控制電器按其工作電壓的高低,以交流1200V、直流1500V為界,可劃分為高壓電器和低壓電器兩大類。低壓電器是成套電氣設(shè)備的基本組成元件,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防以及人們用電部門中,大多數(shù)采用低壓供電,因此電器元件的質(zhì)量將直接影響到低壓供電系統(tǒng)的可靠性。
低壓電器一般是指在交流50Hz、額定電壓1000V以下,直流額定電壓在1500V以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制作用的電器。
1、電磁機(jī)構(gòu)
電磁機(jī)構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量,帶動觸頭動作,從而完成接通或分?jǐn)嚯娐返墓δ?。電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵3個基本部分組成。
2、直流電磁鐵和交流電磁鐵
按吸引線圈所通電流性質(zhì)的不同,電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。直流電磁鐵由于通入的是直流電,其鐵心不發(fā)熱,只有線圈發(fā)熱,因此線圈與鐵心接觸以利散熱,線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型,以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成。交流電磁鐵由于通入的是交流電,鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗,線圈和鐵心都發(fā)熱,所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架,使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖形,以利于鐵心和線圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成,以減小渦流。
當(dāng)線圈中通以直流電時,氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,直流電磁鐵的電磁吸力為恒值。當(dāng)線圈中通以交流電時,磁感應(yīng)強(qiáng)度為交變量,交流電磁鐵的電磁吸力F在0(最小值)~F m(最大值)之間變化。在一個周期內(nèi),當(dāng)電磁吸力的瞬時值大于反力時,銜鐵吸合;當(dāng)電磁吸力的瞬時值小于反力時,銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個周期,電磁鐵吸合兩次、釋放兩次,使電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲,因而不能正常工作。為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動和噪聲,在鐵心的端面開一小槽,在槽內(nèi)嵌入銅制短路環(huán)。
3、觸頭系統(tǒng)
觸頭是電器的執(zhí)行部分,起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?。觸頭主要有兩種結(jié)構(gòu)形式。
4、滅弧裝置
在大氣中分?jǐn)嚯娐窌r,電場的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產(chǎn)生電弧。電弧一經(jīng)產(chǎn)生,就會產(chǎn)生大量熱能。電弧的存在既燒蝕觸頭金屬表面,降低電器的使用壽命,又延長了電路的分?jǐn)鄷r間,所以必須迅速把電弧熄滅。
1、接觸器
接觸器是一種家里常用的低壓電器。它的控制對象主要是電動機(jī),電爐,電燈,電容器等,它主要由電磁機(jī)構(gòu),觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三部分組成。它主要有交流接觸器和直流接觸器兩種類型。
2、繼電器
繼電器是一種依據(jù)各種物理量(電流,電壓,溫度等)的變化接通或斷開控制電路的電氣元件。常用的繼電器有時間繼電器,電壓繼電器,電流繼電器,電磁式繼電器等。
3、熔斷器
熔斷器作為一種最簡單有效的保護(hù)電器,廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)的短路保護(hù)。常用的熔斷器有插入式熔斷器,螺旋式熔斷器,無填料封閉管式熔斷器和有填料封閉管式熔斷器。
4、低壓斷路器
低壓斷路器可以用來分配電能,對電源的線路及電動機(jī)實(shí)行保護(hù)。因?yàn)樗诜謹(jǐn)喙收想娐泛笠话悴恍枰鼡Q零部件,所以獲得了廣泛的應(yīng)用。
