5电工基础培训之常用低压电器共13页

常用低压电器 低压电器通常是指工作在交流 1000V 及以下与直流 1200V 及以下电路 中的电器。按照电器动作性质不同，低压电器可分为手控电器和自控电器两 大类；按照是否有触点，低压电器还可分为有触点电器和无触点电器两大 类。1 低压开关 常见的低压开关有刀开关、 转换开关、 自动空气开关及主令 控制器等。它们的作用主要是实现对电路进行接通或断开的控制。多数作 为机床电路的电源开关，有时也用来直接控制小容量电动机的通断工作。1.1 刀开关刀开关又称闸刀开关， 它是非自动切换开关中结构最简单， 应用最广泛的一种低压电器。其代表产品有HK系列瓷底胶盖幵关及 HH系列铁壳开关等。刀开关又可分为两极和三极两种。两极开关适用于交流50HZ500V以下的小电流电路，主要作为一般电灯、电阻和电热等回路的控 制开关用；三极开关适当降低容量后，可作为小型电动机的手动不频繁操 作控制开关使用，并具有短路保护作用。1、瓷底胶盖刀开关 瓷底胶盖刀开关又称开启式负荷开关，其结构及符号见图 11。HK 系列瓷底胶盖刀开关的型号意义如下：实际应用中，用于普通照明电路，作为隔离或负载开关时，一般选择 幵关的额定电压大于或等于 220V、额定电流大于或等于电路最大工作电流 的两极开关。用于电动机控制时，如果电动机功率小于 5.5KW,可直接用于电动机 的启动、停止控制；如果电动机功率大于 5.5KW,贝V只能作为隔离幵关使 用。选用时，应选择幵关的额定电压大于或等于 380V、额定电流大于电动 机额定电流 3 倍的三极开关。在安装开启式负荷开关时，应注意将电源进线装在静触座上，将用电 负荷接在闸刀开关的下出线端上。这样当开关断开时，闸刀和熔丝均不带 电，保证更换熔丝安全。闸刀在合闸状态时， 手柄应向上， 不可倒装或平装， 以防止误合闸。2、铁壳开关铁壳幵关又称封闭式负荷幵关，常用HH系列铁壳幵关的结构及 外形如图 12 所示。HH系列铁壳幵关的型号意义如下：1.2 组合开关组合开关又称转换开关 , 属于刀开关类型 , 其结构特点是用动触 片代替闸刀 , 以左右旋转操作代替刀开关的上下分合操作 , 有单极、 双极和 多极之分。普通型的组合开关 , 可以用于各种低压配电设备中 , 不频繁地接通和切 断电路，如用于交流电压 380V以下或直流220V以下的电路中。作为电源 引入幵关，可用来控制5kW以下小容量电动机的启动、 停车和正反转，也可 以作为机床照明电路的控制开关。当用于电动机控制时，其启动、停止的 操作频率应小于（1520）次/时；用于控制电动机正反转时，必须使电动 机先经过完全停止的位置 , 然后才能接通反向运转电路，否则会因为反转 启动电流较大而损坏开关。（ 1 ）用于控制三相线路通断的转换开关。图 4.3 为一用于接通和断开三相异步电动机的转换开关的结构示意 图。胶木盒内装有一个可转动的公共轴，轴上装有多个触片，这些可随轴 转动的触片称动触片。胶木盒内还装有与动触片数目相同的静触片。这些 静触片由接线柱与外电路相连。手柄只有两个定位位置：水平位置和垂直 位置，由凸轮定位。当转动手柄至水平位置时，静触片与动触片断开（即 X与Ci，夫与C2、X3与C3断幵），电动机停车。当转动手柄至垂直位置时， 动触片就插入到相应的静触片中，使三相电路同时接通（即Xi与C、X2与C2、Xa与C3接通）。电动机启动。（ 2）用于控制三相异步电动机正反转的转换开关图 4.4 是用于控制三相异步电动机正反转的转换开关结构示意图和触 点动断表。图中Xi、X分别为电源引 线，Ci、C、G,分别接电动机接 线端。转换开关手柄有三个定位位置。在不同位置时接通不同的电路，动 断表（图4.4（d）中的符合“ X”表示相应的触点接通，空格则表示相应 的触点断开。