常用低壓用電器

1、21常用低壓電器低壓電器是指工作電壓在1000V 一下或 1200V 以下的各種電器，這種電器種類繁多，功能多樣，應(yīng)用十分廣泛。下面介紹一些常用低壓電器的功能、工作原理即在電路圖中的圖形符號和文字符號。一、開關(guān)電器開關(guān)電器是指低壓電器中作為不頻繁的手動接觸和分段電路的開關(guān)，或作為機床電路中電源的引入開關(guān)。它包括刀開關(guān)，組合開關(guān)及自動開關(guān)等。刀開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，手動操作，在低壓控制柜中作為電源的引入開關(guān)。在機床種組合開關(guān)和自動開關(guān)應(yīng)用也很廣泛。1、 組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)。 它由動觸頭 1、靜觸頭 2、方形轉(zhuǎn)軸 3、手柄 4、定位機構(gòu)及外殼等組成。動、靜觸頭疊裝在數(shù)層絕緣殼內(nèi)，其結(jié)構(gòu)示意如圖2

2、1 所示。當手柄由位置 1 轉(zhuǎn)到位置 2 時，方軸帶動各層動觸片一起轉(zhuǎn)動，使相應(yīng)的靜觸頭插入動觸頭中，便接通電路。動觸頭有 180°分布，也有 90°分布的。若各層動靜觸頭選用不同的形式與分布、在轉(zhuǎn)動手柄時，電路就有不同的通、斷狀態(tài)。組合開關(guān)有單極， 雙極及多級之分， 圖 21 所示為三相（三級）開關(guān)。組合開關(guān)在機床電氣設(shè)備中主要作為電源引入開關(guān)，也可以來直接控制小容量異步電動機的非頻繁地啟動和停止。刀開關(guān)和組合開關(guān)在電路中的圖形符號與文字符號如圖22所示。2、 自動開關(guān)自動開關(guān)又稱自動空氣開關(guān)。當電路發(fā)生嚴重過載、短路以及施壓故障時，能自動切斷故障電路，有效的保護串聯(lián)在它

3、后面的電氣設(shè)備。在正常情況下，自動開關(guān)也可以不頻繁的接通和斷開電路及控制電動機直接起動，因此，自動開關(guān)是低壓電路常用的具有保護環(huán)節(jié)的斷合電器。圖 23 時自動開關(guān)的工作原理圖， 圖中手動合閘操作機構(gòu)未畫出，自動開關(guān)處于合閘位置。當過電流（短路）時，銜鐵 11 吸合；欠電壓時，銜鐵 7 釋放；過載時雙金屬片 10 向上彎曲；三者都通過杠桿 5 使搭鉤 3脫開。由主觸頭 1 切斷電路。由于主觸頭系統(tǒng)要斷開電路的短路電流，因此主觸頭由耐弧合金制成并帶有柵片滅弧裝置。自動開關(guān)的圖形符號及文字符號如圖 24 所示。二熔斷器熔斷器是一種最簡單有效的而價廉的保護電器。使用時，它串聯(lián)在所保護的電器中，作為電路

4、及用電設(shè)備的短路及嚴重過載的保護元件，主要用作短路保護。熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）兩部分組成。 熔體是由易熔的金屬鉛， 錫、銅、銀以及其合金制成，通常制成絲狀或片狀，熔管是裝溶體的外殼， 由陶瓷，絕緣鋼紙或玻璃纖維制成，在熔體熔斷時兼有滅弧作用。熔斷器的熔體與被保護的電路串聯(lián)，當電路正常工作時，熔體允許通過 1、2 倍額定電流而不熔斷。 當電路發(fā)生短路或嚴重過載時， 溶體中流過很大的故障電流，當電流產(chǎn)生的熱量達到溶體的熔點時，熔體熔斷切斷電路，從而達到保護目的。電流通過熔體時產(chǎn)生的熱量與電流的平方及電流通過時間成正比，即電流過大，熔體熔斷時間越短，這一特性稱為熔斷

5、器的保護特性（熔斷器的安秒特性），如圖25所示。熔斷器的圖形符號及文字符號見圖26 所示。三、主令電器主令電器是自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)送控制指令的非自動切換電器。主要有控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、十字開關(guān)、主合控制器及其他控制器。下面介紹應(yīng)用較多的按鈕開關(guān)和行程開關(guān)。1、 按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛的主令電器。在低壓控制電路中，用于手動發(fā)出控制信號。按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭、和外殼組成，通常做成復(fù)合式， 即具有常閉（動斷）觸頭和常開（動合）觸頭，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖27 所示。按鈕的圖形符號及文字符號見圖28。2、 行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機械的某運

