常见低压电器控制元件介绍

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,常见低压电器控制元件介绍,一、低压电器概述,二、开关电器,三、主令电器,四、接触器,五、继电器,六、熔断器,主要内容,1,、低压断路器壳架电流与额定电流的关系？,2,、交流接触器短路环的作用是什么？,（一）低压电器的定义,工作于,50Hz,或者,60Hz,、额定电压,1000V,及以下、或者直流电压,1500V,及以下（,GB 14048.1-2012,低压开关设备和控制设备 第,1,部分 总则）,电路中，能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。,常见的低压电器有,刀开关、低压断路器、主令电器、接触器、继电器、熔断器,等。,一、低压电器概述,（二）低压电器的分类,1.,按控制作用分类,1,）执行电器：用来完成某种动作或传递功率。,2,）控制电器：用来控制电路的通断。,3,）主令电器：用来控制其他自动电器的动作，发出控制指令。,4,）保护电器：用来保护电源、电路及用电设备，使它们不在短路、过载状态下运行，免遭损坏。,一、低压电器概述,2.,按动作方式分类,1,）自动切换电器：它是按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。,2,）非自动电器：通过人力操作而动作的电器。,3.,按动作原理分类,1,）电磁式电器：通过电磁原理动作的电器。,2,）非电磁式电器：通过人力或非电量磁量的变化而动作的电器。,一、低压电器概述,（三）低压电器的基本结构,低压电器一般都有两个基本部分：一个是,感测部分,，它感测外界的信号，作出有规律的反应，在自控电器中，感测部分大多由电磁机构组成，在受控电器中，感测部分通常为操作手柄等；另一个是,执行部分,，如触点是根据指令进行电路的接通或切断的。,一、低压电器概述,（一）刀开关（闸刀开关、隔离开关）,刀开关定义,带有动触头,闸刀，并通过它与底座上的静触头,刀夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一种开关。,刀开关的结构,刀开关通常由绝缘底板、动触刀、静触座、（灭弧装置）和操作机构组成。,刀开关分类,1,）按刀的级数分,:,单极、双极和三极。,2,）按灭弧装置分：带灭弧装 置和不带灭弧装置。,3,）按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器。,二、开关电器,刀开关作用,1,）隔离电源，以确保电路和设备维修的安全。,2,）分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的（额定电流以下）低压电路或直接启动小容量电机。,3,）刀开关处于断开位置时可明显观察到，能确保电路检修人员的安全。,二、开关电器,刀开关主要参数,1,）额定绝缘电压，即最大额定工作电压；,2,）额定工作电流；,3,）使用类别：根据操作负载的性质和操作的频繁程度分类。,4,）操作性能：根据不同使用类别，在额定工作电流条件下的操作循环次数。,二、开关电器,1.,开关板用刀开关（,不带熔断器式刀开关）,作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。,二、开关电器,QS,2.,带熔断器式刀开关,用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保作用。,二、开关电器,QS,（二）低压断路器,定义,是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。,二、开关电器,（二）低压断路器,分类,1),按使用类别分，有选择型（保护装置参数可调）和非选择型（保护装置参数不可调）。,2),按灭弧介质分，有空气式和真空式（目前国产多为空气式）。,结构,一般由,脱扣器、触头系统、灭弧装置、传动机构、基架和外壳等部分,组成,。,二、开关电器,（二）低压断路器,主要技术参数,1,）,额定工作电压（,Ue,）,：断路器在正常（不间断的）的情况下工作的电压,。,2,）,额定电流,ln,：配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值,。,3,）,短路继电器脱扣电流整定值（,Im,）,：短路脱扣继电器（瞬时或短延时）用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸，其跳闸极限,Im,。,4,）,壳架电流,：指基本尺寸相同的框架和塑料外壳中能装的最大脱扣器的额定电流。,二、开关电器,（二）低压断路器,主要技术参数,5,）,额定极限短路分断能力,(Icu),：是指在一定的试验参数,(,电压、短路电流、功率因数,),条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。,6,）,额定运行短路分断能力,(Ics),：是指在一定的试验参数,(,电压、短路电流和功率因数,),条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力。,二、开关电器,二、开关电器,万能式低压断路器结构图,QF,低压断路器符号,二、开关电器,塑壳式低压断路器,原理图,1,主触头,2,自由脱扣器,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,二、开关电器,低压断路器选型基本要求,1,）额定电流应大于电路负载电流计算,值。,2,）低压断路器的短路分断能力（,Icu/Ics,）满足要求,。,3,）注意与其他电器的配合,各级断路器的过电流脱扣器,整定值,(Im),和,延时应符合选择性配合要求。