电工技术基础.ppt
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1、电气控制与PLC实训教程,第1章 常用的低压电器,1.1 概 述,1.1.1 低压电器的分类 1按用途分 低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为低压控制电器和低压配电电器两大类。,2按动作方式分 低压电器按它的动作方式可分为自动切换电器和非自动切换电器。 3按执行机理分 低压电器按它有无触点可分为有触点电器和无触点电器两大类。,1.1.2 低压电器的主要技术数据 1额定电流 2额定电压 3操作频率及通电持续率 4机械寿命和电气寿命,1.1.3 选择低压电器的注意事项 在选择时首先考虑安全原则,其次是经济性,另外,在选择低压电器时还应注意以下几点。 (1)了解电器的正常工作条件 (2)了解电
2、器的主要技术性能 (3)明确控制对象及使用环境 (4)明确相关的技术数据,1.1.4 低压电器的型号表示法 国产常用低压电器的全型号组成形式如下:,1.2 电磁式低压电器的结构和工 作原理,1.2.1 电磁机构 1组成 电磁机构一般由铁芯、衔铁及线圈等几部分组成。按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构;按电磁机构的形状分有E形和U形两种;按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类。,如图1-1所示。图1-1(a)为衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯,图1-1(b)为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯,图1-1(c)为衔铁直线运动的双E形直动式铁芯。,图1-1 常用的电磁机构,交流电磁机构和直流电磁机构
3、的铁芯(衔铁)有所不同,直流电磁机构的铁芯为整体结构,以增加磁导率和增强散热;交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成,目的是减少在铁芯中产生的涡流,使铁芯发热。此外交流电磁机构的铁芯有短路环,以防止电流过零时(滞后90)电磁吸力不足使衔铁振动。,2原理 当线圈中有工作电流通过时,通电线圈产生磁场,于是电磁吸力克服弹簧的反作用力使得衔铁与铁芯闭合,由连接机构带动相应的触头动作。,3作用 将电磁机构中线圈中的电流转换成电磁力,带动触头动作,完成通断电路的控制作用,将电磁能转换成机械能。,1.2.2 触头系统 触头是用来接通或断开电路的,其结构形式有很多种。 1按其接触形式分 按其接触形式分为点接触、
4、线接触和面接触3种。,如图1-2所示。图1-2(a)为点接触的桥式触头,图1-2(b)为面接触的桥式触头,图1-2(c)为线接触的指形触头。点接触允许通过的电流较小,面接触和线接触允许通过的电流较大。,图1-2 常见的触头结构,2按控制的电路分 按控制的电路分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路,允许通过较大的电流。辅助触头用于接通或断开控制电路,只允许通过较小的电流。,3按原始状态分 按原始状态分为常开触头和常闭触头。当线圈不带电时,动、静触头是分开的称为常开触头;当线圈不带电时,动、静触头是闭合的称为常闭触头。,1.2.3 灭弧系统 1电弧的产生 电弧产生高温并有强光,可将触头烧
5、损,并使电路的切断时间延长,严重时可引起事故或火灾。,2电弧的分类 电弧分直流电弧和交流电弧,交流电弧有自然过零点,故其电弧较易熄灭。 3灭弧的方法 (1)机械灭弧:通过机械将电弧迅速拉长,用于开关电路。,(2)磁吹灭弧:在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下,电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内,电弧被冷却熄灭。 (3)窄缝灭弧:在电弧形成的磁场、电场力的作用下,将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中,使其分成数段并迅速熄灭,如图1-3所示,该方式主要用于交流接触器中。,(4)栅片灭弧:当触头分开时,产生的电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段,彼此绝缘的金属片相当电极,因而就有
6、许多阴阳极压降,对交流电弧来说,在电弧过零时使电弧无法维持而熄灭,如图1-4所示,交流电器常用栅片灭弧。,图1-3 窄缝灭弧室的断面,图1-4 金属栅片灭弧示意图,1.3 配 电 电 器,1.3.1 刀开关 刀开关只用于手动控制容量较小、起动不频繁的电动机,可分为瓷底开启式负荷开关和封闭式负荷开关。,1.3.2 低压断路器 低压断路器(又称为自动开关)可用来分配电能、不频繁地起动电动机、对供电线路及电动机等进行保护,当它们发生严重的过载或短路及欠压等故障时能自动切断电路。,低压断路器按用途分有配电(照明)、限流、灭磁、漏电保护等几种;按动作时间分有一般型和快速型;按结构分有框架式(万能式DW系
7、列)和塑料外壳式(装置式DZ系列)。,1.3.3 漏电保护开关 漏电保护开关是一种最常用的漏电保护电器。它既能控制电路的通与断,又能保证其控制的线路或设备发生漏电或人身触电时迅速自动掉闸,切断电源,从而保证线路或设备的正常运行及人身安全。,1.3.4 低压熔断器 熔断器由熔体(熔丝或熔片)和安装熔体的外壳两部分组成,起保护作用的是熔体,其外形结构和图形符号如图1-11所示。低压熔断器按形状可分为管式、插入式、螺旋式和羊角保险等;按结构可分为半封闭插入式、无填料封闭管式和有填料封闭管式等。,图1-11 熔断器外形结构及图形符号,1特点及用途 常用熔断器的特点及用途如表1-1所示。,表1-1,常用
8、熔断器的特点、用途,续表,2主要参数 低压熔断器的主要参数如下: (1)熔断器的额定电流Ige; (2)熔体的额定电流ITe (3)熔体的熔断电流Ib (4)熔断器的断流能力Id,如果线路电流大于熔断器的断流能力,熔丝熔断时电弧不能熄灭,可能引起爆炸或其他事故。低压熔断器的几个主要参数之间的关系为:IdIbIgeITe。,3选型 熔断器的选型主要是选择熔断器的形式、额定电流、额定电压以及熔体额定电流。 熔体额定电流的选择是熔断器选择的核心,其选择方法如表1-2所示。,表1-2,熔体额定电流选择,4注意事项 在安装、更换熔体时,一定要切断电源,将刀开关拉开,不要带电作业,以免触电。熔体烧坏后,应
9、换上和原来同材料、同规格的熔体,千万不要随便加粗熔体,或用不易熔断的其他金属丝去替换。,1.4 控 制 电 器,1.4.1 接触器 接触器是一种适用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和控制电路的自动控制电器。,1.4.2 主令电器 主令电器主要用来切换控制电路,即用它来控制接触器、继电器等电器的线圈得电与失电,从而控制电力拖动系统的起动与停止,以及改变系统的工作状态,如正转与反转等。,1.5 继 电 器,1.5.1 电磁式继电器 电磁式继电器是应用最早同时也应用最多的一种继电器。它由电磁机构和触点系统组 成,如图1-19所示。,1-静触点;2-动触点;3-簧片;4-衔铁;5-极靴; 6-空气气
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