常用低压设备和原理

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,2010-03,*,*,第一章,常,常用低压电,器,器,1.1,电器的基本,知,知识,1.2,接触器,1.3,继电器,1.4,开关电器,1.5,熔断器,1.6,主令电器,2010-03,1,1.1,电器的基本,知,知识,1.1.1,电,电器的定,义,义及分类,1.1.2,电磁式低压,电,电器的基本,结,结构,和工作原理,1.1,电器的基本,知,知识,2010-03,2,1.1.1,电,电器的定,义,义及分类,1,.,什么是电器,？,？,所谓电器就,是,是根据外界,施,施加的信号,和,和要求，能,自,自动或手动,地,地分合电路,，,，断续或连,续,续地改变电,路,路参数，以,实,实现对电或,非,非电对象的,切,切换、控制,、,、保护、检,测,测、变换和,调,调节用的电,工,工器械。,低压电器,通常指工作,在,在交直流1200,V,及,以下,的电器.,电磁式低压,电,电器,采用电磁原,理,理完成上述,功,功能的低压,电,电器称为电,磁,磁式低压电,器,器.,2,.,作用,定义与分类,2010-03,3,按控制作用,分,分类,执行电器,用,用来完成,某,某种动作或,传,传递功率。,例,例如：电磁,铁,铁。,控制电器,用,用来控制,电,电路的通断,。,。例如：开,关,关、继电器,。,。,主令电器,用,用来控制,其,其它自动电,器,器的动作，,以,以发出控制,“,“指令”。,例,例如：按钮,、,、转换开关,等,等。,保护电器,用,用来保护,电,电源、电路,及,及用电设备,，,，使它们不,致,致在短路、,过,过载状态下,运,运行，免遭,损,损坏。例如,：,：熔断器、,热,热继电器等,。,。,按动作方式,分,分,自动切换电,器,器 按照,信,信号或某个,物,物理量的变,化,化而自动动,作,作的电器。,例如：接触,器,器、继电器,等,等。,非自动电器,通,通过人,力,力操作而动,作,作的电器。,例,例如：开关,、,、按钮等,。,。,按动作原理,分,分类,电磁式电器,它,它是根,据,据电磁铁的,原,原理工作的,。,。,例如：接触,器,器、继电器,等,等。,非电磁式电,器,器 它是,依,依靠外力（,人,人力或机械,力,力）或某种,非,非电量的变,化,化而动作的,电,电器。例如,：,：行程开关,、,、按钮、速,度,度继电器、,热,热继电器等,。,。,低压电器的,分,分类,3,.,常用低压控,制,制电器分类,2010-03,4,常用低压控,制,制电器分类,接触器,交流接触器,直流接触器,继电器,电磁式继电,器,器,电压继电器,中间继电器,电流继电器,热继电器,时间继电器,直流电磁式,空气阻尼式,电动式,电子式,温度继电器,速度继电器,压力继电器,开关电器,低压断路器,刀开关,装置式,开启式,智能式,行程开关,直动式,滚动式,微动式,熔断器,管式,螺旋塞式,快速式,其它电器,(如按钮、,指,指示灯等),图1-1,常,常用低压控,制,制电器分类,2010-03,5,1.触头,触头是一切,有,有触点电器,的,的,执行部件,，这些电器,通,通过触头的,动,动作来接通,或,或断开被控,制,制电路。触,头,头通常由动,、,、静触头组,合,合而成。,电接触,:,触点在闭合,状,状态下动、,静,静触点完全,接,接触,并有工作电,流,流通过时,称为,电接触,.,（1）触点,的,的接触形式,触点的接触,形,形式有点接,触,触、线接触,和,和面接触三,种,种。,点接触,常用于小电,流,流的电器中,，,，如接触器,的,的辅助触点,或,或继电器触,点,点；,1.,1.2,电磁式低压,电,电器的基本,结,结构和工作,原,原理,电磁式低压,电,电器大都由,触头,、,灭弧装置,和,电磁机构,组成。,1.,1.2,电磁式低压,电,电器的基本,结,结构和工作,原,原理,2010-03,6,线接触,由于它的接,触,触区域是一,条,条直线，触,点,点在通断过,程,程中是滚动,接,接触。