电机与电气控制线路第3章课件.ppt

1、24454-3A3.1概述1.低压电器的概念和分类.低压电器的作用.低压电器的基本结构24454-3A1.低压电器的概念和分类()按动作方式分类()按用途分类()按工作原理分类()按触点类型分类24454-3A()按动作方式分类1)手动电器。2)自动电器。24454-3A()按用途分类1)控制电器。2)主令电器。3)保护电器。4)执行电器。5)配电电器。24454-3A()按工作原理分类1)电磁式电器。2)非电量控制电器。24454-3A()按触点类型分类1)有触点电器。2)无触点电器。24454-3A.低压电器的作用在电力拖动控制系统中，低压电器主要用于对电动机进行控制、调节和保护。在低压配

2、电电路或动力装置中，低压电器主要用于对电路或设备进行保护以及通断、转换电源或负载。24454-3A.低压电器的基本结构()电磁机构(2)触点系统24454-3A()电磁机构)电磁机构的结构形式。)电磁机构的工作特性。3 )交流电磁机构中短路环的作用。24454-3A图3-1触点的结构形式24454-3A(2)触点系统触点是有触点电器的执行部分，通过触点的闭合、断开控制电路的通、断。24454-3A3.2刀开关1.开启式负荷开关 2.封闭式负荷开关 3.组合开关4.刀开关的选用原则24454-3A1.开启式负荷开关 图3-2HK系统开启式负荷开关24454-3A2.封闭式负荷开关 图3-3HH系

3、列封闭式负荷开关24454-3A3.组合开关图3-4组合开关的外形结构图24454-3A4.刀开关的选用原则1)根据使用场合，选择刀开关的类型、极数及操作方式。2)刀开关的额定电压应大于或等于电路电压。3)刀开关的额定电流应大于或等于电路的额定电流。24454-3A3.3熔断器1.熔断器的结构和工作原理2.常用的熔断器3.熔断器的主要技术参数4.熔断器的选择24454-3A1.熔断器的结构和工作原理熔断器由熔体和安装熔体的绝缘底座(或称熔管)组成。熔体由易熔金属材料如铅、锌、锡、铜、银及其合金制成，形状常为丝状或网状。由铅锡合金和锌等低熔点金属制成的熔体，因不易灭弧，多用于小电流电路；由铜、银

4、等高熔点金属制成的熔体，易于灭弧，多用于大电流电路。熔断器在使用时，熔体与被保护电路串联。当电路流过正常电流时熔体温度较低；当电路发生短路故障时，熔体温度急剧上升使其熔断，从而分断电路，起到保护作用。24454-3A2.常用的熔断器(1)插入式熔断器 插入式熔断器如图3-5a所示。(2)螺旋式熔断器螺旋式熔断器如图3-5b所示。(3)RM10型密封管式熔断器RM10型密封管式熔断器为无填料管式熔断器，如图所示，主要用于供配电系统线路的短路保护及过载保护。(4)RT型有填料密封管式熔断器RT型有填料密封管式熔断器如图3-5d所示。(5)快速熔断器它主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。(6

5、)自复熔断器这种熔断器采用金属钠作熔体，在常温下具有很高电导率。24454-3A图3-5熔断器类型及图形文字符号24454-3A3.熔断器的主要技术参数1)额定电压。2)熔体额定电流。3)熔断器额定电流。4)极限分断能力。24454-3A4.熔断器的选择(1)熔断器类型的选择(2)熔体、熔断器电流的选择24454-3A(1)熔断器类型的选择主要依据负载的保护特性和短路电流的大小选择熔断器的类型。24454-3A(2)熔体、熔断器电流的选择1)保护无起动过程的平稳负载如照明线路、电阻、电炉等时，熔体额定电流应略大于或等于负荷电路中的额定电流。2)保护单台长期工作的电机熔体电流可按最大起动电流选取

