设备电气CH2低压电器.docx

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设备电气CH2低压电器

第二章低压电器

低压电器——就是应用在交流1200V以下，直流1500V以下的电路中的仪器。

一、低压开关

1、刀开关

分类——1）根据刀片数可分为单刀、双刀、三刀开关。

2）根据是否封闭，可分为开启式、封闭式开关。

用于——机床电路中，主要用在车间总电源配电柜上。

刀开关实物图

（1）结构及作用

结构——主要由刀座、刀夹和刀片、熔断体组成

作用——接通和分断负荷电路。

（2）刀开关的型号及符号

（3）选择

1）刀开关的额定电压应高于被控电路的实际电压。

对于照明电路、电阻炉电路，刀开关的额定电压应选择380V或500V以上。

2）刀开关的额定电流应大于被控电路的实际电流。

对于电动机电路，刀开关的额定电流应大于电动机额定电流的三倍以上。

3）根据是单相还是三相电源，选择双刀或三刀开关。

4）有些场所除了主电源外，还有备用电源，选取的刀开关必须是双掷开关

（4）使用注意事项

合闸——将刀片推入刀座上的刀夹内。

拉闸——将手柄拉向下方。

操作时——正面安装的刀开关。

应站在刀开关侧面，不要正对刀开关操作，防止意外产生的大电流在分合时汽化刀体，发生爆炸，伤害人体。

更换熔体——应断开开关，不要带电操作。

对于没有速动装置的刀开关，在接通和分断时，应迅速操作，以防电弧持续时间太长，烧毁刀体。

2、组合开关

名称及作用——又称转换开关，主要对主电路起隔离作用和对轻负载进行负荷通断控制。

a）b）c）

组合开关实物图

a）HZ10系列组合开关b）HZ5系列组合开关c）HZ3系列组合开关

（1）组合开关型号及符号

（2）工作原理

原理与闸刀工作原理相似，可以使几组触点同时动作，加有速断速合弹簧，可以缩短分合电路产生的电弧燃烧时间，延长使用寿命。

（3）选用

根据电源种类、电压等级，所需极数、接线方式、负载容量进行选择。

当直接用作小容量电动机的通断控制时，额定电流一般取电动机额定电流的1.5-2.5倍。

（4）组合开关的使用及注意事项

组合开关的手柄处于水平状态表示断开，处以竖直状态表示接通。

组合开关通断能力较低，不能用来分断故障电流。

用于控制电动机正反转时，要在电动机完全停止后才能反向起动，以防冲击电流过大烧坏触点，且每小时的接通次数不超过15～20次

3、低压断路器

机床电路上，很少采用刀开关，取而代之的是有自动断电功能的低压断路器。

名称——又叫自动空气断路器，简称断路器。

种类——漏电断路器，短路、过载断路器，过压、欠压断路器。

a）b）

c低压断路器实物图

a）DZ15系列断路器b）DW系列断路器

c）DZ47LE系列断路器d）DZ47系列断路器

（1）低压断路器型号及符号

（2）低压断路器的工作原理

DZ47LE-63型断路器工作原理为：

通过机械机构带动动触头向静触头运动并与静触头可靠接触、接通电路。

过载故障时，动触头迅速离开静触头，从而实现分断线路的功能；

短路故障时，短路电流使瞬时脱扣器动作，实现分断功能；

剩余电流或触电故障时，零序互感器输出的信号推动断路器脱扣，使剩余电流动作断路器在极短时间内切断电源，从而实现剩余电流保护功能。

（3）低压断路器的选择

1）额定电压以及其主触头的额定电流，应不小于电路的正常工作电压和电流。

2）热脱扣器的整定电流应与其所控制的电动机或其他负载的额定电流一致。

3）Iz≥KIs式中K-安全系数Iz-电磁脱扣器瞬间时动作电流Is-电动机的起动电流

（4）使用及注意事项使用

对于带手柄的低压断路器，手柄向下表示断开，手柄向上表示接通。

对于带按钮的低压断路器，按钮处于高位表示断开，按钮处于低位表示接通。

断路器动作之后，重新合闸前必须先复位。

注意各脱扣器动作值一经调整好，不允许随意变动，以免影响其动作。

二、低压熔断器

1、结构及作用

两部分组成——由熔断器座、熔断体组成。

熔体熔断时，都处于大电流状态，会产生电弧，为了延长寿命，都采用了灭弧装置。

作用——主要作用是短路保护或严重过载保护。

2、低压熔断器的型号及符号

