低压电气知识理论

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数控机床常用低压电器

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主题二 数控机床常用低压电器

主要内容:

2.1低压电器的基本知识 2.2电力开关电器 2.3低压控制电器 2.4热继电器 2.5低压主令电器 2.6低压执行电器 要求:

掌握常用的低压电器元件原理,功能和图形符号.

电器定义:所有电工器械的简称,即凡是根据外界特定的信号和要求自动或手动接通或断开电路,断续或连续地改变电路参数,实现对电路或非电对象的切换,控制,保护,检测,和调节的电工器械统称为电器.

低压电器:用于交流1200V,直流1500V级以下的电路中起通断,保护,控制或调节作用的电器产品.

高压电器:交流1200V以上,直流1500V以上. 2.1低压电器的基本知识 1.低压电器的分类 (1)按照用途来分类

按用途来分类一般把低压电器分为低压配电电器,低压控制电器及低压执行电器 (2)按照动作方式来分类

按照动作方式来分类一般把低压电器分为自动切换电器和非自动切换电器

(3)按照执行功能来分类

按照执行功能来分类一般把低压电器分为有触点电器和无触点电器. 2.低压电器的结构

电器一般都具有两个基本组成部分电磁机构,触头系统. (1)电磁机构

电磁机构将电能转换成机械能,通过杠杆机构带动触头的闭合和分开.电磁机构一般由线圈,铁心和衔铁三部分组成.其结构形式按照动作方式有直动式和转动式 电磁机构有直流和交流两种. (2)触头系统

触头是有触点电器的执行部件用来接通和断开电路.按照结构型式可分为桥式触头和指式触头.

根据用途的不同,触头可以分为动合触点和动断触头.电器元件在没有通电或不受外力作用的常态下处于断开状态的触头称为动合触点,反之则称为动断触点. (3)灭弧装置

当触头分断大电流电路时,会在动,静触头间产生强烈的电弧.电弧会烧伤触头,并使电路的切断时间延长,严重时甚至会引起触电或其他事故.必须采用灭弧装置来迅速熄灭触点在分断电路时所产生的电弧 . 灭弧措施:

电动力灭弧 窄缝灭弧 栅片灭弧 磁吹灭弧 2.2 电力开关电器

电力开关是数控机床的电源控制部件,通过电力开关保证设备,人身安全. 1.刀开关

刀开关是一种手动电器又叫闸刀开关,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.

刀开关结构简单,操作方便.在安装时,手柄向上不得倒装或平装.如果倒装拉闸后手柄可能因自重下落引起误合闸而造成人身设备安全事故.接线时必须将电源线接在上端,负载线接在下端来保证安全. 2.组合开关

组合开关又称转换开关它实质也是一种刀开关,只不过一般刀开关的操作手柄是垂直于安装平面的平面内向上或向下转动,而组合开关的操作手柄是平行于安装平面

的平面内向左或向右转动.它具有多触头,多位置,体积小,性能可靠,操作方便,安装灵活等特点.它常用在机床的控制电路中,作为电源的引入开关,也可控制小容量电动机的直接起动,反转,调速和停止的控制开关等. 3.低压断路器

它相当于闸刀开关,熔断器,热继电器,欠电压继电器等的组合,是一种既有手动开关作用又能进行欠压,失压,过载和短路保护的电器.正常工作时,可以人工操作接通或切断电源与负载的联系,当出现短路,过载,欠压等故障时能自动切断故障电路. 低压断路器按照极数分有单极,双极,三极,四极断路器四种;

按保护形式分有过电流脱扣器,热脱扣器,复式脱扣器,分励脱扣器,欠电压脱扣器,无脱扣器六种;

按结构形式分为塑壳式和框架式(框架式容量大工作电流在600A以上).它可用于电源电路,照明电路,电动机主电路的分合及保护. (1)低压断路器的结构

低压断路器主要由主触头,操作机构,脱扣器和灭弧装置等组成. ①主触头

主触头用来接通和分断主电路. ②操作机构

操作机构是实现低压断路器闭合及断开的机构.分为机械式和电动式. ③脱扣器

当电路出现故障,脱扣器会感测到故障信号而动作,经自由脱扣器将主触头断开. ④灭弧装置

主触头上装有灭弧装置,目的是为了提高分断能力. (2)工作原理

图2.14 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欠压失压脱扣器 9分励脱扣器 开关电器 图形符号 QS 4.熔断器

熔断器又叫保险丝,是一种用于过载与短路保护的电器.它具有结构简单,体积小,重

量轻,工作可靠,价格低等优点在强电,弱电系统中广泛应用

熔断器主要由熔体,放置熔体的绝缘管,触头及绝缘底板(底座)等部分组成. 熔断器的主要部件就是熔体.

