第1章 常用电磁式低压电器精选文档.ppt
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1、第第1章章 常用电磁式低压电器常用电磁式低压电器本讲稿第一页,共七十三页第第1 1章章 常用电磁式低压电器常用电磁式低压电器 概述概述 1.11.1电磁式低压电气的结构和工作原理电磁式低压电气的结构和工作原理1.21.2电磁式接触器电磁式接触器1.31.3电磁式继电器电磁式继电器1.41.4本讲稿第二页,共七十三页1.1 1.1 概述概述 低压电器低压电器就是根据外界施加的信号和要求,就是根据外界施加的信号和要求,能以自动或手动方式对额定交直流电压能以自动或手动方式对额定交直流电压1200V及以下的电路,继续或连续地改变及以下的电路,继续或连续地改变电路参数,以实现对电路或非电对象的切电路参数
2、,以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、变换和调节的电工器械,换、控制、保护、变换和调节的电工器械,采用电磁现象完成上述作用的低压电器称采用电磁现象完成上述作用的低压电器称为为电磁式低压电器电磁式低压电器。本讲稿第三页,共七十三页1.1.1 低压电器的分类低压电器的分类1按用途分按用途分 低压电器按它在电路中所处的地位低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为低压配电电器、低压控制和作用可分为低压配电电器、低压控制电器、低压主令电器、低压保护电器、电器、低压主令电器、低压保护电器、低压执行电器。低压执行电器。本讲稿第四页,共七十三页2 2按动作方式分按动作方式分按动作方式分按动作方式分 低
3、压电器按它的动作方式可分为自动切换电器低压电器按它的动作方式可分为自动切换电器和非自动切换电器。和非自动切换电器。3按执行机理分按执行机理分 低压电器按它有无触点可分为有触点电器和无低压电器按它有无触点可分为有触点电器和无触点电器两大类。触点电器两大类。4 4 按使用场合分按使用场合分按使用场合分按使用场合分 工业用电器、特殊工矿用电器、安全电器、农工业用电器、特殊工矿用电器、安全电器、农用电器及牵引电器等用电器及牵引电器等。本讲稿第五页,共七十三页1.1.21.1.2低压电器的主要技术数据低压电器的主要技术数据1额定电流额定电流2额定电压额定电压3操作频率及通电持续率操作频率及通电持续率4机
4、械寿命和电气寿命机械寿命和电气寿命本讲稿第六页,共七十三页1.1.31.1.3选择低压电器的注意事项选择低压电器的注意事项 在选择时首先考虑安全原则,其次是在选择时首先考虑安全原则,其次是经济性,另外,在选择低压电器时还应注经济性,另外,在选择低压电器时还应注意以下几点。意以下几点。(1)了解电器的正常工作条件)了解电器的正常工作条件(2)了解电器的主要技术性能)了解电器的主要技术性能(3)明确控制对象及使用环境)明确控制对象及使用环境(4)明确相关的技术数据)明确相关的技术数据本讲稿第七页,共七十三页1.1.41.1.4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
5、式国产常用低压电器的全型号组成形式如下:如下:本讲稿第八页,共七十三页1.2 1.2 电磁式低压电器的结构和工电磁式低压电器的结构和工 作原理作原理1.2.1 1.2.1 电磁机构电磁机构1组成组成 电磁机构一般由铁芯、衔铁及线圈等电磁机构一般由铁芯、衔铁及线圈等几部分组成。几部分组成。按通过线圈的电流种类分按通过线圈的电流种类分有有交流电磁机构和直流电磁机构;按电磁机交流电磁机构和直流电磁机构;按电磁机构的形状分有构的形状分有E形和形和U形两种;按衔铁的运形两种;按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类。动形式分有拍合式和直动式两大类。本讲稿第九页,共七十三页图图1-1 1-1 常用的电磁机
6、构常用的电磁机构(a a a a)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯(b b b b)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯(c c c c)为衔铁直线运动的双)为衔铁直线运动的双)为衔铁直线运动的双)为衔铁直线运动的双E E E E形直动式铁芯形直动式铁芯形直动式铁芯形直动式铁芯本讲稿第十页,共七十三页 交流电磁机构和直流电磁机构的铁芯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(衔铁)有所不同,直流电磁机构的铁芯