当开关手柄转到位置“ 0”时，动触点不与任何静触点接触， 整个电源断幵，见图4.4（ a）。当幵关手柄转到位置“ I”时，Xi、儿、Xa， 分别与Ci、Q、G，相接通。见图4.4 （ b），电动正转。当幵关手柄转到 位置“II ”时，X、X2、Xa则分别与Ci、C2、G相接，此时两相电源线对调， 电动机反转，见图4.4 (c)。在电动机不频繁起停且电动机容量不大的情 况下，可采用这种转换开关方便地实现电动机的正反转控制。( 3)万能转换开关另外，还一种多档的转换开关，它的触点较多，手柄常有几个定位位 置；它能同时接通和断开多条电路， 这种转换开关通常称为万能转换开关。 它常用于选择系统的不同工作方式，便如自动方式、半自动方式和手动方 式等。图 4.5 是一种万能转换开关的图形符号和触点断合表。在图形符号 中，黑点表示手柄在相应位置时该触点闭合，无黑点表示断开，例如，当 手柄转到位置“ II ”时，触点 1 和 3 接通，而触点 2、4、5、 6 断开。又 如，当手柄转到位置“ O'时，所有触点均接通。常用的转换幵关为LS系列和LW系列。图4.6为LW係列万能转换幵关 外形图。1.3 自动空气开关 自动空气开关又称自动开关或自动空气断路器 , 它是一种既可接 通分断电路 , 又能对负荷电路进行自动保护的低压电器。当电路发生严重 的过载、短路以及失压等故障时 , 能够自动切断故障电路 ( 俗称自动跳闸 ), 有效地保护串接在它后面的电气设备。因此 , 自动空气开关是低压配电网 路中非常重要的一种保护电器。在正常条件下 , 也用于不频繁接通和断开 的电路以及控制电动机等。自动开关种类很多，但均由触点、操作机构、脱扣器、灭弧室等组成。 图 4.12 为自动开关的工作原理图。 通过手动操作联杆机构使主触点闭合， 接通三相电路。过电流线圈串在电路中(图中只画出一个线圈，实 际上有 两个或三个)，欠压线圈则并在电源两端。当电路短路或电流过大时，过 电流线圈产生的电磁吸力克服了弹簧 2 的反作用力使过流脱扣器的顶杆向 上运动顶开脱扣钩子， 于是在弹簧 1 的作用下， 使主触点动作， 切断电源， 起到了保护作用。如电源电压低于某一规定值或者消失时，欠压线圈定磁 吸力小于弹簧 3的作用力， 于是欠压脱扣器的顶杆在弹簧 3的作用下顶开 脱扣钩子，起到欠压保护作用。用自动开关实现短路保护比熔断器优越。因为三相负载中发生线间短 路时，很可能只有一相熔断器烧断，造成单相运行。而使用自动开关时， 只要发生线间短路，开关就跳闸，将三相电路同时切断，因此，在要求较 高的场合常采用自动开关。常用的自动幵关为 DZ系列。如下图所示的几种常用的低压空气幵关。2、主令电器主令电器是一种非自动切换的小电流开关电器 , 它在控制电路中的作 用是发布命令去控制接触器、继电器或其它电器执行元件的电磁线圈 , 使 电路接通或分断 , 从而达到控制电力拖动系统的启动与停止以及改变系统 的工作状态 , 如正转与反转等 , 实现生产机械的自动控制。 由于它专门发送 命令或信号 , 故称为“主令电器” , 也称“主令开关”。主令电器的种类很多，常用的有：按钮、转换开关、行程开关、主令 开关、主令控制器、脚踏开关等。2.1 、按钮按钮的结构原理图如图 4.1 (a)所示。它主要由按钮帽、连杆、二对动触点、 二对静独点以及恢复弹簧等所组成。按钮帽分红色、 黄色、蓝色、绿色、白色、黑色等，它装在连杆上端，二对动触点装在连杆下端，二对 静触点装在按钮盒内，并通过接线柱与外部相连。在正常状态下，动触点 与上面的一对静独点相接触，这对触点称为常闭触点。而下面的一对触点 是断开的，称为常开触点。 按下按钮时， 常闭触点断开， 常开触点闭合 (故 常团触点又称动断触点，常开触点又称动合触点)。当手松开后，在恢复 弹簧的作用下按钮又恢复原来的状态。按钮的图形符号如图4.1 (b)所示。