低壓電器元件

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第1章 常用低壓電器,學習目標,【知識目標】 1．了解各類常用低壓電器的結構和工作原理； 2．掌握常用低壓電器的用途、外形、選用與安裝方法。,【技能目標】,1．會正確選用低壓電器； 2．會常用低壓電器的拆裝及調整。,主要內容,1.1 低壓開關 1.2 熔斷器 1.3 主令電器 1.4 交流接觸器 1.5 繼電器,1.1 低壓開關,一、閘刀開關,1.外形、結構和符號 常用的HK系列瓷底膠蓋閘刀開關的外形、結構和符號如圖所示。,,,,HK系列瓷底膠蓋閘刀開關由刀開關和熔斷器組合而成，開關的瓷底座上裝有進線座、靜觸點、熔絲、出線座和帶瓷質手柄的刀式動觸點，上面蓋有膠蓋以防止操作時觸及帶電體或分斷時產生的電弧灼傷人手。,（a）閘刀開關結構 （b）符號,1.1 低壓開關,,,2.選用 在一般的照明電路和功率小于5.5kW的電動機控制電路中廣泛采用閘刀開關。具體選用方法如下： （1）用于照明和電熱負載時，選用額定電壓220V，額定電流不小于電路所有負載額定電流之和的兩極開關。 （2）用于控制電動機的直接起動和停止時，選用額定電壓380V，額定電流不小于電動機額定電流3倍的三極開關。,3.安裝與使用 （1）HK系列閘刀開關必須垂直安裝在控制屏或開關板上，合閘狀態(tài)時手柄要向上，不得倒裝或平裝，否則在分斷狀態(tài)時手柄有可能松動落下引起誤合閘，造成人身安全事故。 （2）開關距地面的高度為1.3m～1.5m，接線時進線和出線不能接反，電源線接在上端，負載接在熔絲下端，這樣在開關斷開后，閘刀和熔絲上都不會帶電。（3）更換熔體時，必須在閘刀斷開的情況下按原規(guī)格更換。 （4）在分閘和合閘操作時，應動作迅速，使電弧盡快熄滅。,1.1 低壓開關,二、組合開關,1.外形、結構和符號 組合開關又稱轉換開關，它具有體積小、觸點對數多、接線方式靈活、操作方便等特點。常用的HZ10系列組合開關的外形、結構和符號如圖所示。,,,,,,（a）外形 （b）結構 （c）符號,1.1 低壓開關,,,,,,,2．選用 組合開關多用作機床電氣控制電路中的電源引入開關，也可以用于5kW以下小容量電動機不經常起、停和正反轉的控制。組合開關應根據電源種類、電壓等級、所需觸點數、接線方式和負載容量進行選用。,3．安裝使用 （1）HZ10系列組合開關應安裝在控制箱內，其操作手柄最好在控制箱的前面或側面，開關為斷開狀態(tài)時應使手柄在水平位置。 （2）若需在箱內操作，開關最好安裝在箱內右上方，并且在它的上方不安裝其他電器，否則應采取隔離或絕緣措施。 （3）組合開關通斷能力較低，不能用來分斷故障電流。用于控制電動機正反轉時，必須在電動機完全停止轉動后才能反向起動，且每小時的接通次數不能超過15～20次。,1.1 低壓開關,,,,,三、低壓斷路器,1．外形、結構和符號 低壓斷路器又叫自動空氣開關，簡稱斷路器。它集控制和多種保護功能于一體，在正常情況下可用于不頻繁接通和斷開電路以及控制電動機的運行。當電路發(fā)生短路、過載和失壓等故障時，能自動切斷電路（俗稱跳閘）。常見低壓斷路器的外形如圖所示。,,,DZ47 -63 DZ5 DZ108,1.1 低壓開關,,,,,,DZ5系列斷路器的結構和符號如圖所示。低壓斷路器的結構采用立體布置，操作機構在中間，外殼上有“分”按鈕（紅色，稍低）和“合”按鈕（綠色，稍高）。,,1.1 低壓開關,,,,,,低壓斷路器的工作原理如圖所示，殼內底座上部為熱脫扣器，由熱元件和雙金屬片構成，作過載保護。下部為電磁脫扣器，由電流線圈和鐵心組成，作短路保護用。欠電壓脫扣器是指當電路中電壓不足或失去電壓時切斷電路，起到欠壓保護作用。主觸點系統(tǒng)在操作機構的下面，由動觸點和靜觸點組成，用以接通和分斷主電路，并采用柵片滅弧。另外，還有動合和動斷輔助觸點各一對，可用作信號指示或控制電路用。主、輔觸點接線柱伸出殼外，便于接線。,,1.1 低壓開關,,,,,,2．選用 （1）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應不小于線路的正常工作電壓和負載電流。 （2）熱脫扣器的脫扣整定電流應等于所控制負載的額定電流。 （3）電磁脫扣器的脫扣整定電流應大于負載正常工作時可能出現(xiàn)的峰值電流。用于控制電動機的斷路器，其值應大于1.5-1.7倍的電動機起動電流 。,3．安裝與使用 （1）低壓斷路器應垂直于配電板安裝，電源引線接到上端，負載引線接到下端。 （2）低壓斷路器各脫扣器動作值一經調整好，不允許隨意變動。 （3）斷路器上的積塵應定期清除，并定期檢查各脫扣器動作值，給動作機構添加潤滑劑。 （4）斷路器用作電源總開關或電動機的控制開關時，在電源進線側必須加裝刀開關或熔斷器，以形成明顯的斷點 。,1.2 熔斷器,,,,,,一、常見熔斷器的外形結構和符號,熔斷器主要由熔體、安裝熔體的熔管和熔座三部分組成。常見熔斷器的外形結構和符號如圖所示。,,,,,,(e) RS系列快速熔斷器 (f) RZ系列自恢復熔斷器 (g) 符號,（a）RC系列瓷插式熔斷器 (b)RL系列螺旋式熔斷器 (c) RM系列無填料封閉管式熔斷器,(d) RT系列有填料封閉管式熔斷器 (e) RS系列快速熔斷器 (f) RZ系列自恢復熔斷器 (g) 符號,1.2 熔斷器,,,,,,二、熔斷器的選用,對熔斷器的要求是：在電氣設備正常運行時，熔斷器應不熔斷；在發(fā)生短路時，熔斷器應立即熔斷；在電路電流正常變化時，熔斷器應不熔斷；在電氣設備持續(xù)過載時，熔斷器應延時熔斷。,1．熔斷器類型的選用 根據使用場合選用熔斷器的類型。 （1）對于照明電路一般選用RT系列圓筒帽形熔斷器或RC系列瓷插式熔斷器。 （2）對于電動機控制線路一般選用RL系列螺旋式熔斷器。 （3）對于半導體元件保護一般選用RS系列快速熔斷器。,1.2 熔斷器,,,,,,2．熔斷器規(guī)格的選用 （1）熔斷器的選用 熔斷器的額定電壓必須大于或等于線路的額定電壓；熔斷器的額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流；熔斷器的分斷能力應大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。 （2）熔體額定電流的選用 對于變壓器、電爐和照明等負載，熔體的額定電流應略大于或等于負載電流；對于輸配電線路，熔體的額定電流應略大于或等于線路的安全電流；對于控制線路中電動機的短路保護，要根據電動機的起動條件和時間長短來選用熔體的額定電流。對于一臺電動機的短路保護，熔體的額定電流應大于或等于電動機額定電流的1.5～2.5倍；對于多臺電動機的短路保護，熔體的額定電流應大于或等于其中最大容量電動機的額定電流的1.5～2.5倍加上其余電動機額定電流的總和。,1.2 熔斷器,,,,,,1． 熔斷器兼作隔離器件使用時，應安裝在控制開關的電源進線端；若僅作短路保護時，應安裝在控制開關的出線端。 2．瓷插式熔斷器應垂直安裝。 3．螺旋式熔斷器的電源線應接在瓷底座的下接線座上，負載線應接在螺紋殼的上接線座上。 4．更換熔體或熔管時，必須切斷電源，更不允許帶負荷操作。,三、熔斷器的安裝與使用,1.3 主令電器,,,,,,常用按鈕的外形結構和符號如圖所示。,,,LA10系列外形,LA18系列外形,,結構與符號,一、按鈕,1．外形結構和符號,1.3 主令電器,,,,,,,LA10-3H的內部實物結構圖,1.3 主令電器,,,,,,,2．選用 （1）根據使用場合和具體用途選用按鈕的種類。嵌裝在操作面板上的按鈕一般選用開啟式；需顯示工作狀態(tài)的一般選用帶指示燈式；在重要場所為防止無關人員誤操作一般選用鑰匙式；在有腐蝕的場所一般選用防腐式。 （2）根據工作狀態(tài)指示和工作情況要求選用按鈕或指示燈的顏色。急停選用紅色；停止或分斷選用黑色或白色，優(yōu)先選用黑色；起動或接通選用綠色；應急或干預選用黃色。 （3）根據控制回路的需要選擇按鈕的數量。,3．安裝與使用 （1）按鈕應根據電動機起動的先后順序，自上到下或從左到右排列在面板上。 （2）同一機床運動部件有多種工作狀態(tài)時，應使每一對相反狀態(tài)的按鈕安裝在一起。 （3）指示燈按鈕不宜用于需要長期通電顯示處。,1.3 主令電器,,,,,,,二、行程開關,常見的行程開關可分為按鈕式和旋轉式兩種。 