低压熔断器的型号很多，但在机床上使用的最多的是RL1、RT18系列熔断器，其型号及符号如下所示：

3、熔断器的工作原理

当电路出现短路故障或负载大幅增加时，通过熔体的电流很大，熔体发热，温度升高，温度达到熔体的熔点时，熔体熔断，切断电路。

4、熔断器的选择

熔断器的额定电压应高于电路的额定电压，

熔断管的额定电流选择标准

负载类型

额定电流选择标准

阻性负载

大于或等于负载额定电流的1.1倍

单台电动机

大于或等于电动机额定电流的1.5-2.5倍

多台电动机

大于或等于容量最大的一台电动机额定电流的1.5-2.5倍，并加上其他电动机额定电流的总和

5、熔断器的使用及注意事项

RTO系列——熔体熔断后会有指示信号弹出。

更换熔体时，要先查明大电流产生的原因。

排除故障后，更换同规格的熔断管。

不能盲目地增加熔断管的额定电流。

三、交流接触器

交流接触器是低压电路中，实现自动控制的主要设备，便于实现远距离控制。

a）b）c）

d）e）f）

图2-5交流接触器实物及结构图

a）CJT1系列交流接触器b）CDC10系列交流接触器c）CJX2系列交流接触器

d）CJX4交流接触器e）CJ40系列交流接触器f）CJ40系列交流接触器

1、主触点2、常闭辅助触点3、常开辅助触点4、动铁心

5、线圈6、静铁心7、灭弧罩8、复位弹簧

1、结构——电磁机构、触头系统、灭弧装置、附属部件组成

电磁机构由线圈、静铁心和动铁心组成。

触头系统由主触头和辅助触头两部分组成。

2、交流接触器的型号及符号

表2-2交流接触器的符号

线圈

三相主触头

常开辅助触头

常闭辅助触头

3、交流接触器工作原理

线圈得电，使静铁心、动铁心磁化吸合。

动铁心被吸合时，会带动与之相连接的触头动作。

主触头闭合、常开辅助触头闭合、常闭辅助触头断开。

线圈失电后，电磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下复位，各触头跟随复位。

4、交流接触器的选择

表2-3交流接触器的选择

内容

选择

主触头额定电流

1、对于电阻性负载应等于额定电流

2、对于电动机应大于或稍大于额定电流

主触头额定电压

主触头额定电压应大于或等于电源电压

线圈额定电压

交流接触器线圈的额定电压有36V、110V、127V、220V、380V等，所选电压应等于控制电路（二次回路）电源的额定电压

触头数量及类型

交流接触器常闭辅助触头与常开辅助触头的数量应不少于电路所需数量

交流接触器外形和尺寸

应满足安装环境条件

5、使用及注意事项

使用时应分清线圈接线柱和触点接线柱。

触点接线柱又分为主触头接线柱，辅助触头接线柱。

辅助触头又分为常开辅助触头（标注NO）、常闭辅助触头（标注NC）。

主触头L端接电源，T端接负载。

四、继电器

定义——继电器是一种根据输入信号（电信号、热信号、光信号）的变化，控制小电流的通断实现自动控制、保护电气传动装置的电器。

结构——主要由感测机构、中间机构和执行机构三部分组成。

种类——按输入信号的性质可将继电器分为热继电器。

时间继电器、中间继电器、速度继电器、压力继电器等。

1、热继电器

热继电器是对电动机实行过载保护的控制电器。

a）b）c）

图2-6热继电器的实物图

a）JR36系列热继电器b）JRS2系列热继电器c）JR28系列热继电器

（1）热继电器的结构及作用

a）b）

图2-7热继电器的外形结构

a）热继电器结构b）差动式断相保护

表2-4热继电器各组成部件的特点

组成部件

说明

热元件

热继电器的主要组成部分，由主双金属片和绕在外面的电阻丝组成。

主双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属片复合而成。

电阻丝一般用康铜或镍合金等材料制成

动作机构

利用杠杆传递及弓簧式瞬跳机构来保证触头动作的迅速、可靠

触头系统

为单断点弓簧跳跃式动作，一般有一对常开触头、一对常闭触头，其中常闭触头串接控制电路中，常开触头很少用

电流整定装置

通过旋钮和电流调节凸轮调节推杆间隙，改变推杆移动距离，从而调节整定电流值

温度补偿元件