6、，也可按下式选取3)保护多台长期工作的电机(供电干线)24454-3A3.4控制按钮和行程开关1.控制按钮2.行程开关24454-3A1.控制按钮(1)控制按钮的结构和工作原理如图3-6所示，控制按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成，通常做成复合式，即具有常闭触点(动断触点)和常开触点(动合触点)。(2)控制铵钮的种类(3)按钮的颜色红色按钮用于“停止”、“断电”或“事故”；“起动”或“通电”控制优先选用绿色按钮，但也允许选用黑、白或灰色按钮。(4)控制按钮的选择原则24454-3A(1)控制按钮的结构和工作原理图3-6控制按钮外形和结构及电气符号24454-3A(2)控制铵钮的种类1

7、)按保护形式分:有开启式、保护式、防水式、防腐式等。2)按结构形式分:有嵌压式、紧急式、钥匙式、旋钮式、带信号灯式、带灯揿钮式等。3)按颜色分:有红、黑、绿、白、灰等。24454-3A(4)控制按钮的选择原则1)根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、防水式、防腐式等。2)根据用途，选用合适的形式，如钥匙式、紧急式、带灯式等。3)按控制电路的需要，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三钮或多钮等。4)按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。24454-3A2.行程开关(1)行程开关的结构和动作原理为了适应各种条件下的操作，行程开关有很多结构形式，常用的有直动式(按钮式)和旋转式

8、(滚轮式)，其中滚轮又分为单轮和双轮两种。(2)行程开关型号行程开关型号的意义如下所示。24454-3A(1)行程开关的结构和动作原理1)直动式(按钮式)行程开关的结构如图3-8所示。2)滚轮式行程开关的结构如图3-9所示。24454-3A1)直动式(按钮式)行程开关的结构如图3-8所示。图3-7常见行程开关的外形和电气符号24454-3A2)滚轮式行程开关的结构如图3-9所示。0308.TIF24454-3A2)滚轮式行程开关的结构如图3-9所示。0309.TIF24454-3A(2)行程开关型号3W1.TIF24454-3A3.5接触器1.交流接触器2.直流接触器3.接触器的符号与型号说明

9、4.接触器的选用5.接触器的运行维护24454-3A1.交流接触器(1)交流接触器的结构图3-10所示为交流接触器的外形与结构示意图，它由以下四部分组成。(2)交流接触器的工作原理线圈通电后，在铁心中产生磁通及电磁吸力。(3)交流接触器的分类(4)交流接触器的基本参数24454-3A(1)交流接触器的结构1)电磁机构:由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。2)触点系统:包括主触点和辅助触点。3)灭弧装置:容量在10A以上的接触器都有灭弧装置。4)其他部件。24454-3A(1)交流接触器的结构图3-10CJ20系列交流接触器1动触桥2静触点

10、3衔铁4缓冲弹簧5电磁线圈6铁心7填毡8触点弹簧9灭弧罩10触点压力簧片24454-3A(3)交流接触器的分类1)按主触点极数分，可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。2)按灭弧介质分，可分为空气式接触器、真空式接触器等。3)按有无触点分，可分为有触点接触器和无触点接触器。24454-3A(4)交流接触器的基本参数1)额定电压。2)额定电流。3)通断能力。4)动作值。5)吸合线圈额定电压。6)操作频率。7)寿命。24454-3A2.直流接触器图3-11接触器的电气符号24454-3A3.接触器的符号与型号说明(1)接触器的电气符号接触器的电气符号如图3-11所示。(2)接触器的型号交、直流

11、接触器的型号说明如下。24454-3A3W3.TIF24454-3A4.接触器的选用1)根据负载性质选择接触器的类型。2)额定电压应大于或等于主电路的工作电压。3)额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。4)吸合线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。24454-3A5.接触器的运行维护(1)运行中的检查项目(2)维护24454-3A(1)运行中的检查项目1)通过的负载电流是否在接触器额定值范围之内。2)接触器的分合信号指示是否与电路状态相符。3)运行声音是否正常，有无因接触不良而发出放电声。4)电磁线圈有无过热现象，电磁铁的短路环有无异常。5)灭弧罩有无松动和损伤情况。6

