07《电工电子技术》.pptx
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1、电工电子技术电工电子技术 北京金企鹅文化发展中心北京金企鹅文化发展中心目录页第 2 页目录页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.2 三相异步电动机的基本控制电路7.3 三相异步电动机的典型控制方式过渡页第 3 页过渡页7.1 常用低压电器7.1.1 刀开关7.1.2 按钮7.1.3 熔断器7.1.4 接触器7.1.5 继电器7.1.6 行程开关7.1.7 断路器第 4 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器开启式负荷开关开启式负荷开关俗称闸刀开关或胶壳俗称闸刀开关或胶壳刀开关,它结构较简刀开关,它结构较简单,单,主要由刀片(动主要由刀片(动触头)、刀座(静触触头)、刀座
2、(静触头)和绝缘底板等组头)和绝缘底板等组成,成,其结构示意图和其结构示意图和电气符号如右图所示。电气符号如右图所示。7.1.1刀开关1开启式负荷开关(a)结构示意图)结构示意图 (b)电气符号)电气符号 图图7-1 闸闸刀开关的刀开关的结结构示意构示意图图和和电电气符号气符号第 5 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.1刀开关1开启式负荷开关按刀片数量不同,闸刀开关可分为单极、双极和三极等几种类型。闸刀按刀片数量不同,闸刀开关可分为单极、双极和三极等几种类型。闸刀开关在低压电路中用于不频繁地接通和分断电路,或用于隔离电路与电源。开关在低压电路中用于不频繁地接通和分断电路,
3、或用于隔离电路与电源。用闸刀开关断开感性电路时,在刀片和静触头之间可能会产生电弧。较用闸刀开关断开感性电路时,在刀片和静触头之间可能会产生电弧。较大的电弧会把刀片和静触头灼伤或烧熔,甚至使电源相线间短路而造成火灾大的电弧会把刀片和静触头灼伤或烧熔,甚至使电源相线间短路而造成火灾和人身事故,所以,大电流的闸刀开关应设有灭弧罩。和人身事故,所以,大电流的闸刀开关应设有灭弧罩。安装闸刀开关时,要把电源进线接在静触头上,负载接在刀片上,这样,安装闸刀开关时,要把电源进线接在静触头上,负载接在刀片上,这样,断开电源时,刀片不会带电。闸刀开关一般垂直安装在开关板上,静触头应断开电源时,刀片不会带电。闸刀开
4、关一般垂直安装在开关板上,静触头应在上方。在上方。第 6 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.1刀开关2封闭式负荷开关封闭式负荷开关俗称铁壳开关,封闭式负荷开关俗称铁壳开关,主要由钢板外壳、触刀开关、操作机构主要由钢板外壳、触刀开关、操作机构和熔断器等组成,和熔断器等组成,其结构和电气符号如下图所示。其结构和电气符号如下图所示。铁壳开关一般用在小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中,铁壳开关一般用在小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中,用于不频繁地接通与分断电路,也可以直接用于异步电动机的非频繁全压启用于不频繁地接通与分断电路,也可以直接用于异步电动机的非
5、频繁全压启动控制。动控制。铁壳开关中,触刀开关带有灭弧装置,能够通断负荷电流;熔断器用于铁壳开关中,触刀开关带有灭弧装置,能够通断负荷电流;熔断器用于切断短路电流。切断短路电流。铁壳开关的操作结构有两个特点:铁壳开关的操作结构有两个特点:采用储能合闸方式,即采用一根弹采用储能合闸方式,即采用一根弹簧来执行合闸和分闸的功能,使开关闭合和分断时的速度与操作速度无关,簧来执行合闸和分闸的功能,使开关闭合和分断时的速度与操作速度无关,这既能改善开关的动作性能和灭弧性能,又能防止触头停滞在中间位置;这既能改善开关的动作性能和灭弧性能,又能防止触头停滞在中间位置;设有连锁装置,保证开关合闸后不能打开箱盖,
6、而箱盖打开后不能再合开关,设有连锁装置,保证开关合闸后不能打开箱盖,而箱盖打开后不能再合开关,起到安全保护作用。起到安全保护作用。第 7 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.1刀开关2封闭式负荷开关(a)结构示意图)结构示意图 (b)电气符号)电气符号 图图7-2 铁铁壳开关的壳开关的结结构和构和电电气符号气符号第 8 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.1刀开关3组合开关组合开关又称为转换开关,它主要用于电源引入或组合开关又称为转换开关,它主要用于电源引入或5.5 kW以下电动机的以下电动机的直接启动、停止、反转和调速等场合。直接启动、停止、反转和调速
