模塊一 常用低壓電器課件

模塊一常用低壓電器第一節(jié)常用低壓電器基本知識第二節(jié)電磁式接觸器第三節(jié)電磁式繼電器第四節(jié)時間繼電器第五節(jié)熱繼電器第六節(jié)速度繼電器第七節(jié)熔斷器第八節(jié)低壓斷路器第九節(jié)主令電器2/6/2023

是指工作在直流1500V、交流1200V（1140V）及以下的電路中，以實現對電路或非電對象的控制、檢測、保護、變換、調節(jié)等作用的基本器件。采用電磁原理構成的低壓電器，稱為電磁式低壓電器；利用集成電路或電子元件構成的低壓電器，稱為電子式低壓電器；利用現代控制原理構成的低壓電器，稱為自動化電器、智能化電器或可通信電器等。低壓電器：2/6/2023一、低壓電器的分類（一）按用途分類1）低壓控制電器2）低壓配電電器3）執(zhí)行電器4）通信用低壓電器5）終端電器第一節(jié)常用低壓電器基本知識（二）按應用場合分類1）一般用途低壓電器2）礦用低壓電器3）化工用低壓電器4）船用低壓電器5）牽引低壓電器6）航空低壓電器2/6/2023（六）按電力拖動自動控制系統(tǒng)用電器分類1）接觸器2）繼電器3）主令電器4）執(zhí)行電器5）熔斷器6）低壓斷路器7）隔離開關8）成套電器二、電磁式低壓電器基本結構（一）電磁機構1、電磁機構的結構型式2/6/2023電磁機構：由吸引線圈、鐵心、銜鐵組成。圖5-1電磁機構1-銜鐵2-鐵心3-線圈2、電磁機構的工作原理（1）反力特性電磁機構使銜鐵釋放的力與氣隙的關系曲線稱為反力特性2/6/2023（2）直流電磁機構的吸力特性圖5-2直流電磁機構的吸力特性吸力特性：電磁機構使銜鐵吸合的力與銜鐵氣隙的關系曲線。2/6/2023交流電磁機構特點1）F(t)曲線是一條脈動曲線，在工頻下1s內有100次過零點，故引起銜鐵振動，應加以克服。2）交流電磁機構電磁吸力平均值基本不變，即平均吸力與氣隙大小無關。3）交流電磁機構未吸合前其線圈勵磁電流比吸合后勵磁電流大很多，故交流電磁機構不宜頻率工作。圖5-3交流電磁機構電磁吸力隨時間變化情況2/6/2023（5）吸力特性與反力特性的配合圖5-4吸力特性與反力特性的配合

1-直流吸力特性2-交流吸力特性3-反力特性（4）剩磁的吸力特性2/6/2023圖5-5交流電磁機構短路環(huán)（6）單相交流電磁機構中短路環(huán)的作用2/6/2023圖5-7觸頭的接觸形式a-點接觸b-線接觸c-面接觸（二）觸頭系統(tǒng)1、觸頭的接觸形式2/6/2023圖5-8觸頭的結構形式a-點接觸橋式觸頭b-面接觸橋式觸頭c-線接觸指形觸頭2、觸頭的結構形式3、減少接觸電阻的方法2/6/2023（三）電弧的產生和滅弧方法1、電弧的產生2、電弧產生的原因1）強電場發(fā)射2）撞擊電離3）熱電子發(fā)射4）高溫游離3、滅弧的基本方法1）快速拉長電弧，以降低電場強度；2）用電磁力使電弧在冷卻介質中運動，降低弧柱周圍的溫度；3）將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電弧；4）將電弧分成許多串聯(lián)的短弧，增加維持電弧所需的臨極電壓降。2/6/20232）磁吹滅弧裝置圖5-10磁吹滅弧原理1-磁吹線圈2-鐵心3-導磁夾板4-引弧角5-滅弧罩6-磁吹線圈磁場7-電弧電流磁場8-動觸頭2/6/20233）柵片滅弧裝置圖5-11柵片滅弧示意圖1-滅弧柵片2-觸頭3-電弧2/6/20234）滅弧罩窄縫滅弧裝置圖5-12滅弧罩窄縫滅弧1-縱縫2-介質3-磁性夾板4-電弧2/6/2023按操作方式分有：●電磁接觸器、氣動接觸器和電磁氣動接觸器；按滅弧介質分有：●空氣電磁式接觸器、油浸式接觸器和真空接觸器等；按主觸頭控制的電流性質分有：●交流接觸器、直流接觸器；按電磁機構的勵磁方式分有：●直流勵磁操作與交流勵磁操作兩種。2/6/2023一、接觸器的結構及工作原理圖5-13交流接觸器結構和工作原理a)結構b)工作原理（一）接觸器的結構（二）工作原理2/6/2023圖5-14接觸器的符號接觸器的圖形符號與文字符號2/6/2023三、常用典型交流接觸器（一）空氣電磁式交流接觸器典型產品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接觸器等。CJ20系列型號含義：2/6/2023B系列型號含義：2/6/2023（二）切換電容器接觸器（三）真空交流接觸器專用于低壓無功補償設備中投入或切除并聯(lián)電容器組，以調整用電系統(tǒng)的功率因素。

