低压电气控制设备底页.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流低压电气控制设备底页.精品文档.组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、电气控制技术：用以实现生产过程电气化及其自动控制的电气设备及系统的控制技术，以各类电动机为动力的传动装置与系统。电气（传动）自动控制系统： 动力部件 生产过程自动控制部分 传动装置2、电气控制系统： 动力部件电动机 生产过程自动控制部分低压控制电器及控制仪表讲授新课 1.0 绪 论一、电力拖动方式的发展（动力部件）1、电力拖动的出现：19世纪末 电动机代替蒸汽机2、拖动方式的发展：集中拖动：一台电动机拖动多台

2、设备单独拖动：一台电动机拖动一台设备，20世纪20年代。多机拖动：机械设备的各运动部件分别采用不同的电动机拖动，20世纪30年代。二、电气控制技术的发展1、控制方式上：手动控制自动控制2、控制功能上：简单控制智能化控制3、操作上：笨重信息化处理4、控制原理：单一的有触头硬接线继电器逻辑控制微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统继电-接触器控制系统（断续连续）可编程序控制器（PLC）5、发展方向：集成化、智能化、信息化、网络化三、课程的性质和任务1、性质：是一门实践性很强的主要专业课。本课程是在学习“电机拖动”之后讲授的。2、基本任务：1）熟悉常用低压电器的基本结构、原理、用途及型号，达到

3、正确使用的目的。2）熟悉掌握电气控制电路的基本环节，具有对一般电气控制线路的分析能力。3）了解典型生产机械电气控制电路工作原理和故障分析知识。4）掌握继电接触器控制系统的设计方法，并能进行简单机械的电气控制设计巩固新课1、 电气控制技术的应用2、 课程的考核方式布置作业预习1-1组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、 低压电器基本组成部分：感测部分和执行部分2、 感测部分：接收外界输入信号并通过转换、放大判断作出反应3、 执行部分：输出相应的指令实现控制目的讲授新课 1.1.1低压电器的分类一、概述1、定义：根据使用要求及控制信

4、号，通过一个或多个器件组合，能手动或自动分合额定电压在直流1200v、交流AC1500V及以下的电路，以实现电路中被控制对象的控制、调节、变换、检测、保护等作用的基本件。二、常用低压电器的分类（一）、按用途分1、控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器，这类电器包括接触器、控制继电器及各种主令电器等，主要用于设备电气控制系统。要求其寿命长、 体积小、重量轻、工作可靠2、配电电器：用于电能的输送和分配，这类电器包括刀开关、转换开关、 熔断器和自动开关。主要用于低压配电系统中，完成对系统的控制与保护，在系统发生故障的情况下动作准确，工作可靠。当系统中出现短路电流时， 其热效应不会损坏电器。 3、

5、终端电器：用于线路末端的一种小型化、模数化的组合式开关电器，如信号指示。4、执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器，如电磁铁、电磁离合器。5、可通信低压电器6、其它电器（二）、按动作性质分：1、 自动切换电器：它依靠电器本身参数变化或外来信号（如电流、电压、温度、压力、速度、热量等）自动完成接通、分断或使电机启动、反向及停止等动作，如接触器、 继电器等。 2、手控电器：它依靠外力（人力）直接操作来进行切换等动作，如按钮、刀开关等。 此外低压电器按其执行机能还可分为有触点电器和无触点电器。1.2.1低压电器的电磁系统一、电磁式低压电器的基本结构感受部分：电磁机构执行部分：触头系统二、电磁机构

6、的分类1、 结构：由线圈、铁心和衔铁组成2、 工作原理3、 分类：1）按磁路形状和衔铁运动方式分：U形拍和式、E形拍和式和直动式、空心螺管式、装甲螺管式、回转式2）按线圈接入电路方式分：串联电磁机构、并联电磁机构3）按电流的性质分：直流、交流注意它们各自的特点二、电磁机构的特性1、吸力特性2、反力特性3、吸力特性与反力特性配合4、单相交流电磁机构的吸力短路环的作用：根据吸引线圈通电电流的性质分类，电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。通常采用短路环来解决交流电磁铁的振动问题。短路环的示意图如图所示，其中4为短路环，2为铁心。短路环起到磁通分相的作用，把极面上的交变磁通分成两个交变磁通，并且使这两个

