控制电器按其工作电压的高低,以交流1200V、直流1500V为界,可划分为高压电器和低压电器两大类。低压电器是成套电气设备的基本组成元件,在工业、农业、交通、国防以及人们用电部门中,大多数采用低压供电,因此电器元件的质量将直接影响到低压供电系统的可靠性。
低压电器一般是指在交流50Hz、额定电压1000V以下,直流额定电压在1500V以下的电路中起通断、保护、控制作用的电器。
1、电磁机构
电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量,带动触头动作,从而完成接通或分断电路的功能。电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁3个基本部分组成。
2、直流电磁铁和交流电磁铁
按吸引线圈所通电流性质的不同,电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁。直流电磁铁由于通入的是直流电,其铁心不发热,只有线圈发热,因此线圈与铁心接触以利散热,线圈做成无骨架、高而薄的瘦高型,以改善线圈自身散热。铁心和衔铁由软钢和工程纯铁制成。交流电磁铁由于通入的是交流电,铁心中存在磁滞损耗和涡流损耗,线圈和铁心都发热,所以交流电磁铁的吸引线圈有骨架,使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖形,以利于铁心和线圈的散热。铁心用硅钢片叠加而成,以减小涡流。
当线圈中通以直流电时,气隙磁感应强度不变,直流电磁铁的电磁吸力为恒值。当线圈中通以交流电时,磁感应强度为交变量,交流电磁铁的电磁吸力F在0(最小值)~F m(最大值)之间变化。在一个周期内,当电磁吸力的瞬时值大于反力时,衔铁吸合;当电磁吸力的瞬时值小于反力时,衔铁释放。所以电源电压每变化一个周期,电磁铁吸合两次、释放两次,使电磁机构产生剧烈的振动和噪声,因而不能正常工作。为了消除交流电磁铁产生的振动和噪声,在铁心的端面开一小槽,在槽内嵌入铜制短路环。
3、触头系统
触头是电器的执行部分,起接通和分断电路的作用。触头主要有两种结构形式。
4、灭弧装置
在大气中分断电路时,电场的存在使触头表面的大量电子溢出从而产生电弧。电弧一经产生,就会产生大量热能。电弧的存在既烧蚀触头金属表面,降低电器的使用寿命,又延长了电路的分断时间,所以必须迅速把电弧熄灭。
1、接触器
接触器是一种家里常用的低压电器。它的控制对象主要是电动机,电炉,电灯,电容器等,它主要由电磁机构,触头系统和灭弧装置三部分组成。它主要有交流接触器和直流接触器两种类型。
2、继电器
继电器是一种依据各种物理量(电流,电压,温度等)的变化接通或断开控制电路的电气元件。常用的继电器有时间继电器,电压继电器,电流继电器,电磁式继电器等。
3、熔断器
熔断器作为一种最简单有效的保护电器,广泛应用于各种控制系统的短路保护。常用的熔断器有插入式熔断器,螺旋式熔断器,无填料封闭管式熔断器和有填料封闭管式熔断器。
4、低压断路器
低压断路器可以用来分配电能,对电源的线路及电动机实行保护。因为它在分断故障电路后一般不需要更换零部件,所以获得了广泛的应用。
5、启动器
启动器它主要用于三校交流异步电动机的启动,停止或正反转的控制。它主要分为直接启动器和降压启动器两类。
6、主令电器
主令电器同样是一种日常生活中很常用的低压电器。它用于发布操作命令以接通和分断控制电路,常见的类型有按钮,位置开关,主令控制器等。
7、频敏变阻器
频敏变阻器主要由铁芯和绕组两部分组成。它结构简单,价格低廉,使用维护方便,所以应用很广泛。
8、低压隔离器
低压隔离器有一种另外的叫法是刀开关。它主要是在电源切除后,将线路和电源隔开,以保障人员的安全。它主要的品种有低压刀开关,熔断器式刀开关和组合开关。
低压电器是指交流及直流电压至1200V的电力线路中起保护、控制或调节等作用的电气元件。低压电器的种类繁多,但就其用途或所控制的对象可概括为以下两大类。
1、低压配电电器
这类电器包括刀开关、转换开关、熔断器、自动开关和保护继电器。主要用于低压配电系统中,要求在系统发生故障情况下动作准确,工作可靠,有足够的热稳定性和动稳定性。
2、低压控制电器
这类电器包括控制继电器、接触器、启动器、控制器、调整器、主令电器、电阻器、变阻器和电磁铁。主要用于电力传动系统中,要求寿命长、体积小、重量轻和工作可靠。
1、低压电器的工作电压范围是交流电压≤1200v,直流电压≤1500V。
2、弱电行业的低压电器是指0~5V,或0~36V,都是指安全电压以下的电压。
3、强电行业的低压电器是指0~110V,或0~220V,或0~380V,是指民用市电电压。
1、调节功能
性能良好的低压电器可对一些设备的电量以及非电量有效地进行调整,如:柴油机油门调整、房间温湿度调节以及照度自动调节等等。
2、指示功能