常用產品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。以真空為滅弧介質，其主觸頭密封在真空開關管內。適用于條件惡劣的危險環(huán)境中。常用的真空交流接觸器有：CKJ和EVS系列等。2/6/2023CZ18系列接觸器型號含義：2/6/2023四、接觸器的選用1．接觸器極數和電流種類的確定2．根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。3．根據負載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。6．接觸器觸頭數和種類應滿足主電路和控制電路的要求。4．根據接觸器主觸頭接通與分斷主電路電壓等級來決定接觸器的額定電壓。5．接觸器吸引線圈的額定電壓應由所接控制電路電壓確定。2/6/2023第三節(jié)電磁式繼電器繼電器是一種利用各種物理量的變化，將電量或非電量信號轉化為電磁力或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化，從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其它器件或裝置動作的一種控制元件。它用于各種控制電路中進行信號傳遞、放大、轉換、聯(lián)鎖等，控制主電路和輔助電路中的器件或設備按預定的動作程序進行工作，實現自動控制和保護的目的。常用的繼電器按動作原理分有電磁式、磁電式、感應式、電動式、光電式、壓電式、熱繼電器與時間繼電器等。按激勵量不同分為交流、直流、電壓、電流、中間、時間、速度、溫度、壓力、脈沖繼電器等。2/6/2023一、電磁式繼電器的基本結構及分類（一）電磁式繼電器的結構1．電磁機構2．觸頭系統(tǒng)3．調節(jié)裝置圖5-15電磁式繼電器的典型結構1-底座2-鐵心3-釋放彈簧4-調節(jié)螺母5-調節(jié)螺母6-銜鐵7-非磁性墊片8-極靴9-觸頭系統(tǒng)10-線圈2/6/2023（二）電磁式繼電器的分類按用途不同分有：控制繼電器、保護繼電器、通訊繼電器和安全繼電器等電磁式繼電器按輸入信號不同分有：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、速度繼電器和中間繼電器按線圈電流種類不同分有：交流繼電器和直流繼電器2/6/2023二、電磁式繼電器的特性及主要參數（一）電磁式繼電器的特性xo—繼電器的動作值xr—繼電器的返回值yo—銜鐵釋放狀態(tài)y1—銜鐵吸合狀態(tài)圖5-9電磁式繼電器的特性2/6/2023（二）繼電器的主要參數1．額定參數2．動作參數5．動作時間3．整定值４．返回參數6．靈敏度2/6/2023電壓繼電器是反映電壓變化的控制電器。線圈與負載并聯(lián)，以反映負載電壓，其線圈匝數多而導線細。

分：過電壓、欠電壓、零電壓繼電器。三、電磁式電壓繼電器與電流繼電器（一）電磁式電壓繼電器1．過電壓繼電器

在電路中用于過電壓保護2．欠電壓繼電器

在電路中用于欠電壓保護2/6/2023電壓繼電器的符號圖5-16電壓繼電器的符號2/6/2023（二）電磁式電流繼電器1．過電流繼電器通常，交流過電流繼電器的吸合電流I0=（1.1～3.5）IN，直流過電流繼電器的吸合電流I0=（0.75～3）IN。由于過電流繼電器在出現過電流時銜鐵吸合動作，其觸頭來切斷電路，故過電流繼電器無釋放電流值。2/6/2023直流欠電流繼電器的吸合電流與釋放電流調節(jié)范圍I0=（0.3～0.65）IN和Ir=（0.1～0.2）IN。2．欠電流繼電器

