电工与机床控制电路.pptx
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1、 什么是低压电器什么是低压电器电器电器凡是对电能的生产、输送、分配和使用凡是对电能的生产、输送、分配和使用 起控制、调节、检测、转换及保护作用起控制、调节、检测、转换及保护作用 的电工器械均可称为电器。的电工器械均可称为电器。低压电器低压电器用于交流用于交流额定电压额定电压以下,直流额定电压以下,直流额定电压以下以下的电路内起通、断保护,控制或调的电路内起通、断保护,控制或调节作用的电器称为低压电器。节作用的电器称为低压电器。第一节低压电器的基本知识低压电器的分类低压电器的分类按用途分按用途分低压配电电器低压配电电器刀开关、转换开关、刀开关、转换开关、熔断器和断路器等。熔断器和断路器等。主要用
2、于低压配电系统中,实现电能的主要用于低压配电系统中,实现电能的 输送和分配输送和分配,以及系统保护。以及系统保护。低压控制电器低压控制电器接触器、继电器及各种接触器、继电器及各种 主令电器主令电器 主要用于电气控制系统。主要用于电气控制系统。按动作性质分按动作性质分自动电器自动电器接触器和各种继电器等接触器和各种继电器等 这类电器依靠电器本身的参数变化或外这类电器依靠电器本身的参数变化或外来信号(如电流、电压、温度、压力、速度、热量来信号(如电流、电压、温度、压力、速度、热量等)而自动接通、分断电路或使用电动机进行正转、等)而自动接通、分断电路或使用电动机进行正转、反转及停止等动作。反转及停止
3、等动作。手动电器手动电器各种开关、按钮各种开关、按钮 这类电器依靠外力(人工)直接操作来这类电器依靠外力(人工)直接操作来进行接通、分断电路等动作。进行接通、分断电路等动作。按低压电器的执行机构分按低压电器的执行机构分有触点电器有触点电器 这类电器具有动触点和静触点,利用触这类电器具有动触点和静触点,利用触点的接触和分离来实现电路的通断。点的接触和分离来实现电路的通断。无触点电器无触点电器 这类电器没有触点,主要利用晶体管的这类电器没有触点,主要利用晶体管的开关效应,即导通或截止来实现电路的通断。开关效应,即导通或截止来实现电路的通断。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
4、全型号组成形式国产常用低压电器的全型号组成形式例:线路保护用极的漏电保护断路器例:线路保护用极的漏电保护断路器DZ 15 L40/4 90/L 1/L塑设有额脱线塑设有额脱线料计漏定极扣路料计漏定极扣路外序电电器保外序电电器保壳号保流形护壳号保流形护式护式护式用式用低功低功压能压能断断路路器器 低压电器的主要技术参数低压电器的主要技术参数额定电压额定电压额定工作电压额定工作电压规定条件下,保证电器规定条件下,保证电器正常工作的工作电压值。正常工作的工作电压值。额定绝缘电压额定绝缘电压规定条件下,用来度量规定条件下,用来度量电器及其部件的绝缘强度、电气间隙和漏电器及其部件的绝缘强度、电气间隙和漏
5、电距离的标称电压值。除非另有规定,一电距离的标称电压值。除非另有规定,一般为最大额定工作电压。般为最大额定工作电压。额定脉冲耐受电压额定脉冲耐受电压反映电器当其所在反映电器当其所在系统发生最大过电压时所能耐受的能力。系统发生最大过电压时所能耐受的能力。额定绝缘电压和额定脉冲耐受电压共同决额定绝缘电压和额定脉冲耐受电压共同决定绝缘水平。定绝缘水平。额定电流额定电流额定工作电流额定工作电流在规定条件下,保证开关电器在规定条件下,保证开关电器正常工作的电流值。正常工作的电流值。约定发热电流约定发热电流在规定条件下试验时,电器处在规定条件下试验时,电器处于非封闭状态下,开关电器在于非封闭状态下,开关电