12、)辅助触点有无烧损情况。7)传动部分有无损伤。8)周围运行环境有无不利运行的因素，如振动过大、通风不良、尘埃过多等。24454-3A(2)维护1)外部维护：清扫外部灰尘；检查各紧固件是否松动，特别是导体连接部分，防止接触松动而发热。2)触点系统维护：检查动、静触点位置是否对正，三相是否同时闭合，如有问题应调节触点弹簧；检查触点磨损程度，磨损深度不得超过1mm，触点有烧损，开焊脱落时，须及时更换；轻微烧损时，一般不影响使用。3)铁心部分维护：清扫灰尘，特别是运动部件及铁心吸合接触面间；检查铁心的紧固情况，铁心松散会引起运行噪声加大；铁心短路环有脱落或断裂要及时修复。4)电磁线圈维护：测量线圈绝缘

13、电阻；线圈绝缘物有无变色、老化现象，线圈表面温度不应超过65C；检查线圈引线连接，如有开焊、烧损应及时修复。24454-3A(2)维护5)灭弧罩部分维护：检查灭弧罩是否破损；灭弧罩位置有无松脱和位置变化；除灭弧罩缝隙内的金属颗粒及杂物。24454-3A3.6继电器1.继电器的分类2.电磁式继电器3.时间继电器4.热继电器5.速度继电器6.液位继电器7.压力继电器24454-3A1.继电器的分类(1)按输入信号的性质分有电压继电器、中间继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。(2)按工作原理分有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。(3

14、)按输出形式分有有触点和无触点两类。(4)按用途分有控制继电器和保护继电器。(5)按输入量变化形式分有有无继电器和量度继电器。24454-3A2.电磁式继电器(1)电流继电器电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流的大小而动作的继电器。(2)电压继电器电压继电器的输入量是电压，它是根据输入电压的大小而动作的继电器。(3)中间继电器中间继电器实质上是一种电压继电器，其线圈结构、与测量电路的连接方式和电压继电器基本相同，不同的是中间继电器根据输入电压的有或无而动作，一般触点对数多，触点容量较大(额定电流为510A)。(4)电磁式继电器的主要技术参数(5)电磁式继电器的整定继电器的吸合值和释放值可

15、以根据保护要求在一定范围内调整，现以图3-15所示的直流电磁式继电器为例加以说明。24454-3A2.电磁式继电器(6)电磁式继电器的选用24454-3A图3-12电流继电器的电气符号24454-3A图3-13电压继电器的电气符号24454-3A图3-14中间继电器的电气符号24454-3A(4)电磁式继电器的主要技术参数1)额定参数：指继电器的线圈和触点在正常工作时允许的电压或电流值。2)动作参数：即继电器的吸合值和释放值。3)整定值：根据要求对继电器的动作参数进行人工调整的值。4)返回参数：指继电器的释放值与吸合值的比值，用K表示。5)动作时间：有吸合时间和释放时间两种。24454-3A图

16、3-15直流电磁式继电器结构示意图24454-3A(5)电磁式继电器的整定1)转动调节螺母，调整反力弹簧的松紧程度可以调整动作电流(电压)。2)改变非磁性垫片的厚度。3)调节螺钉，可以改变初始气隙的大小。24454-3A(6)电磁式继电器的选用1)根据电路所需的控制功能选择类型(如电流继电器、电压继电器、中间继电器)。2)根据负载电源性质选择交流或直流继电器。3)电磁式继电器的触点数、触点形式及额定电流应满足电路控制要求。24454-3A3.时间继电器(1)空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的。(2)直流电磁式断电延时型时间继电器该继电器是在直流电磁式电压继电器

17、的铁心上增加一个阻尼铜套构成，其外形结构如图3-18所示。(3)时间继电器的选用24454-3A(1)空气阻尼式时间继电器图3-16JS72A系列空气阻尼式时间继电器结构原理图1线圈2反力弹簧3衔铁4静铁心5弹簧片6、8微动开关7杠杆9调节螺钉10推板11推杆12宝塔弹簧24454-3A(1)空气阻尼式时间继电器图3-17空气阻尼式时间继电器示意图及电气符号24454-3A(2)直流电磁式断电延时型时间继电器图3-18直流电磁式时间继电器结构示意图24454-3A(3)时间继电器的选用1)根据控制要求选择其延时方式。2)根据延时范围和精度选择继电器的类型。3)其线圈(或电源)的电流种类和电压等