正常工作時，繼電器線圈流過負載額定電流，銜鐵吸合動作；當負載電流降低至繼電器釋放電流時，銜鐵釋放，帶動觸頭動作。欠電流繼電器在電路中起欠電流保護作用。圖5-17電流繼電器的符號2/6/2023（三）電磁式中間繼電器

中間繼電器實質上是一種電壓繼電器，但它的觸點數量較多，容量較大，起到中間放大（觸點數量和容量）作用。圖5-18JZ7系列中間繼電器結構及符號2/6/2023（四）常用典型電磁式繼電器１．直流電磁式通用繼電器常用的有JT3、JT9、JT10、JT18等系列２．電磁式中間繼電器常用的有JZ7、JZ11、JZ14、JZ15、JDZ2等系列3．電磁式交、直流電流繼電器常用的有JL3、JL14、JL15等系列2/6/20234．繼電器返回系數的調節(jié)

（五）電磁式繼電器的選用1．使用類別的選用

2．額定工作電流與額定工作電壓的選用3．工作制的選用2/6/2023繼電器輸入信號輸入后，經一定的延時，才有輸出信號的繼電器稱為時間繼電器。對于電磁式時間繼電器，當電磁線圈通電或斷電后，經一段時間，延時觸都頭狀態(tài)才發(fā)生變化，即延時觸頭才動作。分類：直流電磁式、空氣式、電動機式、電子式等幾大類。延時方式：通電延時型和斷電延時型兩種。第四節(jié)時間繼電器2/6/2023圖5-19直流電磁式時間繼電器一、直流電磁式時間繼電器2/6/2023

空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼的原理制成的有：通電延時型、斷電延時型組成：電磁系統(tǒng)、延時機構、工作觸點二、空氣阻尼式時間繼電器（一）空氣阻尼式時間繼電器結構與工作原理2/6/2023圖5-21JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器結構原理圖a-通電延時型b-斷電延時型1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反力彈簧5-推板6-活塞桿7-塔形彈簧8-弱彈簧9-橡皮膜10-空氣室壁11-調節(jié)螺釘12-進氣孔13-活塞14、16-微動開關15-杠桿2/6/2023時間繼電器的符號2/6/2023（二）空氣阻尼式時間繼電器典型產品

空氣阻尼式時間繼電器典型產品有：JS7-A、JS23、JSK□等。JS23系列型號含義：JS

23—□□/□

安裝方式：1—螺釘安裝式；2—卡軌安裝式延時時間：1—0.2～30S；2—10～180S輸出觸頭形式及組合，見表5—9設計序號時間繼電器2/6/2023三、晶體管時間繼電器（一）晶體管時間繼電器的分類1）按構成原理：阻容式和數字式2）按延時方式：通電延時型、斷電延時型和帶瞬動觸頭的通電延時等。2/6/2023（二）晶體管時間繼電器工作原理1、JS20系列晶體管時間繼電器結構2、JS20系列晶體管時間繼電器的工作原理2/6/2023（三）常用晶體管時間繼電器簡介1、JS20系列晶體管時間繼電器2、JSS系列數字式晶體管時間繼電器2/6/2023（一）電動機式時間繼電器結構與工作原理電動機式時間繼電器是利用微型同步電動機拖動減速齒輪，經傳動機構獲得延時動作的時間繼電器。組成：同步電動機、離合電磁鐵、減速機構、差動輪系、觸頭系統(tǒng)、延時整定裝置等。四、電動機式時間繼電器2/6/2023（二）電動機式時間繼電器典型產品電動機式時間繼電器典型產品有：