为双金属片，其受热弯曲的方向与主双金属片一致，它能保证热继电器的动作特性在-30～40℃的环境温度范围内基本上不受周围介质温度的影响

复位机构

有手动和自动两种形式，可根据使用要求通过复位调节螺钉来自由调整选择。

一般自动复位的时间不大于5min，手动复位时间不大于2min

（2）热继电器的型号及符号

表2-5热继电器的符号

发热元件

动作元件（常闭、常开触头）

（3）热继电器的工作原理

串接在主电路中。

过载时，温度升高，双金属片形变。

当形变达到临界点时，使常开触点闭合，常闭触点断开。

只能作长时间过载保护，不能作短时过载和短路保护。

有的还装有断相保护装置，缺相时保护电动机。

（4）热继电器的选用

1）额定电流应略大于被保护电动机的额定电流。

2）电动机作星形连接时，可选用不带断相保护的热继电器。

3）被保护电动机作三角形连接时可选用带断相保护的电动机。

4）被保护电动机的负载状况不稳定，有较大冲击性时，热继电器的额定电流可为被保护电动机额定电流的1.1-1.5倍。

5）根据热继电器的安装环境，选用结构合适的热继电器。

（5）热继电器的使用及注意事项

表2-6热继电器的使用及注意事项

项目

要求

接线

热继电器额定电流分别为10A、20A和60A时，连接导线应分别为截面积是2.5mm2、4mm2的单股铜芯塑料线和截面积是16mm2的多铜芯橡皮线热继电器的发热元件要串接在主电路中，并将电源从高些的接线端子上引入，从低些的接线端子上引出（简称高进低出）；其常闭触头一般串接在控制电路中

定期通电校验

发生短路后，应检查热元件是否发生永久变形，如已变形，则需通电校验。

因热元件变形可导致动作不准确，只能调整其可调部分，严禁弯折热元件

确定复位方式

热继电器出厂时均调整为手动复位方式，如需自动复位，将复位螺钉顺时针方向旋转3～4圈，并稍加拧紧即可

保养

定期用布擦净尘埃或污垢，若发现金属片上有锈斑，应用清洁布蘸汽油轻轻擦除，严禁用砂纸打磨

2、时间继电器

种类——主要有空气阻尼式和电子式

a）b）c）

图2-8时间继电器实物图

a）JS7系列时间继电器b）JS14P系列时间继电器c）JS20系列时间继电器

（1）JS7-A时间继电器的结构和作用

a）b）

图2-9时间继电器结构图

a）通电延时时间继电器b）断电延时时间继电器

表2-7时间继电器的结构和作用

组成部件

说明

电磁系统

由线圈、铁心和衔铁等组成，提供电磁力

触头系统

包括两对瞬时触头（一常开、一常闭）和两对延时触头（一常开、一常闭），瞬时触头和延时触头分别是两个微动开关的触头

空气室

为一个空腔，由橡皮膜、活塞等组成。

橡皮膜可随空气的增减而移动，顶部的调节螺钉可调节延时时间

传动机构

由推杆、活塞杆、杠杆及各种类型的弹簧等组成

基座

用金属板制成，用以固定电磁机构和气室

（2）时间继电器的型号及符号

表2-8JS7-A系列时间继电器的符号

型号

瞬时触头

线圈

延时常开触头

延时常闭触头

JS7-1A

无

JS7-2A

JS7-3A

无

JS7-4A

（3）JS7-A系列空气阻尼式时间继电器的工作原理

1）通电延时型

瞬时常闭触头瞬时断开，瞬时常开触头瞬时闭合

线圈通电→动、静铁心吸合

延时后，延时常闭触头延时断开，延时常开触头延时闭合

线圈断电→动、静铁心在反作用弹簧作用下分离→各对触头均瞬时复位。

2）断电延时型

将通电延时型的电磁机构翻转180°安装即成为断电延时型。

（4）时间继电器选择

1）根据电路条件选择通电延时或断电延时。

2）根据控制对象选择有无瞬时触点。

3）根据控制线路的电压选择线圈的额定电压。

4）当延迟时间不长，控制精度不高时选择空气阻尼式，当延迟时间长，控制精度要求较高时选择电子式。

（5）空气阻尼式时间继电器的使用注意事项

可以通过调节螺钉调整延时时间。

顺时针旋动减小延时时间，逆时针旋动增大延时时间。

3、中间继电器

中间继电器是用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器，中间继电器品种很多，按安装方式分，可分为螺钉安装形式和滑轨安装形式，如图2-10所示。

