电工与电子技术 教学课件 ppt 作者 孙立坤 等 第6章　低压电器与控制电路

电工与电子技术,主编,第6章 低压电器与控制电路,6.1 常用的低压电器 6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.1 常用的低压电器,6.1.1 刀开关 刀开关是一种手动电器，广泛应用于配电设备作隔离电源用，有时也用于小容量不频繁起动停止的电动机直接起动控制。,图6-1 HK2系列刀开关的结构和外形图,6.1 常用的低压电器,图6-2 刀开关的 图形及文字符号,6.1 常用的低压电器,6.1.2 低压断路器 低压断路器又称自动空气断路器，俗称自动空气开关，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的电器。,图6-3 DZ20系列及DZ4763系列 低压断路器图片,6.1 常用的低压电器,图6-4 低压断路器的 图形及文字符号,6.1 常用的低压电器,1.低压断路器的结构 2.低压断路器的工作原理,图6-5 三极低压断路器工作原理图 1分闸弹簧 2主触头 3传动杆 4锁扣 5轴 6过电流脱扣器 7热脱扣器 8欠电压失电压脱扣器 9分离脱扣器,6.1 常用的低压电器,3.低压断路器的选用 1)断路器的类型应根据电路的额定电流及保护的要求来选择。 2)断路器的额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定工作电压。 3)断路器的主电路额定工作电流应大于或等于负载工作电流。 4)断路器的过电流脱扣器的整定电流应大于或等于线路的最大负载电流。 5)断路器的欠电压脱扣器的额定电压等于主电路额定电压。 6)断路器的额定通断能力大于或等于电路的最大短路电流。 6.1.3 熔断器 熔断器是一种用于过载与短路保护的电器。 1.熔断器的分类与常用型号,6.1 常用的低压电器,图6-6 熔断器的结构图,6.1 常用的低压电器,图6-7 熔断器的图形及文字符号,2.熔断器的主要技术参数 (1)额定电压 熔断器长期工作时能够正常工作的电压。 (2)额定电流 熔断器长期工作时允许通过的最大电流。 (3)极限分断能力 熔断器在规定的额定电压下能够分断的最大电流值。,6.1 常用的低压电器,6.1.4 接触器 接触器是低压电器中的主要品种之一，广泛应用于电力传动系统中，用来频繁地接通和分断带有负载的主电路或大容量的控制电路，并可实现远距离的自动控制。,图6-8 交流接触器实物图,6.1 常用的低压电器,图6-9 交流接触器的结构和触头系统示意图,1.交流接触器的构造和工作原理,6.1 常用的低压电器,1)电磁系统：包括线圈、上铁心(又叫衔铁、动铁心)和下铁心(又叫静铁心)。 2)触头系统：包括主触头、辅助触头。 3)灭弧室：触头开关时产生很大电弧会烧坏主触头，为了迅速切断触头开关时的电弧，一般容量稍大些的交流接触器都有灭弧室。 4)其他部分：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧片、传动机构、短路环、接线柱等。,图6-10 交流接触器的图形及文字符号,6.1 常用的低压电器,2.接触器的主要技术参数 1)额定电压：指接触器主触头的额定工作电压。 2)额定电流:指接触器主触头的额定工作电流。 3)吸引线圈的额定电压:直流线圈常用的电压等级为24V、48V、220V、440V等。 4)额定操作频率：指每小时允许的操作次数。 5)接通与分断能力：指接触器的主触头在规定的条件下，能可靠地接通和分断的电流值。 6)线圈消耗功率：线圈消耗功率可以分为起动功率和吸持功率。 7)动作值：指接触器的吸合电压和释放电压。 6.1.5 中间继电器 1.中间继电器简介,6.1 常用的低压电器,图6-11 JZ7系列中间继电器的外形结构 1静铁心 2短路环 3衔铁 4常开触头 5常闭触头 6反作用弹簧 7线圈 8缓冲弹簧,6.1 常用的低压电器,图6-12 中间继电器的图形和文字符号,2.