JS11、JS17、7PR等系列JS11系列型號含義：JS11—□□1—通電延時型；2—斷點延時型延時范圍：見表5—11電動機式時間繼電器2/6/2023五、時間繼電器的選用1）根據控制電路的控制要求選擇通電延時型還是斷電延時型；2）根據對延時精度要求不同選擇時間繼電器類型；3）應注意電源參數變化的影響；4）應注意環(huán)境溫度變化的影響；5）操作頻率過高會影響電氣壽命，還可能導致延時誤動作，應注意操作頻率的影響；6）考慮延時觸頭種類、數量和瞬動觸頭種類、數量是否滿足控制要求。2/6/2023第五節(jié)熱繼電器

熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動執(zhí)行機構動作的電器。主要用來保護電動機或其它負載免于過載以及作為三相電動機的斷相保護

2/6/2023一、電氣控制對熱繼電器性能的要求圖5-25熱繼電器保護特性與電動機過載特性的配合1-電動機的過載特性2-熱繼電器的保護特性１．應具有合理可靠的保護特性２．具有一定的溫度補償

４．具有手動復位與自動復位功能３．熱繼電器動作電流可以方便地調節(jié)2/6/2023二、雙金屬片熱繼電器的結構及工作原理圖5-26雙金屬片式熱繼電器結構原理圖1-主雙金屬片2-電阻絲3-導板4--補償雙金屬片5-螺釘6-推桿7-靜觸頭8-動觸頭9-復位按鈕10-調節(jié)凸輪11-彈簧2/6/2023三、具有斷相保護的熱繼電器圖5-28電動機三角形聯(lián)結時U相斷線時的電流分析圖5-29差動式斷相保護機構及工作原理通電前b)三相正常電流

c)三相均勻過載d)W相斷路1-上導板2-下導板3-杠桿4-頂頭

5-補償雙金屬片6-主雙金屬片圖5-27熱繼電器的符號2/6/2023四、熱繼電器典型產品及主要技術參數常用的熱繼電器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等JR20系列熱繼電器技術數據2/6/2023JR20系列熱繼電器技術數據(續(xù))2/6/2023JR20系列型號含義:2/6/2023五、熱繼電器的選用1）熱繼電器有三種安裝方式，應按實際安裝情況選擇其安裝型式。2）原則上熱繼電器的額定電流應按電動機的額定電流選擇。3）在不頻繁起動的場合，要保證熱繼電器在電動機起動過程中不產生誤動作。4）一般情況下，可選用兩相結構的熱繼電器，對于電網電壓均衡較差、無人看管電動機或與大容量電動機共用一組熔斷器時，應選用三機結構的熱繼電器。對于三角形接法電動機，應選用帶斷相保護裝置的熱繼電器。5）雙金屬片式熱繼電器一般用于輕載、不頻繁起動電動機的過載保護。對于重載、頻繁起動的電動機，則由過電流繼電器作過載和短路保護。6）當電動機工作于重復短時工作制時，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。2/6/2023

速度繼電器是將電動機的轉速信號經電磁感應原理來控制觸頭動作的電器。第六節(jié)速度繼電器圖5-30JY1型速度繼電器的外形、結構和符號2/6/2023第七節(jié)熔斷器熔斷器是一種當電流超過規(guī)定值一定時間后,以它本身產生的熱量使熔體熔化而分斷電路的電器.廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)及用電設備中作短路和過電流保護.一、熔斷器結構及工作原理2/6/2023二、熔斷器的保護特性圖5-31熔斷器的保護特性2/6/2023（一）熔斷器的主要技術參數1．額定電壓2．額定電流3．極限分斷能力4．熔斷電流二、熔斷器的主要技術參數及典型產品2/6/2023按結構分有：半封閉瓷插式、螺旋式、無填料封閉管式和有填料封閉管式熔斷器。瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料封閉管式熔斷器（二）熔斷器典型產品2/6/2023按用途分：工業(yè)用熔斷器、半導體保護用熔斷器、快速熔斷器和特殊熔斷器。典型產品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔斷器，RL1B系列帶斷相保護螺旋式熔斷器，RT18、RT18-□X系列熔斷器以及RT14系列有填料密封管式熔斷器。還有國外引進技術生產的NT系列有填料密閉式刀型觸頭熔斷器與NGT系列半導體器件保護用熔斷器等。RL系列型號含義：2/6/2023圖5-32螺旋式熔斷器結構示意圖1-瓷帽2-金屬螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接線端7-上接線端8-瓷座RL6、RL7螺旋式熔斷器結構示意圖：2/6/2023四、熔斷器的選用（一）熔斷器的選擇原則1）根據使用條件確定熔斷器的類型；2）首先選定熔體的規(guī)格，然后再根據熔體去選擇熔斷器的規(guī)格；3）熔斷器的保護特性應與被保護對象的過載特性有良好的配合；4）在配電系統(tǒng)中，各級熔斷器應相互匹配，一般上一級熔體的額定電流要比下一級熔體的額定電流大2至3倍；5）對于保護電動機的熔斷器，應注意電動機起動電流的影響。熔斷器一般只作為電動機的短路保護，過載保護應采用熱繼電器。6）熔斷器的額定電流應不小于熔體的額定電流；額定分斷能力應大于電路中可能出現的最大短路電流。2/6/2023（二）一般熔斷器的選擇1）熔斷器類型的選擇2）熔斷器額定電壓的選擇3）熔體、熔斷器額定電流的選擇4）熔斷器額定電流的校驗2/6/2023