6、器在h h工作制下,各工作制下,各部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电流。流。约定封闭发热电流约定封闭发热电流电器处于封闭状态下,在所规定的最小外壳电器处于封闭状态下,在所规定的最小外壳内,开关电器在内,开关电器在h h工作制下,各部件的温升不工作制下,各部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电流。超过极限值时所能承载的最大电流。额定持续电流额定持续电流在规定条件下,开关电器在长在规定条件下,开关电器在长期工作制下,各部件的温升不超过极限值时所能期工作制下,各部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电流。承载的最大电流。操作频率与通电持续率操作频率与通
7、电持续率开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次数称为数称为操作频率操作频率。通电持续率通电持续率是电器工作于断续周是电器工作于断续周 期工作制时有载时间与工作周期之比,通常以百分期工作制时有载时间与工作周期之比,通常以百分 数表示。数表示。机械寿命和电寿命机械寿命和电寿命机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的能承受的无载无载操作次数,称为操作次数,称为机械寿命机械寿命。在正常工。在正常工作条件下,机械开关电器无需修理或更换零件的作条件下,机械开关电器无需修理或更换零件的负负载载操作次数称为操作次数称为电
8、寿命电寿命。对于有触点的电器,其触头在工作中除机械磨对于有触点的电器,其触头在工作中除机械磨损外,尚有比机械磨损更为严重的电磨损。因而,损外,尚有比机械磨损更为严重的电磨损。因而,电器的电寿命一般小于其机械寿命。设计电器时,电器的电寿命一般小于其机械寿命。设计电器时,要求其电寿命为机械寿命的要求其电寿命为机械寿命的 低压电器的两个基本部分低压电器的两个基本部分1 1感受部分感受部分感受外界信号感受外界信号,并做出反应。并做出反应。自动电器中,感受部分大多由电磁机构组成;自动电器中,感受部分大多由电磁机构组成;手控电器中,手控电器中,感受部分通常为电器的操作手感受部分通常为电器的操作手 柄。柄。
9、2执行部分执行部分根据指令,执行接通、切断电路根据指令,执行接通、切断电路 等任务。(如触点及灭弧系统)等任务。(如触点及灭弧系统)电磁机构 电磁机构是各种自动化电磁式电器的感测部电磁机构是各种自动化电磁式电器的感测部分,由分,由线圈、铁心和衔铁线圈、铁心和衔铁组成。组成。当线圈通入电流之后,当线圈通入电流之后,铁心和衔铁的端面上出现铁心和衔铁的端面上出现了不同极性的磁极,彼此了不同极性的磁极,彼此相吸,使衔铁向铁心运动,相吸,使衔铁向铁心运动,由连动机构带动触头动作。由连动机构带动触头动作。电磁机构实质上是电电磁机构实质上是电磁铁的一种。磁铁的一种。铁心和衔铁的结构形式铁心和衔铁的结构形式山
10、字形电磁铁山字形电磁铁有有单山字形和双山字形单山字形和双山字形单山字形和双山字形单山字形和双山字形之分。多用于交流继电之分。多用于交流继电 器、交器、交流接触器以及其他交流电磁机构的电磁系统流接触器以及其他交流电磁机构的电磁系统。螺管式电磁铁螺管式电磁铁多用作牵引电磁铁和自动开关的操作电磁铁,但多用作牵引电磁铁和自动开关的操作电磁铁,但 也有少数过电流继电器采用这种形式的电磁铁。也有少数过电流继电器采用这种形式的电磁铁。拍合式电磁铁拍合式电磁铁广泛用于直流继电器和直流接触器,有时也用于广泛用于直流继电器和直流接触器,有时也用于 交流继电器。交流继电器。线圈线圈 按通入线圈电源的种类不同,可分为