18、级应与控制电路相同。24454-3A4.热继电器(1)双金属片热继电器的结构及工作原理JR36系列带断相保护的热继电器结构和电气符号如图3-19所示。(2)热继电器的型号 常用的热继电器产品有JR36、JRS1和T等系列，JR20、JR36、JRS1系列热继电器具有断相保护、温度补偿、整定电流可调、手动复位功能。(3)热继电器的选择原则热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素，具体应按以下几个方面来选择。24454-3A(1)双金属片热继电器的结构及工作原理图3-19JR36系列热继电器结构示意图和电气符号1主双金属片2外导板3内导板4杠杆5补偿

19、双金属片24454-3A(1)双金属片热继电器的结构及工作原理图3-20差动式断相保护装置示意图24454-3A(2)热继电器的型号 常用的热继电器产品有JR36、JRS1和T等系列，JR20、JR36、JRS1系列热继电器具有断相保护、温度补偿、整定电流可调、手动复位功能。24454-3A(3)热继电器的选择原则1)热继电器结构形式的选择：星形接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器，三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。2)热继电器的动作电流整定值一般为电动机额定电流的1.051.1倍。3)对于重复短时工作的电动机(如起重机电动机)，由于电动机不断重复升温，热继电器双金

20、属片的温升跟不上电动机绕组的温升，此时电动机将得不到可靠的过载保护。24454-3A5.速度继电器图3-21速度继电器的外形、结构原理示意图及电气符号24454-3A6.液位继电器图3-22JYF02型液位继电器结构示意图及电气符号24454-3A7.压力继电器图3-23柱塞式压力继电器结构示意图及电气符号24454-3A3.7低压断路器1.低压断路器的结构2.工作原理3.低压断路器典型产品介绍4.低压断路器的主要技术参数5.低压断路器的选用原则24454-3A1.低压断路器的结构1)主触点及灭弧装置。2)脱扣器。3)自由脱扣机构(搭钩、轴、杠杆)和操作机构(锁扣、弹簧)。24454-3A1.

21、低压断路器的结构图3-24低压断路器结构原理图1主触头2锁键3搭钩(自由脱扣机构)4转轴5杠杆6复位弹簧7过电流脱扣器8欠电压脱扣器9衔铁10衔铁11弹簧12热脱扣器双金属片13热脱扣器加热电阻丝14分励脱扣器15释放按钮24454-3A1.低压断路器的结构图3-25低压断路器电气符号24454-3A2.工作原理1)过电流脱扣器用于电路的短路和过电流保护。2)热脱扣器用于电路的过载保护。3)欠电压脱扣器用于欠电压、失电压保护。4)分励脱扣器用于远方跳闸。24454-3A3.低压断路器典型产品介绍(1)装置式断路器装置式断路器有绝缘塑料外壳，内装触点系统、灭弧室及脱扣器等，可手动或电动(对大容量

22、断路器而言)合闸，有较高的分断能力和动稳定性以及较完善的选择性保护功能，广泛用于配电线路。(2)框架式低压断路器框架式断路器一般容量较大，具有较强的短路分断能力和较高的动稳定性。(3)智能化断路器目前国内生产的智能化断路器有框架式和塑壳式两种。24454-3A4.低压断路器的主要技术参数1)额定电压：指断路器在电路中长期工作的允许电压。2)额定电流：指脱扣器允许长期通过的电流。3)断路器壳架等级额定电流：指每一种框架或塑壳中能安装的最大脱扣器的额定电流。4)断路器的通断能力：指在规定操作条件下，断路器能接通和分断短路电流的能力。24454-3A5.低压断路器的选用原则1)根据电路对保护的要求确

23、定断路器的类型和保护形式。2)断路器额定电压应等于或大于电路额定电压。3)断路器的额定电流应大于或等于被保护电路的计算电流。4)热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电流或负载的额定电流一致。5)对过电流脱扣器的瞬时脱扣电流的要求：保护笼型异步电动机的断路器，瞬时脱扣电流为815倍电动机额定电流；对于保护绕线转子异步电动机的断路器，其瞬时脱扣电流为36倍电动机额定电流。6)断路器欠电压脱扣器的额定电压应等于电路额定电压。7)断路器分励脱扣器的额定电压应等于控制电源电压；24454-3A5.低压断路器的选用原则8)断路器通断能力应等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。24454-3A3.8

