低压电器的基本知识.docx

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低压电器的基本知识

设备常见低压电器的基本认识

1、电器的基本概念

电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气元件或设备。

电器的控制作用就是手动或自动地接通、断开电路，“通”称为“开”，“断”也称为“关”。

因此，“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。

2、电气的基本知识及分类

一、低压电器的分类

　　1.按电器的动作性质分

　　2.按电器的性能和用途分

　　3.按有无触点分

　　4.按工作原理分：

二、电磁式电器

　　电磁式电器类型很多，从结构上看大都由两个基本部分组成，即：

感测部分和执行部分。

　　1.电磁机构

　　电磁机构又称为磁路系统，其主要作用是将电磁能转换为机械能并带动触头动作从而接通或断开电路

　　　　　　　　　　　图电磁机构的结构形式

（a）、（d）螺管式（c）、（f）、（g）转动式（b）、（e）直动式

　　2.吸引线圈

　　吸引线圈的作用是将电能转化为磁场能。

按线圈的接线形式分为电压线圈和电流线圈；

　　单向交流电磁机构上短路环的作用是消除振动。

　　　　图交流电磁铁的短路环

1-衔铁2-铁芯3-线圈4-断路环

三、电器的触头系统

　　触头是有触点电器的执行部分，通过触头的闭合、断开控制电路通、断。

1.桥式触头2.指式触头

　　　　　　图触头的结构形式

四、电弧和灭弧方法

　　1.吹弧：

利用气体或液体介质吹动电弧，使之拉长、冷却。

按照吹弧的方向，分纵吹和横吹。

　　2.拉弧：

加快触头的分离速度，使电弧迅速拉长，表面积增大迅速冷却。

　　3.长弧割短弧：

　　4.多断口灭弧：

　　5.利用介质灭弧：

　　6.改善触头表面材料

第三节、开关电器

一、刀开关

　　刀开关的典型结构如图，主要由静插座、触刀、操作手柄、绝缘底板组成。

（a）刀开关结构（b）符号

　　　图刀开关典型结构

　　1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）

　　2.带熔断器式刀开关

　　3.负荷开关

（1）开启式负荷开关

（2）封闭式负荷开关

二、组合开关

　　组合开关又称转换开关。

常用的组合开关有HZ10系列，其结构如图所示。

三、低压断路器

　　1.低压断路器的用途

　　低压断路器又称自动空气开关。

分为框架式DW系列（又称万能式）和塑壳式DZ系列（又称装置式）两大类。

主要在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断电路。

　　2.DZ系列断路器的结构和工作原理

　　断路器由触头系统、灭弧室、传动机构和脱扣机构几部分组成。

如图所示。

　　　　　　图DZ断路器结构图

1-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器

5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮

第四节、熔断器

一、熔断器的分类

　　常用的熔断器有瓷插式、螺旋式、有填料密封管式、无填料管式等几种类型，

　　　　　　　　　　　图常用熔断器结构图

　　　　　（a）瓷插式（b）有填料螺旋式（c）无填料密闭管式（d）符号

二、熔断器的结构和原理

　　熔断器由熔体和熔座两部分组成，在正常情况下，熔体中通过额定电流时熔体不应该熔断，当电流增大至某值时，熔体经过一段时间后熔断并熄弧，这段时间称为熔断时间。

三、熔断器的选择及性能指标

　　1.熔断器的技术参数

　　熔断器的选择有三个技术参数：

（1）额定电压

（2）额定电流

　　（3）极限分断能力

　　2.熔断器的选择

第五节、主令电器

一、控制按钮

　　控制按钮是一种简单电器，不直接控制主电路，而在控制电路发出手动控制信号。

其结构原理如图所示。

由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成。

（a）结构原理图（b）符号

　　按照按钮的结构型式可分为开启式（K）、保护式（H）、防水式（S）、防腐式（F）、紧急式（J）、钥匙式（Y）、旋钮式（X）和带指示灯（D）式等。

二、位置开关

　　位置开关又称行程开关或限位开关，它的作用是将机械位移转变为电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。

从而控制机械运动或实现安全保护。

位置开关包括：

行程开关、限位开关、微动开关及由机械部件或机械操作的其它控制开关。

　　位置开关有两种类型：

直动式（按钮式）和旋转式。

其结构基本相同，由操作头、传动系统、触头系统和外壳组成,主要区别在传动系统。

三、接近开关

　　无触点行程开关又称接近开关，是当某种物体与之接近到一定距离时就发出“动作”信号，它不须施以机械力。

接近开关的用途已经远远超出一般的行程开关的行程和限位保护，它还可以用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、检测零件尺寸、无触点按钮及用作计算机或可编程控制器的传感器等。

　　接近开关按工作原理分：

高频振荡型（检测各种金属）、永磁型及磁敏元件型、电磁感应型、电容型、光电型和超生波型等几种。

常用的接近开关是高频振荡型，由振荡、检测、晶闸管等部分组成。

　　常用的接近开关有LJ系列、SQ系列、CWY系列和3SG系列。

3SG系列为德国西门子公司生产的新型产品。

四、万能转换开关

　　万能转换开关可同时控制许多条（最多可达32条）通断要求不同的电路，而且具有多个档位，广泛应用于交直流控制电路、信号电路和测量电路，亦可用于小容量电动机的起动、反向和调速。