7、为整体结构,以增加磁导率和增强散热;为整体结构,以增加磁导率和增强散热;交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成,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,使铁芯目的是减少在铁芯中产生的涡流,使铁芯发热。此外交流电磁机构的铁芯有短路环,发热。此外交流电磁机构的铁芯有短路环,以防止电流过零时(滞后以防止电流过零时(滞后90)电磁吸力不)电磁吸力不足使衔铁振动。足使衔铁振动。本讲稿第十一页,共七十三页2原理原理 当线圈中有工作电流通过时,通电线当线圈中有工作电流通过时,通电线圈产生磁场,于是电磁吸力克服弹簧的反圈产生磁场,于是电磁吸力克服弹簧的反作用力使得衔铁与铁芯闭合,由连
8、接机构作用力使得衔铁与铁芯闭合,由连接机构带动相应的触头动作。带动相应的触头动作。本讲稿第十二页,共七十三页电磁吸力:由电磁机构产生作用在衔铁上的两个力反力:由复位弹簧和触头产生当线圈中通过直流电时,F为恒值;当线圈中通过交流电时,磁感应强度为交变量。电磁吸力按正弦的平方规律变化。一个周期内电磁铁吸合两次、释放两次,电磁机构会产生剧烈的振动和噪声,因此不能正常工作。本讲稿第十三页,共七十三页通过交流电时,一个周期内电磁铁吸合两次、释放两次,从而产生剧烈的振动和噪声,加速动静铁心接触面积的磨损,引起结合不良,严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端,在铁心柱面的一部分,嵌入一只铜环,名为短路环。本
9、讲稿第十四页,共七十三页3作用作用 将电磁机构中线圈中的电流转换成电将电磁机构中线圈中的电流转换成电磁力,带动触头动作,完成通断电路的控磁力,带动触头动作,完成通断电路的控制作用,将电磁能转换成机械能。制作用,将电磁能转换成机械能。本讲稿第十五页,共七十三页1.2.2 1.2.2 触头系统触头系统 触头是用来接通或断开电路的,其结触头是用来接通或断开电路的,其结构形式有很多种。构形式有很多种。1按其接触形式分按其接触形式分 按其接触形式分为点接触、线接触和按其接触形式分为点接触、线接触和面接触面接触3种。种。图图图图1-2 1-2 1-2 1-2 触头的接触形式触头的接触形式触头的接触形式触头
10、的接触形式本讲稿第十六页,共七十三页图图图图1-3 1-3 1-3 1-3 常见的触头结构常见的触头结构常见的触头结构常见的触头结构(a a a a)为点接触的桥式触头)为点接触的桥式触头)为点接触的桥式触头)为点接触的桥式触头(b b b b)为面接触的桥式触头)为面接触的桥式触头)为面接触的桥式触头)为面接触的桥式触头(c c c c)为线接触的指形触头)为线接触的指形触头)为线接触的指形触头)为线接触的指形触头点接触允许通过的电流较小,面接触和线接触允许通过的电点接触允许通过的电流较小,面接触和线接触允许通过的电点接触允许通过的电流较小,面接触和线接触允许通过的电点接触允许通过的电流较小
11、,面接触和线接触允许通过的电流较大。流较大。流较大。流较大。本讲稿第十七页,共七十三页2按控制的电路分按控制的电路分 按控制的电路分为按控制的电路分为主触头主触头和和辅助触头辅助触头。主触头用于接通或断开主电路,允许通过主触头用于接通或断开主电路,允许通过较大的电流。辅助触头用于接通或断开控较大的电流。辅助触头用于接通或断开控制电路,只允许通过较小的电流。制电路,只允许通过较小的电流。本讲稿第十八页,共七十三页3按原始状态分按原始状态分 按原始状态分为按原始状态分为常开触头常开触头和和常闭触头常闭触头。当线圈不带电时,动、静触头是分开的称当线圈不带电时,动、静触头是分开的称为常开触头;当线圈不
12、带电时,动、静触为常开触头;当线圈不带电时,动、静触头是闭合的称为常闭触头。头是闭合的称为常闭触头。本讲稿第十九页,共七十三页由于动、静触头闭合时在过度区域所形成由于动、静触头闭合时在过度区域所形成的电阻,称为的电阻,称为接触电阻接触电阻。由于接触电阻的。由于接触电阻的存在,不仅会造成一定的电压损失,还会存在,不仅会造成一定的电压损失,还会使铜耗增加,造成触头温升超过允许值。使铜耗增加,造成触头温升超过允许值。这样,触头在较高温度下很容易产生熔焊这样,触头在较高温度下很容易产生熔焊现象使触头工作不可靠。采取的措施:增现象使触头工作不可靠。采取的措施:增加接触压力、降低接触材料电阻率、改善加接触
