低壓電器及繼電接觸控制.ppt

第 八 章 低壓電器 及繼電接觸控制,低壓電器是用于額定電壓為交流1200V、直流1500V及以下的電路中，起通斷、轉(zhuǎn)換、保護(hù)、控制和調(diào)節(jié)作用的電器。,1 低壓電器簡述,2 刀開關(guān),刀開關(guān)是最簡單的手動配電電器，主要用于接通或斷開電路，或用作隔離開關(guān)（產(chǎn)生明顯的電路斷開點）。,1 膠蓋開關(guān),膠蓋開關(guān)又稱開啟式負(fù)荷開關(guān)，主要由上下膠木蓋、刀座（靜觸頭）、刀片（動觸頭）、瓷底座、及作短路保護(hù)用的熔絲等構(gòu)成。膠蓋開關(guān)可用于照明電路的通斷，也可用于不頻繁地手動操作小型電動機（功率在5.5kW及以下）。 膠蓋開關(guān)的特點是容量小，沒有滅弧能力，容易損傷刀片，構(gòu)造簡單，價格低廉。在建筑工程新規(guī)定中，不能用刀片內(nèi)熔絲起短路保護(hù)作用，應(yīng)在刀開關(guān)外另裝瓷插熔絲，原裝熔絲的地方用銅絲代替。,常用的膠蓋開關(guān)有HK1、HK2型，額定電流為15、30、60A .,2 鐵殼開關(guān),鐵殼開關(guān)一般是3極的，常用的有HH3、HH4、HH10、HH11型。 HH3、HH4型的額定電流為15、30、60A ； HH10型的額定電流為10、15、20、 30、60、100A； HH11型的額定電流為100、200、300、 400A。,鐵殼開關(guān)又稱封閉式負(fù)荷開關(guān)，主要由刀開關(guān)、熔斷器及封閉的鑄鐵或鋼板外殼等構(gòu)成，操作鐵殼外的手柄即可分合閘。刀開關(guān)裝有速動彈簧，分合閘速度快，殼蓋與手柄之間有機械聯(lián)鎖，殼蓋打開時不能合閘，而合閘時殼蓋不能打開，比較安全。熔斷器可配用瓷插式或無填料密封管式，起短路保護(hù)作用，拔下熔斷器可使電源與負(fù)載有明顯的斷點。 鐵殼開關(guān)可手動不頻繁地通斷電路或作為線路末端的短路保護(hù)之用。由于鐵殼開關(guān)具有全封閉的可開合的外殼，所以可用于有粉塵的場所，如糧食加工車間、脫谷場等。鐵殼開關(guān)還可以控制15kW以下的電動機，其額定電流不應(yīng)小于電動機額定電流的2倍。,3 組合開關(guān),3,組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，它有三對靜觸點和三個動觸片，通過手柄轉(zhuǎn)動絕緣轉(zhuǎn)軸，即可轉(zhuǎn)動裝在轉(zhuǎn)軸上的三個動觸片，從而使電路接通或斷開。一般為順時針方向轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)動900，就可連續(xù)進(jìn)行電路的接通或斷開。組合開關(guān)可以直接用來控制小容量電動機的起停；對于較大容量的電動機，不能帶負(fù)載操作。,組合開關(guān)種類很多，常用的有 HZ10系列，額定電流有10、25、60、100A等多種。,3 自動空氣開關(guān),1、3、11拉力彈簧，2鎖扣， 4、8、10頂桿，5、9電磁鐵， 6發(fā)熱元件，7雙金屬片。,常用的自動空氣開關(guān)有DZ、DW系列，新型號有C、S、K等系列。,自動空氣開關(guān)又稱低壓斷路器，是重要的配電電器。除具有全負(fù)荷分?jǐn)嗄芰ν?，還具有短路、過載、欠壓或失壓等保護(hù)功能，并具有很好的滅弧能力。常用作配電箱中的總開關(guān)或分路開關(guān)。在建筑工程中是應(yīng)用最廣泛的一種電器設(shè)備。 自動空氣開關(guān)的工作原理是：主觸點通過手動操作機構(gòu)閉合，主觸點閉合后就被鎖鉤鎖??；當(dāng)短路時，短路電流使電磁鐵5產(chǎn)生強大吸力，通過頂桿頂開鎖扣2而跳閘；當(dāng)過載時，持續(xù)大電流大使電阻6發(fā)熱，雙金屬片彎曲，通過頂桿頂開鎖扣2而跳閘；欠壓或失壓時，電磁鐵9吸力降低，拉力彈簧11動作，通過頂桿頂開鎖扣2而跳閘。,4 熔斷器(FU),熔斷器是最簡便的和最常用的短路保護(hù)電器。