7、等场合。组合开关的种类很多,常用的为组合开关的种类很多,常用的为HZ10系列组合开关,其结构和电气符号系列组合开关,其结构和电气符号如图如图7-3所示。它由装在三层绝缘垫板内的动、静触片组成。每个静触片的一所示。它由装在三层绝缘垫板内的动、静触片组成。每个静触片的一端固定在绝缘垫板上,另一端伸出盒外,连在接线柱上。动触片套在装有手端固定在绝缘垫板上,另一端伸出盒外,连在接线柱上。动触片套在装有手柄的绝缘转动轴上,转动转轴就可将三个触片(彼此相差一定角度)同时接柄的绝缘转动轴上,转动转轴就可将三个触片(彼此相差一定角度)同时接通或断开。通或断开。第 9 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低
8、压电器7.1.1刀开关3组合开关(a)结构)结构 (b)电气符号)电气符号 图图7-3 HZ10系列系列组组合开关的合开关的结结构和构和电电气符号气符号第 10 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.2按钮按钮是一种短时接通或断开小电流电路的电器,它不直接控制主电路的按钮是一种短时接通或断开小电流电路的电器,它不直接控制主电路的通断,而在控制电路中发出指令去控制接触器、继电器等电器,再由它们去通断,而在控制电路中发出指令去控制接触器、继电器等电器,再由它们去控制主电路。控制主电路。如图如图7-4(a)所示为一种按钮的结构示意图。将按钮帽按下时,下面一)所示为一种按钮的结构示意
9、图。将按钮帽按下时,下面一对原来断开的静触头被动触头接通,以接通某一控制电路;而上面一对静触对原来断开的静触头被动触头接通,以接通某一控制电路;而上面一对静触头则被断开,以断开另一控制电路。原来接通的触头称为动断触头或常闭触头则被断开,以断开另一控制电路。原来接通的触头称为动断触头或常闭触头;原来断开的触头称为动合触头或常开触头。头;原来断开的触头称为动合触头或常开触头。只具有常闭触头或常开触头的按钮称为单按钮;既有常闭触头,也有常只具有常闭触头或常开触头的按钮称为单按钮;既有常闭触头,也有常开触头的按钮称为复合按钮,它们的电气符号如图开触头的按钮称为复合按钮,它们的电气符号如图7-4(b)所
10、示。)所示。第 11 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.2按钮 (a)(b)图图7-4 按按钮钮常用的按钮有常用的按钮有LA系列和系列和LAY1系列。系列。第 12 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.3熔断器熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉、控制有效的短路保护电熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉、控制有效的短路保护电器。它主要由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔管(或熔座)组成。熔体器。它主要由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔管(或熔座)组成。熔体是熔断器的主要部分,它一般用电阻率较高的易熔合金(如铅锡合金等)制是熔断器的主要部分,它一般
11、用电阻率较高的易熔合金(如铅锡合金等)制成,或用截面积很小的良导体(如铜、银等)制成。熔管是装熔体的外壳,成,或用截面积很小的良导体(如铜、银等)制成。熔管是装熔体的外壳,由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔断器的熔体与被保护的电路串联,当电路正常工作时,熔体允许通过熔断器的熔体与被保护的电路串联,当电路正常工作时,熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。一旦电路发生短路或严重过载,熔断器的熔体应一定大小的电流而不熔断。一旦电路发生短路或严重过载,熔断器的熔体应立即熔断。立即熔断。如图如图7-5所示为两种常用熔断器的
12、结构及熔断器的电气符号。所示为两种常用熔断器的结构及熔断器的电气符号。第 13 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.3熔断器(a)瓷插式熔断器)瓷插式熔断器 (b)螺旋式熔断器)螺旋式熔断器 (c)电气符号)电气符号 图图7-5 熔断器的熔断器的结结构及构及电电气符号气符号第 14 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.3熔断器熔体的选择方法如下:熔体的选择方法如下:电灯支线的熔体。电灯支线的熔体。熔体的额定电流熔体的额定电流 支线上所有电灯的工作电流支线上所有电灯的工作电流 一台电动机的熔体。一台电动机的熔体。为了防止电动机启动时电流较大而熔断熔体,熔体