熔体的材料分为低熔点和高熔点材料.低熔点材料主要有铅锡合金,锌等,高熔点材料主要有铜,银,铝等.它通常制成的丝状或片状.

熔断管是由瓷质绝缘材料或硬质纤维制成的半封闭式管状外壳,熔体装在熔断管中,在熔体熔断时起灭弧作用.

熔断器按结构形式主要分为半封闭插入式,无填料密封管式,有填料密封管式和自复式四种.常见的是瓷插式熔断器,螺旋式熔断器,RT0系列有填料封闭管式熔断器,快速熔断器,自复式熔断器

瓷插式熔断器:结构简单,更换方便,价格低螺旋式熔断器:主要由瓷帽,熔断体,瓷套,上接线柱,下接线柱及底座组成.分断能力强,结构紧凑,体积小,安装面积小,更换方便,安全可靠,熔丝熔断后有明显信号指示.它广泛用于控制箱,配电屏,机床设备及震动较大的场所.

RM10系列无填料封闭管式熔断器多用于低压电力网和成套配电装置中 2.3低压控制电器 1.接触器

接触器广泛应用于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.

接触器根据操作原理的不同可分为:电磁式,气动式和液压式,绝大多数的接触器为电磁式接触器;根据接触器触头控制负载的不同可分为:直流接触器(用作接通和分断直流电路的接触器)和交流接触器(用作接通和分断交流电路的接触器)两种,此外接触器还可按它的冷却情况分为:自然空气冷却,油冷和水冷三种,绝大多数的接触器是空气冷却式.

按结构布置形式有正装和倒装. 交流接触器的构造和工作原理 交流接触器主要由以下四部分组成: 电磁系统:包括线圈,衔铁,铁芯

触头系统:包括主触头,辅助触头.辅助常开和常闭触头是联动的,即常闭触头打开时常开触头闭合.接触器的主触头的作用是接通和断开主电路,辅助触头一般接在控制

电路中,完成电路的各种控制要求.

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.

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. KM

2.电磁继电器

电磁继电器是自动控制电路中常用的一种元件.实际上它是用较小电流控制较大电流的一种自动开关 电磁继电器的基本结构

电磁继电器一般由电磁系统,触头系统,调节系统等组成. 电磁系统

包括衔铁,铁心,轭铁,线圈等,是反应继电器输入量的结构系统. 触头系统

包括动,静触头及其附件.触头一般为桥式触头,有常开和常闭两种形式,没有灭弧装置.触头系统是反应输出量的结构系统. 调节系统

继电器中设有反作用弹簧,在继电器断电释放时使得触头复位.一般设有改变反作用弹簧松紧程度的调节装置和改变衔铁释放时初始状态磁路气隙大小的调节装置,如调节螺母和非磁性垫片等 . (2)电磁继电器的分类:

按其用途不同可分为电压继电器,电流继电器,中间继电器,时间继电器和速度继电器等. 3.时间继电器

感受部分在感受外界信号后,经过一段时间才能使执行部分动作的继电器,叫做时间继电器.对于电磁式时间继电器,当线圈在接受信号以后(通电或失电),其对应的触头使某一控制电路延时断开或闭合.

时间继电器主要有空气阻尼式,电动式,晶体管式及直流电磁式等几大类.延时方式有通电延时和断电延时两种 (1)空气阻尼式时间继电器

空气阻尼式时间继电器是根据空气阻尼的原理制成的.它主要由电磁系统,工作触头

(微动开关),延时机构等组成. KT (e) 线圈 4.电流继电器

电流继电器根据输入(线圈)电流大小而动作的继电器.电流继电器的线圈串接在被测电路中,以反应电流的变化.其触点接在控制电路中,用于控制接触器的线圈或信号指示灯的通断.为了不影响电路正常工作电流继电器的线圈阻抗小,导线粗,匝数少.

电流继电器有过电流继电器和欠电流继电器两种. 5.电压继电器

电压继电器根据输入电压大小而动作的继电器.电压继电器线圈与被测电路并联.为减少分流电压继电器的线圈导线细,匝数多,阻抗高. 电压继电器有过电压继电器和欠电压继电器 过电流继 电器线圈

欠电流继电器线圈 过电压继 电器线圈 欠电压继 电器线圈 常开触头 常闭触头 6.中间继电器

中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器.中间继电器的特点是触头数目多(6对以上)触点电流较大(5A)但与接触器不同的是触头无主辅之分,当电机功率较小时,可代替接触器的触点. 7.速度继电器

速度继电器是利用转轴的一定转速来切换电路的自动电器.它常用于电动机的反接制动的控制电路中,当反接制动的转速下降到接近零时,它能自动地及时切断电流.它由转子,定子和触头三部分组成.速度继电器与电动机同轴,触头串接在控制电路

中.