如图,示,示：开始接,触,触时，静动,触,触点在,a,点接触，靠,弹,弹簧压力经,b,点滚动到,c,点，断开时,作,作相反运动,，,，这样可以,自,自动清除触,点,点表面的氧,化,化膜。同时,，,，长期工作,的,的位置不是,在,在易烧灼的,a,点，而是在,c,点，保证了,触,触点的良好,接,接触，这种,滚,滚动线接触,多,多用于中等,容,容量的触点,，,，如接触器,的,的主触点；,面接触,可允许通过,较,较大的电流,，,，这种触点,一,一般在接触,表,表面上镶有,合,合金，以减,小,小触点接触,电,电阻和提高,耐,耐磨性。多,用,用作较大容,量,量接触器的,主,主触点。,图1-,2,触点的接触,形,形式,2010-03,7,（2）触头,的,的结构形式,触头的结构,形,形式主要有,单,单断点指形,触,触头（多用,于,于接触器的,主,主触点）和,双,双断点桥式,触,触头（辅助,触,触点）。,图1-,4,双断点桥式,触,触头的结构,（,3）触点的,初,初压力、终,压,压力和超程,图,1-3,常见的触头,结,结构,2010-03,8,(4),按其所控制,的,的电路可分,为,为主触头和,辅,辅助触头：,主触头用于,接,接通或断开,主,主电路允许,通,通过较大的,电,电流；辅助,触,触头用于接,通,通或断开控,制,制电路，只,能,能通过较小,的,的电流。,(5)触头,按,按其原始状,态,态可分为常,开,开触头和常,闭,闭触头：,原始状态时,（,（即线圈未,通,通电）断开,，,，线圈通电,后,后闭合的触,头,头叫常开触,头,头；原始状,态,态闭合，线,圈,圈通电后断,开,开的触头叫,常,常闭触头。,（,（线圈断电,后,后所有触头,复,复原）,2010-03,9,电弧产生,：,当触头断开,瞬,瞬间，（如,电,电路中电压,超,超过10,V-12V,和电流超过80-100,mA）,触头间距离,极,极小，电场,强,强度极大，,触,触头间产生,大,大量的带电,粒,粒子，形成,炽,炽热的电子,流,流，产生弧,光,光放电现象,称,称为电弧。,（或在触头,断,断开瞬间，,由,由于电场强,度,度极大，使,触,触点表面的,自,自由电子大,量,量益出而产,生,生电弧）,电弧特点：,外,外部有白炽,弧,弧光，内部,有,有很高的温,度,度和密度很,大,大的电流。,常用的灭弧,方,方法有：灭,弧,弧罩、灭弧,栅,栅和磁吹灭,弧,弧装置。,(1)灭弧,罩,罩：,采用陶土和,石,石棉水泥做,的,的耐高温的,罩,罩子，用以,降,降温和隔弧,。,。可用于交,流,流接触器灭,弧,弧。,2.电弧的,产,产生和灭弧,方,方法,2010-03,10,(2)灭弧,栅,栅,：,灭弧栅的结,构,构图如下所,示,示。图中1,是,是灭弧罩，2和5分别,为,为动、静触,点,点，3 为,金,金属栅片，4为电弧。,灭,灭弧栅是由,许,许多镀铜薄,钢,钢片组成，,片,片间距离为2-3,mm，,安放在触点,上,上方的灭弧,罩,罩内，一旦,出,出现电弧，,电,电弧周围产,生,生磁场，导,磁,磁的钢片将,电,电弧吸入栅,片,片，电弧被,栅,栅片分割成,许,许多串联的,短,短电弧，迅,速,速熄灭。这,是,是一种常用,的,的,交流灭弧装,置,置,。,1,5,4,3,2,图1-,5,灭弧栅灭弧,示意图,2010-03,11,(3)磁吹,式,式灭弧,如图所示，,在,在触点电路,中,中串入一个,具,具有铁心的,磁,磁吹线圈，,它,它产生的磁,通,通经过铁心3和导磁夹,板,板5引向触,点,点周围，在,弧,弧隙区产生,的,的磁场方向,如,如图中“,”符号所,示,示。电弧产,生,生后其磁通,方,方向如图中,“,“”和“,”所示。,可,可见，在弧,柱,柱下磁吹线,圈,圈产生磁通,与,与电弧产生,的,的磁通是相,加,加的,而在,弧,弧柱上面则,彼,彼此相消，,根据左手定,则,则可确定出,电,电弧在磁场,中,中,所受电磁力,F,的方向是向,上,上的。