13、不能按电动机的额定为了防止电动机启动时电流较大而熔断熔体,熔体不能按电动机的额定电流来选择,应按下式计算:电流来选择,应按下式计算:熔体的额定电流熔体的额定电流 如果电动机启动频繁,则应按下式计算:如果电动机启动频繁,则应按下式计算:熔体的额定电流熔体的额定电流 几台电动机合用的总熔体。几台电动机合用的总熔体。熔体的额定电流熔体的额定电流 (1.52.5)容量最大的电动机的额定电流容量最大的电动机的额定电流 其他电其他电动机的额定电流之和动机的额定电流之和 第 15 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.4接触器接触器是一种广泛应用的开关电器,它主要用于频繁接通和分断交、直接
14、触器是一种广泛应用的开关电器,它主要用于频繁接通和分断交、直流主电路,并可实现远距离控制,主要用来控制电动机,也可控制电容器、流主电路,并可实现远距离控制,主要用来控制电动机,也可控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载。按流过接触器主触头的电流性质不同,接触电阻炉和照明器具等电力负载。按流过接触器主触头的电流性质不同,接触器可分为直流接触器和交流接触器。下面以交流接触器为例进行介绍。器可分为直流接触器和交流接触器。下面以交流接触器为例进行介绍。如图如图7-6所示为交流接触器的结构示意图及电气符号。交流接触器主要由所示为交流接触器的结构示意图及电气符号。交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系
15、统(图中未画出)和其他部分组成。电磁系统、触头系统、灭弧系统(图中未画出)和其他部分组成。第 16 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.4接触器(a)结构示意图)结构示意图 (b)电气符号)电气符号 图图7-6 交流接触器的交流接触器的结结构示意构示意图图及及电电气符号气符号第 17 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.4接触器电磁系统包括电磁线圈、铁芯和衔铁。电磁系统包括电磁线圈、铁芯和衔铁。当线圈通电后,产生电磁吸力,当线圈通电后,产生电磁吸力,吸引衔铁,使常闭触头断开,常开触头闭合。当线圈断电后,电磁吸力消失,吸引衔铁,使常闭触头断开,常开触头闭合
16、。当线圈断电后,电磁吸力消失,触头复原。触头复原。触头系统包括主触头和辅助触头。触头系统包括主触头和辅助触头。主触头能通过较大的电流,接在电动主触头能通过较大的电流,接在电动机的主电路中,用于接通和分断主电路;辅助触头能通过的电流较小,接在机的主电路中,用于接通和分断主电路;辅助触头能通过的电流较小,接在控制回路中,以满足各种控制方式的要求。控制回路中,以满足各种控制方式的要求。由于通过主触头的电流较大,在主触头断开时,触头间会产生电弧,容由于通过主触头的电流较大,在主触头断开时,触头间会产生电弧,容易烧坏触头,易烧坏触头,所以,交流接触器中一般都配有灭弧装置。所以,交流接触器中一般都配有灭弧
17、装置。交流接触器的主触交流接触器的主触头通常做成桥式,它有两个断点,可降低触头断开时加在触头上的电压,使头通常做成桥式,它有两个断点,可降低触头断开时加在触头上的电压,使电弧容易熄灭。电弧容易熄灭。其他部分包括绝缘外壳、弹簧、短路环和传动机构等。其他部分包括绝缘外壳、弹簧、短路环和传动机构等。选用接触器时,应该注意主触头的额定电流、线圈电压及触头数量等。选用接触器时,应该注意主触头的额定电流、线圈电压及触头数量等。常用的交流接触器有常用的交流接触器有CJ10,CJ12,CJ20和和CJ40等系列。等系列。第 18 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.5继电器继电器是一种自动
18、控制电器,它根据一定的信号变化来接通或分断小电继电器是一种自动控制电器,它根据一定的信号变化来接通或分断小电流电路和电器。它一般不直接控制主电路,而是通过接触器或其他电器来对流电路和电器。它一般不直接控制主电路,而是通过接触器或其他电器来对主电路进行控制,因此,继电器的触头通常接在控制电路中,触头断流容量主电路进行控制,因此,继电器的触头通常接在控制电路中,触头断流容量较小,一般不需要灭弧装置,但继电器对动作的准确性要求较高。较小,一般不需要灭弧装置,但继电器对动作的准确性要求较高。继电器的种类繁多,常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、继电器的种类繁多,常用的有电流继电器、电压继电器、
19、中间继电器、热继电器、时间继电器和速度继电器等,下面主要介绍热继电器、时间继电热继电器、时间继电器和速度继电器等,下面主要介绍热继电器、时间继电器和速度继电器。器和速度继电器。1热继电器热继电器主要用于对电动机进行过载保护,使之免受长期过载电流的危热继电器主要用于对电动机进行过载保护,使之免受长期过载电流的危害。热继电器是利用电流的热效应来工作的,其原理图和电气符号如图害。热继电器是利用电流的热效应来工作的,其原理图和电气符号如图7-7所所示。示。它主要由热元件、双金属片和触头三部分组成。它主要由热元件、双金属片和触头三部分组成。第 19 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1