13、压力、降低接触材料电阻率、改善触头表面状况(滑动接触)触头表面状况(滑动接触)本讲稿第二十页,共七十三页(a a a a)最终拉开位置最终拉开位置最终拉开位置最终拉开位置(b b b b)刚接触位置刚接触位置刚接触位置刚接触位置(c c c c)最终闭合位置最终闭合位置最终闭合位置最终闭合位置图图图图1-4 1-4 1-4 1-4 触头的接触过程触头的接触过程触头的接触过程触头的接触过程本讲稿第二十一页,共七十三页1.2.31.2.3灭弧系统灭弧系统1 1电弧的产生电弧的产生 电弧产生高温并有强光,可将触头烧电弧产生高温并有强光,可将触头烧损,并使电路的切断时间延长,严重时可损,并使电路的切断
14、时间延长,严重时可引起事故或火灾。引起事故或火灾。2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。弧有自然过零点,故其电弧较易熄灭。本讲稿第二十二页,共七十三页3灭弧的方法灭弧的方法(1)机械灭弧:通过机械将电弧迅速)机械灭弧:通过机械将电弧迅速拉长,用于开关电路。拉长,用于开关电路。(2)磁吹灭弧:在一)磁吹灭弧:在一个与触头串联的磁吹线个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下,圈产生的磁力作用下,电弧被拉长且被吹入由电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩固体介质构成的灭弧罩内,电弧被冷却熄灭。内,电弧被冷却熄灭。图图
15、图图1-5 1-5 1-5 1-5 磁吹灭弧示意图磁吹灭弧示意图磁吹灭弧示意图磁吹灭弧示意图本讲稿第二十三页,共七十三页(3)窄缝灭弧:在电)窄缝灭弧:在电弧形成的磁场、电场弧形成的磁场、电场力的作用下,将电弧力的作用下,将电弧拉长进入灭弧罩的窄拉长进入灭弧罩的窄缝中,使其分成数段缝中,使其分成数段并迅速熄灭,如图并迅速熄灭,如图1-6所示,该方式主要用所示,该方式主要用于交流接触器中。于交流接触器中。图图图图1-6 1-6 1-6 1-6 窄缝灭弧室的断面窄缝灭弧室的断面 本讲稿第二十四页,共七十三页 图图图图1-7 1-7 1-7 1-7 金属栅片灭弧示意图金属栅片灭弧示意图(4)栅片灭弧
16、:当触)栅片灭弧:当触头分开时,产生的电弧头分开时,产生的电弧在电场力的作用下被推在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分入一组金属栅片而被分成数段,彼此绝缘的金成数段,彼此绝缘的金属片相当电极,因而就属片相当电极,因而就有许多阴阳极压降,对有许多阴阳极压降,对交流电弧来说,在电弧交流电弧来说,在电弧过零时使电弧无法维持过零时使电弧无法维持而熄灭,如图而熄灭,如图1-7所示,所示,交流电器常用栅片灭弧。交流电器常用栅片灭弧。本讲稿第二十五页,共七十三页1.3 1.3 电磁式接触器电磁式接触器1.3.11.3.1接触器的作用与分类接触器的作用与分类 接触器是一种适用于远距离频繁接通接触器是一种适
17、用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和控制电路的自动控和分断交直流主电路和控制电路的自动控制电器。具有大的接通和关断能力,但不制电器。具有大的接通和关断能力,但不能分段短路电流。能分段短路电流。按其主触头控制的电路中电流种类分按其主触头控制的电路中电流种类分为直流接触器和交流接触器。而其线圈电为直流接触器和交流接触器。而其线圈电流种类也许不同。流种类也许不同。本讲稿第二十六页,共七十三页1.3.21.3.2接触器结构和工作原理接触器结构和工作原理 图图1-8为交流接触器的结构剖面示意图,为交流接触器的结构剖面示意图,它由以下五个部分组成。它由以下五个部分组成。电磁机构电磁机构电磁机构电磁机构主
18、触头和灭弧装置主触头和灭弧装置主触头和灭弧装置主触头和灭弧装置辅助触头辅助触头反力装置反力装置反力装置反力装置支架和底座支架和底座 图图1-8 1-8 交流接触器的结构交流接触器的结构本讲稿第二十七页,共七十三页目前我国常用的交流接触器主要有:目前我国常用的交流接触器主要有:目前我国常用的交流接触器主要有:目前我国常用的交流接触器主要有:CJ20CJ20、CJX1CJX1、CJX2CJX2、CJ12CJ12和和和和CJ10CJ10等系列,引进产品应用较多的有:德等系列,引进产品应用较多的有:德等系列,引进产品应用较多的有:德等系列,引进产品应用较多的有:德国国国国BBCBBC的的的的B B系列
19、,德国系列,德国系列,德国系列,德国SIEMENSSIEMENS的的的的3TB3TB、3TF3TF和和和和3TK3TK系列,系列,系列,系列,法国法国法国法国TETE的的的的LC1LC1系列,日本富士的系列,日本富士的系列,日本富士的系列,日本富士的SCSC系列,系列,系列,系列,ABBABB的的的的A A系列,系列,系列,系列,EBEB的的的的ESBESB系列等。系列等。系列等。系列等。常用直流接触器有:常用直流接触器有:常用直流接触器有:常用直流接触器有:CZ18CZ18、CZ21CZ21、CZ22CZ22和和和和CZ10CZ10、CZ2CZ2,引进产品应用较多的是:,引进产品应用较多的是