24、 电磁铁1.电磁铁的结构2.电磁铁的基本工作原理3.电磁铁的特性4.电磁铁的分类5.电磁离合器24454-3A1.电磁铁的结构(1)电磁铁铁心用材料(2)反力弹簧反力弹簧是电磁铁的重要元件。(3)交流电磁铁的短路环电磁铁在通电后发出不刺耳的嗡嗡声，这是交流电磁铁的正常交流声(硅钢片叠装后，片中的涡流与相邻片涡流产生吸合或相斥的振动声，这是避免不了的)。24454-3A(1)电磁铁铁心用材料1)对于短时工作的电磁铁，如分励脱扣器、断路器的瞬动电磁铁等，因不考虑磁滞损耗，其铁心可采用低碳钢(如Q235A)等材料。2)对于直流电磁铁，因直流无磁滞损耗(但仍有涡流)，铁心本身损耗小，故可用圆柱形碳钢或

25、电工纯铁棒(用这种材料加工也容易)。3)交流电磁铁由于磁导体(铁心)在交流励磁下有铁损(包括磁滞损耗和涡流损耗)，加上它们往往是8h工作制，甚至是不间断工作制(如欠电压脱扣器)或断续周期工作制(如接触器)，运行中损耗大，因此铁心材料采用硅钢片叠装(片间绝缘)而成。24454-3A(1)电磁铁铁心用材料4)要求体积小、精度高的铁心(如某些小体积断路器的欠电压脱扣器，剩余电流动作断路器的电磁式漏电脱扣器等)，应采用剩磁小、矫顽力小、磁滞回路面积小的铁镍软磁合金(坡莫合金)来制作。24454-3A(2)反力弹簧反力弹簧是电磁铁的重要元件。有此弹簧，就能使吸力小于弹簧反力时释放，使动铁心一起带动触点脱

26、开与静触点的接触。反力弹簧不能过小，否则打不掉脱扣板；也不能太大，太大时徒然要增大吸力，才能保证在正常振动时不致引起电磁铁动作(跳开)。24454-3A(3)交流电磁铁的短路环电磁铁在通电后发出不刺耳的嗡嗡声，这是交流电磁铁的正常交流声(硅钢片叠装后，片中的涡流与相邻片涡流产生吸合或相斥的振动声，这是避免不了的)。24454-3A2.电磁铁的基本工作原理当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动。当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。

27、24454-3A3.电磁铁的特性1)直流电磁铁吸力的特点是：电磁吸力与气隙大小的平方成反比，气隙越大，电磁吸力越小。2)交流电磁铁吸力的特点是：当外施电压一定时，铁心中磁通的幅值基本上是一个恒值，这样电磁吸力FX将不变。24454-3A4.电磁铁的分类(1)按其线圈电流的性质分可分为直流电磁铁、交流电磁铁和本整型电磁铁。()按用途不同分可分为牵引电磁铁、阀用电磁铁、制动电磁铁及其他类型的专用电磁铁。24454-3A(1)按其线圈电流的性质分)交流电磁铁。)直流电磁铁。)本整型电磁铁。24454-3A()按用途不同分)牵引电磁铁。)阀用电磁铁。)制动电磁铁。24454-3A5.电磁离合器XA61

28、32万能铣床主轴电动机停车制动,主轴上刀制动以及进给系统的工作进给、快速移动皆由电磁离合器来实现。电磁离合器又称电磁联轴器，它是利用表面摩擦和电磁感应原理,在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行电器。由于它便于远距离控制、能耗小、动作迅速可靠、结构简单,故广泛应用于机床的电气控制。铣床上采用的是摩擦片式电磁离合器。其工作原理为：主动摩擦片可以沿轴向自由移动,因为是花键联接,故主动摩擦片将随同主动轴一起转动；从动摩擦片与主动摩擦片交替叠装,可以随从动齿轮转动,并在主动轴转动时它可以不转。线圈通电后产生磁场,将摩擦片吸向铁心,衔铁也被吸住,紧紧压住各摩擦片。于是,依靠主动摩擦片与从动摩擦片之间的摩擦力,使从动齿轮随主动轴转动。电磁离合器线圈电压达到额定值的85%105%时,离合器能可靠地工作。