7、磁通之间产生相位差，那么它们所产生的吸力间也有一个相位差，这样，两部分吸力就不会同时达到零值，当然合成后的吸力就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任一时刻都大于弹簧拉力，就消除了振动巩固新课1、 电磁机构的分类2、 电磁机构的特性布置作业1.1 1.2 1.4组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、触点系统的作用讲授新课 1.1.3低压电器的触点系统一、触点系统的材料1、触头系统的性能要求：导电、导热2、触点系统的材料二、触点的接触形式1、点接触：由两个半球或一个半球与一个平面形触点构成，用于辅助触点。2、线接触：由两个圆柱面

8、形的触点构成，用于中等容量接触器的主触点。3、面接触：两个平面形触点相接触，用于大容量接触器的主触点。点接触 面接触 线接触二、接触电阻1、四种工作状态：闭合状态、断开过程、断开状态、闭合过程2、接触电阻Rk=收缩电阻Re+表面膜电阻Rf三、影响接触电阻的因素及其减小方法1、触点压力：增加触点压力可减小接触电阻2、材料的电阻系数：系数越小，接触电阻越小1.1.4低压电器的灭弧系统一、电弧的产生1、定义：触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。2、过程：1）强电子发射 2）撞击电离 3）热电子发射 4）高温电游离二、常用的灭弧方法和装置1、 灭弧方法：常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和将电弧

9、分段。对于电弧较弱的接触器，只采用灭弧罩即可。电弧较强的接触器，常采用灭弧栅熄弧。下图是灭弧栅的机构图。图中1是灭弧室，2和5分别为动、静触点，3 为金属栅片，4为电弧。灭弧栅是数片钢片制成的栅状装置，当触点断开发生电弧时，电弧进入栅片内，被分割为数段，迅速熄灭。154322、灭弧装置1）电动力灭弧2） 灭弧栅灭弧3） 灭弧罩灭弧4）磁吹式灭弧装置巩固新课1、 触点的接触形式2、 灭弧方法和装置布置作业组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、触点的接触形式及接触电阻2、灭弧方法和装置讲授新课 1.3 刀 开 关一、 概述1、 作用

10、：用于不频繁地手动接通和分断交直流电路或作隔离开关用。2、 结构：手柄、触刀、静插座和底板组成。3、 分类二、 常用的刀开关1、 HD系列刀开关、转换开关2、 HD系列刀形转换开关3、 开启式负荷开关4、 熔断器式到开关三、 刀开关的选用及图形、文字符号1.4 组 合 开 关一、概述1、组合开关也叫转换开关，是一种凸轮式的作旋转运动的刀开关。2、结构：由若干个动、静触点分别装在数层绝缘件内组成，动、静触点随手柄旋转而变更其通断位置，另外还有组成顶盖的滑板、凸轮、扭簧及手柄等零件构成。3、作用：主要用于电源引入或5.5 kW以下电动机的直接起动、 停止、 反转、 调速等场合二、常用的组合开关按极

11、数不同， 组合开关有单极、 双极、 三极和多极结构， 常用的为HZ10系列组合开关。三、主要技术参数见表1.4.1四、 组合开关的图形、文字符号巩固新课1、 刀开关的结构、型号及符号2、 组合开关的结构、型号及符号布置作业1.3.20组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、执行机构：触头系统的材料、形式2、电弧的产生及灭弧方法讲授新课接触器是一种用来频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。它是利用电磁吸力和弹簧反作用配合动作而使触头闭合或分断的一种电器，还具有低压释放保护的功能，并能实现远距离控制，在自动控制系统

12、中应用得相当广泛。 接触器按其主触头通过电流的种类不同，可分为直流接触器和交流接触器1.2 .1 接触器结构和工作原理一、 交流接触器的结构1、 电磁系统：线圈、衔铁和铁芯为了减小磁滞及涡流损耗， 交流接触器的铁心由硅钢片叠成。 此外， 由于交流电在一个周期内有两次过零点， 当电流为零时， 电磁吸力也为零， 使动铁心振动， 噪声大。 为了消除这一现象， 在交流接触器铁心的端面一部分嵌有短路环2、 触点系统交流接触器的触点分为两类， 一类接在电动机的主电路中， 通过的电流较大， 称作主触点； 另一类接在控制电路中， 通过的电流较小， 称为辅助触点3、 灭弧装置主触点断开瞬间， 触点间会产生电弧烧