,由于电弧向,上,上运动，将,热,热量传,递给灭弧罩,，,，促使电弧,熄,熄灭。,它广泛应用,于,于,直流接触器,中。,2010-03,12,(4)多断,点,点灭弧：,在交流电路,中,中常采用桥,式,式触点，当,触,触点分断时,，,，两个电弧,在,在回路磁场,产,产生电动力,F,的作用下，,向,向两侧方向,运,运动，使电,弧,弧拉长并受,到,到冷却，电,弧,弧很易熄灭,。,。另外，若,一,一处断点要,使,使电弧熄灭,后,后重燃需要150250,V，,二处断点就,需,需要300,500,V，,所以有利于,灭,灭弧。,图1-6,多,多断点灭弧,2010-03,13,电磁机构是,电,电磁式低压,电,电器的,感测部件,，其作用是,将,将电磁能转,换,换成机械能,，,，带动触点,使,使之闭合或,断,断开,从而,实,实现电路的,接,接通或分断.,电磁机构由,磁,磁路和激磁,线,线圈两部分,组,组成.磁路,主,主要包括铁,心,心、衔铁和,空,空气隙.,激磁线圈通,以,以电流后激,励,励磁场,通,过,过气隙把电,能,能转换为机,械,械能,带动,衔,衔铁运动以,完,完成触点的,闭,闭合或断开.,3.,电磁机构,激磁线圈的,作,作用是将电,能,能转换成磁,场,场能量.按,通,通入激磁线,圈,圈的电流种,类,类不同,可,分,分为直流线,圈,圈和交流线,圈,圈.与之对,应,应的有直流,电,电磁机构和,交,交流电磁机,构,构.常用的,磁,磁路结构如,图,图,1,7,所示。,3.,电磁机构,2010-03,14,如图(,a,),衔铁沿棱角,转,转动的拍合,式,式铁心.此,形,形式广泛应,用,用于,直流电器中,.图(,b,、c),衔铁沿轴转,动,动的拍合式,铁,铁心,其铁,心,心形状有,E,形和,U,形两种,此,种,种结构多用,于,于触点,容量较大的,交,交流电器中,.图(,d),是衔铁直线,运,运动的双,E,形直动式铁,心,心,它多用,于,于,交流接触器,、,、继电器,中。,图,1-7,常用的磁路,结,结构,2010-03,15,对于直流电,磁,磁机构线圈,流,流过直流电,，,，铁心中不,会,会产生涡流,和,和磁滞损耗,，,，铁心不会,发,发热，只有,线,线圈发热。,为,为加工方便,，,，通常直流,电,电磁机构的,铁,铁心用整块,钢,钢块或工程,纯,纯铁制成，,为,为使线圈散,热,热良好，通,常,常将线圈绕,制,制成高而薄,的,的,瘦高型,，且不设线,圈,圈骨架，使,线,线圈与铁心,直,直接接触，,易,易于散热,.,对于交流电,磁,磁机构，由,于,于其铁心存,在,在涡流和磁,滞,滞损耗，这,样,样铁心和线,圈,圈都发热，,所,所以通常交,流,流电磁机构,的,的铁心用硅,钢,钢片冲压而,成,成；且它的,激,激磁线圈设,有,有骨架，使,铁,铁心与线圈,隔,隔离并将线,圈,圈制成短而,厚,厚的,矮胖型,，这样有利,于,于铁心和线,圈,圈的散热。,4.,电磁机构的,工,工作原理,电磁机构的,工,工作原理常,用,用吸力特性,与,与反力特性,来,来表征。二,者,者间的配合,关,关系将直接,影,影响电磁式,电,电器的工作,可,可靠性。,电磁机构的工作原理,示意图,2010-03,16,（1）吸力,特,特性,：,电磁机构使,衔,衔铁吸合的,力,力（电磁吸,力,力）与气隙,长,长度的关系,曲,曲线称为吸,力,力特性,。,电磁吸力可按下式求得：,F=,S,),式中：,F,电磁吸力，,B,气隙磁感应强度,S,铁心截面积。,当,S=,常数时，,FB,2,.,即,F,气隙磁通,2,。,激磁电流的种类对吸力特性有很大影响。下面两图分别为交、直流电磁机构的吸力特性：,F,与,基,本,本,无,无,关,关,，,，,I,与,成,正,正,比,比,F,B,2,1/,2,I,与,无,关,关,2010-03,17,(2,）,）,反,反,力,力,特,特,性,性,：,：,电,磁,磁,机,机,构,构,使,使,衔,衔,铁,铁,释,释,放,放,的