20、.5继电器1热继电器 (a)原理图)原理图 (b)电气符号)电气符号 图图7-7 热继电热继电器的原理器的原理图图和和电电气符号气符号第 20 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.5继电器1热继电器热元件热元件是一段电阻不大的电阻丝,接在电动机的主电路中。是一段电阻不大的电阻丝,接在电动机的主电路中。双金属片双金属片由由两种膨胀系数不同的金属片碾压而成。图两种膨胀系数不同的金属片碾压而成。图7-7(a)中,下层金属的膨胀系数)中,下层金属的膨胀系数大,上层金属的膨胀系数小。当热元件中有电流流过时,热元件产生的热量大,上层金属的膨胀系数小。当热元件中有电流流过时,热元件产生的
21、热量使双金属片伸长,但由于上下两层金属的膨胀系数不同,所以双金属片将发使双金属片伸长,但由于上下两层金属的膨胀系数不同,所以双金属片将发生弯曲。生弯曲。电动机正常运行时,双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。电动机正常运行时,双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。但当电动机过载时,流过热元件的电流增大,双金属片的弯曲程度加大,最但当电动机过载时,流过热元件的电流增大,双金属片的弯曲程度加大,最终脱扣,扣板在弹簧的拉力下将动断触头断开,切断电动机的控制电路。终脱扣,扣板在弹簧的拉力下将动断触头断开,切断电动机的控制电路。由于热惯性,当电路短路时,热继电器不能立即动作使电路断开,因此,由于热惯
22、性,当电路短路时,热继电器不能立即动作使电路断开,因此,它不能用作短路保护。它不能用作短路保护。但同时也由于热惯性,在电动机启动或短时过载时,但同时也由于热惯性,在电动机启动或短时过载时,热继电器不会马上动作,这可避免电动机的不必要停车。热继电器不会马上动作,这可避免电动机的不必要停车。常用的热继电器有常用的热继电器有JR0,JR15和和JR16等系列。等系列。第 21 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.5继电器2时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。时间继电器的种类很多,有空
23、气式、电动式和电子式等。在交流电路中经常时间继电器的种类很多,有空气式、电动式和电子式等。在交流电路中经常采用的是空气式时间继电器。采用的是空气式时间继电器。空气式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的,它由电磁系统、延空气式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的,它由电磁系统、延时机构和触头系统三部分组成,时机构和触头系统三部分组成,如图如图7-8所示。电磁系统为直动式双所示。电磁系统为直动式双E形铁芯,形铁芯,延时机构采用气囊式阻尼器,触头系统为微动开关。延时机构采用气囊式阻尼器,触头系统为微动开关。线圈通电后,动铁芯吸合,微动开关线圈通电后,动铁芯吸合,微动开关12瞬时动作。活塞杆在释放
24、弹簧的瞬时动作。活塞杆在释放弹簧的作用下向下移动。在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜,因此,当活塞向下作用下向下移动。在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜,因此,当活塞向下移动时,在膜上面的空间将会形成负压,活塞受到下面空气的压力,不能迅移动时,在膜上面的空间将会形成负压,活塞受到下面空气的压力,不能迅速下移。空气由进气孔进入后,活塞才逐渐下移,移动到最低位置时,杠杆速下移。空气由进气孔进入后,活塞才逐渐下移,移动到最低位置时,杠杆使微动开关使微动开关11动作。动作。第 22 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.5继电器2时间继电器图图7-8 空气式时间继电器空气式时间继电器第
25、23 页第7章 继电接触器控制系统7.1 常用低压电器7.1.5继电器延时时间为线圈通电时刻起至微动开关延时时间为线圈通电时刻起至微动开关11动作所经历的时间。通过调节动作所经历的时间。通过调节螺钉调节进气孔的大小,就可调节延时时间。螺钉调节进气孔的大小,就可调节延时时间。上述时间继电器为通电延时,也可做成断电延时,只要改变铁芯的安装上述时间继电器为通电延时,也可做成断电延时,只要改变铁芯的安装方向即可。方向即可。如图如图7-8所示时间继电器的触头有两类:所示时间继电器的触头有两类:微动开关微动开关11中有延时断开的常闭中有延时断开的常闭触头和延时闭合的常开触头;微动开关触头和延时闭合的常开触
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