低壓斷路器又稱自動開關或空氣開關。它相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動開關作用又能自動進行欠壓、失壓、過載和短路保護的電器。第八節(jié)低壓斷路器2/6/2023一、低壓斷路器的結構和工作原理圖5-33DZ5-20型低壓斷路器的外形和結構1．主觸頭及滅弧裝置2．脫扣器1）分勵脫扣器2）欠電壓、失電壓脫扣器3）過電流脫扣器4）熱脫扣器3．自由脫扣機構和操作機構低壓斷路器外形與結構2/6/2023圖5-34低壓斷路器工作原理與符號低壓斷路器工作原理2/6/2023二、低壓斷路器的主要技術數據和保護特性1．低壓斷路器的主要技術數據1）額定電壓2）斷路器額定電流

3）斷路器殼架等級額定電流4）斷路器的通斷能力5）保護特性6）動作時間2．保護特性圖5-35低壓斷路器的保護特性1-被保護對象的發(fā)熱特性2-低壓斷路器保護特性2/6/2023三、塑殼式低壓斷路器典型產品塑殼式低壓斷路器根據用途分為配電用熔斷器、電動機保護用和其它負載用斷路器，用作配電線路、電動機、照明電路及電熱器等設備的電源開展開關及保護。常用的有：DZ15、DZ20、3VE、S060等系列。后二種是引進國外技術生產的產品。2/6/2023四、塑殼式低壓斷路器的選用塑殼式低壓斷路器常用來作配電電路和電動機的過載與短路保護。選擇原則是：1）斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。2）斷路器額定電流等于或大于線路或設備額定電流。3）斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現的最大短路電流。4）欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。2/6/20238）6倍長延時電流整定值的可返回時間等于或大于電動機實際起動時間。5）分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。6）長延時電流整定值等于電動機額定電流。7）瞬時整定電流：對保護籠型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為8~15倍電動機額定電流；對于保護繞線型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為3~6倍電動機額定電流。2/6/2023主令電器主要用來接通或斷開控制電路，以發(fā)布命令或信號，改變控制系統(tǒng)工作狀況的電器。常用的主令電器有控制按鈕、行程開關、萬能轉換開關、主令控制器等。第九節(jié)主令電器主令電器的開關特性2/6/2023圖5-37控制按鈕結構與符號1-按鈕2-復位彈簧3-常閉靜觸頭4-動觸頭5-常開靜觸頭一、控制按鈕2/6/2023控制按鈕選用原則1）根據使用場合，選擇控制按鈕的種類、如開啟式、防水式、防腐式等；2）根據用途，選擇控制按鈕的結構型式，如鑰匙式、緊急式、帶燈式等；3）根據控制回路的需求，確定按鈕數，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等；4）根據工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色。2/6/2023

行程開關又稱限位開關，能將機械位移轉變?yōu)殡娦盘枺钥刂茩C械運動。種類按運動形式分為直動式、轉動式；按結構分為直動式、滾動式、微動式。1、直動式行程開關二、行程開關圖5-38直動式行程開關結構與符號2/6/20232、滾輪式行程開關圖5-39滾輪式行程開關結構3、微動式行程開關圖5-40微動式行