11、直流按通入线圈电源的种类不同,可分为直流线圈和交流线圈。线圈和交流线圈。根据励磁的需要,线圈可分为串联和并联根据励磁的需要,线圈可分为串联和并联两种,即把线圈串在电路上还是并在电路上。两种,即把线圈串在电路上还是并在电路上。将线圈串在主电路上,这个线圈称为电流将线圈串在主电路上,这个线圈称为电流线圈;将线圈并在电源上,这个线圈称为电压线圈;将线圈并在电源上,这个线圈称为电压线圈。线圈。从结构上来看,线圈可分为有骨架和无骨从结构上来看,线圈可分为有骨架和无骨架两种。架两种。交流电磁铁的线圈多为有骨架式;直流电交流电磁铁的线圈多为有骨架式;直流电磁铁的线圈则多是无骨架的。磁铁的线圈则多是无骨架的。
12、电器的触头系统和灭弧方法电器的触头系统和灭弧方法(一)(一)电器的触头系统电器的触头系统触头的作用:用于接通或断开电路触头的作用:用于接通或断开电路触头接触形式触头接触形式 触头结构形式触头结构形式:点接触的桥式触头点接触的桥式触头;面接触的桥式触头面接触的桥式触头;线接触的指形触头线接触的指形触头点接触允许通过的电流较点接触允许通过的电流较小小,常用于继电器电路和辅助常用于继电器电路和辅助电路电路 线接触和面接触允许通过线接触和面接触允许通过的电流较大的电流较大,常用于大电流场常用于大电流场合合,如刀开关接触器的主触点如刀开关接触器的主触点等等.(二)(二)灭弧方法灭弧方法 1 1、电弧的产
13、生、电弧的产生 当触头间刚出现断口时,两当触头间刚出现断口时,两触头间距离极小,电场强度极触头间距离极小,电场强度极大。大。在高热和强电场作用下,金在高热和强电场作用下,金属内部的自由电子从阴极表面属内部的自由电子从阴极表面逸出,奔向阳极,这些自由电逸出,奔向阳极,这些自由电子在电场中运动时撞击中性气体分子,使之激励和游离,产生正子在电场中运动时撞击中性气体分子,使之激励和游离,产生正离子和电子。离子和电子。自由电子在强电场作用下,继续向阳极移动时还要撞击其他自由电子在强电场作用下,继续向阳极移动时还要撞击其他中性分子。因此,在触头间隙中产生了大量的带电粒子,使气体中性分子。因此,在触头间隙中
14、产生了大量的带电粒子,使气体导电形成了炽热的电子流,即电弧。导电形成了炽热的电子流,即电弧。电弧产生高温并发出强光,将触头烧损,并使电路的切断时电弧产生高温并发出强光,将触头烧损,并使电路的切断时间延长。严重时会引起火灾或其他事故,因此,应采用灭弧措施。间延长。严重时会引起火灾或其他事故,因此,应采用灭弧措施。2、常用灭弧方法、常用灭弧方法 电动力吹弧电动力吹弧 一般用于交流接触器一般用于交流接触器作用:作用:电弧在触点回路电流磁场的作用下,受到电动力的作用电弧在触点回路电流磁场的作用下,受到电动力的作用 向外运动,迅速离开触点而熄灭。向外运动,迅速离开触点而熄灭。电弧的这种运动电弧的这种运动
15、,一一 是会使电弧本身被拉长是会使电弧本身被拉长,二是电弧穿越冷却介质时要受到二是电弧穿越冷却介质时要受到 较强的冷却作用较强的冷却作用,这都有助于熄灭电弧这都有助于熄灭电弧.例例:图是一种桥式结构双断中触图是一种桥式结构双断中触 头系统头系统.双断口就是一个回路中双断口就是一个回路中有两个产生和断开电弧的间隙有两个产生和断开电弧的间隙.当触点打开时当触点打开时,在断口中在断口中产生电产生电弧弧.触头的弧区内产生图触头的弧区内产生图所示的磁场所示的磁场,根据左手定则根据左手定则,电电弧电流要受到一个指向外侧的弧电流要受到一个指向外侧的力力F的作用向外运动的作用向外运动,迅速离开迅速离开触点而熄