,4),额定工作电压电源和负载的额定电压，额定频率等于电源频率。,5,）低压断路器辅助触点满足使用要求。,6,）结构形式、极数、安装方式、安装尺寸应,符合,现场,要求,。,二、开关电器,三、主令电器,定义：,是用作闭合或断开控制电路、以发出指,令或作程序控制的开关电器。,分类：,有按钮、凸轮开关、万能转换开关、行,程开关、接近开关,等。,三、主令电器,控制按钮,SB,SB,SB,(a),常开触点,(b),常闭触点,(c),复合触点,三、主令电器,控制按钮原理图及符号,三、主令电器,万能转换开关,三、主令电器,（,b,） 万能转换开关通断表,（,a,） 万能转换开关符号,三、主令电器,行程开关,行程开关,符号,三、主令电器,滚轮旋转式行程开关动结构图,三、主令电器,接近开关,接近开关图形及文字符号,三、主令电器,凸轮开关,凸轮开关原路及图形符号,四、接触器,接触器定义：,广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。,接触器的作用,:,接触器是一种自动化的控制电器，主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。,接触器的分类,:,按主触点连接回路的形式分为交流接触器、直流接触器；按操作机构分为：电磁式接触器、永磁式接触器。,四、接触器,（一）交流接触器,1,结构,1,）电磁系统,：,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯。,2,）触头系统：包括三组主触头和一至两组常开、,常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的。,3,）灭弧系统：一般容量较大的交流接触器都设有,灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头。,4,）绝缘外壳及附件：各种弹簧、传动机构、短路,环、接线柱等。,四、接触器,2,交流接触器工作原理,线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失,动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。,四、接触器,交流接触器结构原理图,四、接触器,交流接触器,四、接触器,（二）直流接触器,1.,用途：,远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。,2.,结构：,电磁机构、触头系统和灭弧装置。,3.,工作原理：,与交流接触器基本相同。,四、接触器,直流接触器,四、接触器,（三）交流接触器、直流接触器区别,1,）,交流接触器的铁芯会产生涡流和磁滞损耗，而直流接触器没有铁芯损耗。因而交流接触器的铁芯是由相互绝缘的硅钢片叠装而成，且常做成,E,形；直流接触器的铁芯则是由整块软钢制成的，且大多做成,U,形。,2,）交流接触器线圈通过的是单相交流电，为消除电磁铁产生振动和噪声，在静铁芯的端面上嵌有短路环，而直流接触器则不需要。,3,）交流接触器采用栅片灭弧装置，而直流接触器则采用磁吹灭弧装置。,四、接触器,（四）接触器的符号,KM,常闭辅助触点,线圈,KM,主,触点,KM,常开辅助触点,KM,四、接触器,（五）接触器的主要技术指标,1,）额定电压,指主触点额定工作电压，应等于负载的额定电压。,2,）额定电流,接触器触点在额定工作条件下的电流值。,3,）线圈额定电压,接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。,4,）通断能力,可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时的最大电流值；最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。一般通断能力是额定电流的,5,10,倍。,四、接触器,5,）动作值,可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈两端的电压，接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后，缓慢降低吸合线圈的电压，接触器释放时的最大电压。,6,）操作频率,接触器的允许操作频率，一般为每小时允许操作次数的最大值。,7,）寿命,包括电寿命和机械寿命。目前接触器的机械寿命已达一千万次以上，电气寿命约是机械寿命的,5%,20,。,四、接触器,（六）接触器的使用选择原则,1,）根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；,2,）接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；,3,）吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；,4,）额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,五、继电器,继电器定义：,是一种电控制器器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。,继电器作用：,控制、放大、联锁、保护和调节。,继电器分类：,1,）按反应物理量：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率继电器、气体（瓦斯）继电器。,2,）按在保护回路中所起的作用：启动继电器、量度继器时间继电器、中间继电器、信号继电器、出口继电器。