电磁式中间继电器工作原理,6.1 常用的低压电器,3.电磁式中间继电器主要技术指标,表6-1 JZ7系列中间继电器的主要技术数据,6.1.6 时间继电器 在感受外界信号后，经过一段时间才能使执行部分动作的继电器，称为时间继电器。 1.空气阻尼式时间继电器,6.1 常用的低压电器,图 6-13 JS7系列时间继电器的外形结构 1线圈 2铁心 3衔铁 4反作用力弹簧 5推杆 6活塞杆 7塔形弹簧 8弱弹簧 9橡皮膜 10空气室壁 11调节螺钉 12进气孔 13活塞 14延时触头 15杠杆 16瞬动触头,6.1 常用的低压电器,图6-14 时间继电器的图形及文字符号,2.电子式、数字式时间继电器 6.1.7 热继电器 电动机工作时，正常的温升是允许的，但是如果电动机长期工作在过载情况下，就会过度发热造成绝缘材料迅速老化，使电动机寿命大大缩短。,6.1 常用的低压电器,图6-15 热继电器,6.1 常用的低压电器,图6-16 热继电器的图形及文字符号,6.1 常用的低压电器,图6-17 双金属片式热继电器结构原理图 1主双金属片 2电阻丝 3导板 4补偿双金属片 5螺钉 6推杆 7静触头 8动触头 9复位按钮 10调节凸轮 11弹簧,6.1 常用的低压电器,6.1.8 控制按钮 控制按钮是一种低压控制电器同时也是一种低压主令电器。 1.控制按钮的组成与结构形式,图6-18 控制按钮的原理和外形图,6.1 常用的低压电器,图6-19 控制按钮的图形及文字符号,2.控制按钮的常用型号,6.1 常用的低压电器,6.1.9 万能转换开关,图6-20 LW1216 型万能转换开关,6.1 常用的低压电器,图6-21 万能转换开关结构示意图 1触头 2转轴 3凸轮 4触头弹簧,6.1 常用的低压电器,图6-22 万能转换开关的图形符号,6.1.10 行程开关,6.1 常用的低压电器,依据生产机械的行程发出命令，以控制其运动方向和行程长短的主令电器称为行程开关。 1.行程开关分类及原理,图6-23 机械接触式行程开关,6.1 常用的低压电器,图6-24 行程开关和接近开关的图形及文字符号,(1)直动式行程开关 直动式行程开关动作原理与控制按钮相同，其触头的分合速度取决于生产机械的移动速度，当移动速度低于0.4m/min时，触头分断太慢易产生电弧。,6.1 常用的低压电器,图6-25 行程开关结构示意图,(2)滚轮式行程开关 图6-25b为滚轮式行程开关结构示意图。,6.1 常用的低压电器,(3)微动开关 图6-25c为微动开关结构示意图。 (4)接近开关 电感式接近开关由高频振荡器和放大器组成。 2.常用行程开关型号,6.2 三相异步电动机基本控制电路,图6-26 电动机及拖动系统的组成框图,6.2.1 单向控制电路,6.2 三相异步电动机基本控制电路,图6-27 接触器控制电动机单向运转电路,6.2.2 点动控制电路,6.2 三相异步电动机基本控制电路,在生产实践中，某些生产机械常会要求既能正常起动，又能实现位置调整的点动工作。,图6-28 电动机点动与连续运转控制电路,6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.2.3 正、反转控制电路 在实际工作中，生产机械常常需要运动部件可以正、反两个方向的运动，这就要求电动机能够实现可逆运行。,图6-29 三相异步电动机可逆运行控制电路,6.2 三相异步电动机基本控制电路,1)由图6-29a可知，按下SB2，正转接触器KM1线圈通电并自锁，主触头闭合，接通正序电源，电动机正转，按下停止按钮SB1，KM1线圈断电，电动机停止；再按下SB3，反转接触器KM2线圈通电并自锁，主触头闭合，使电动机定子绕组电源相序与正转时相序相反，电动机反转运行，其串接在KM1线圈电路中的KM2的常闭辅助触头断开，锁住KM1的线圈不能通电。 