16、灭。触点而熄灭。窄缝灭弧室窄缝灭弧室 作用:作用:电弧在电动力的作用下,进入由陶土或石棉水泥制成电弧在电动力的作用下,进入由陶土或石棉水泥制成 的灭弧室窄缝中,电弧与灭弧室壁接触,被迅速冷却的灭弧室窄缝中,电弧与灭弧室壁接触,被迅速冷却 而熄灭。而熄灭。例例:图为窄缝灭弧的断面图为窄缝灭弧的断面 1为为灭弧罩的绝缘壁的窄缝灭弧罩的绝缘壁的窄缝 2为灭弧罩的绝缘壁的宽缝为灭弧罩的绝缘壁的宽缝 d1为进入窄缝的电弧直径为进入窄缝的电弧直径 d2为进入宽缝的电弧直径为进入宽缝的电弧直径 当电弧从宽缝进入窄缝时当电弧从宽缝进入窄缝时,直径直径被压缩被压缩.使电弧同缝壁紧密接触使电弧同缝壁紧密接触,加加
17、强冷却和降低游离作用强冷却和降低游离作用,同时同时,也加也加大了电弧运动阻力大了电弧运动阻力,使其运动速度下使其运动速度下降降,缝壁温度上升缝壁温度上升,并在壁面产生表并在壁面产生表面放电面放电.目前目前,采用数个窄缝的多纵缝灭弧室采用数个窄缝的多纵缝灭弧室,它将电弧引入纵缝它将电弧引入纵缝,分劈成分劈成若干股直径较小的电弧若干股直径较小的电弧,以增强灭弧作用以增强灭弧作用.栅片灭弧栅片灭弧 作用:电弧在电动力的作用下,进入由许多彼作用:电弧在电动力的作用下,进入由许多彼 此绝缘的金属片所组成的灭弧栅中,此绝缘的金属片所组成的灭弧栅中,(称为栅片)电弧被栅片分割成若干段短(称为栅片)电弧被栅片
18、分割成若干段短 弧。而每一栅片又相当于一个电极,使弧。而每一栅片又相当于一个电极,使 每段短弧上的电压达不到电弧燃烧的电每段短弧上的电压达不到电弧燃烧的电 压。同时,栅片还具有冷却的作用,使压。同时,栅片还具有冷却的作用,使 电弧迅速熄灭。电弧迅速熄灭。磁吹灭弧磁吹灭弧 作用:灭弧装置设有与触点串联的磁吹线圈,作用:灭弧装置设有与触点串联的磁吹线圈,电弧在吹弧线圈的作用下受力拉长,从电弧在吹弧线圈的作用下受力拉长,从 触点间吹离,加速了冷却而熄灭。触点间吹离,加速了冷却而熄灭。第三节第三节 熔断器熔断器一、熔断器的工作原理一、熔断器的工作原理 熔断器是一种最简单有效的保护电器。主熔断器是一种最
19、简单有效的保护电器。主要由熔体和安装熔体的熔管两部分组成。熔体要由熔体和安装熔体的熔管两部分组成。熔体是熔断器的核心部分,常作成丝状或片状,其是熔断器的核心部分,常作成丝状或片状,其材料有两类:一类为低熔点材料,如铅锡合金、材料有两类:一类为低熔点材料,如铅锡合金、锌等;另一类材料为高熔点材料,如银、铜、锌等;另一类材料为高熔点材料,如银、铜、铝等。铝等。熔断器使用时,熔断器使用时,串联在所保护的电路中。串联在所保护的电路中。当当电路正常工作时,熔体允许通过一定大小的电电路正常工作时,熔体允许通过一定大小的电流而不熔断;流而不熔断;当电路发生短路或严重过载当电路发生短路或严重过载时,时,熔体中
20、流过很大的故障电流,当电流产生的热熔体中流过很大的故障电流,当电流产生的热量使熔体温度上升到熔点时,熔体熔断切断电量使熔体温度上升到熔点时,熔体熔断切断电路,从而达到保护电气设备的目的。路,从而达到保护电气设备的目的。二、熔断器的常用类型及适用场合二、熔断器的常用类型及适用场合 1RC1A系列瓷插式熔断器系列瓷插式熔断器 适用范围:适用范围:适用于交流适用于交流50H50HZ Z、额定电压、额定电压380V380V、额定、额定电流电流200A200A以下的低压线路末端或分支电路中,作为电气以下的低压线路末端或分支电路中,作为电气设备的短路保护及一定程度上的过载保护之用。设备的短路保护及一定程度
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