常用低压电器元件详解.ppt

常用的低压电器 低压开关电器低压开关电器2.1 接接 触触 器器2.2 继继 电电 器器2.3 熔熔 断断 器器2.4 主主 令令 电电 器器2.5 其其 他他 电电 器器2.6 2.1 低压开关电器开关是指在正常情况下（含规定的过载工作条件下）能接通、承载、分断电流，并在规定的非正常电路条件下（如短路），在规定的时间内能承载电流的机械开关电器。2.1.1 2.1.1 刀开关刀开关1 1刀开关的功能刀开关的功能低压刀开关的作用是不频繁地手动接通和分断容量较小的交、直流低压电路，或者起隔离作用。刀开关如图2-1所示，其图形及文字符号如图2-2所示。图图2-1 刀开关刀开关 图图2-2 刀开关的图形及文字符号刀开关的图形及文字符号 2 2刀开关的分类刀开关的分类刀开关结构简单，由手柄、刀片、触头、底板等组成。刀开关的主要类型有大电流刀开关、负荷开关和熔断器式刀开关。3 3注意事项注意事项 在接线时，刀开关上面的接线端子应接电源线，下方的接线端子应接负荷线。在安装刀开关时，处于合闸状态时手柄应向上，不得倒装或平装；如果倒装，拉闸后手柄可能因自重下落引起误合闸，造成人身和设备安全事故。分断负载时，要尽快拉闸，以减小电弧的影响。区分刀开关和隔离开关通常不可以。隔离开关是指在断开位置上，能符合规定的隔离功能要求的一种机械开关电器，其作用是当电源切断后，保持有效的隔离距离，可以保证维修人员的安全，隔离开关通常不带载荷通断电路。刀开关一般不用做隔离器，因为它不具备隔离功能，但刀开关可以带小载荷通断电路。2.1.2 2.1.2 组合开关组合开关组合开关又称为转换开关（Change-over Switch），如图2-3所示，用于电路中，从一组连接转换至另一组连接。在机床设备和其他的电器设备中应用十分广泛，其体积小，接线方式多，使用十分方便。其灭弧性能比刀开关好。图图2-3 组合开关组合开关 1 1组合开关的功能组合开关的功能组合开关一般在交流50Hz、380V以下或直流220V以下的电气线路中，用于手动不频繁地接通和分断电路、接通电源和负载、测量三相电压、改变负载的连接方式，控制小容量电动机正反转、星形三角形启动、变速换向等场合。2.1.3 2.1.3 低压断路器低压断路器断路器（Circuit-Breaker）是指能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器，过去叫做自动空气开关，为了和IEC（国际电工委员会）标准一致，改名为断路器。1 1低压断路器的功能低压断路器的功能低压断路器是将控制电器和保护电器的功能合为一体的电器，其图形及文字符号如图2-6所示。在正常条件下，它常作为不频繁接通和断开的电路以及控制电动机的启动和停止。它常用做总电源开关或部分电路的电源开关。图图2-5 低压断路器低压断路器 图图2-6 低压断路器的图形及文字符号低压断路器的图形及文字符号 2 2低压断路器的结构和工作原理低压断路器的结构和工作原理低压断路器的种类虽然很多，但结构基本相同，主要由触头系统和灭弧装置、各种脱扣器与操作机构、自由脱扣机构部分组成。当电路发生短路或过流故障时，过流脱扣器的电磁铁吸合衔铁，使自由脱扣机构的钩子脱开，自动开关触头在弹簧力的作用下分离，及时有效地切除高达数十倍额定电流的故障电流，如图2-7所示。图图2-7 低压断路器工作原理图（过电流保护）低压断路器工作原理图（过电流保护）弹簧弹簧 2脱扣机构脱扣机构 3电磁铁线圈电磁铁线圈 4触头触头 当电路过载时，热脱扣器的热元件发热，使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作，如图2-8所示。图图2-8 低压断路器工作原理图（过载保护）低压断路器工作原理图（过载保护）1弹簧弹簧 2脱扣机构脱扣机构 3双金属片双金属片 4触头触头 2.1.4 2.1.4 漏电保护器漏电保护器漏电保护器（Earth Leakage Circuit Breaker，ELCB）是在规定的条件下，当漏电电流达到或者超过给定数值时，能自动断开电路的机械开关电器或者组合电器。1 1漏电保护器的功能漏电保护器的功能漏电保护器的功能是：当电网发生人身（相与地之间）触电事故时，能迅速切断电源，可以使触电者脱离危险，或者使漏电设备停止运行，从而避免触电引起人身伤亡、设备损坏或火灾的发生，它是一种保护电器。漏电保护器仅仅是防止发生触电事故的一种有效的措施，不能过分夸大其作用，最根本的措施是防患于未然。2.2 接 触 器2.2.1 2.2.1 接触器的功能接触器的功能接触器（Contactor）是指仅有一个起始位置，能接通、承载或分断正常条件（包括过载运行条件）下电流的非手动机械开关电器。