13、坏触点， 因此交流接触器的动触点都做成桥式， 有两个断点， 以降低当触点断开时加在断点上的电压， 使电弧容易熄灭。 在电流较大的接触器的主触点上还专门装有灭弧罩， 其外壳由绝缘材料制成， 里面的平行薄片使三对主触点相互隔开， 其作用是将电弧分割成小段， 使之容易熄灭。4、 其他部分其他部分有底座、反力弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构和接线柱等。二、交流接触器的工作原理其工作原理是当电磁铁线圈通电后， 吸住动铁心（也称衔铁）， 使常开触点闭合， 因而把主电路接通。 电磁铁断电后， 靠弹簧反作用力使动铁心释放， 切断主电路。三、直 流 接 触 器触头系统也是由主触点和辅助触点组成，主触头采用

14、指形触点，辅助触点采用双断点桥式触点，线圈中通的是直流电，不会产生涡流不需安装短路环，灭弧装置采用磁吹式1.2.2接触器的主要技术参数及常用的接触器一、主要技术参数1、额定电压 2、额定电流 3、机械寿命与电气寿命4、额定操作频率 5、接通与分断能力 6、吸引线圈的额定电压7、动作值二、选择交流接触器的技术条件1、使用类别根据其不同的控制对象的控制方式所规定的1、交流AC-1AC-8 直流DC-1、DC-3、DC-5、DC-62、额定工作制3、耐受过载电流能力三、常用接触器介绍交流CJ系列、直流CZ系列四、接触器的电气符号：KM 1.2.3接触器的选用一般根据以下原则来选择接触器：（1）接触器

15、类型 交流负载选交流接触器，直流负载选直流接触器，根据负载大小不同，选择不同型号的接触器。（2）接触器额定电压接触器的额定电压应大于或等于负载回路电压。（3）接触器额定电流 接触器的额定电流应大于或等于负载回路的额定电流。对于电动机负载，可按下面的经验公式计算： Ij=1.3Ie 其中： Ij为接触器主触点的额定电流； Ie为电动机的额定电流。（4）吸引线圈的电压吸引线圈的额定电压应与被控回路电压一致。（5）触点数量接触器的主触点、常开辅助触点、常闭辅助触点数量应与主电路和控制电路的要求一致巩固新课1、 交流接触器的结构2、 直流接触器的结构3、 接触器的选用布置作业1.8组织教学1、安顿课堂

16、纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、 刀开关的结构、型号及符号2、组合开关的结构、型号及符号讲授新课1.6.1熔断器的结构及保护特性一、结构及工作原理1、结构：熔断器是一种用于短路保护的电器，它是由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的绝缘底座或绝缘管等组成。2、工作原理：熔体呈片状或丝状，用易熔金属材料如锡、铅、铜、银及其合金等制成，熔丝的熔点一般在200300。熔断器使用时是串接在要保护的电路上，当正常工作时，熔体相当于一根导体，允许通过一定的电流，熔体的发热温度低于熔化温度，因此长期不熔断；而当电路发生短路或严重过载故障时，流过熔体的电流大于允许的

17、正常发热的电流，使得熔体的温度不断上升，最终超过熔体的熔化温度而熔断，从而切断电路，保护了电路及设备。熔体熔断后要更换熔体，电路才能重新接通工作。3、保护特性保护特性亦称安秒特性，它是指熔体的熔断电流与熔断时间的关系曲线，具有反时限特性熔化系数：最小熔化电流与熔体额定电流之比，它反映熔断器在过载时的保护灵敏度，它的大小取决于熔体材料和工作温度，熔化系数小利于过载保护，熔化系数大有利于灭弧。1.6.2熔断器的主要技术参数1、额定电压2、熔体的额定电流3、极限分断能力1.6.3常用熔断器一、插入式熔断器二、螺旋式熔断器三、自复式熔断器四.熔断器的型号与符号1.6.4熔断器的选用与维护一、熔断器类型