6、動部件對開關(guān)操作系統(tǒng)的碰撞而使觸頭動作發(fā)出控制信號的主令電器。主要用來控制生產(chǎn)機械的運動方向、行程及位置保護。行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式 （如 LX1系列等）、滾輪式（如 LX2系列等）和微動式（如 LWX-11等）三種。直動式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)與按鈕相似，缺點是觸頭的分合速度取決于擋板的移動速度，當仿版移動速度低于0.4m/min 時，因觸頭斷開太慢，易受電弧燒壞，這時應(yīng)選用有順勢機構(gòu)的滾輪式或微動行程開關(guān)。圖29111 所示是行程開關(guān)原理圖及圖形符號。四、交流接觸器接觸器是利用電磁吸力的作用來使觸頭閉合或斷開大電流電路（主電路及大容量控制電路）的自動切換電器。其主要控制對象是電動機，也可用于

7、控制其他電力負載如電熱器、電照明、電烙鐵及電容器組等。它具有低電壓（欠電壓或失壓）釋放保護功能，并能實現(xiàn)遠距離控制。接觸器按其主觸頭通過的電流種類，分為直流接觸器和交流接觸器。交流接觸器多用于遠距離控制電壓至380V，電流至600A 的交流電路，頻繁起動和控制交流電流電動機，它主要由電磁機構(gòu)、 觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等部分組成，圖 212 為常用的 CJ10系列交流接觸器結(jié)構(gòu)原理圖，它有 3 對主觸頭， 2 對動合輔助觸頭， 2 對東段輔助觸頭。1. 電磁結(jié)構(gòu)電磁結(jié)構(gòu)是接觸器的動力元件，由鐵心、銜鐵（動鐵心）、電磁線圈和釋放彈簧組成。 當電磁線圈接上交流電時，產(chǎn)生吸引力，是銜鐵帶動觸頭系統(tǒng)動作。為

8、漸少渦流及磁滯損耗，鐵心與銜鐵皆采用薄硅鋼片疊制而成，再鐵心柱端面上裝上短路環(huán)，以減少銜鐵交流震動噪聲，其電磁線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上。3、 觸頭系統(tǒng)與滅弧裝置觸頭系統(tǒng)是接觸器的執(zhí)行元件，起分段與閉合電路作用。因此，要求出頭接觸電阻小， 導(dǎo)電性能好， 工作可靠。觸頭分主觸頭與輔助觸頭，主觸頭與輔助觸頭，主觸頭用以通斷主電路，輔助觸頭用以通斷控制電路。觸頭結(jié)構(gòu)采用雙斷點橋式觸頭 （如圖 212 所示），觸頭用純銀或者銀基粉末冶金材料制成，在觸頭系統(tǒng)中設(shè)有緩沖彈簧，以減輕觸頭磨損，為增加觸頭初壓力，還設(shè)有觸頭彈簧。接觸主觸頭在斷開電路時，觸頭間會產(chǎn)生弧光放電現(xiàn)象，電弧的高溫會將觸頭燒損，并

9、使電路的切斷時間延長，嚴重時還會引起火災(zāi)和其他事故 ，為使電弧迅速熄滅，交流接觸裝置觸頭間常設(shè)置滅弧裝置。接觸器的圖形和文字符號見圖 213 所示。五繼電器繼電器是一種根據(jù)電量 （電壓、電流）或非電量的（如轉(zhuǎn)速、時間、溫度等）變化開閉控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護電力拖動裝置的電器。繼電器按輸入信號的性質(zhì)可分為：電壓繼電器、電流繼電器、速度繼電器、時間繼電器、 壓力繼電器等。 按工作原理可分為：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、熱繼電器、電動式繼電器與電子繼電器等。按用途可分為：控制用和保護用繼電器等。1 電磁式繼電器低壓控制系統(tǒng)中采用的控制繼電器大部分為電磁式，如電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器及

10、一部分時間繼電器等，其構(gòu)造和工作原理與接觸器相似，由電磁機構(gòu)的觸頭系統(tǒng)組成，由于用于控制電路，電路電流小，故不設(shè)滅弧裝置。中間繼電器實質(zhì)上是電壓繼電器， 但它的觸頭對數(shù)多，觸頭容量較大（額點電流510A），動作靈敏。當其他用電器的觸頭對數(shù)或觸頭容量不夠時，可借助中間繼電器來擴大它的觸頭數(shù)或觸頭容量，起到中間轉(zhuǎn)換作用。中間繼電器圖形及文字符號見圖214.2 熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護電器。它在電路中用作三相導(dǎo)步電動機的過載保護。電動機在實際運動中常會遇到過載情況，但只要過在不太嚴重，時間較短，繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的，但如果在時間太長 ，繞組溫升超過允許值，會

