常用低压电器-许波勇知识讲解.ppt
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1、常用低压电器常用低压电器-许波勇许波勇Date:2022/12/11 Page:2炼铁动力培训常用低压电器讲课的时候支持一下哦Date:2022/12/11 Page:3炼铁动力培训常用低压电器常用低压电器常用低压电器主讲:许波勇电工基本知识讲座Date:2022/12/11 Page:4炼铁动力培训常用低压电器第一章 常用低压电器 第一节概述第一节概述第一节概述第一节概述第二节第二节第二节第二节低压电器的基本问题低压电器的基本问题低压电器的基本问题低压电器的基本问题第三节第三节第三节第三节接触器接触器接触器接触器第四节第四节第四节第四节继电器继电器继电器继电器第五节第五节第五节第五节主令电器
2、主令电器主令电器主令电器第六节第六节第六节第六节熔断器熔断器熔断器熔断器第八节电磁执行机构第八节电磁执行机构第八节电磁执行机构第八节电磁执行机构第七节第七节第七节第七节低压断路器低压断路器低压断路器低压断路器Date:2022/12/11 Page:5炼铁动力培训常用低压电器第一节第一节 概述概述一、低压电器的定义与分类一、低压电器的定义与分类定义:定义:工作电压交流工作电压交流1200V1200V、直流、直流1500V1500V以下的以下的电气线路中起通断、保护、控制或调节电气线路中起通断、保护、控制或调节作用的电器称为低压电器。作用的电器称为低压电器。Date:2022/12/11 Pag
3、e:6炼铁动力培训常用低压电器分类分类按用途和控制对象分:配电电器和控制电器低压配电电器:包括刀开关、组合开关、熔断器和断路器等,主要用于低压配电系统及动力设备中低压控制电器:包括接触器、继电器、电磁铁等主要用于电力拖动与自动控制系统中按操作方式分:手动电器和自动电器按有无触点分:有触点电器和无触点电器Date:2022/12/11 Page:7炼铁动力培训常用低压电器表1 常用低压电器的分类Date:2022/12/11 Page:8炼铁动力培训常用低压电器二、低压电器的基本用途二、低压电器的基本用途根据外界控制信号或控制要求,通过一个或多个根据外界控制信号或控制要求,通过一个或多个器件组合
4、,自动或手动接通、分断电路,连续或器件组合,自动或手动接通、分断电路,连续或断续地改变电路状态,对电路进行切换、控制、断续地改变电路状态,对电路进行切换、控制、保护、检测和调节。保护、检测和调节。三、低压电器的主要技术指标三、低压电器的主要技术指标 1.1.绝缘强度绝缘强度 2.2.耐潮湿性能耐潮湿性能3.3.极限允许温升极限允许温升 4.4.操作频率(操作频率(1h1h)5.5.寿命(电和机械)寿命(电和机械)Date:2022/12/11 Page:9炼铁动力培训常用低压电器四、四、低压电器的型号表示法低压电器的型号表示法 国产常用低压电器的全型号组成形式如下:国产常用低压电器的全型号组成
5、形式如下:Date:2022/12/11 Page:10炼铁动力培训常用低压电器低压电器产品型号类组代号表H:刀开关和转换开关R:熔断器D:断路器K:控制器C:接触器Q:启动器J:控制继电器L:主令电器Z:电阻器B:变阻器T:调整器M:电磁铁A:其他Date:2022/12/11 Page:11炼铁动力培训常用低压电器一、电器的触头和电弧一、电器的触头和电弧1.1.触头系统触头系统通过触头的开合控制电路通、断。通过触头的开合控制电路通、断。v 类型类型v 材料:一般采用铜、银、镍材料制成;对于小容量电材料:一般采用铜、银、镍材料制成;对于小容量电器常用银质材料制成。器常用银质材料制成。桥式触头