5、啟動器
啟動器它主要用于三校交流異步電動機(jī)的啟動,停止或正反轉(zhuǎn)的控制。它主要分為直接啟動器和降壓啟動器兩類。
6、主令電器
主令電器同樣是一種日常生活中很常用的低壓電器。它用于發(fā)布操作命令以接通和分?jǐn)嗫刂齐娐罚R姷念愋陀邪粹o,位置開關(guān),主令控制器等。
7、頻敏變阻器
頻敏變阻器主要由鐵芯和繞組兩部分組成。它結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,使用維護(hù)方便,所以應(yīng)用很廣泛。
8、低壓隔離器
低壓隔離器有一種另外的叫法是刀開關(guān)。它主要是在電源切除后,將線路和電源隔開,以保障人員的安全。它主要的品種有低壓刀開關(guān),熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)。
低壓電器是指交流及直流電壓至1200V的電力線路中起保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)等作用的電氣元件。低壓電器的種類繁多,但就其用途或所控制的對象可概括為以下兩大類。
1、低壓配電電器
這類電器包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、自動開關(guān)和保護(hù)繼電器。主要用于低壓配電系統(tǒng)中,要求在系統(tǒng)發(fā)生故障情況下動作準(zhǔn)確,工作可靠,有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。
2、低壓控制電器
這類電器包括控制繼電器、接觸器、啟動器、控制器、調(diào)整器、主令電器、電阻器、變阻器和電磁鐵。主要用于電力傳動系統(tǒng)中,要求壽命長、體積小、重量輕和工作可靠。
1、低壓電器的工作電壓范圍是交流電壓≤1200v,直流電壓≤1500V。
2、弱電行業(yè)的低壓電器是指0~5V,或0~36V,都是指安全電壓以下的電壓。
3、強(qiáng)電行業(yè)的低壓電器是指0~110V,或0~220V,或0~380V,是指民用市電電壓。
1、調(diào)節(jié)功能
性能良好的低壓電器可對一些設(shè)備的電量以及非電量有效地進(jìn)行調(diào)整,如:柴油機(jī)油門調(diào)整、房間溫濕度調(diào)節(jié)以及照度自動調(diào)節(jié)等等。
2、指示功能
運(yùn)用廣泛的低壓電器具有指示作用,電器設(shè)備可利用低壓電器的控制與保護(hù)等功能檢測出設(shè)備運(yùn)行狀況與電氣電路工作情況。
3、保護(hù)功能
根據(jù)了解,優(yōu)異的低壓電器能根據(jù)用戶使用設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行功能性保護(hù),其在運(yùn)作過程中對設(shè)備、環(huán)境以及人身實(shí)行自動保護(hù),如:電機(jī)過熱防護(hù)、電網(wǎng)短路提示與漏電保護(hù)等等。
4、控制功能
高效運(yùn)作的低壓電器還可控制設(shè)備的移動、快慢速自動切換與自動停止運(yùn)作等功能。
5、轉(zhuǎn)換功能
認(rèn)可的低壓電器能夠在用電設(shè)備之間轉(zhuǎn)換對低壓電器以及控制電路進(jìn)行分時投入運(yùn)行從而能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的功能切換。
6、測量功能
功效強(qiáng)大的低壓電器還可利用儀表及與之相適應(yīng)的電器并能夠?qū)υO(shè)備電網(wǎng)及其它非電參數(shù)進(jìn)行測量。
正確合理地選擇控制電器是電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行、可靠工作的保證。機(jī)床常用電器的選擇,主要根據(jù)電器產(chǎn)品目錄上的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和新國標(biāo)的實(shí)施,符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn)的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。在實(shí)際設(shè)計中,請參照各機(jī)床電器廠產(chǎn)品樣本,擇優(yōu)選用。
選擇低壓電器元件的基本原則:
1、根據(jù)對控制元件功能的要求,確定電器元件類型