11、加速電機絕緣的老化，甚至燒壞繞組。因此，長期運行的電動機應(yīng)設(shè)有過載保護。熱繼電器主要由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感測元件，由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬碾壓而成。當溫度升高時，雙金屬片向膨脹系數(shù)小的金屬一面彎曲。熱繼電器的工作原理如圖 215 所示。發(fā)熱元件串聯(lián)于定子繞組電路中。電機正常運轉(zhuǎn)時，熱元件僅能是雙金屬片彎曲，還不足使觸頭動作。當電機過載時，即流過熱元件的電流超過完整電流時，熱元件發(fā)熱量增加使雙金屬片彎曲的位移增大，經(jīng)過一段時間后，雙金屬片推動導(dǎo)板使熱繼電器動斷觸頭斷開，切斷電動機的控制電路，使電機停車。熱繼電器的整定電流是指熱繼電器長久不動作的最大電流，超

12、過此值即動作。熱繼電器的整定電流旋鈕進行調(diào)整。熱繼電器的圖形及文字符號見圖216.3 時間繼電器凡是繼電器感測元件得到動作信號后， 其執(zhí)行元件（觸頭）觸頭要延遲一段時間才動作的繼電器稱為時間繼電器。時間繼電器按延時性質(zhì)分，由線圈通電延時型和線圈斷電延時型兩種。按原理分電磁阻尼式、空氣阻尼式、電動機式和晶體管式等幾種。下面就常用的空氣阻尼式和晶體管是時間繼電器作簡單介紹。1） 空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼作用用來獲得延時的，它由電磁系統(tǒng)、 延時機構(gòu)和觸頭三部分組成。觸頭系統(tǒng)采用 LX5 型微動開關(guān)，延時機構(gòu)采用采用氣囊式阻尼器。這種時間繼電器可以做成時間延時型。其動作原

13、理如圖 217 所示?，F(xiàn)已通電延時型為例說明其工作原理。當線圈一通電后，銜鐵3 被鐵心 2 吸合，活塞桿 6 在塔形彈簧 8 的作用下，帶動活塞 12 及橡皮膜 10 向上移動。但由于橡皮膜下方氣室的空氣稀薄， 形成負壓，因此活塞桿 6 只能緩慢的向上移動，其移動的速度視氣孔的大小而定， 可通過調(diào)節(jié)螺桿 13 進行調(diào)整。經(jīng)過一定延時時間后，活塞桿才能移動到最上端，這時通過杠桿 7 將微動開關(guān) 15 壓動，使其動觸頭斷開， 動合觸頭閉合，起到同點延遲的作用。當線圈一斷電時，電磁吸力消失，銜鐵 3 在反力彈簧 4 的作用下釋放，并通過活塞桿 6 將活塞 12 推向下端，這時橡皮膜 10 下方氣室內(nèi)

14、的空氣通過橡皮膜、 弱彈簧 9 和活塞 12 的肩部所形成的單向閥， 迅速地從橡皮膜上方的氣室縫隙中排掉。因此杠桿 7 和微動開關(guān) 45能迅速的復(fù)位。在線圈 1 通電和斷電時，微動開關(guān) 16 在推板 5 的作用下都能瞬時動作，即為時間繼電器的瞬時觸頭。空間阻尼式時間繼電器延時范圍大（0.4180s），結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，壽命長，但延時誤差大（±10%-±20%），難以精準的整定延時值。2） 晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器也稱為半導(dǎo)體式時間繼電器，它具有延時范圍廣，精度高，體積小，耐沖擊，耐振動、調(diào)節(jié)方便及其壽命長的特點，所以發(fā)展很快，使用也日益廣泛。晶體管式時間繼電器一般是利用RC電路電容充電時，電容器上的電壓逐漸上升的原理作為延時基礎(chǔ)的。改變充電電路的時間常數(shù) （改變電阻值），即可整定其延時時間。繼電器的輸出形式由兩種：有觸電式和無觸電式，前者是用晶體管驅(qū)動小型電磁式繼電器，后者是采用晶體管或晶閘管輸出。時間繼電器的圖形及文字符號見圖218 所示，4 速度繼電器速度繼電器主要用作籠型異步電動機的反接制動控制，亦稱反接制動繼電器，它主要由轉(zhuǎn)子，定和觸頭三部分組成。轉(zhuǎn)子是一個圓柱形永久磁鐵，定子是一個籠型空心圓環(huán)，由沙鋼片疊成，并裝有籠型繞組。圖 219 為速度繼電器的原理示意圖。 其轉(zhuǎn)子的軸與被控電動機