常用低压电器与电气控制系统图设计课件.ppt

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1、第二章常用低压电器及电气控制系统图的设计主要内容2.1电器的基本知识2.2常用低压电器2.3电气控制系统图2.4电气控制的基本电路2.5三相异步电动机速度控制电路2.6变频调速控制电路2.7电气控制电路分析基础2.1电器的基本知识2.1.1电器的定义及分类1．电器的定义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统称为电器。2．电器的分类（1）按工作电压等级分类:低压电器高压电器（2）按用途分类:控制电器配电电器执行电器（3）按工作原理分类:

2、电磁式电器非电量控制电器（4）按工作方式分类:机械式电器电子式电器电磁式电器主要由电磁机构、触点和灭弧装置组成1．电磁机构（1）结构与工作原理由吸引线圈、铁芯、衔铁等几部分组成.它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量并带动触点动作，完成电路接通和分断。当线圈通过工作电流时，产生足够的磁动势，在磁路中形成磁通，使衔铁获得足够的电磁力，克服反作用力与铁芯吸合，由连接机构带动相应的触点动作。2.1.2电磁式电器的工作原理与结构特点（2）吸力特性与反力特性衔铁是否能够正常工作，是由电磁机构的吸力特性与反力特性决定的。电磁机构

3、使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称为吸力特性。它随励磁电流种类（交流或直流）、线圈连接方式（串联或并联）的不同而有所差异。电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称为反力特性。反力的大小与作用弹簧、摩擦阻力以及衔铁质量有关。1）吸力特性，为气隙磁通密度，为吸力处的铁芯截面积。当为常数时，F与成正比，也可认为与气隙磁通的平方成正比，即。①直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力与气隙的平方成反比当频率f、匝数N和电压U均为常数时，为常数，F亦为常数，说明F与δ大小无关。(实际上由于漏磁通的存在，F随着δ的减

4、小略有增加)②交流电磁机构的吸力特性2）反力特性电磁机构使衔铁释放的力主要是弹簧的反力3）反力特性与吸力特性的配合触点是电器的执行部分，用于接通和分断电路。触点主要由动触点和静触点组成工作原理：当电磁机构中的衔铁与铁芯吸合时，动触点在连动机构的带动下动作，动触点和静触点闭合或断开。（1）触点的接触形式：点接触、线接触和面接触2触点（2）触点的结构形式3.电弧的产生和灭弧方法电弧是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象。当动静触点在通电状态下分开的瞬间，动静触点的间隙很小,于是在触点间形成很强的电场(E=U/S,其中S

5、为间隙）。在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面电离出来，向阳极加速移动，这些自由电子在运动中撞击中性气体分子，使它们产生正离子和电子。于是，在触点间隙产生大量的带电粒子，使气体导电，形成了炽热的电子流，绝缘的气体变成了导体。电路通过这个游离区时消耗的电能转换为热能和光能，发出光和热的效应，产生高温并发出强光，即电弧。（1）电弧产生的条件当被分断电路的电流超过0.25～1A，分断后加在触点间隙两端的电压超过12～20V（根据触点材质的不同取值）时，在触点间隙中会产生电弧。（2）电弧的危害延长电路的分断时间

6、；将触点烧坏；严重时,会引起电器和周围设备的损坏,甚至造成火灾（3）灭弧方法1)机械性拉弧：分断触点时，迅速增加电弧长度，使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧2）双断口灭弧效果较弱，一般多用于小功率的电器中3）磁吹灭弧电弧电流越大，灭弧能力越强。它广泛用于直流灭弧装置中4）灭弧栅灭弧这种灭弧装置常用于交流灭弧5）利用有机固体介质的狭缝灭弧6）利用真空灭弧2.2常用低压电器2.2.1开关电器1.刀开关与组合开关手柄操作式单级开关示意图1-手柄2-刀夹座（静触点）3-闸刀（动触点）4-铰链支座5-接线端子6-绝缘

7、底板（1）HD型单投刀开关和HS型双投刀开关HK系列胶盖瓷底刀开关结构图胶盖瓷底刀开关实物图1-熔丝接头2-瓷底3-静触点4-瓷柄5-动触点6-胶盖（2）HK型开启式负荷开关HH系列封闭式负荷开关实物图HH系列封闭式负荷开关结构图1-手柄2-速断弹簧3-熔断器4-灭弧罩5-闸刀（3）HH系列封闭式负荷开关（4）HZ型组合开关组合开关结构图1-静触片2-动触3-绝缘垫板4-凸轮5-弹簧6-转轴7-手柄8-绝缘杆9-接线柱（5）熔断器式刀开关HR3熔断器式刀开关、具有刀开关和熔断器的双重功能在正常运行时，熔断器不脱扣，当

8、线路发生故障时，其熔断体熔断采用这种开关电器可以简化配电装置结构，作为导线及电气设备的过载和短路保护，以及用于在电网正常馈电的情况下，不频繁地接通或分断电路。刀开关的型号及含义刀开关的图形和文字符号2.低压断路器低压断路器实物图低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中的主要开关电器之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电