6、桥式触头指形触头指形触头 点接触 面接触 第二节第二节 常用低压电器的基本问题常用低压电器的基本问题Date:2022/12/11 Page:12炼铁动力培训常用低压电器 触点按其原始状态可分为触点按其原始状态可分为常开触点和常闭触点。常开触点和常闭触点。原始原始状态时(即线圈未通电)断开,线圈通电后闭合的触状态时(即线圈未通电)断开,线圈通电后闭合的触点叫点叫常开触点常开触点。原始状态闭合,线圈通电后断开的触。原始状态闭合,线圈通电后断开的触点叫点叫常闭触点常闭触点。线圈断电后所有触点复原。按触点控。线圈断电后所有触点复原。按触点控制的电路可分制的电路可分为主触点和辅助触点为主触点和辅助触点
7、。主触点用于接通。主触点用于接通或断开主电路,允许通过较大的电流,辅助触点用于或断开主电路,允许通过较大的电流,辅助触点用于接通或断开控制电路,只能通过较小的电流。接通或断开控制电路,只能通过较小的电流。)a最终断开位置 b)刚刚接触位置 c最终闭合位置Date:2022/12/11 Page:13炼铁动力培训常用低压电器2 2、电弧的产生及灭弧方法、电弧的产生及灭弧方法1 1)、电弧产生:在自然环境下断开电路时,如果)、电弧产生:在自然环境下断开电路时,如果被断开电路的电流(或电压)超过某一数值时(根被断开电路的电流(或电压)超过某一数值时(根据触头材料的不同其值约在据触头材料的不同其值约在
8、0.25-1A0.25-1A,12-20V12-20V之间)之间),触头在分断的时候在间隙中就会产生电弧。实际,触头在分断的时候在间隙中就会产生电弧。实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象,上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象,即当触头间刚出现分断时,触头间的距离极小,电即当触头间刚出现分断时,触头间的距离极小,电场强度极大,在高热和强电场作用下,金属内部的场强度极大,在高热和强电场作用下,金属内部的自由电子从阴极表面逸出,奔向阳极,这些自由电自由电子从阴极表面逸出,奔向阳极,这些自由电子在电场运动中时撞击中性气体分子,使之激励和子在电场运动中时撞击中性气体分子,使之激励和游离,
9、产生正离子和电子。因此,在触头间隙中产游离,产生正离子和电子。因此,在触头间隙中产生大量的带电粒子,使气体形成炽热的电子流即电生大量的带电粒子,使气体形成炽热的电子流即电弧。弧。2)2)、电弧产生的原因:强电场放射、撞击电离、热、电弧产生的原因:强电场放射、撞击电离、热电子发射、高温游离。电子发射、高温游离。Date:2022/12/11 Page:14炼铁动力培训常用低压电器3)3)、电弧的危害、电弧的危害 :延长了切断故障的时间;延长了切断故障的时间;高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏;高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏;形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。4)4)、灭弧措施:
10、吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、灭弧措施:吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料利用介质灭弧、改善触头表面材料 。5)5)、电弧的分类:、电弧的分类:电弧分直流电弧和交流电弧,交流电弧有自然过零点,电弧分直流电弧和交流电弧,交流电弧有自然过零点,故其电弧较易熄灭。故其电弧较易熄灭。Date:2022/12/11 Page:15炼铁动力培训常用低压电器常用的灭弧方法和装置1.1.电动力灭弧电动力灭弧 下图是一种桥式结构双断口触头系统。当触头打开时,在断下图是一种桥式结构双断口触头系统。当触头打开时,在断口中产生电弧。电弧电流在两电弧之间产生如图所示的磁场。根口中产