a）b）c）

图2-10中间继电器实物图

a）JZ7系列中间继电器b）JZC47系列中间继电器c）MY2J系列中间继电器

（1）中间继电器的结构及作用

与交流接触器的结构很相似。

但是没有主辅之分。

额定电流大多为5A，有时也可以用来控制电流较小的主电路。

（2）中间继电器的型号及含义：

（3）中间继电器的符号

表2-9中间继电器的符号

线圈

常开

常闭

（4）中间继电器工作原理、选择、使用方法与交流接触器基本相同。

4、速度继电器

分类——电磁感应式速度继电器和离心式速度继电器。

（1）速度继电器的结构及作用

结构——由定子、转子和触头系统三部分组成。

图2-12速度继电器结构图

当电动机起动旋转时，转子7随着转动，在磁场作用下产生电磁转矩，使定子随转子旋转方向转动，当定子偏转到一定角度时，在使常闭触头打开而常开触头闭合。

推动触头的同时也压缩了相应的反力弹簧，其反作用力阻止定子继续偏转。

当电动机转速下降时，当继电器转子转速下降到一定值时，继电器触头恢复到原来状态。

调节螺钉的松紧，可调节的动作转速为140r/min，触头的复位转速为100r/min。

（2）速度继电器的选择

选择——根据电动机的额定转速和控制要求来选择。

五、主令电器

作用——对控制电路发出操作指令的开关电器。

种类——按钮开关、位置开关、万能转换开关、主令控制器。

1、按钮

分类——按保护形式分为开启式、防护式、防水式和防腐式等；

——按结构形式分为嵌压式、紧急式、钥匙式、带信号灯、带灯揿钮式、带灯紧急式等

——按颜色有红、黑、绿、黄、白、蓝等。

（1）按钮的结构及作用

图2-14按钮的结构图

1、按钮2、复位弹簧3、动触点4、静触点

按钮的作用——是发出机械的起动和停止等命令。

（2）按钮的型号及符号

表2-10按钮的符号

名称

常开按钮

常闭按钮

复合按钮

符号

（3）按钮的工作原理

复合按钮为例的工作原理：

按下按钮，上面一对常闭触头先分断，下面一对常开触头，随后闭合。

松开按钮，在复位弹簧作用下，下面一对常开触头立即复位断开，上面一对常闭触头随后复位闭合。

（4）按钮的选择

1）根据工作环境，适当选用开启式、防护式、防水式；

2）根据操作方便，适当选用按钮式，旋钮式、紧急式；

3）根据用途，适当选用颜色，红色表示紧急停止运行；绿色表示起动；黄色表示不正常时操作以防工作进一步扩大；蓝色表示强制干预；白、灰、黑没有特殊含义。

4）根据电路需要，选择合适的触头数目。

（5）按钮的使用及注意事项

分清常开、常闭触头，分清每个触头对应的两个接线柱。

2、位置开关

名称——又叫限位开关，也叫行程开关。

分类——无机械触点的接近开关和有机械接触的行程开关。

结构——行程开关分为直动式，滚动式和微动式三种。

a）b）c）

图2-14位置开关实物图

a）LX2-11系列行程开关b）D4MC-2020系列微动开关c）LPM-18N5C接近开关

（1）行程开关的结构与作用

作用——是根据机械发出的指令，控制该机械自身的运动方向和行程范围。

结构——

图2-15行程开关结构图

1、操纵杆；2、弓形弹簧；3、复位弹簧；4、静触点；5、动触点；

（2）行程开关的型号及符号

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如有疑问请参考权利声明

表2-11行程开关的符号

名称

常开触头

常闭触头

复合触头

符号

（3）工作原理

直动式和单滚轮式行程开关与按钮工作原理完全相同。

双滚轮式不能自动复位，滚轮偏向一边相当于按下按钮，偏向另一边相当于松开按钮。

（4）行程开关的选择

1）根据机械位置和机械功能要求，合理选择不同结构的行程开关；

2）根据电路需要，选择不同的触头类型和触头数目。

（5）行程开关的使用及注意事项

分清常开、常闭触头，分清每对触头对应的两个接线柱。