2)对于要求频繁实现可逆运行的情况，可采用图6-29b的控制电路。,图6-30 JZC350型 混凝土搅拌机,6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.2.4 位置控制 在生产中，由于工艺和安全的需要，常要求按照生产机械中某一运动部件的行程或位置变化来对生产机械进行控制，例如吊钩上升到终点时要求自动停止，龙门刨床的工作台要求在一定范围内自动往返等，这类自动控制称为行程控制或位置控制。,图6-31 位置控制限位电路,6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.2.5 顺序控制电路 在机床的控制电路中，常常要求电动机的起动和停止按照一定的顺序进行。,图6-32 两台电动机顺序控制电路图,6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.2.6 时间控制电路 时间控制指按照时间顺序进行运行状态切换的控制电路， 一般用时间继电器来控制动作时间的间隔。,图6-33 时间继电器控制的顺序起动电路,6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.2.7 多地联锁控制,图6-34 多地控制电路图,6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.2.8 -联结减压起动控制电路 三相笼型电动机容量较大时，一般应采用减压起动，有时为了减小和限制起动时对机械设备的冲击，即使允许直接起动的电动机，也往往采用减压起动。,图6-35 -联结减压起动控制电路,6.2 三相异步电动机基本控制电路,6.2.9 电气控制系统主要的保护环节 电气控制系统除了要能满足生产机械加工工艺要求外，还应保证设备长期安全、可靠、无故障地运行，因此保护环节是所有电气控制系统不可缺少的组成部分，用来保护电动机、电网、电气控制设备以及人身安全等。 1.短路保护 1)熔断器价格便宜，断弧能力强，所以一般电路几乎无例外地使用它作短路保护。 2)低压断路器又称自动空气熔断器，它有短路、过载和欠电压保护。 2.过载保护 3.零电压和欠电压保护,6.2 三相异步电动机基本控制电路,本 章 小 结 1.常用低压电器：刀开关、按钮和转换开关等属于手动电器，由工作人员手动操作。 2.继电器-接触器控制。 3.常用电动控制电路 1)三相异步电动机的直接起动控制电路是最基本的控制电路，其他控制电路，都是以此为基础的。 2)三相异步电动机的正、反转控制电路也是一个基本的控制电路，生产机械运动部件是上下、左右、前后这些方向相反的运动等，都是以电动机的正反转控制为基础的。,6.2 三相异步电动机基本控制电路,3)为了安全运行，控制电路中设置了保护环节，即短路保护(由熔断器实现)、过载保护(由热继电器实现)、欠电压保护(由接触器本身实现)。 4)分析控制电路时，首先要了解电动机或生产机械的工作要求，然后把主电路和控制电路分开来看。 习题与思考题 (1)可进行可逆运行。 (2)可正向点动、两处起动、停止。 (3)可进行反接制动。 (4)有短路和过载保护。 (1) 按下控制按钮SB1电动机正转，过10s后电动机自动停止，再过15s电动机自动反转。,6.2 三相异步电动机基本控制电路,(2) M1、M2能同时或分别停止。 (3) 控制电路应有短路、过载和零电压保护环节。 (1)按钮SB2控制电动机M1的起动，按钮SB4控制电动机M2的起动，按钮SB6控制电动机M3的起动，按钮SB1、SB3、SB5分别控制3台电动机的停止。 (2)按下SB2后 M1起动，按下SB4后M2起动，按下SB6后M3起动。 (3)电动机M1不起动，M2、M3不能起动并且应有短路、零电压和过载保护。,图6-36 题6-14图,