接触器不能切断短路电流，它可以频繁地接通或分断交、直流电路，并可实现远距离控制。图图2-12 交流接触器交流接触器 图图2-13 接触器的图形和文字符号接触器的图形和文字符号 2.2.2 2.2.2 接触器的结构及其工作原理接触器的结构及其工作原理接触器主要由电磁机构和触头系统组成，另外，接触器还有灭弧装置、释放弹簧、触头弹簧、触头压力弹簧、支架、底座等部件。图2-14所示为3种结构形式的接触器结构简图。图图2-14 3种接触器的结构简图种接触器的结构简图 接触器的工作原理是：当线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力，电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触头机构动作，使常闭触头分断，常开触头闭合，互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触头机构复位，使得常开触头断开，常闭触头闭合。2.3 继 电 器继电器（Relay）是指当控制电器的电气激励量（输入量）在电路中的变化达到规定要求时，在电器的一个或多个电气输出电路中，使被控量发生预定的阶跃变化的开关电器。继电器按使用范围的不同可分为3类：保护继电器、控制继电器和通信继电器。保护继电器主要用于电力系统，作为发电机、变压器及输电线路的保护；控制继电器。主要用于电力拖动系统，以实现控制过程的自动化；通信继电器，主要用于遥控系统。若按输入信号的性质不同，可分为中间继电器、热继电器、时间继电器、速度继电器和压力继电器等。继电器的作用如下。图图2-16 继电器的图形和文字符号继电器的图形和文字符号 图图2-17 电磁继电器电磁继电器 1 1电流继电器电流继电器电流继电器（Current Relay）是反映输入量为电流的继电器。电流继电器的线圈串联在被测量电路中，用来检测电路的电流。电流继电器的线圈匝数少，导线粗，线圈的阻抗小。电流继电器有欠电流型和过电流型两类。（1 1）电流继电器的功能）电流继电器的功能欠电流继电器常用于直流电动机和电磁吸盘的失磁保护。而瞬动型过流继电器常用于电动机的短路保护，延时型继电器常用于过载兼短路保护。过流继电器分为手动复位和自动复位两种。2 2电压继电器电压继电器电压继电器（Voltage Relay）是指反映输入量为电压的继电器。它的结构与电流继电器相似，不同的是，电压继电器的线圈是并联在被测量的电路两端，以监控电路电压的变化。电压继电器的线圈的匝数多，导线细，线圈的阻抗大。电压继电器按照动作数值的不同，分为过电压、欠电压和零电压3种。过电压继电器在电路正常工作条件下（未出现过压），动铁芯不产生吸合动作，而欠电压继电器在电路正常工作条件下（未出现欠压），衔铁处于吸合状态。3 3中间继电器中间继电器中间继电器（Auxiliary Relay）是指用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。它实际上是电压继电器的一种，它的触头多，有的甚至多于6对，触头的容量大（额定电流为5A10A），动作灵敏（动作时间不大于0.05s）。2.3.2 2.3.2 时间继电器时间继电器时间继电器（Time-delay Relay）是指自得到动作信号起至触头动作或输出电路产生跳跃式改变有一定延时，该延时又符合其准确度要求的继电器。图图2-22 时间继电器的图形和文字符号时间继电器的图形和文字符号 图图2-23 空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器 2.3.3 2.3.3 热继电器热继电器热继电器（Thermal Overload Relay）是热过载继电器的简称。它是利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作（包括延时）的继电器。1 1热继电器的功能热继电器的功能 为了充分发挥电动机的潜力，电动机短时过载是允许的，但无论过载量的大小如何，时间长了总会使绕组的温升超过允许值，从而加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的寿命，严重过载会很快烧毁电动机。图图2-28 热继电器热继电器 图图2-29 热继电器的图形和文字符号热继电器的图形和文字符号 如图2-30所示，其热元件由发热电阻丝构成（这种热继电器是间接加热方式），双金属片由两种热膨胀系数不同的金属碾压而成，当双金属片受热时，会出现弯曲变形，推动导板，进而使常闭触头断开，起到保护作用。