11、生电弧。电弧电流在两电弧之间产生如图所示的磁场。根据左手定则,电弧电流要受到一个指向外侧的电动力据左手定则,电弧电流要受到一个指向外侧的电动力F F的作用,使的作用,使电孤向外运动并拉长,使其迅速穿越冷却介质,从而加快电弧冷电孤向外运动并拉长,使其迅速穿越冷却介质,从而加快电弧冷却并熄灭。交流接触器通常采用这种灭弧方法。却并熄灭。交流接触器通常采用这种灭弧方法。1 2 桥式触头灭弧原理 1一动触头;2一静触头Date:2022/12/11 Page:16炼铁动力培训常用低压电器2.2.磁吹灭弧磁吹灭弧 在触头电路中串入吹弧线圈,该线圈产生的磁通经过导磁夹板在触头电路中串入吹弧线圈,该线圈产生的
12、磁通经过导磁夹板引向触头周围,在弧柱下方,两个磁通是相加的,而在弧柱上方引向触头周围,在弧柱下方,两个磁通是相加的,而在弧柱上方是彼此相减的,在下强上弱的磁场作用下电弧被拉长并吹入灭弧是彼此相减的,在下强上弱的磁场作用下电弧被拉长并吹入灭弧罩中,电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。它广泛应用于直流罩中,电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。它广泛应用于直流灭弧装置中(如直流接触器中)。灭弧装置中(如直流接触器中)。4 5 6 1 2 3 FI 7 8 磁吹式灭弧装置1铁心 2绝缘管 3吹弧线圈 4导磁夹片5灭弧罩6引弧角 7静触点 8动触点Date:2022/12/11 Page:17炼铁动力培训常
13、用低压电器3.3.栅片灭弧栅片灭弧 灭弧栅一般是由多片镀铜薄钢片灭弧栅一般是由多片镀铜薄钢片(称为栅片称为栅片)和石棉绝缘板组成、它们和石棉绝缘板组成、它们通常在电器触头上方的灭孤室内,彼此之间互相绝缘。当触头分断电路时,通常在电器触头上方的灭孤室内,彼此之间互相绝缘。当触头分断电路时,在触头之间产生电弧,电弧电流产生磁场,由于钢片磁阻比空气磁阻小得在触头之间产生电弧,电弧电流产生磁场,由于钢片磁阻比空气磁阻小得多,因此,电弧上方的磁通非常稀疏,而下方的磁通却非常密集,这种上多,因此,电弧上方的磁通非常稀疏,而下方的磁通却非常密集,这种上疏下密的磁场将电弧拉人灭弧罩中,当电弧进入灭弧栅后,被分
14、割成数段疏下密的磁场将电弧拉人灭弧罩中,当电弧进入灭弧栅后,被分割成数段串联的短弧。这样每两片灭弧栅片可以看做一对电极,而每对电极间都有串联的短弧。这样每两片灭弧栅片可以看做一对电极,而每对电极间都有150-250V150-250V的绝缘强度,使整个灭弧栅的绝缘强度大大加强,而每个栅片间的绝缘强度,使整个灭弧栅的绝缘强度大大加强,而每个栅片间的电压不足以达到电弧燃烧电压,同时栅片吸收电弧热量,使电弧迅速冷的电压不足以达到电弧燃烧电压,同时栅片吸收电弧热量,使电弧迅速冷却而很快熄灭。却而很快熄灭。Date:2022/12/11 Page:18炼铁动力培训常用低压电器二、电磁式低压电器的基本结构二
15、、电磁式低压电器的基本结构1.1.电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。v组成组成 v原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁芯、衔铁和气原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁芯、衔铁和气 隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈交流交流:硅钢片叠加:硅钢片叠加直流直流:整块铸铁或铸钢:整块铸铁或铸钢直动式直动式拍合式(转动)拍合式(转动)电压线圈电压线圈:并联在电路中,匝数多、导线细。:并联在电路中,匝数多、导线细。电流线圈电流线圈:串联在电路中,匝数少、导线粗。:串联在电路中,匝数少、导