18、的选择熔断器类型的选择应根据负载的保护特性与短路电流大小来选择二、熔体与熔断器额定电流的选择在照明和电热电路中选用的熔体额定电流应等于或略大于保护设备的额定电流， 而保护电动机的熔体为了防止在起动时被熔断，又能在短路时尽快熔断， 一般可选用熔体的额定电流约等于电动机额定电流的（1.52.5）倍巩固新课1、 熔断器的结构及保护特性2、 熔断器的选用与维护布置作业1.3.7组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、接触器的结构及用途2、接触器和继电器的不同之处3、继电器的概述：1）定义：是一种根据电气量或非电气量的变化接通或断开控制电路

19、的自动切换电器。2）分类：按输入信号分、按工作原理分、按用途分、按动作时间分讲授新课 1.3.1电 磁 式 继 电 器一、 电磁式继电器的结构与工作原理结构和工作原理与接触器相似，用于控制电路中，触头容量小，无主辅之分，无灭弧装置二、 工作特性三、 继电器的主要参数1、 额定参数：额定电压、额定电流：指线圈电压、电流的额定值2、 动作参数：吸合动作参数XR、释放动作参数XO返回系数K=XR/XO3、 时间特性：1）动作时间:启动时间和运动时间 2）返回时间：返回启动时间和返回运动时间一般为0.05s0.15s，快速继电器为0.005s-0.05s4、 整定值：执行元件切换工作时，继电器相应输入

20、参数值。5、 灵敏度：继电器被吸动所必须的最小功率。6、 接触电阻7、 寿命四、 常用典型电磁式继电器1、 电流继电器根据线圈中电流大小而动作的继电器称为电流继电器。 使用时电流继电器的线圈与被测电路串联，用来反映电路电流的变化。为了使接入继电器线圈后，不影响电路正常工作， 其线圈匝数少，导线粗，阻抗小。 电流继电器可分为过电流继电器和欠电流继电器。当继电器中的电流高于整定值而动作的继电器称为过电流继电器， 常用于电动机的过载及短路保护；低于整定值而动作的继电器称为欠电流继电器，常用于直流电动机磁场控制及失磁保护。 JT4系列过电流继电器的外形结构和图形符号如下图所示， 它由线圈、 静铁心、衔

21、铁、 触头系统和反作用弹簧等组成。 欠电流继电器的结构和工作原理与JT4系列继电器相似， 常用的欠电流继电器有JL14Q系列。 路正常工作时，其衔铁是吸合的。 其动作电流为线圈额定电流的30%65%，释放电流为线圈额定电流的1020，当通过线圈的电流降低到额定电流的1020时，继电器释放，输出信号去控制接触器失电， 使控制设备同电源断开， 起到保护作用。 2、 电压继电器根据线圈两端电压大小而动作的继电器称为电压继电器。电压继电器可分为过电压继电器和欠电压（零压）继电器。 过电压继电器通常在电压为1.1倍额定电压以上时动作，以对电路进行过电压保护。欠电压（或零压）继电器在电压低于规定值时动作，

22、对电路进行欠电压（或零压）保护。 电压继电器在电路中的符号如下图所示。常用的过电压继电器为JT4A系列，其动作电压在110%115%额定电压范围可调。 常用的欠电压继电器和零电压继电器有JT4P系列, 欠电压继电器的动作电压在40%70%额定电压范围内可调，零电压继电器的动作电压在5%25%额定电压范围内可调。 3、 中间继电器中间继电器本质上是电压继电器，它是用来远距离传输或转换控制信号的中间元件。其输入的是线圈的通电或断电信号， 输出的是多对触头的通断动作。因此，它不但可用于增加控制信号的数目，实现多路同时控制，而且因为触头的额定电流大于线圈的额定电流， 故还可用来放大信号。 下图所示是J

23、Z7系列中间继电器的外形结构，其结构和工作原理与接触器类似。该继电器由静铁心、动铁心、 线圈、触头系统和复位弹簧等组成。其触头对数较多， 没有主、辅触头之分， 各对触头允许通过的额定电流是一样的。五、 电磁式继电器的选择原则1） 类型和系列选用2） 使用环境选用3） 使用类别选用4） 额定工作值选用5） 工作制选用巩固新课1、 继电器的结构2、 继电器的性能参数3、 常用电磁式继电器的介绍布置作业1.9组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、电磁式继电器的结构及性能参数2、电磁式电压、电流、中间继电器的作用及符号3、时间继电器：从