,五、继电器,（一）电流继电器,1.,特点：,线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。,2.,分类：,过电流继电器、欠电流继电器。,过流电流继电器,欠流电流继电器,五、继电器,欠电流继电器,KA,I,I,KA,KA,KA,JT4,系列过电流继电器结构图,五、继电器,3.,主要参数：,1,）额定工作电压。,2,）线圈直流电阻。,3,）吸合电流,：使电流继电器开始动作所需的电流值。,4,）释放电流：电流继电器动作后返回原状态时的电流值。,5,）触点切换电压和电流：是指继电器触点允许加载的电压和电流。,五、继电器,（二）电压继电器,1.,特点：,线圈并联在电路中，匝数多，导线细。,2.,分类：,过电压继电器、欠电压继电器。,3.,结构原理：,与电流继电器类似。,欠电压继电器,KV,U,U,KV,KV,KV,五、继电器,4.,主要参数：,1,）额定工作电压。,2,）线圈直流电阻。,3,）吸合电压：使电压继电器开始动作所需的电压值。,4,）释放电压：电压继电器动作后返回原状态时的电压值。,5,）触点切换电压和电流：是指继电器触点允许加载的电压和电流。,五、继电器,（三）中间继电器,中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。,五、继电器,（四）热继电器,1.,定义：,用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器。,2.,结构：,由发热元件、双金属片和触头及一套传动和调整机构组成。,3.,型式,1,）,双金属片式,：利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作，应用最为广泛。,2,）,热敏电阻式：,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成。,3,）,易熔合金式：,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器作。,五、继电器,1,-,1.,接线端子,2,-,主双金属片,3,-,热元件,4,-,推动导板,5,-,补偿双金属片,6,-,常闭触头,7,-,常开触头,8,-,复位调节螺钉,9,-,动触头,110,-,复位按钮,11,-,偏心轮,12,-,支撑件,13,-,弹簧,双金属片式热继电器原理示意图,FR,FR,(a),热元件,(b),常闭触点,热继电器符号,五、继电器,5.,热继电器主要参数,1,）额定电压：热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流,220V,，,380V,，,600V,。,2,）额定电流：热继电器的正常额定电流主要是指通过热继电器的电流。,3,）额定频率：一般而言，其额定频率按照,4562HZ,设计。,4,）整定电流范围：整定电流的范围由本身的特性来决定。它描述的是在一定的电压条件下热继电器的动作时间和电流的平方成反比,。,五、继电器,6.,热继电器使用与选择,1,）使用：,作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。,2,）选择：,eR,ed,eR,：热继电器热元件的额定电流；,ed,：负载的额定电流。,五、继电器,（五）时间继电器,1.,作用：按整定时间长短通断电路,2.,分类：,1,）按构成原理分：电磁式、电动式,空气阻尼式、晶体管式、数字式。,2,）按延时方式分：通电延时型、,断电延时型。,五、继电器,3.,时间继电器符号,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h),(a),线圈一般符号,(b),通电延时线圈,(c),断电延时线圈,(d),通电延时闭合动合（常开）触点,(e),通电延时断开动断（常闭）触点 （,f,）断电延时断开动合（常开）触点 （,g,）断电延时闭合动断（常闭）触点（,h,）瞬动触点,六、熔断器,1.,定义：,是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。,2.,作用：,短路和严重过载保护。,3.,结构：,熔体、外壳和支座。,4.,工作原理：,利用金属导体作为熔体串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，因其自身发热而熔断，从而分断电路。,5.,优点：,结构简单，维护方便，体小量轻。,FU,熔断器符号,六、熔断器,6.,分类：,插入式熔断器、螺旋式熔断器、封闭式熔断器、快速熔断器、快速熔断器、自恢复熔断器。,7.,熔断器的安秒特性：,对熔体来说，其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性，也叫反时延特性，即：过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断熔断器时间短。,六、熔断器,8.,熔断器额定电流的选择原则,1,）保护无起动过程的平稳负载如照明线路、电阻、电炉等时，一般按负载额定电流的,1-1.1,倍选用熔体的额定电流，进而选定熔断器的额定电流。,2,）保护单台长期工作的电机熔体电流可按最大起动电流选取，也可按下式选取：,IRN (1.5,2.5)IN,，式中,IRN-,熔体额定电流；,IN,电动机额定电流。如果电动机频繁起动，式中系数可适当加大至,3,3.5,，具体应根据实际情况而定。,六、熔断器,插入式熔断器,六、熔断器,螺旋式熔断器,六、熔断器,封闭式熔断器,六、熔断器,快速熔断器,六、熔断器,自恢复熔断器,谢谢！,1,、交流接触器和直流接触器可以相互替代吗，为什么？,提示：交流接触器的线圈匝数少、电阻小；直流接触器的线圈匝数多、电阻大。,