按钮在结构上形式多种多样，触点的数目各不相同，主要根据使用场 合、触点的数目以及按钮的颜色来选择。对于非常重要的控制配合，要求 有可以防止误操作的按钮时，可选用钥匙式控制按钮；对于要求接通多个 控制支路时，可选用旋转式控制按钮；当要求用于紧急时切断电源，可选 用紧急式的控制按钮；在控制柜面板上的按钮，有的要求有灯光显示，这 时可选用带灯的控制按钮；没有什么特殊要求，可选用一般按钮。对于按 钮罩的颜色，一般红色钮罩多用于“停止”“紧急”的地方；黑色和绿色 多用于“启动”、“通电”的地方；黄色透明的钮罩带灯按钮多用于显示 工作或间歇状态。常用的为LA系列按钮，图4.2为LA系列按钮外形图。2.2 位置开关位置开关又称行程开关或限位开关 , 其作用和按钮开关相同 , 都是对 控制线路发出接通、断开和信号转换等指令的电器。但与按钮开关不同的 是, 位置开关不靠手按而是利用生产机械某些运动部件的碰撞而使触头动 作、接通和断开控制线路 , 达到一定的控制要求。当外界机械挡铁碰压顶杆时，顶杆向下移动，压迫触头弹簧，并通过该弹簧 使接触桥离幵常闭静触头，转为同常幵静触头接触，即动作后，常幵触头闭 合,常闭触头断幵。当外界机械挡铁离幵顶杆后 ，在恢复弹簧的作用下，接 触桥重新自动恢复原来的位置。3、接触器接触器是一种依靠电磁力使触点产生动作的一种电器，在自动控制系统中，常用它接通或断幵负载电路。 根据接触器线圈所需电源电压的不同， 接触器常分为交流接触器和直流接触器，但也有交 直流两用的接触器。3.1、交流接触器交流接触器主要由触点、电磁系统和灭弧装置三大部分组成，下面分别介绍它们的结构和作用。（1）触点交流接触器的触点分为主触点和辅助触点两类，每一对触点包含一个动动触点和静触点，如图 4.7所示。主触点为三对常幵触点，用来接通或 断幵负载电路，由于它允许通过较大的电流（一般大于10A）,故触点较大；而辅助触点包括常幵触点和常闭触点两种。辅助触点用于接通或断幵 控制电路中接触或继电器的线圈，辅助触点额定电源一般为5A。常和的CJ系列交流接触器有四对辅助触点，两对常闭，两对常幵。（2）电磁系统电磁系统是由静铁心、动铁心（或叫衔铁）和线圈组成。线圈套在静铁心中。动铁心通过连杆与触点相连。当线圈通电时，铁心中产生磁通，使静铁心和动铁心之间产 生 电磁吸力， 动铁心被吸引并带动动触点向下运 动，使得原来接触的动静触点分开，原来分开的动静触点接触，即常开触点闭合，常闭触点断开。当线圈断电时，由于恢复弹簧的作用于使动铁心恢复到原来的状态（即常触点重新断开，常闭触点重新闭合）。这样，可 以通过控制线圈得电或断电，达到控制负载波电路通断的目的。当主触点容许通过的电流较小（小于10A）时，主触点和辅助触点就被做成一样大小，即无主触点和辅助触点之分。线圈的额定电压通常有两种：380V和220V。线圈的额定电压决定了控 制电路所需的电源电压， 通常按通过主触点的电流大小和线圈额定电压来 选择接触器。（ 3）灭弧系统接触器在断开大电流电路时，在断开瞬间触点处将产生电弧，实质上 是动触点与静触点之间的气体在电场作用下出现的放电现象。 它会烧坏触 点，有时还会烧熔触点而使动静触点焊在一起，使电路不能切断，有时甚 至会引起相间短路。因此，通断电流较大的交流接触器常带有灭弧装置， 使在触点断开时 能迅速熄灭电弧。传统的交流接触器产生主要为 CJ 系列。换代产品为 CJ20 系列、 CJO系列等。引进产品有B系列、STB系列等。图4.8为CJ20系列交流接触器 外形图。3.2 、直流接触器直流接触器与交流接触器的主要区别是直流接触器线圈所需的电源是 直流电源。常用的为 220V和440V。直流接触器常用于控制直流电动机的 启动、换向，调速或反接制动。常用的直流接触器为 CZ系列。4、继电器继电器是一种根据电气量 （如电压、电流等 ） 或非电气量 （