24、得到输入信号开始，经过一定的延时后才输出信号的继电器。时间继电器可分为：通电延时型和断电延时型讲授新课 1.3.2时 间 继 电 器一、直流电磁式时间继电器电磁式时间继电器一般只用于直流电路，且只能直流断电延时动作。它是利用阻尼的方法来延缓磁通变化的速度， 以达到延时的目的的， 其结构下图所示。它是在直流电磁式继电器的铁心上附加一个短路线圈（也称阻尼筒）而制成的。当线圈从电源上断开后，主磁通就逐渐减小，由于磁通变化，因此在短路线圈中感应出电流。由楞次定律可知， 感应电流所产生的磁通是阻止主磁通变化的，因而磁通的衰减速度放慢， 延长了衔铁的释放时间。电磁式时间继电器的断电延时时间可达0.25s，

25、其延长时间的调整方法有：一是利用非磁性垫片改变衔铁与铁心间的气隙来粗调；二是调节反作用弹簧的松紧，弹簧越紧则延时越短，反之越长，调节弹簧可使延长时间得到平滑的调节， 故用于细调。 电磁式时间继电器的延时整定精度不是很高， 但继电器结构简单、可靠性高、寿命长，一般用于要求不高的场合。二、空气阻尼式时间继电器 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的， 它由电磁系统、延时机构和触头系统三部分组成。 根据触头延时的特点，空气阻尼式时间继电器有通电延时型和断电延时型两种。 下图所示为 JS7系列时间继电器的外形结构通电延时型时间继电器电磁铁线圈1通电后，将衔铁4吸下， 于是顶杆6与衔铁间出现一个

26、空隙。当与顶杆6相连的活塞12在弹簧7作用下由上向下移动时，在橡皮膜9上面形成空气稀薄的空间(气室)，空气由进气孔11逐渐进入气室，活塞12因受到空气的阻力，不能迅速下降。当降到一定位置时，杠杆15使延时触头14动作(常开触点闭合，常闭触点断开)。线圈断电时， 弹簧8使衔铁和活塞等复位，空气经橡皮膜与顶杆6之间推开的气隙迅速排出， 触点瞬时复位空气阻尼式时间继电器结构简单、延时范围广，寿命长、价格低不受电源电压及频率波动的影响，但延时精度较低，一般用于精度要求不高的场合。三：电动式时间继电器电动式时间继电器是由微型同步电动机拖动减速齿轮获得延时的时间继电器，也分为通电延时型和断电延时型两种。电

27、动式时间继电器具有延时范围宽（0-72h），整定偏差和重复偏差小，延时值不受电源电压波动和环境变化的影响，但机械结构复杂，使用寿命低，延时偏差受电源频率的影响。四、电子式时间继电器电子式时间继电器按其结构可分为阻容式时间继电器和数字式时间继电器，按延时方式分为通电延时型和断电延时型。 阻容式利用RC电路充放电原理构成延时电路，下图所示为用单结晶体管构成RC充放电式时间继电器的原理线路电子式时间继电器具有延时时间长、调节范围宽、精度高、体积小、控制功率小等优点。巩固新课1、 电磁式时间继电器的工作原理及使用范围2、 空气阻尼式时间继电器的工作原理及使用范围3、 电动式时间继电器的工作原理及使用范

28、围4、 电子式时间继电器的工作原理及使用范围布置作业1.14组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器、电动式时间继电器、电子式时间继电器的工作原理及使用范围2、热继电器：是利用电流通过发热元件所产生的热效应，使双金属片受热弯曲而推动机构动作的继电器。3、热继电器的用途及分类：它主要用于电动机的过载、断相及电流不平衡的保护及其他电器设备发热状态的控制。 热继电器的种类很多，按极数分为单极、两极和三极的， 其中三极的又分为带断相保护装置的和不带断相保护装置的； 按复位方式分为自动复位式的和手动复位

29、式的。讲授新课 1.3.3热 继 电 器一、结构及工作原理1、结构：主要由热元件、检测测元件及触头组成双金属片作为温度检测元件， 由两种膨胀系数不同的金属片用机械方式压辗而成，膨胀系数大的为主动片，小的为被动片，它受热后产生线膨胀， 因两层金属片膨胀系数不同而又紧紧黏合在一起，因此向被动片一侧弯曲。双金属片受热方式有四种：直接受热、间接受热、复合受热及互感器受热。2、工作原理：加热元件串接在电动机定子绕组中，当电动机正常运行时，热元件产生的热量不会使触点系统动作；当电动机过载时， 流过热元件的电流加大，经过一定的时间，热元件产生的热量使双金属片的弯曲程度超过一定值，通过导板推动热继电器的触点动