以繼電器--接觸器控制系統(tǒng)為例,當(dāng)元件用于通、斷功率較大的動力電路時,應(yīng)選交流接觸器;若元件用于切換功率較小的電路(控制電路或微型電機(jī)的主電路)時,則應(yīng)選擇中間繼電器;若還伴有延時要求,則應(yīng)選用時間繼電器;伴有限位控制,則應(yīng)選用行程開關(guān)等。
2、根據(jù)電器控制的電壓、電流及功率的大小確定元器件的規(guī)格。
3、確定元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況,如防油、防塵、防爆及貨源等。
4、確定元器件在應(yīng)用時所需的可靠性等。
安全原則
使用安全可靠是對任何低壓電器的基本要求,保證電路和用電設(shè)備的可靠運(yùn)行,是生產(chǎn)和生活得以正常進(jìn)行的重要保障。
經(jīng)濟(jì)原則
經(jīng)濟(jì)性考慮又可分為低壓電器本身的經(jīng)濟(jì)價值和使用低壓電器產(chǎn)生的價值。前者要求選擇得合理、適用;后者則考慮在運(yùn)行當(dāng)中必須可靠,不致因故障造成停電或損壞設(shè)備等經(jīng)濟(jì)損失,并危及人身安全。
配線原則
板前明線布線:手工布線時(非模型、模具配線),應(yīng)符合平直、整齊、緊貼敷設(shè)面、走線合理及接點(diǎn)不得松動便于檢修等要求。
1、走線通道應(yīng)盡可能少,同一通道中的沉底導(dǎo)線,按主、控電路分類集中,單層平行密排或成束,應(yīng)緊貼敷設(shè)面。
2、導(dǎo)線長度應(yīng)盡可能短,可水平架空跨越,如兩個元件線圈之間、連接主觸頭之間的連線等,在留有一定余量的情況下可不緊貼敷設(shè)面。
3、同一平面的導(dǎo)線應(yīng)高低一致或前后一致,不能交叉。當(dāng)必須交叉時,可水平架空跨越,但必須屬于走線合理。
4、布線應(yīng)橫平豎直,變換走向應(yīng)垂直90°。(包括時間繼電器下端的連線)
5、導(dǎo)線與接線端子或線樁連接時,應(yīng)不壓絕緣層、不反圈及露銅不大于1mm。并做到同一元件、同一回路的不同接點(diǎn)的導(dǎo)線間距離保持一致。
6、一個電器元件接線端子上的連接導(dǎo)線不得超過兩根,每節(jié)接線端子板上的連接導(dǎo)線一般只允許連接一根。
7、布線時,嚴(yán)禁損傷線芯和導(dǎo)線絕緣。
8、導(dǎo)線截面積不同時,應(yīng)將截面積大的放在下層,截面積小的放在上層。
9、如果線路簡單可不套編碼套管。
10、多根導(dǎo)線布線時(主回路)應(yīng)做到整體在同一水平面或同一垂直面。
導(dǎo)線的顏色標(biāo)志
1、保護(hù)導(dǎo)線(PE)必須采用黃綠雙色。
2、動力電路的中線(N)和中間線(M)必須是淺藍(lán)色。
3、交流或直流動力電路應(yīng)采用黑色。
4、交流控制電路采用紅色。
5、直流控制電路采用藍(lán)色。
6、用作控制電路聯(lián)鎖的導(dǎo)線,如果是與外邊控制電路連接,而且當(dāng)電源開關(guān):斷開仍帶電時,應(yīng)采用橘黃色或黃色。
7、與保護(hù)導(dǎo)線連接的電路采用白色。
1、最好有專人負(fù)責(zé)維護(hù)低壓電容器組,由每天的值班人員記錄相關(guān)的運(yùn)行情況。
2、每天對電容柜中電容外觀進(jìn)行巡視檢查,看有無漏油、鼓包、異響的異常情況,及時處理、避免問題的進(jìn)一步擴(kuò)大。
3、低壓電容器組投入運(yùn)行后需定期對其進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn),且必須以規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。
4、每月至少一次對電容器和熔絲、套管等接觸處進(jìn)行可靠性測試。在額定電壓下測量低壓電容器的損耗值;保證電容器組的所有接觸處狀態(tài)正常。
5、定期對低壓電容器組進(jìn)行清潔保養(yǎng),保證電容器外殼、套管清潔無破損也無放電痕跡,電容柜架子也需避免灰塵堆積,防止發(fā)生靜電短路。
6、低壓電器應(yīng)存放在保溫、干燥、通風(fēng)、防潮、防塵的庫房內(nèi)保管。庫內(nèi)溫度應(yīng)在35C以下,相對濕度不得超過80%。
7、低壓電器不能與破壞絕緣和腐蝕金屬的有害氣體混存一庫,并防止有導(dǎo)電塵埃積落在產(chǎn)品上。
8、倉庫內(nèi)應(yīng)保持清潔,有的低壓電器還要求防止劇烈震動。
需特別注意的地方:
1、當(dāng)?shù)蛪弘娙萜鹘M發(fā)生跳閘故障,則必須先找到跳閘原因,不建議立刻將電容器組再次投入使用。
2、電容器的實(shí)際工作電壓及工作電流不建議超出許可范圍值;環(huán)境溫度也必須維持在規(guī)定范圍內(nèi),否則即需要采用強(qiáng)制降溫或斷開電容器運(yùn)行。