16、线粗。交流线圈交流线圈:短而粗,有骨架。:短而粗,有骨架。直流线圈直流线圈:细而长,无骨架。:细而长,无骨架。Date:2022/12/11 Page:19炼铁动力培训常用低压电器交流电磁机构和直流电磁机构的铁芯(衔铁)有所不同,直流电磁机交流电磁机构和直流电磁机构的铁芯(衔铁)有所不同,直流电磁机构的铁芯为整体结构,以增加磁导率和增强散热,吸引线圈为高而薄构的铁芯为整体结构,以增加磁导率和增强散热,吸引线圈为高而薄的瘦长型;交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成,目的是减少在的瘦长型;交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成,目的是减少在铁芯中产生的涡流,使铁芯发热,吸引线圈为短而厚的矮胖型。此外
17、铁芯中产生的涡流,使铁芯发热,吸引线圈为短而厚的矮胖型。此外交流电磁机构的铁芯有短路环,以防止电流过零时(滞后交流电磁机构的铁芯有短路环,以防止电流过零时(滞后9090)电磁)电磁吸力不足使衔铁振动。吸力不足使衔铁振动。当线圈并联于电源工作时,称为电压线圈,它的特点是线圈匝数多,当线圈并联于电源工作时,称为电压线圈,它的特点是线圈匝数多,导线线径较细。当线圈串联于电路工作时,称为电流线圈,它的特点导线线径较细。当线圈串联于电路工作时,称为电流线圈,它的特点是线圈匝数少,导线线径较粗。是线圈匝数少,导线线径较粗。Date:2022/12/11 Page:20炼铁动力培训常用低压电器图(图(a a
18、)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯,铁心一)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯,铁心一般由电工软铁制成,适用于直流继电器和接触器。般由电工软铁制成,适用于直流继电器和接触器。图(图(b b)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯,铁心一般)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯,铁心一般由硅钢片叠成,适用于较大容量交流接触器。由硅钢片叠成,适用于较大容量交流接触器。图(图(c c)为衔铁直线运动的双)为衔铁直线运动的双E E形直动式铁芯,较形直动式铁芯,较多用于中小容量交流接触器和继电器中。多用于中小容量交流接触器和继电器中。Date:2022/12/11 Page:21炼铁动力培训常用低压电器电磁吸力和反力:电磁铁工作时,线
19、圈产生的磁通作用于衔铁,产生电磁吸力,并电磁铁工作时,线圈产生的磁通作用于衔铁,产生电磁吸力,并使衔铁产生机械位移,衔铁在复位弹簧的作用下复位。作用在衔使衔铁产生机械位移,衔铁在复位弹簧的作用下复位。作用在衔铁上有两个力:电磁吸力由电磁机构产生,反力由复位弹簧和触铁上有两个力:电磁吸力由电磁机构产生,反力由复位弹簧和触头弹簧产生。铁心吸合时要求电磁吸力大于反力,即衔铁位移方头弹簧产生。铁心吸合时要求电磁吸力大于反力,即衔铁位移方向与电磁吸力方向相同;衔铁复位时要求反力大于电磁吸力。直向与电磁吸力方向相同;衔铁复位时要求反力大于电磁吸力。直流电磁铁的电磁吸力公式为:流电磁铁的电磁吸力公式为:式中
20、式中 B B气隙间磁通密度气隙间磁通密度(T)(T);S S吸力处气隙端面积吸力处气隙端面积()();F F电磁吸力电磁吸力(N)(N)。当端面积当端面积S S为常数时,吸力为常数时,吸力F F与磁通密度与磁通密度 成正比,即成正比,即F F与磁通与磁通 成正比,反比于端面积成正比,反比于端面积S S,即,即Date:2022/12/11 Page:22炼铁动力培训常用低压电器2 2 电磁机构的工作原理电磁机构的工作原理吸力特性吸力特性直流电磁铁的励磁电流仅与电阻有关,在吸合过程中,励磁电流不变,直流电磁铁的励磁电流仅与电阻有关,在吸合过程中,励磁电流不变,其吸力随着气隙的减小而增大,所以吸力