其中的熔片或熔絲用電阻率較高的易熔合金制成，例如鉛錫合金等；或用截面甚小的良導(dǎo)體制成，例如銅、銀等。線路在正常工作時，熔斷器的熔絲或熔片不應(yīng)熔斷，一旦發(fā)生短路或嚴(yán)重過載，熔絲或熔片應(yīng)立即熔斷。,半封閉瓷插入式,無填料密封管式,有 填 料 螺 旋 式,有填料密封管式,1 熔斷器的主要技術(shù)性能,1.2 保護(hù)特性： 通過熔體的電流與熔斷時間之間的關(guān)系曲線稱為熔斷器的保護(hù)特性。通過熔體的電流越大，熔斷時間越短，電流小于一定值時，熔體不會熔斷，即t。,1.3 額定分?jǐn)嗄芰Γ褐溉蹟嗥髟陬~定電壓下能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦担ㄓ行е担?熔斷器額定電流是殼架等級電流；熔體額定電流是保證熔體不被熔斷的最大電流。,2.3 RT系列有填料密封管式：這種熔斷器滅弧能力強，適用于短路電流較大的低壓配電網(wǎng)和成套配電裝置中，熔斷器額定電流從20A至200A不等。,2 常用熔斷器的應(yīng)用特點,2.1 RC系列半封閉瓷插入式：屬淘汰產(chǎn)品，但很多地方還在使用。如熔絲熔斷，只能更換同規(guī)格的熔絲，切不可用鐵絲、鋁絲、銅絲等代替，熔斷器額定電流有10、15A等多種。,2.2 RM系列無填料密封管式：常在動力配電箱中作短路保護(hù)之用，熔斷器額定電流有15、60、100、200A等多種。,2.6 自復(fù)熔斷器：是一種新型產(chǎn)品，主要用于低壓配電網(wǎng)中，能切除較大的短路電流。,2.4 RL系列有填料螺旋式：這類熔斷器額定電流小于100A ，體積小，額定分?jǐn)嗄芰?，作為家用較合適。,2.5 RS系列快速熔斷器：是保護(hù)半導(dǎo)體器件的熔斷器，其特點是熔體材料用純銀制造，切斷短路電流的速度更快，限流作用更好。,最大啟動電流,3 熔斷器的選用,頻繁起動的單臺電動機回路： IF I st / ( 1.62),不頻繁啟動的單臺電動機回路：IF I st / (2.53),無沖擊電流的場合（如電燈、電爐）： IF IL（負(fù)荷電流）,3.1 熔體額定電流 IF （不等于熔斷電流）的選用,多臺電動機回路： IF I stm / ( 2.53) + Ie(n-1),3.2 熔斷器額定電流 Ie 的選用 Ie IF,其余電動機 額定電流之和,5 交流接觸器,3,接觸器分直流和交流兩大類，在建筑工程中常用交流接觸器。接觸器是一種自動控制電器，主要用于控制電動機的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)等，也可用于控制照明等其它電力負(fù)載。接觸器由電磁鐵、吸引線圈、觸點等組成。電磁鐵分靜鐵芯和動鐵芯，吸引線圈裝在靜鐵芯上，當(dāng)線圈通電時，在電磁力的作用下，動鐵芯被吸合，帶動觸點動作。接觸器的觸點分常開（動合）觸點和常閉（動斷）觸點兩種，線圈通電、鐵芯吸合時閉合，線圈斷電、鐵芯釋放時斷開的觸點稱為常開觸點，反之稱為常閉觸點。觸點又分主觸點和輔助觸點，主觸點接在主電路中，可以通過較大的電流；輔助觸點接在控制電路中，通過電流較小。由于主觸點通過電流較大，為了加速滅弧，一般接觸器都有滅弧裝置。,常用的交流接觸器有CJ10系列。主觸點額定電流從5A到150A不等，輔助觸點額定電流為5A。其它常用的還有CJ12、CJ20等系列,6 按鈕,按鈕用來接通或斷開控制電路，從而控制電動機或其它電氣設(shè)備的運行。有的按鈕只有一個常開觸點；有的按鈕只有一個常閉觸點；有一種復(fù)合按鈕，其中有一個常開觸點，一個常閉觸點，兩個觸點是互相聯(lián)動的。按鈕還有其它情況。,按鈕中通過的電流較小，額定電流在5A以下。,7 繼電器,繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，接觸器的主觸點可以通過大電流，而繼電器的觸點只能通過小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。額定電流一般都在5A以下。,中間繼電器的工作原理與接觸器相同，只是用途有所不同。