30、作(常开触点闭合，常闭触点断开)。 通常用热继电器串接在接触器线圈电路的常闭触点来切断线圈电流，使电动机主电路失电。 故障排除后，按手动复位按钮， 热继电器触点复位， 可以重新接通控制电路二、对热继电器基本性能的要求1、应具有可靠合理的保护特性：反时限特性1-电动机过载特性 2-热继电器保护特性2、具有一定的温度补偿3、具有手动复位与自动复位功能4、动作电流可以调节三、带断相保护的热继电器主要用于电动机绕组为连接，当发生一相断路时，未断线相的线电流没有超过额定线电流，而全压下的那一相绕组中的电流则超过额定值，但流过热继电器发热元件的线电流却小于其动作电流，不会动作。对三相电动机进行断相保护，可

31、将热继电器导板改成差动机构。四、热继电器的主要技术参数和电气符号热继电器的主要参数有：热继电器额定电流、相数、热元件额定电流、整定电流及调节范围等。 热继电器的额定电流是指热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。 热继电器的整定电流是指热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。通常热继电器的整定电流是按电动机的额定电流整定的。对于某一热元件的热继电器，可手动调节整定电流旋钮，通过偏心轮机构调整双金属片与导板的距离，能在一定范围内调节其电流的整定值，使热继电器更好地保护电动机。五、热继电器的选择原则（一）长期工作或间断长期工作制时1、为保证热继电器在启动过程中不产生误动作，选取热

32、继电器在6IN下动作时间的0.5-0.7可返回时间的热继电器。2、热继电器整定电流范围的中间值为电动机额定电流。3、电动机断相保护时热继电器的选择电动机绕组为连接时应选择带断相保护时热继电器（二）反复短时工作制时应首先考虑热继电器的允许操作频率。对正反转密集通断工作的电动机不宜选择热继电器保护，可选用过电流继电器或温度继电器、热敏电阻保护。巩固新课1、结构及工作原理2、热继电器基本性能的要求3、带断相保护的热继电器4、热继电器的选择原则布置作业1.13组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、结构及作用2、热继电器的选择原则3、速度

33、继电器：根据电磁感应原理制成，用于转速的检测主要用于三相笼型异步电动机的反接制动或能耗制动中讲授新课 1.3.4 速 度 继 电 器一、结构和工作原理速度继电器由转子、定子及触头三部分组成转子由一块永久磁铁制成，与电动机同轴相连，用以接收转动信号。当转子(磁铁)旋转时，笼形绕组切割转子磁场产生感应电动势，形成环内电流，此电流与磁铁磁场相作用， 产生电磁转矩，圆环在此力矩的作用下带动摆杆，克服弹簧力而顺转子转动的方向摆动，并拨动触点，改变其通断状态(在摆杆左、右各设一组切换触点，分别在速度继电器正转和反转时发生作用)。当调节弹簧弹力时，可使速度继电器在不同转速时切换触点，改变通断状态。二、速度继

34、电器的电气符号速度继电器的动作转速一般不低于120rmin，复位转速约在100 rmin以下，工作时允许的转速高达10003900 rmin。由速度继电器的正转和反转切换触点的动作来反映电动机转向和速度的变化。常用的速度继电器型号有JY1型和JFZ0型。 1.3.5 固 态 继 电 器固态继电器是一种新型无触点继电器。固态继电器简写为SSR，是一种全部由固态电子元件(如光电耦合器、晶体管、可控硅、电阻、电容等)组成的无触点开关器件。与普通继电器一样，它的输入侧与输出侧之间是电绝缘的。但是与普通电磁继电器相比，SSR体积小，开关速度快， 无机械触点，因此没有机械磨损，不怕有害气体腐蚀，没有机械噪