21、特性比较陡峭。其吸力随着气隙的减小而增大,所以吸力特性比较陡峭。在交流电磁铁中,线圈电流不仅与电阻有关,主要的还与线圈感抗有在交流电磁铁中,线圈电流不仅与电阻有关,主要的还与线圈感抗有关,在吸合过程中随着磁路气隙的减小,磁阻减小,线圈感抗增大,关,在吸合过程中随着磁路气隙的减小,磁阻减小,线圈感抗增大,电流减小,其吸力随着气隙的减小略有增大,所以吸力特性比较平坦。电流减小,其吸力随着气隙的减小略有增大,所以吸力特性比较平坦。直流电磁机构的吸力特性 交流电磁机构的吸力特性Date:2022/12/11 Page:23炼铁动力培训常用低压电器第三节第三节 接触器接触器 电力拖动和自动控制系统中使用
22、量大,涉及面广的一种电力拖动和自动控制系统中使用量大,涉及面广的一种低压低压自动控制电器自动控制电器,用来频繁地,用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路控制电路。主要控制对象是电动机,能实现远距离控制,并具有。主要控制对象是电动机,能实现远距离控制,并具有欠压保护。欠压保护。Date:2022/12/11 Page:24炼铁动力培训常用低压电器 1-主触点主触点 2-常闭辅助触点常闭辅助触点 3-常开辅助触点常开辅助触点 4-动铁心动铁心 5-线圈线圈 6-静铁心静铁心 7-灭弧罩灭弧罩 8-弹簧弹簧 电磁接触器结构示意图电磁接触器结构示意图 电磁机
23、构电磁机构:将电磁能转换将电磁能转换成机械能,产生电磁吸力成机械能,产生电磁吸力带动触点动作带动触点动作.触点:触点:接触器的执行元件,接触器的执行元件,用来接通或断开被控制电用来接通或断开被控制电路。路。灭弧装置:灭弧装置:熄灭触点分断熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧。产生的电弧。其它:其它:包括包括释放弹簧机构、释放弹簧机构、支架与底座等。支架与底座等。动铁心(衔铁)动铁心(衔铁)静铁心静铁心电磁线圈电磁线圈按按所控制电路所控制电路 主触点主触点 辅助触点辅助触点按原始状态按原始状态 常开触点常开触点 常闭触点常闭触点灭弧罩灭弧罩灭弧栅灭弧栅磁吹灭弧装置磁
24、吹灭弧装置1 1结构结构 Date:2022/12/11 Page:25炼铁动力培训常用低压电器 2.2.工作工作原理:原理:当当电磁线圈通电电磁线圈通电后,线圈电流产生后,线圈电流产生磁场磁场,使,使静铁心产生电磁吸静铁心产生电磁吸力吸引衔铁力吸引衔铁,并,并带动触点动作带动触点动作,使,使常闭触点断开常闭触点断开,常开触点闭合常开触点闭合,两者是联动的。当两者是联动的。当线圈断电线圈断电时,时,电磁力消失电磁力消失,衔铁衔铁在释放弹簧的作在释放弹簧的作用下用下释放释放,使,使触点复原触点复原,即,即常开触点断开常开触点断开,常闭触点闭合常闭触点闭合。电磁接触器工作原理电磁接触器工作原理Da
25、te:2022/12/11 Page:26炼铁动力培训常用低压电器 3.3.接触器分类及特点:接触器分类及特点:交流接触器交流接触器:线圈通以交流电,主触点接通、切断交流主电路线圈通以交流电,主触点接通、切断交流主电路。交变磁通穿过铁心,产全涡流和磁滞损耗,使铁心发热。交变磁通穿过铁心,产全涡流和磁滞损耗,使铁心发热。铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。铁心端面上安装铜制的短路环,以防止交变磁通使衔铁产生强烈铁心端面上安装铜制的短路环,以防止交变磁通使衔铁产生强烈 振动和噪声。振
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