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「干货」电气控制与PLC应用之常用低压电器详解

 进易之喜 2022-05-14

低压电器的定义与分类

问:什么是电器?

答:电器是一种能够根据外界信号的要求,手动或自动地接通或断开电路,断续或连续地改变电路参数,以实现电路或非电对象地切换、控制、保护、检测、变换和调节作用地电气设备。其对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛。

问:什么是电气?

答:电气是以电能、电气设备和相关技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。涵盖电能的转换、利用和研究三方面,包括基础理论,应用技术,设施设备等。

问:它们之间有什么联系与区别呢?

答:一般说来,电器的范围要狭隘一些,而电气则更为宽泛,与电有关的一切相关事物都可用电气表述,而电器一般是指保证用电设备与电网接通或关断的开关器件。电器侧重于个体,是元件和设备,而电气则涉及到整个系统或者系统集成。电气是广义词,指一种行业,一种专业,不具体指某种产品。

再来看英文对电气和电器的表述可能更容易理解二者的联系与区别:电器∶(electrical)appliance device;电气∶electric electrical。电气包含电器。'电气'者,外文翻译之词也,盖西方工业之初,动力机械均由蒸汽轮机驱动,后来则有了电,故'电气'者,开始泛指工业动力者也,然现在也无蒸汽轮机了,故干脆以电气泛指电了。

随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛发展,一些电器元件可能被电子线路所取代,但是由于电器元件本身也朝着新的领域扩展(表现在提高元件的性能、生产新型的元件,实现机、电、仪一体化,扩展元件的应用范围等),且有些电器元件有其特殊性,故是不可能完全被取代的。

低压电器的定义与分类

低压电器是指工作在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V以下电路中的电气设备。

在电力拖动控制系统中,低压电器主要用于对电动机进行控制、调节和保护。在低压配电电路或动力装置中,低压电器主要用于对电路或设备进行保护以及通断、转换电源或负载。

一般我们都简称低压电器为电器。

低压电器的功能多,用途广,品种规格繁多,为了系统地掌握,必须加以分类:

按工作原理分:

电磁式电器

非电量控制电器

按动作性质分

手动电器

自动电器

按有无触点分

有触点电器

无触点电器

按用途分

控制电器

配电电器

主令电器

保护电器

执行电器

常用低压电器:

Ø 接触器:分交流接触器与直流接触器

Ø 继电器:有电磁式继电器(如电压继电器、电流继电器、中间继电器);时间继电器(分直流电磁式、空气阻尼式、半导体式等);热继电器;干簧继电器;速度继电器等

Ø 熔断器:分瓷插式、螺旋式、有填料封闭管式、无填料密闭管式、快速熔断器、自复式

Ø 低压断路器:分框架式、塑料外壳式、快速直流断路器、限流式、漏电保护器等

Ø 位置开关:有直动式、滚动式、微动式等

Ø 主令电器:按钮、刀开关等

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低压电器的技术指标

开关电器的通断工作类型:

(1)隔离 (2)无载(空载)通断

(3)有载通断; (4)控制电动机通断

(5)在短路条件下通断 (6)通电持续率

(7)通断能力; (8)分断能力

(9)接通能力; (10)Pt特性

关于电网的参数:

(1)峰值耐受(短路)电流(动稳定短路强度);

(2)额定短时耐受电流(热稳定短路强度);

(3)额定短路分断能力 (4)额定短路通断能力;

(5)约定脱扣电流 (6)约定熔断电流

有关电流的参数:

(1)额定持续电流 (2)额定工作电流;

(3)额定发热电流 (4)发热电流;

(5)分断电流 (6)预期分断电流;

(7)预期接通电流

有关开关电器动作时间的参数:

(1)断开时间;(2)燃弧时间;

(3)分断时间;(4)接通时间;

(5)闭合时间;(6)通断时间

额定工作制:

(1)S1连续工作制;(2)S2短时工作制;

(3)S3断续周期工作制

开关电器的操作频率和使用寿命:

(1)开关电器的允许操作频率;

(2)开关电器的机械寿命;

(3)开关电器的电寿命

低压电器的基本知识

电磁机构:

将电磁能转换为机械能并带动触头动作

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短路环:

减小衔铁吸合时产生的振动和噪音

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触头系统

通过触头的开合控制电路通、断

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材料:一般采用铜材料制成;对于小容量电器常用银质材料制成

灭弧系统:

迅速熄灭电弧,以免灼伤触点,并减短动作时间

电弧:开关电器切断电流电路时,触头间电压大于10V,电流超过80mA时,触头间会产生蓝色的光,即电弧。

电弧的危害:

切断故障的时间加长;

高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏;

形成飞弧造成电源短路事故。

灭弧措施:吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。

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低压电器发展的概况

低压电器的生产和发展是和电的发明和广泛应用分不开的,从按钮、刀开关、熔断器等简单的低压电器开始,到各种规格的低压断路器、接触器以及由它们组成的成套电气控制设备,都是随着生产的需要而发展的。随着国民经济的恢复和大规模经济建设的进行,各部门对低压电器的种类、品种、质量提出了越来越高的要求。低压电器的品种也从少到多,产品质量从低到高逐渐发展。但产品与电工行业的国际标准IEC仍有一定的差距。

改革开放以后,我国低压电器制造工业有了飞速发展。一方面,国产产品如CJ20系列接触器,RJ20系列热继电器,DZ20系列塑料外壳式断路器都是国内20世纪80年代更新换代产品,符合国家新标准(参考IEC标准制定),有的甚至符合IEC标准。另一方面,积极从德国BBC公司、AEC公司及西门子公司,美国西屋公司、日本寺崎公司等引进了接触器、热继电器、启动器、断路器等先进的产品制造技术,并基本实现国产化,使我国低压电器的产品质量有了较大的提高。

当前,我国低压电器的发展总是不断提高其技术参数的性能指标,并在其经济性能上下功夫。其间,使用新材料、新工艺、新技术对产品质量的提高、性能的改善有着十分重要的作用。同时我国大力开发新产品,特别是多功能化产品及机电一体化产品,如电子化的新型控制电器(接近开关、光电开关、固态继电器与接触器、电子式电机保护器等)正不断研制、开发出来。

总之,低压电器正向高性能、高可靠性、多功能、小型化、使用方便等方向发展。

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