-------------------------------------------------------------
低压电器的工作原理详细教程
本章主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的工作原理、用途、型号、规格及符号等知识，电器控制线路的基本环节，并通过对典型电器控制系统的分析，学会正确选择和合理使用常用电器、学会分析和设计电气控制线路的基本方法，为后继章节的学习打下基础。
第一节 常用电器元件及符号
一、电器的基本知识
（一）电器的分类
电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器—接触器控制系统，简称电器控制系统。
电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。下面是几种常用的电器分类。
（1）高压电器 用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。 （2）低压电器 用于交流50Hz(或60Hz)，额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。例如接触器、继电器等。
2．按动作原理分类
1）手动电器 用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。
2）自动电器 借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。
3．按用途分类
（1）控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。
（2）主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。
（3）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。
（4）执行电器 指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。
（5）配电电器 用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。
4．按工作原理分类
1）电磁式电器 依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。
2）非电量控制电器 依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。
（二）电器的作用
低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。低压电器的作用有：
（1）控制作用 如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。
（2）保护作用 能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。
（3）测量作用 利用仪表及与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。
（4）调节作用 低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。
（5）指示作用 利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。
（6）转换作用 在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等．
当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现，常用低压电器的主要种类和用途如表1-1所示。
表1-1 常见的低压电器的主要种类及用途
序号 | 类 别 | 主 要 品 种 | 用 途 |
1 | 断路器 | 塑料外壳式断路器 | 主要用于电路的过负荷保护、短路、欠电压、漏电压保护，也可用于不频繁接通和断开的电路 |
框架式断路器 |
限流式断路器 |
漏电保护式断路器 |
直流快速断路器 |
2 | 刀开关 | 开关板用刀开关 | 主要用于电路的隔离，有时也能分断负荷 |
负荷开关 |
熔断器式刀开关 |
3 | 转换开关 | 组合开关 | 主要用于电源切换，也可用于负荷通断或电路的切换 |
换向开关 |
4 | 主令电器 | 按钮 | 主要用于发布命令或程序控制 |
限位开关 |
微动开关 |
接近开关 |
万能转换开关 |
5 | 接触器 | 交流接触器 | 主要用于远距离频繁控制负荷，切断带负荷电路 |
直流接触器 |
6 | 起动器 | 磁力起动器 | 主要用于电动机的起动 |
星三起动器 |
自耦减压起动器 |
7 | 控制器 | 凸轮控制器 | 主要用于控制回路的切换 |
平面控制器 |
8 | 继电器 | 电流继电器 | 主要用于控制电路中，将被控量转换成控制电路所需电量或开关信号 |
电压继电器 |
时间继电器 |
中间继电器 |
温度继电器 |
热继电器 |
9 | 熔断器 | 有填料熔断器 | 主要用于电路短路保护，也用于电路的过载保护 |
无填料熔断器 |
半封闭插入式熔断器 |
快速熔断器 |
自复熔断器 |
10 | 电磁铁 | 制动电磁铁 | 主要用于起重、牵引、制动等地方 |
起重电磁铁 |
牵引电磁铁 |
| | | |
对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。
二、接触器
接触器，是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。它还具有低电压释放保护功能，接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。
按照所控制电路的种类、接触器可分为交流接触器和直流接触器两大类。
（一）交流接触器
1．交流接触器结构与工作原理
如图l-1所示为交流接触器的外形与结构示意图。交流接触器由以下四部分组成：
图l-1 CJ10-20型交流接触器
1一灭弧罩 2一触点压力弹 3一主触点 4一反作用弹簧 5一线圈 6一短路环 7一静铁心 8一弹簧 9一动铁心 10一辅助常开触点 11一辅助常闭触点 （1）电磁机构 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。主触点用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点，一般常开、常闭各两对。
（3）灭弧装置 容量在10A以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。
（4）其他部件 包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。
电磁式接触器的工作原理如下：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁。
2．交流接触器的分类
交流接触器的种类很多，其分类方法也不尽相同。按照一般的分类方法，大致有以下几种。
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。单极接触器主要用于单相负荷，如照明负荷、焊机等，在电动机能耗制动中也可采用；双极接触器用于绕线式异步电机的转子回路中，起动时用于短接起动绕组；三极接触器用于三相负荷，例如在电动机的控制及其它场合，使用最为广泛；四极接触器主要用于三相四线制的照明线路，也可用来控制双回路电动机负载；五极交流接触器用来组成自耦补偿起动器或控制双笼型电动机，以变换绕组接法。
②按灭弧介质分 可分为空气式接触器、真空式接触器等。依靠空气绝缘的接触器用于一般负载，而采用真空绝缘的接触器常用在煤矿、石油、化工企业及电压在660V和1140V等一些特殊的场合。
按有无触点分 可分为有触点接触器和无触点接触器。常见的接触器多为有触点接触器，而无触点接触器属于电子技术应用的产物，一般采用晶闸管作为回路的通断元件。由于可控硅导通时所需的触发电压很小，而且回路通断时无火花产生，因而可用于高操作频率的设备和易燃、易爆、无噪声的场合。
3．交流接触器的基本参数
（1）额定电压 指主触点额定工作电压，应等于负载的额定电压。一只接触器常规定几个额定电压，同时列出相应的额定电流或控制功率。通常，最大工作电压即为额定电压。常用的额定电压值为220V、380V、660V等。
（2）额定电流 接触器触点在额定工作条件下的电流值。380V三相电动机控制电路中，额定工作电流可近似等于控制功率的两倍。常用额定电流等级为5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。
（3）通断能力 可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时的最大电流值；最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。一般通断能力是额定电流的5～10倍。当然，这一数值与开断电路的电压等级有关，电压越高，通断能力越小。
（4）动作值 可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈两端的电压，接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后，缓慢降低吸合线圈的电压，接触器释放时的最大电压。一般规定，吸合电压不低于线圈额定电压的85％，释放电压不高于线圈额定电压的70%
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议