35、声，耐振动、冲击，使用寿命长。它在通、断时没有火花和电弧，有利于防爆，干扰小(特别对微弱信号回路)。另外， SSR的驱动电压低，电流小，易于与计算机接口。因此，SSR作为自动控制的执行部件得到越来越广泛的应用，特别在那些要求防爆、防震、防腐蚀的场合，如煤矿井下设备、油田和化工厂的电气控制设备以及航天、航空、车辆、轮船等控制设备中， SSR更显示出其优越性。 一、固态继电器种类与电磁继电器一样，SSR也有直流DCSSR和交流ACSSR两种。 DCSSR用于接通或断开直流电源供电电路， ACSSR用于接通或断开交流电源供电电路。 ACSSR又有零电压开关型(也称过零型)和非零电压开关型(也称非过零

36、型或调相型)两种。过零型SSR不论外加控制信号相位如何，总是在交流电源电压为零附近时SSR的输出端才导通，导通时产生的射频干扰很小。非过零型SSR可以在交流电源的任意相位上开启或关闭。 按隔离方式还可分为光电隔离和磁隔离。二、结构和工作原理为使SSR输入侧与输出侧电绝缘，可以采用脉冲变压器和光电耦合器（也有极个别使用辅助小型继电器的)，目前大都采用光电耦合器。 上图所示为固态继电器的结构框图。 它由耦合电路、触发控制电路、开关电路、过零控制电路和吸收电路五部分构成。 三、使用固态继电器注意事项1、固态继电器的选择应根据负载类型来确定，并要采用有效的过电压吸收保护。2、输出端要采用RC吸收回路。

37、3、过电流保护采用专门保护半导体器件的熔断器或动作时间小于10ms的自动开关。4、安装时采用散热器，要求接触良好，且对地绝缘。5、应避免负载两端短路。巩固新课1、速度继电器的结构和工作原理2、固态继电器的结构和优越性布置作业1.1.19组织教学1、安顿课堂纪录与秩序2、呼起立，清查学生人数3、提出本次课主要内容与任务复习旧课 引入新课1、各种继电器的使用场合2、熔断器：是一种用于过载和短路保护的电器。它具有结构简单、体积小、使用维护方便、价格低廉等特点，被广泛应用。讲授新课1.4熔断器的结构及保护特性一、结构及工作原理及保护特性1、结构：它是由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的绝缘底座（熔管）及导

38、电部件等组成。熔体是熔断器的核心，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅状和具有变截面的片状结构。熔丝的熔点一般在200300。2、工作原理：熔断器使用时是熔体串接在要保护的电路上，当正常工作时，熔体相当于一根导体，允许通过一定的电流，熔体的发热温度低于熔化温度，因此长期不熔断；而当电路发生短路或严重过载故障时，流过熔体的电流大于允许的正常发热的电流，使得熔体的温度不断上升，最终超过熔体的熔化温度而熔断，从而切断电路，保护了电路及设备。熔体熔断后要更换熔体，电路才能重新接通工作。3、保护特性保护特性亦称安秒特性，它是指熔体的熔断电流与熔断时间的关系曲

39、线，具有反时限特性熔化系数K：最小熔化电流与熔体额定电流之比，它反映熔断器在过载时的保护灵敏度，它的大小取决于熔体材料和工作温度，熔化系数小利于过载保护，熔化系数大有利于灭弧。二、熔断器的主要技术参数1、额定电压：这是从灭弧角度出发， 保证熔断器能长期正常工作的电压。如果熔断器的实际工作电压超过额定电压，则一旦熔体熔断，可能发生电弧不能及时熄灭的现象，熔断器的额定电压大于或等于所接电路的额定电压。2、熔体的额定电流：是指在规定的工作条件下，电流长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流3、熔断器额定电流：是指保证熔断器能长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作时所允许的温升决定的。该额定电流应不

40、小于所选熔体的额定电流， 且在额定电流范围内不同规格的熔体可装入同一熔壳内。4、极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能分断的最大短路电流值。它取决于熔断器的灭弧能力，与熔体的额定电流大小无关。一般有填料的熔断器分断能力较高，可大至数十到数百千安。较重要的负载或距离变压器较近时， 应选用分断能力较大的熔断器。 三、常用熔断器1、插入式熔断器：常用的瓷插式熔断器为RC1A系列，它由瓷盖、瓷底座、 静触头、动触头和熔体组成，其结构如下图所示。静触头在瓷底座两端，中间有一空腔， 它与瓷盖的凸起部分共同形成灭弧室。额定电流在60 A以上的，灭弧室中还有帮助灭弧的编织石棉带。动触头在瓷盖两端，熔体沿凸起部