图图2-30 热继电器原理示意图热继电器原理示意图1热元件热元件 2双金属片双金属片 3导板导板 4触头系统触头系统 1 1速度继电器的功能速度继电器的功能速度继电器是按照预定速度快慢而动作的继电器，主要应用在电动机反接制动控制电路中。图图2-34 速度继电器的图形与文字符号速度继电器的图形与文字符号 2.4 熔 断 器熔断器（Fuse）的定义为：当电流超过规定值足够长时间后，通过熔断一个或几个特殊设计的和相应的部件，断开其所接入的电路，并分断电流的电器。熔断器包括组成完整电器的所有部件。图图2-42 R T23熔断器熔断器 图图2-43 熔断器的图形和文字符号熔断器的图形和文字符号 熔断器结构简单，使用方便，价格低廉，广泛用于低压配电系统中，主要用于短路保护，也常作为电气设备的过载保护元件。1 1熔断器的种类熔断器的种类（1 1）瓷插式熔断器）瓷插式熔断器（2 2）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器 （3 3）封闭式熔断器）封闭式熔断器（4 4）快速熔断器）快速熔断器（5 5）自复熔断器）自复熔断器2.5 主 令 电 器在控制系统中，主令电器用做闭合或断开控制电路，以发出指令或作为程序控制的开关电器。它一般用于控制接触器、继电器或其他电气线路，从而使电路接通或者分断，来实现对电力传输系统或者生产过程的自动控制。2.5.1 2.5.1 控制按钮控制按钮控制按钮又称按钮（Push-button），是具有手动操作的操动器，并具有储能（弹簧）复位的控制开关。它是一种短时间接通或者断开小电流电路的手动控制器。图图2-49 按钮的图形及文字符号按钮的图形及文字符号 在电气控制线路中，常开按钮常用来启动电动机，也称启动按钮；常闭按钮常用于控制电动机停车，也称停车按钮；复合按钮用于联锁控制电路中。2 2按钮的结构和工作原理按钮的结构和工作原理如图2-50所示，控制按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头、外壳等组成，通常做成复合式，即具有常闭触头和常开触头，原来就接通的触头称为常闭触头（也称为动断触头），原来就断开的触头称为常开触头（也称为动合触头）。图图2-50 按钮原理图按钮原理图 当按下按钮时，先断开常闭触头，后接通常开触头；当按钮释放后，在复位弹簧的作用下，按钮触头自动复位的先后顺序相反。通常，在无特殊说明的情况下，有触头电器的触头动作顺序均为“先断后合”。按钮的外形如图2-51所示。图图2-51 按钮按钮 2.5.2 2.5.2 行程开关行程开关在生产机械中，常需要控制某些运动部件的行程，或运动一定的行程停止，或者在一定的行程内自动往复返回，这种控制机械行程的方式称为“行程控制”。行程开关（Travel Switches）又称限位开关（Limit Switches），用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向或行程大小的开关。它是实现行程控制的小电流（5A以下）的主令电器。图图2-53 行程开关行程开关 图图2-54 微动式行程开关微动式行程开关 图图2-55 行程开关的图形及文字符号行程开关的图形及文字符号 1 1行程开关的功能行程开关的功能行程开关用于控制机械设备的运动部件行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当安装在生产机械运动部件上的挡块撞击行程开关时，行程开关的触头动作，实现电路的切换。2.5.3 2.5.3 接近开关接近开关接近式位置开关是与（机器的）运动部件无机械接触而能操作的位置开关。当运动的物体靠近开关到一定位置时，开关发出信号，达到行程控制及计数自动控制的开关。也就是说，它是一种非接触式无触头的位置开关，是一种开关型的传感器，简称接近开关（Proximity Sensors），又称接近传感器。图图2-58 接近开关接近开关 图图2-59 接近开关的图形及文字符号接近开关的图形及文字符号2.6 其 他 电 器2.6.2.6.1 1 指示灯指示灯指示灯（Indicator Light）是用亮信息或暗信息来提供光信号的灯，具体作用如下。指示，引起操作者注意或指示操作者应该完成某种任务。红、黄、绿和蓝色通常用于这种方式。确认，用于确认一种指令、一种状态或情况，或者用于确认一种变化或转换阶段的结束。蓝色和白色通常用于这种方式，某些情况下也可用绿色。图图2-77 指示灯指示灯 图图2-78 指示灯的图形及文字符号指示灯的图形及文字符号