2.4热继电器

热继电器是电流通过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲,推动执行机构动作的一种保护电器.主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护等.

热继电器主要由感温元件(或称热元件),触头系统,动作机构,复位按钮,电流调节装置,温度补偿元件等组成.

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 2.5低压主令电器

低压主令电器是用于发送控制指令的电器.它属于非自动切换电器用于控制电路电源的控制,在控制系统中用来发布命令,如按钮,主令开关,行程开关,主令控制器 1.控制按钮

控制按钮具有常开和常闭触头的复式按钮.其触头对数有1常开1常闭,2常开2常闭,以至6常开6常闭.对复式按钮来说,按下按钮时,它的常闭触头先断开,经过一个很短时间后,它的常开触头再闭合.

控制按钮一般由按钮,复位弹簧,触头和外壳等部分组成

\停止\和\急停\按钮必须是红色.当按下红色按钮时,必须使设备停止工作或断电. \起动\按钮的颜色是绿色

\起动\与\停止\交替动作的按钮必须是黑色,白色或灰色,不得用红色和绿色. \点动\按钮必须是黑色.

\复位\如保护继电器的复位按钮)必须是蓝色.当复位按钮还有停止的作用时,必须是红色. 2.万能转换开关

万能转换开关采用叠装式元件组成,能对电路进行多种转换的控制,它是一种低压控制电器,同时也是一种低压主令电器.和组合开关相比是具有更多操作位置和触点,能够换接多条电路的手动控制电器.由于它能控制多条回路,适应控制复杂线路故而叫做万能转换开关.广泛用于自动开关,高压油断路器等操作机构的合闸控制,电磁控制站中线路的换接以及电流,电压换相测量等处,还可以用于不频繁起动停止的小容量电动机的控制.

3.行程开关

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.若将行程开关安装于生产机械行程的终点处,用以限制其行程,则称为限位开关.

行程开关按其结构分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关.机械接触式行程开关分为直动式,滚动式和微动式三种.接近开关按照原理分为高频振荡型,感应型,电容型,光电型,永磁及磁敏元件型,超声波型等.接近开关工作稳定可靠,使用寿命长,操作频率高,体积小因此在数控机床上广泛使用.接近开关工作稳定可靠,使用寿命长,操作频率高,体积小因此在数控机床上广泛使用. (a)直动式行程开关 (b)滚轮式行程开关 (c)微动开关

1顶杆 2复位弹簧 3静触头 4动触头 5触头弹簧

1滚轮2上转臂3盘形弹簧4推杆5小滚轮6擒纵件7,8压板9弹簧10弹11动触头12静触头

1常开静触头 2动触头 3常闭静触头 4壳体 5推杆 6弓簧片 2.6低压执行电器

低压执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器. 1.电磁阀

电磁阀是用电磁铁推动滑阀移动来控制介质(气体,液体)的方向,流量,速度等参数的工业装置. 2.电磁离合器

电磁离合器又称电磁联轴节.它是利用表面磨擦和电磁感应原理,在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行电器.由于它便于远距离控制,控制能量小,动作迅速,可靠,结构简单,广泛应用于机床的电气控制.摩擦片式电磁离合器应用较为普遍. 图2.43多片式摩擦电磁离合器结构简图

1主动轴 2从动齿轮 3套筒 4衔铁 5从动磨擦片 6主动磨擦片7电刷与滑环 8线圈 9铁心 作业:

课后3,14,16,24,27,32,34

补充作业:在实习车间数控车床的零点开关属于哪种开关 查阅正泰电器中的空气开关,接触器的特点,种类,附件

1 低压电器基本概述 在我国经济建设事业和人民生活中，电能的应用越来越广泛。实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，就更离不开电气化。为了安全、可*地使用电能，电路中就必须装有各种起调节、分配、控制和保护作用的电气设备。这些电气设备统称为电器。从生产或使用的角度，可分为高压电器和低压电器两大类。随着科学技术和生产的发展，电器的种类不断增多，用量非常大，用途极为广泛。 一、低压电器的定义与分类 我国现行标准将工作电压交流1000V、直流1200 V以下的电气线路中的电气设备称为低压电器。低压电器的种类繁多，按其结构用途及所控制的对象不同，可以有不同的分类方式，以下介绍三种分类方式： 1、按用途和控制对象不同，可将低压电器分为配电电器和控制电器 （1）用于低压电力网的配电电器 这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。对配电电器的主要技术要求是断流能力强、限流效果在系统发生故障时保护动作准确，工作可*；有 足够的热稳定性和动稳定性。 （2）用于电力拖动及自动控制系统的控制电器 这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。对控制电器的主要技术要求是操作频率高、寿命长，有相应的转换能力。 2、按操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器 （1）自动电器 通过电磁（或压缩空气）作功来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。 （2）手动电器 通过人力做功来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器等。 3、按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器 我们将重点介绍最典型的几类低压电器，如刀开关、熔断器、空气断路器、接触器、继电器、主令电器、起动器等。

另外，低压电器按工作条件还可划分为一般工业电器、船用电器、化工电器、矿用电器、牵引电器及航空电器等几类，对不同类型低压电器的防护型式、耐潮湿、耐腐蚀、抗冲击等性能的要求不同。

二、低压电器的基本用途

我们日常生活中用水时，在输送自来水的管路上及各种用水的地方，要装上不同的阀门对水流进行控制和调节。在输送电能的输电线路和各种用电的场合，也要使用不同的电器来控制电路通、断，对电路的各种参数进行调节。只是电能的输送和使用比自来水的输送使用要复杂得多。低压电器在电路中的用途是根据外界信号或要求，自动或手动接通、分断电路，连续或断续地改变电路状态，对电路进行切换、控制、保护、检测和调节。

三、低压电器的全型号表示法及代号含义

为了生产销售、管理和使用方便，我国对各种低压电器都按规定编制型号。即由类别代号、组别代号、设计代号、基本规格代号和辅助规格代号几部分构成低压电器的全型号。每一级代号后面可根据需要加设派生代号。产品全型号的意义如图1所示。

低压电器全型号各部分必须使用规定的符号或数字表示，其含意为： 1、类组代号

包括类别代号和组别代号，用汉语拼音字母表示，代表低压电器元件所属的类别，以及在同一类电器中所属的组别。 2、设计代号

用数字表示，表示同类低压电器元件的不同设计序列。

3、基本规格代号 用数字表示，表示同一系列产品中不同的规格品种。 4、辅助规格代号

用数字表示，表示同一系列、同一规格产品中的有某种区别的不同产品。 其中，类组代号与设计代号的组合表示产品的系列，一般称为电器的系列号。同一系列的电器元件的用途、工作原理和结构基本相同，而规格、容量则跟据需要可以有许多种。例如：JR16是热继电器的系列号，同属

这一系列的热继电器的结构、工作原理都相同；但其热元件的额定电流从零点几安培到几十安培，有十几种规格。其中辅助规格代号为3D的有3相热元件，装有差动式断相保护装置，因此能对三相异步电动机有过载和断相保护功能。低压电器类组代号及派生代号的意义见表4-1和表4-2。

四、低压电器的主要技术指标

为保证电器设备安全可*地工作，国家对低压电器的设计、制造规定了严格的标准，合格的电器产品具有国家标准规定的技术要求。我们在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用。低压电器的主要技术指标有以下几项： 1、绝缘强度

指电器元件的触头处于分断状态时，动静头之间耐受的电压值(无击穿或闪络现象)。 2、耐潮湿性能

指保证电器可*工作的允许环境潮湿条件。 3、极限允许温升

电器的导电部件，通过电流时将引起发热和温升，极限允许温升指为防止过度氧化和烧熔而规定的最高温升值(温升值＝测得实际温度－环境温度)。 4、操作频率

电器元件在单位时间(1小时)内允许操作的最高次数。

5、寿命

电器的寿命包括电寿命和机械寿命两项指标。电寿命：指电器元件的触头在规定的电路条件下，正常操作额定负荷电流的总次数。机械寿命：指电器元件在规定使用条件下，正常操作的总次数。

五、低压电器的结构要求

低压电器产品的种类多、数量大，用途极为广泛。为了保证不同产地、不同企业生产的低压电器产品的规格、性能和质量一致，通用和互换性好，低压电器的设计和制造必须严格按照国家的有关标准，尤其是基本系列的各类开关电器必须保证执行三化(标准化、系列化、通用化)，四统一(型号规格、技术条件、外形及安装尺寸、易损零部件统一)的原则。我们在购置和选用低压电器元件时，也要特别注意检查其结构是否符合标准，

防止给今后的运行和维修工作留下隐患和麻烦。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n2wp.html