接觸器主要用來接通或斷開主電路，中間繼電器則主要用在控制電路中，用來擴(kuò)大輔助觸點的數(shù)目。,1 中間繼電器,常用的中間繼電器有JZ7、JZ8兩種系列，后者是交直流兩用的。此外，還有JTX 系列小型通用繼電器，常用在自動裝置上接通或斷開電路,2 熱繼電器,熱繼電器是用于電動機的過載保護(hù)。常與接觸器組合成磁力啟動器，用于電動機的自動控制。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動作的。在熱繼電器中主要有一個熱元件和一個雙金屬片，熱元件用來反映主電路的電流，雙金屬片由兩種具有不同膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成。當(dāng)主電路長期過載而使雙金屬片受熱時，雙金屬片由熱膨脹系數(shù)大的一方向小的一方彎曲，從而脫扣，將常閉觸點斷開。常閉觸點是接在控制電路中，由于控制電路斷開，主電路也跟隨斷開。由于熱慣性，熱繼電器不能用作短路保護(hù)，這一點正合乎控制的要求，在電動機啟動或短時過載時，熱繼電器不會動作，避免了不必要的停車。如果要熱繼電器復(fù)位，可按復(fù)位按鈕，有的熱繼電器可以自動復(fù)位。,常用的熱繼電器有JR0、JR10、及JR16等系列。額定電流從10 A到150A不等。,3 時間繼電器,時間繼電器是用于延時控制，通常使用空氣式時間繼電器，是利用空氣阻尼作用達(dá)到動作延時的目的。其工作原理是：當(dāng)吸引線圈通電時，在電磁力的作用下，動鐵芯被吸合，在釋放彈簧作用下，活塞及活塞桿下移，由于空氣阻尼作用，不能迅速下移，而是緩慢下移。移動到最后位置時，杠桿才使微動開關(guān)動作，達(dá)到延時目的。延時時間自吸引線圈通電時刻開始至微動開關(guān)動作時刻為止。通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小，就可調(diào)節(jié)延時時間。通電延時時間繼電器有延時閉合常開觸點、延時斷開常閉觸點兩種延時觸點；還有一種斷電延時時間繼電器，有延時斷開常開觸點、延時閉合常閉觸點兩種延時觸點?？諝馐綍r間繼電器的延時范圍大（有0.460s和0.4 180s兩種），結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn)確度較低。,目前生產(chǎn)的空氣式時間繼電器主要有JS7-A型及JJSK2型。,8 鼠籠式電動機直接啟動的控制電路,1 啟動 合上Q，為啟動作準(zhǔn)備 按下SB2 KM的線圈通電 KM的主觸點、輔助觸點都閉合 電動機啟動。 KM 的輔助觸點也稱自鎖觸點，其作用是，即使SB2打開，也可使KM的線圈繼續(xù)通電，這種作用稱自鎖。,2 停車 要使電動機停車，按下SB1即可。,熱繼電器FR,啟動按鈕 SB2,交流 接觸器KM,M 3,3,停車按鈕 SB1,組合開關(guān)Q,熔斷器FU,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開關(guān)Q,熔斷器FU,啟動按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開關(guān)Q,熔斷器FU,啟動按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開關(guān)Q,熔斷器FU,啟動按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開關(guān)Q,熔斷器FU,啟動按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開關(guān)Q,熔斷器FU,啟動按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,3 保護(hù) 3.1 短路保護(hù)：起短路保護(hù)的電器是熔斷器。當(dāng)電路短路時，熔斷器熔斷，電動機立即停車。 3.2 過載保護(hù)：起過載保護(hù)的電器是熱繼電器。當(dāng)過載時，熱繼電器的熱元件發(fā)熱，其常閉觸點斷開，電動機也停車。