41、分跨接在两个动触头上。瓷插式熔断器一般用于交流50 Hz，额定电压380 V及以下、 额定电流200 A以下的电路末端，用于电气设备的短路保护和照明电路的保护。2、螺旋式熔断器它由瓷帽、熔管、瓷套及瓷座等组成。熔管是一个瓷管，内装熔体和灭弧介质石英砂， 熔体的两端焊在熔管两端的金属盖上，其一端标有不同颜色的熔断指示器，当熔体熔断时指示器弹出，便于发现并更换同型号的熔管。常用的产品又RL6、RL7、RLS2等系列，有填料螺旋式熔断器外形结构如下图所示。 这种熔断器的特点是其熔管内充满了石英砂填料，以增强熔断器的灭弧能力。因为石英砂具有很大的热惯性与较高的绝缘性能，且它为颗粒状，同电弧接触面大，能

42、大量吸收电弧的能量，使电弧很快冷却，从而加快电弧熄灭过程。 该熔断器的优点是体积小，灭弧能力强，有熔断指示， 工作安全可靠。因此，在交流额定电压500 V、额定电流200 A及以下的配电和机电设备中大量使用。3、无填料封闭管式熔断器这种熔断器由熔管、熔体和插座组成，熔体被封闭在不充填料的熔管内，其外形结构如图所示。15 A以上熔断器的熔管由钢纸管、黄铜套管和黄铜帽等构成， 新产品中熔管已用耐电弧的玻璃钢制成。 常用的无填料封闭管式熔断器有RM7和RM10系列这种结构熔断器有两个特点：一是采用变截面锌片作熔体。 当电路过载或短路时，变截面锌片狭窄部分的温度急剧升高并首先熔断，特别是在短路时， 熔

43、体的几个狭窄部分同时熔断，形成较大空隙，灭弧更容易；二是采用钢纸管或三聚氰胺玻璃作熔管，当熔体熔断时，熔管在电弧作用下，分解大量气体，使管内压力迅速增大，促使电弧迅速熄灭。 这种熔断器的优点是灭弧力强，熔体更换方便，被广泛用于发电厂、 变电所和电动机的保护。 4、新型熔断器：常用的熔断器，熔体一旦熔断，需要更换新的熔体后才能使电路重新接通，在某种意义上说，既不方便，也不能及时恢复供电。有种叫做自复式熔断器的新型限流元件可以克服该矛盾，它是应用非线性电阻元件（金属钠等）在高温下电阻特性突变的原理制成的。 自复式熔断器由金属钠制成熔丝，它在常温下具有高电导率（略次于铜），短路电流产生的高温能使钠汽

44、化，气压增高， 高温高压下气态钠的电阻迅速增大，呈高电阻状态， 从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，气态钠又变为固态钠，恢复原来良好的导电性能，故自复式熔断器可重复使用。因其只能限流，不能分断电路，故常与断路器串联使用，以提高分断能力。目前自复式熔断器有RZ1系列熔断器，它适用于交流380 V的电路中与断路器配合使用。 四.熔断器的型号与符号五、熔断器的选用与维护1、熔断器类型的选择熔断器类型的选择应根据负载的保护特性与短路电流大小来选择2、熔断器额定电压的选择熔断器的额定电压应大于或等于实际电路的工作电压。3、熔体与熔断器额定电流的选择（1） 对于电炉和照明等电阻性负载，可用作过

45、载保护和短路保护，熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流。 （2） 电动机的启动电流很大，熔体的额定电流应考虑启动时熔体不能熔断而选得较大些，因此对电动机只宜作短路保护而不能作过载保护。 对单台电动机，熔体的额定电流（IfN）应不小于电动机额定电流（IN）的1.5-2.5倍， 即IfN(1.5-2.5) IN 轻载启动或启动时间较短时，系数可取1.5，带负载启动、 启动时间较长或启动较频繁时，系数可取2.5对多台电动机的短路保护，熔体的额定电流（IfN）应不小于最大一台电动机额定电流（INmax）的1.52.5倍加上同时使用的其他电动机额定电流之和（IN），即IfN(1.5-2.5)INmax+IN 4、电路上、下两级都装设熔断器时，为使两级保护相互配合良好，两级熔体额定电流的比值不小于1.61。