运用广泛的低压电器具有指示作用,电器设备可利用低压电器的控制与保护等功能检测出设备运行状况与电气电路工作情况。
3、保护功能
根据了解,优异的低压电器能根据用户使用设备的特点进行功能性保护,其在运作过程中对设备、环境以及人身实行自动保护,如:电机过热防护、电网短路提示与漏电保护等等。
4、控制功能
高效运作的低压电器还可控制设备的移动、快慢速自动切换与自动停止运作等功能。
5、转换功能
认可的低压电器能够在用电设备之间转换对低压电器以及控制电路进行分时投入运行从而能够实现设备的功能切换。
6、测量功能
功效强大的低压电器还可利用仪表及与之相适应的电器并能够对设备电网及其它非电参数进行测量。
正确合理地选择控制电器是电气系统安全运行、可靠工作的保证。机床常用电器的选择,主要根据电器产品目录上的各项技术指标进行。随着我国科学技术的不断进步和新国标的实施,符合IEC国际标准的新产品不断涌现。在实际设计中,请参照各机床电器厂产品样本,择优选用。
选择低压电器元件的基本原则:
1、根据对控制元件功能的要求,确定电器元件类型
以继电器--接触器控制系统为例,当元件用于通、断功率较大的动力电路时,应选交流接触器;若元件用于切换功率较小的电路(控制电路或微型电机的主电路)时,则应选择中间继电器;若还伴有延时要求,则应选用时间继电器;伴有限位控制,则应选用行程开关等。
2、根据电器控制的电压、电流及功率的大小确定元器件的规格。
3、确定元器件预期的工作环境及供应情况,如防油、防尘、防爆及货源等。
4、确定元器件在应用时所需的可靠性等。
安全原则
使用安全可靠是对任何低压电器的基本要求,保证电路和用电设备的可靠运行,是生产和生活得以正常进行的重要保障。
经济原则
经济性考虑又可分为低压电器本身的经济价值和使用低压电器产生的价值。前者要求选择得合理、适用;后者则考虑在运行当中必须可靠,不致因故障造成停电或损坏设备等经济损失,并危及人身安全。
配线原则
板前明线布线:手工布线时(非模型、模具配线),应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动便于检修等要求。
1、走线通道应尽可能少,同一通道中的沉底导线,按主、控电路分类集中,单层平行密排或成束,应紧贴敷设面。
2、导线长度应尽可能短,可水平架空跨越,如两个元件线圈之间、连接主触头之间的连线等,在留有一定余量的情况下可不紧贴敷设面。
3、同一平面的导线应高低一致或前后一致,不能交叉。当必须交叉时,可水平架空跨越,但必须属于走线合理。
4、布线应横平竖直,变换走向应垂直90°。(包括时间继电器下端的连线)
5、导线与接线端子或线桩连接时,应不压绝缘层、不反圈及露铜不大于1mm。并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离保持一致。
6、一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根,每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。
7、布线时,严禁损伤线芯和导线绝缘。
8、导线截面积不同时,应将截面积大的放在下层,截面积小的放在上层。
9、如果线路简单可不套编码套管。
10、多根导线布线时(主回路)应做到整体在同一水平面或同一垂直面。
导线的颜色标志
1、保护导线(PE)必须采用黄绿双色。
2、动力电路的中线(N)和中间线(M)必须是浅蓝色。
3、交流或直流动力电路应采用黑色。
4、交流控制电路采用红色。
5、直流控制电路采用蓝色。
6、用作控制电路联锁的导线,如果是与外边控制电路连接,而且当电源开关:断开仍带电时,应采用橘黄色或黄色。
7、与保护导线连接的电路采用白色。
1、最好有专人负责维护低压电容器组,由每天的值班人员记录相关的运行情况。
2、每天对电容柜中电容外观进行巡视检查,看有无漏油、鼓包、异响的异常情况,及时处理、避免问题的进一步扩大。
3、低压电容器组投入运行后需定期对其进行耐压实验,且必须以规定标准进行操作。
4、每月至少一次对电容器和熔丝、套管等接触处进行可靠性测试。在额定电压下测量低压电容器的损耗值;保证电容器组的所有接触处状态正常。
5、定期对低压电容器组进行清洁保养,保证电容器外壳、套管清洁无破损也无放电痕迹,电容柜架子也需避免灰尘堆积,防止发生静电短路。
6、低压电器应存放在保温、干燥、通风、防潮、防尘的库房内保管。库内温度应在35C以下,相对湿度不得超过80%。
7、低压电器不能与破坏绝缘和腐蚀金属的有害气体混存一库,并防止有导电尘埃积落在产品上。
8、仓库内应保持清洁,有的低压电器还要求防止剧烈震动。
需特别注意的地方:
1、当低压电容器组发生跳闸故障,则必须先找到跳闸原因,不建议立刻将电容器组再次投入使用。
2、电容器的实际工作电压及工作电流不建议超出许可范围值;环境温度也必须维持在规定范围内,否则即需要采用强制降温或断开电容器运行。