由于其换接的电路多，用途广，故有“万能”之称。

万能转换开关以手柄旋转的方式进行操作，操作位置有2～12个，分定位式和自动复位式两种。

第六节接触器 

一、交流接触器

　　1.交流接触器的结构

　　图为交流接触器结构原理图。

主要由三部分组成。

（1）触头系统：

采用双断点桥式触头结构，一般有三对常开主触头。

（2）电磁系统：

包括动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧。

　　　　　　　　　图交流接触器的外形与结构

　　（3）灭弧系统：

大容量的接触器（20A以上）采用缝隙灭弧罩及灭弧栅片灭弧，小容量接触器采用双断口触头灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。

　　2.交流接触器的工作原理

　　当吸引线圈两端加上额定电压时，动、静铁芯间产生大于反作用弹簧弹力的电磁吸力，动、静铁芯吸合，带动动铁芯上的触头动作，即常闭触头断开，常开触头闭合；当吸引线圈端电压消失后，电磁吸力消失，触头在反弹力作用下恢复常态。

二、直流接触器

　　直流接触器主要用于远距离接通和分断直流电路，还用于直流电动机的频繁起动、停止、反转和反接制动。

三、接触器的主要技术指标

　　1.额定电压

　　2.额定电流

　　3.吸引线圈额定电压

　　4.通断能力

　　5.操作频率

　　6.交直流接触器的额定操作频率：

　　7.寿命

四、接触器的选择

　　接触器的选择原则：

　　1.根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型。

一般直流电路用直流接触器控制，当直流电动机和直流负载容量较小时，也可用交流接触器控制，但触头的额定电流应适当选择大些。

　　2.接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；

　　3.吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；

　　4.额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。

根据负载额定电流，接触器安装条件及电流流经触头的持续情况来选定接触器的额定电流。

第七节继电器

一、电磁式继电器

　　作用：

起控制、放大、联锁、保护和调节作用。

　　分类：

直流继电器和交流继电器；电压继电器、电流继电器、中间继电器和时间继电器。

　　1.电磁式电流继电器

　　电流继电器的线圈串接于电路中，根据线圈电流的大小而动作。

这种继电器的线圈导线粗匝数少、线圈阻抗小。

（a）过电流继电器（b）欠电流继电器

　　2.电磁式电压继电器

　　电压继电器线圈匝数多，导线细，工作时并联在回路中，根据线圈两端电压的大小接通或断开电路。

　　3.中间继电器

　　中间继电器的电磁线圈所用电源有直流和交流两种。

常用的中间继电器有JZ7和JZ8两系列。

二、热继电器

　　热继电器有多种型式，其中常用的有：

（1）双金属片式：

利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作。

（2）热敏电阻式：

利用电阻值随温度变化而变化的特性制成的热继电器。

　　（3）易熔合金式：

利用过载电流发热使易熔合金达到某一温度值时，合金熔化而使继电器动作。

　　1.热继电器的结构及工作原理

　　热继电器是利用电流的热效应来切断电路的保护电器,主要由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。

　　　　　　　　　　　图热继电器结构原理图

　　　　　　　　（a）结构原理图（b）差动导板（C）符号

　　2.热继电器的使用与选择

　　热继电器的选择应满足:

ＩeR≥Ｉed

　　　　　　　　　　　　　　ＩeR：

热继电器热元件的额定电流；

Ｉed：

电动机的额定电流。

三、时间继电器

　　时间继电器用来按照所需时间间隔，接通或断开被控制的电路，以协调和控制生产机械的各种动作，因此是按整定时间长短进行动作的控制电器。

　　时间继电器种类很多，按构成原理有：

电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式和数字式等。

按延时方式分：

通电延时型、断电延时型。

四、速度继电器

　　速度继电器是以速度的大小为信号与接触器配合，完成笼型电动

机的反接制动控制，故亦称为反接制动继电器。

速度继电器常用于铣床和镗床的控制电路中。

　　　　　　　　　　　　（a）外形（b）结构（c）符号

　　　　　　　　　　图1.18速度继电器外形、结构和符号图

第8节、电动机

一、什么是电动机

电动机（Motor）是把电能转换成机械能的一种设备。

它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。

电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。

电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。

电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。

2、

电动机的分类

3、三相异步电动机基本结构

1）.三相异步电动机的基本结构

三相异步电动机由定子和转子构成,定子和转子之间有气隙.

（1）定子

定子由铁心,绕组,机座三部分组成.铁心由0.5mm的硅钢片叠压而成;三相绕组连接成星形或三角形;机座一般用铸铁作成,主要用于固定和支撑定子铁心.

（2）转子

转子由铁心和绕组组成.转子同样由硅钢片叠压而成,压装在转轴上;转子绕组分为鼠笼式和线绕式两种.线绕式异步电动机还有滑环,电刷机构.

4、工作原理简介

（1）三相正弦交流电通入电动机定子的三相绕组,产生旋转磁场,旋转磁场的转速称之为同步转速;

（2）旋转磁场切割转子导体,产生感应电势;

（3）转子绕组中感生电流;

（4）转子电流在旋转磁场中产生力,形成电磁转矩,电动机就转动起来了.

电动机的转速达不到旋转磁场的转速,否则,就不能切割磁力线,就没有感应电势,电动机就停下来了.转子转速与同步转速不一样,差那么一些,称之为异步.