、36V、127V、220V及380V五种。继电器有八对触点，额定电流为5A，最高操作频率为1200次/h。适用于直流110V以下的控制电路，线圈额定电压为直流12V、24V、48V、110V四种，线圈消耗功率不大于3W，继电器具有带公共触点的三常开、三常闭触点，触点额定电流为3A。 27 继电器-中间继电器继电器-中间继电器继电器-中间断电器继电器-电流继电器 2）电流继电器触点的动作和线圈的动作电流大小有关的继电器叫电流继电器，使用时电流继电器的线圈与负载串联。特点其线圈的匝数少而粗。分类：按线圈电流的种类可以分为交流和直流电流继电器，按吸合电流大小又可以分为过电流和低电流继电器。 31 继电器-时间继电器时间继电器的特点是当得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电源），其触点状态并不立即改变，而是经过一段时间的延迟之后，触点才闭合或断开，因此这种继电器又称为延时继电器。接通延时型断开延时型闭闭 32 继电器-时间继电器继电器-热继电器热继电器是利用电流流过热元件时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种保护电器。主要用于交流电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其它电气设备发热状态的控制。热继电器的选用：（1）过载能力较差的电动机，热元件的额定电流IRT为电动机的额定电流IN的60％～80％。（2）在不频繁的启动场合，若电动机启动电流为其额定电流6倍以及启动时间不超过6秒时，可按电动机的额定电流选取热继电器；（3）当电动机为重复且短时工作制时，要注意确定热继电器的操作频率，对于操作频率较高的电动机不宜使用热继电器作为过载保护。 34 继电器-热继电器主令电器主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其它电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等。 36 按钮 1-按钮帽 2-复位弹簧 3-动触点 4-常闭静触点 5-常开静触点 37 （二）行程开关行程开关又称限位开关或位置开关。是一种利用生产机械某些运动部件的撞击来发出控制信号的小电流主令电器。主要用于生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等。接近开关和光电开关非接触式的、无触点行程开关接近开关按其工作原理分：有高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最为常用 38 （二）接近开关光电开关五、熔断器熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉的保护电器。常作为电路或用电设备的严重过载和短路保护，主要用作短路保护。熔断器的熔体串联在被保护电路中 40 五、熔断器 6000V DC 五、熔断器六、低压断路器低压断路器又称自动空气开关或自动开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。 1-12 低压断路器结构示意图 1—主触点 2—自由脱扣机构 3—过电流脱扣器 4—分励脱扣器 5—热脱扣器 6—失压脱扣器 7—按钮 43 六、低压断路器 �� Fmin=0� �� y� � y1� � � � � 0 � x1 x2 x� � �� 1� -� 4 � �� $$

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