第2章常用低压电器
2.4断路器2.3继电器2.1低压电器的定义与分类2.2接触器2.6主令电器2.7新型智能电器2.5熔断器
2.1低压电器的定义与分类
2.1.1低压电器定义低压电器是指工作在交流电压1000V以下、直流电压1500V及以下的电器。它是能够根据外界特定的信号和要求,自动或手动接通和断开电路,实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气元件。
2.1.2低压电器分类低压电器种类繁多,结构形式各异,工作原理及功能也各不相同。因此低压电器的分类方法很多。本教材主要从用途进行分类,常用的低压电器主要类别及用途见表2-1。
2.2接触器
2.2.1接触器的基本结构和工作原理目前最常用的接触器是电磁接触器,它由电磁机构、触点、灭弧装置及其他部分组成。接触器的实物图、结构图以及文字图形符号如图2-1所示。电磁机构将电磁能转换成机械能,产生电磁吸力带动触点动作。电磁机构包括电磁线圈、动铁心和静铁心。触点是接触器的执行元件,用来接通或断开被控制电路,包括主触点和辅助触点。灭弧装置用于熄灭主触点在分断电流瞬间触点间气隙中产生的电弧。其他部分包括释放弹簧机构、支架与底座等。接触器的工作原理说明:当电磁线圈通电后,线圈电流产生磁场,使静铁心产生电磁力吸引衔铁,并带动触点动作,使常闭触点断开,常开触点闭合,两者是联动的。当线圈断电时,电磁力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放,使触点复原,即常开触点断开,常闭触点闭合。
2.2.2接触器的分类接触器根据所控制主电路电流的类型,可分为交流接触器和直流接触器。交流接触器:线圈可以是交流线圈也可以是直流线圈,主触点接通、切断交流主电路。直流接触器:线圈只能是直流线圈,主触点接通、切断直流主电路。交流线圈中通上交流电,交变磁通穿过铁心,产生涡流和磁滞损耗,使铁心发热。为减少铁心损耗,铁心用硅钢片冲压而成;为便于散热,线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上;为防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声,铁心端面上安装铜制的短路环。灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。直流线圈中通上直流电,不产生涡流和磁滞损耗,铁心不发热,铁心可以用整块钢制成。为便于散热,线圈制成长而薄的圆筒状。灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。
2.2.3接触器的主要技术参数和选用方法接触器的主要技术参数电流类型;线圈电压;主触点额定电流、额定电压、触点极数;辅助触点额定电流、触点对数;等等。选用接触器时主要依据以下几点(1)接触器的使用类别应与负载性质相一致:控制交流负载应选用交流接触器;控制直流负载则选用直流接触器。(2)主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。
2.2.3接触器的主要技术参数和选用方法选用接触器时主要依据以下几点(3)主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。接触器的额定电压和电流是指主触点的额定电压和电流。当控制对象为电动机时,可以根据电动机的功率计算接触器主触头的电流:式中,IC为接触器主触点电流(A);K为经验系数,一般取(1~1.4);PN为电动机的额定功率(kW);UN为电动机的额定电压(V)。(4)吸引线圈的额定电压和频率应与控制回路的电压和频率相一致,接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠地吸合。(5)主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要。
2.3继电器
2.3.1电磁式继电器由于电磁式继电器具有工作可靠、结构简单、制造方便、寿命长等一系列优点,故在电气控制系统中应用最为广泛。电磁式继电器按吸引线圈电流的种类不同,可分为直流和交流两种;按输入信号的性质,可分为电压继电器和电流继电器。电磁式继电器的实物图以及文字图形符号如图2-2所示。
2.3.2时间继电器当继电器感应元件接收外界信号后,经过设定的延时时间才执行部分动作的继电器称为时间继电器。电磁式继电器的实物图、延时时序图以及文字图形符号如图2-3所示。选用时间继电器,主要从以下几个方面考虑:(1)根据控制电路对延时方式的要求选择通电延时还是断电延时。(2)根据控制电路对触点的数目要求选择。(3)根据控制电路延时范围和精度要求选择。(4)根据使用场合、工作环境选择。
2.3.3热继电器热继电器是依靠电流流过发热元件时产生的热量,使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种电器,主要用于电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。热继电器的实物图、结构图以及文字图形符号如图2-4所示。热继电器的工作原理如图2-4(b)所示。热元件(双金属片7)由膨胀系数不同的两种金属片组合的复层材料构成(设上层膨胀系数大)。
2.3.3热继电器热继电器选用时主要从以下几个方面考虑:(1)长期工作制下,按电动机的额定电流来确定热