JLXK1系列行程開關的外形結構及符號如圖所示。,按鈕式 單輪旋轉式 雙輪旋轉式 （a）外形,,,（b）結構 （c）符號,1．外形結構和符號,1.3 主令電器,,,,,,,2．選用 行程開關主要根據動作要求、安裝位置及觸點數量來選用。,3．安裝與使用 （1）安裝行程開關時，安裝位置要準確、牢固，滾輪的方向不能裝反。 （2）由于行程開關經常受到撞塊的碰撞，安裝螺絲經常松動造成位移，應經常檢查。 （3）行程開關在不工作時應處于不受外力的釋放狀態(tài)。,1.4 交流接觸器,,,,,,,一、交流接觸器的外形結構和符號,交流接觸器主要由電磁機構、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置和輔助部件組成。常見交流接觸器的外形結構和符號如圖所示。,,,,CJ10系列,,CJ20系列 CJX系列 (a)外形機構,1.4 交流接觸器,,,,,,,,,,,(b) CJX系列結構,,,,,主觸點 動合輔助觸點 動斷輔助觸點 線圈 (c)符號,1.4 交流接觸器,,,,,,,,,,,二、交流接觸器的工作原理,,交流接觸器的工作原理如圖所示，當線圈通電后，線圈電流產生磁場，使靜鐵心產生電磁吸力，將銜鐵（動鐵心）吸合。銜鐵帶動觸點動作，使動斷觸點斷開，動合觸點閉合。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在復位彈簧力的作用下釋放，各觸點隨之復位。,1.4 交流接觸器,,,,,,,,,,三、交流接觸器的選用,1．主觸點的選用 （1）主觸點的額定電壓 主觸點的額定電壓應大于或等于所控制線路的額定電壓。 （2）主觸點的額定電流 主觸點的額定電流應大于或等于負載的額定電流，若交流接觸器使用在頻繁起動、制動及正反轉的場合，應將主觸點的額定電流降低一個等級使用。 2．吸引線圈額定電壓的選用 當控制線路簡單、使用電器較少時，可直接選用380V或220V的電壓線圈。若線路較復雜、使用電器的個數超過5只時，可選用36V或110V電壓線圈。 3．觸點數量的選用 觸點的數量應滿足控制線路的要求。,1.4 交流接觸器,,,,,,,,,,,四、交流接觸器的安裝與使用,1．交流接觸器在安裝前應檢查銘牌與線圈的技術數據是否符合實際使用要求。 2．交流接觸器一般應安裝在垂直面上，傾斜度不得超過5°；若有散熱孔，則應將有孔的一面放在垂直方向上，便于散熱。 3．安裝孔的螺釘應裝有彈簧墊圈和平墊圈。 4．交流接觸器的觸點應清潔。 5．帶有滅弧罩的交流接觸器不允許不帶滅弧罩或帶著破損的滅弧罩運行 。,1.5 繼電器,,,,,,,,,,一、熱繼電器,1．外形結構和符號 熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、脫扣機構、觸點、復位按鈕和整定電流裝置等組成。常見熱繼電器的外形結構和符號如圖所示。,,JR20系列 JR36系列 JRS1系列 JR29(T)系列 （a）外形,,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,2．工作原理 熱繼電器的熱元件串接在主電路中，常閉觸點串接在控制電路中。當電動機過載時，主電路中的電流超過允許值而使雙金屬片受熱時，它便向左彎曲推動導板動作，因而脫扣，扣板在彈簧的拉力下將動斷觸點斷開，動斷觸點是接在電動機的控制電路中的，控制電路斷開而使接觸器的線圈斷開，從而斷開電動機主電路。,（b）結構 （c）符號,,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,4．安裝與使用 （1）熱繼電器由于熱慣性而不能作短路保護，但熱慣性在電動機起動或短時過載時不會動作，避免電動機不必要的停車。 （2）當熱繼電器與其他電器安裝在一起時，應將熱繼電器安裝在其他電器的下方，以免其動作特性受到其他電器發(fā)熱的影響。 （3）熱繼電器在出廠時均調整為手動復位方式，如果需要自動復位，只要將復位螺釘順時針方向旋轉3~4圈，并稍微擰緊即可。,3．選用 （1）根據所保護電動機的額定電流來確定熱繼電器的規(guī)格，熱繼電器的額定電流一般略大于電動機的額定電流。 （2）根據需要的整定電流值選擇熱元件的編號和電流等級，熱元件的整定電流一般應為電動機額定電流的0.95～1.05倍。 （3）根據電動機定子繞組的聯(lián)結方式選擇熱繼電器的結構形式，電動機的定子繞組作Y聯(lián)結一般選用普通三相結構的熱繼電器，定子繞組作△聯(lián)結一般選用帶斷相保護裝置三相結構的熱繼電器。,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,二、時間繼電器,1．外形結構和符號 時間繼電器按動作原理分為電磁式、空氣阻尼式、電動式和電子式；按延時方式可分為通電延時型與斷電延時型兩種。常見時間繼電器的外形結構和符號如圖所示。,,,,JS7空氣阻尼式,(a)外形結構,JS14P 數字式 JS14A晶體管式,,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,,,,,(b)符號KT,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的結構原理圖如圖所示，它是利用氣囊中的空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時動作的。,通電延時型時間繼電器,斷電延時型時間繼電器,（a）外形圖,,（b）通電延時型結構原理圖,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,,,,晶體管時間繼電器的外形及接線如圖所示，具有機械結構簡單、延時范圍廣、精度高、消耗功率小、調整方便及壽命長等優(yōu)點，常用的JS20系列晶體管時間繼電器是全國推廣的統(tǒng)一設計產品，適用于380V及以下的工頻交流控制電路或110V及以下的直流控制電路中。,（a）外形 （b）底座 （c）接線圖,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,2．選用 （1）根據系統(tǒng)的延時范圍和精度選用時間繼電器的類型。一般對于延時精度要求不高的場合可選用空氣阻尼式時間繼電器，對于延時精度要求較高的場合可選用晶體管式時間繼電器。 （2）根據控制線路的要求選用時間繼電器的延時方式。 （3）根據控制線路電壓選用時間繼電器吸引線圈的電壓。,3．安裝與使用 （1）在不通電的情況下整定時間繼電器的整定值，并在試車時校正。 （2）通電延時型和斷電延時型時間繼電器可在整定時間內自行調換。 （3）時間繼電器金屬底板上的接地螺釘必須與接地線可靠連接。 （4）時間繼電器應按說明書規(guī)定的方向安裝。無論是通電延時型還是斷電延時型，都必須使繼電器在斷電釋放時，銜鐵的運動方向垂直向下，其傾斜度不得超過5°。,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,三、速度繼電器,1．外形結構和符號 速度繼電器主要由定子、轉子和觸點三部分組成。常用的速度繼電器有JY1型和JFZ0型兩種。JY1型速度繼電器的外形結構和符號如圖所示。,,,,,,（a）外形,（b）符號,（c）結構原理,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,,,,,,2．工作原理 速度繼電器的轉子是一塊永久磁鐵，與電動機或機械轉軸連在一起，隨軸轉動。它的外邊有一個可以轉動一定角度的外環(huán)，其上裝有籠型繞組。當轉軸帶動永久磁鐵旋轉時，定子外環(huán)中的籠型繞組因切割磁感線而產生感應電動勢和感應電流。該電流在轉子磁場的作用下產生電磁轉矩，使定子外環(huán)跟隨轉動一個角度。如果永久磁鐵沿逆時針方向轉動，則定子外環(huán)帶著擺桿向右邊運動，使右邊的動斷觸點斷開，動合觸點接通；當永久磁鐵沿順時針方向旋轉時，左邊的觸點改變狀態(tài)。當電動機的轉速較低（如小于100r/min）時，觸點復位。,1.5 熱繼電器,,,,,,,,,,,,,,,,3．選用 速度繼電器主要根據所需控制的轉速大小、觸點數量和電壓、電流來選用。,4．安裝與使用 （1）速度繼電器的軸與電動機的軸相連接，轉子固定在軸上，定子與軸同心。 （2）速度繼電器的正反向觸點不能接錯，否則不能實現(xiàn)反接制動。,