重新啟動時，熱繼電器的常閉觸點應(yīng)復(fù)位。熱繼電器可以是三個熱元件，也可以是兩個熱元件，但不能只是一個熱元件。否則單相短路時，不能起到過載保護(hù)作用。 3.3 欠壓或失壓保護(hù)：當(dāng)欠壓或失壓時，交流接觸器的動鐵芯釋放，其主觸點、輔助觸點都斷開，電動機即停車。當(dāng)電源電壓恢復(fù)時，如不按啟動按鈕，電動機不能自行啟動。這一點較之用刀開關(guān)或組合開關(guān)直接啟動電動機安全。,熱繼電器FR,交流 接觸器KM,M 3,3,組合開關(guān)Q,熔斷器FU,啟動按鈕 SB2,停車按鈕 SB1,上述電路中，各控制電器按其實際位置畫出，屬于同一控制電器的各元件集中在一起，這樣的圖稱為控制線路的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖的優(yōu)點是比較容易識別電器，便于安裝和檢修；缺點是當(dāng)線路比較復(fù)雜和使用電器較多時，線路不容易看清楚。,為了讀圖和分析研究的方便，也為了設(shè)計的方便，控制電路常根據(jù)其工作原理畫出，稱為原理圖。畫原理圖時，應(yīng)遵循幾個原則：,（1）主電路和控制電路分開畫。,（2）同一電器的各元件按其作用分別畫在主電路和控制電路中，并嚴(yán)格按照國標(biāo)規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。,（3）所有電器的觸點都按最初未動作時的狀態(tài)畫出。,（4）接觸器或繼電器的線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。,（5）主電路用較粗的線條畫在左側(cè)或上方；控制電路用較細(xì)的線條畫在右側(cè)或下方?？刂齐娐分懈髟?yīng)按自上而下，自左而右的動作順序排列，這樣的圖又稱梯形圖。,由于有自鎖觸點，所以可以連續(xù)運行。,鼠籠式電動機直接啟動的控制電路原理圖,例1：甲、乙兩地同時控制一臺電機的控制電路。方法：兩啟動按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。,例2：一臺電動機點動+連續(xù)運行的控制電路。 方法1：用一個復(fù)合按鈕SB3 ， SB3點動， SB2連續(xù)運行。缺點是：動作不靠。,方法2：用一個中間繼電器KA ， SB3點動， SB2連續(xù)運行。,以下控制電路能否實現(xiàn)即能點動、又能連續(xù)運行,思考,9 鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制電路,在生產(chǎn)上往往要求運動部件向兩個相反方向運動。例如機床工作臺的前進(jìn)與后退；起重機的提升與下降等，這時就需要電動機的正反轉(zhuǎn)。為了實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)，只要對調(diào)電動機電源相序即可。在控制電路中，則需要兩個交流接觸器。,在電動機正反轉(zhuǎn)的控制電流中，兩個交流接觸器不能同時工作，否則將發(fā)生電源短接。為了防止兩個交流接觸器同時工作，在控制電路中使用了互鎖觸點起互鎖作用。,上述電路有個缺點，就是在電動機正轉(zhuǎn)過程中若需要反轉(zhuǎn)，必須先按下停車按鈕SB1，讓互鎖觸點KMF閉合后，再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SBR，電動機才反轉(zhuǎn)。為了解決這個問題，常采用復(fù)合按鈕以實現(xiàn)機械互鎖。這時在電動機正轉(zhuǎn)過程中若需要反轉(zhuǎn)，直接按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SBR即可；同樣，在反轉(zhuǎn)過程中若需要正轉(zhuǎn)，直接按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SBF即可。,10 鼠籠式電動機Y-換接啟動的控制電路,1 啟動 合上Q，為啟動作準(zhǔn)備,2 停