20、:,引进产品应用较多的是:,引进产品应用较多的是:ABBABB的的的的AEAE和和和和EHEH系列,系列,系列,系列,SIEMENSSIEMENS的的的的3TC3TC系列等。系列等。系列等。系列等。本讲稿第二十八页,共七十三页河南施耐德交流接触器LC1D系列CJ40-1000交流接触器本讲稿第二十九页,共七十三页CJ40-63交流接触器接触器 LC1-N系列机械联锁交流接触器 本讲稿第三十页,共七十三页CZ0直流接触器,CZ0-40CA CZ0-40C 220直流接触器本讲稿第三十一页,共七十三页1.3.3 1.3.3 接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数 1额定电压额定电压 接触器铭牌上
21、标注的额定电压是指主触头的额定接触器铭牌上标注的额定电压是指主触头的额定电压。通常用的是额定电压等级。电压。通常用的是额定电压等级。2额定电流额定电流 接触器铭牌上标注的额定电流是指主触头的额接触器铭牌上标注的额定电流是指主触头的额定电流。通常用的是额定电流等级。定电流。通常用的是额定电流等级。本讲稿第三十二页,共七十三页 3线圈的额定电压线圈的额定电压 直流线圈;直流线圈;直流线圈;直流线圈;24V24V、48V48V、220V220V、440V440V。交流线圈:交流线圈:36V、127V、220V、380V。选用时一般交流负载用交流接触器,直流负载用直选用时一般交流负载用交流接触器,直流
22、负载用直选用时一般交流负载用交流接触器,直流负载用直选用时一般交流负载用交流接触器,直流负载用直流接触器,但交流负载频繁动作时可采用直流线圈的交流接触器,但交流负载频繁动作时可采用直流线圈的交流接触器,但交流负载频繁动作时可采用直流线圈的交流接触器,但交流负载频繁动作时可采用直流线圈的交流接触器。流接触器。流接触器。流接触器。4额定操作频率额定操作频率 指每小时的操作次数。交流最高指每小时的操作次数。交流最高1000次,直流次,直流最高最高1500次。次。本讲稿第三十三页,共七十三页 5接通和分段能力接通和分段能力 指主触头在规定条件下能可靠地接通和分断电流指主触头在规定条件下能可靠地接通和分
23、断电流值。若超出此电流值,其分断则是熔断器、热继电值。若超出此电流值,其分断则是熔断器、热继电器、断路器等保护电器的任务。器、断路器等保护电器的任务。接触器的接触器的接触器的接触器的使用类别代号使用类别代号使用类别代号使用类别代号通常标注在产品的铭牌或工作通常标注在产品的铭牌或工作通常标注在产品的铭牌或工作通常标注在产品的铭牌或工作手册中。手册中。手册中。手册中。本讲稿第三十四页,共七十三页1.3.41.3.4接触器的符号接触器的符号 线圈线圈线圈线圈 主触头主触头 常开触头常开触头 常闭触头常闭触头常闭触头常闭触头本讲稿第三十五页,共七十三页1.3.51.3.5接触器的选用接触器的选用1 1
24、、根据负载性质选择接触器类型。(交、根据负载性质选择接触器类型。(交/直流接触直流接触器);器);2 2、根据负载情况确定接触器使用类别。、根据负载情况确定接触器使用类别。3 3、根据负载额定电压确定接触器的额定电压。、根据负载额定电压确定接触器的额定电压。交流接触器的电压大于或等于线路电压。交流接触器的电压大于或等于线路电压。交流接触器的电压大于或等于线路电压。交流接触器的电压大于或等于线路电压。本讲稿第三十六页,共七十三页4 4 4 4、根据负载电流确定接触器的额定电流,并根据外界、根据负载电流确定接触器的额定电流,并根据外界、根据负载电流确定接触器的额定电流,并根据外界、根据负载电流确定
25、接触器的额定电流,并根据外界实际条件加以修正。实际条件加以修正。实际条件加以修正。实际条件加以修正。1 1)接触器安装在箱柜内,电流要降低)接触器安装在箱柜内,电流要降低10102020使用(冷却条件变差);使用(冷却条件变差);2 2)接触器工作于长期工作制,通电持续率不超过)接触器工作于长期工作制,通电持续率不超过4040时,若敞开安装,电流允许提高时,若敞开安装,电流允许提高10102525,若,若箱柜安装,允许提高箱柜安装,允许提高5%5%1010。5 5 5 5、根据控制电路的电压选择吸引线圈的额定电压。、根据控制电路的电压选择吸引线圈的额定电压。、根据控制电路的电压选择吸引线圈的额
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