基于電氣控制系統(tǒng)結構及分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 21:29 本頁面
【文章內容簡介】 某部分電路，達到控制或保護的目的。繼電器種類很多，按輸入信號可分為：電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等；按工作原理可分為：電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、電子式繼電器、熱繼電器等；按用途可分為控制與保護繼電器；按輸出形式可分為有觸電和無觸點繼電器。繼電器的特性為跳躍式的回環(huán)特性，如圖31所示。圖31 繼電器的輸入—輸出特性本論文僅介紹熱繼電器。電動機在實際運行中，常常遇到過載的情況。若過載電流不太大且過載的時間較短，電動機繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組絕緣老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。所以，這種過載是電動機不能承受的。熱繼電器就是利用電流的保護電器。熱繼電器可以根據過載電流的大小自動調整動作時間，具有反時限保護特性，即過載電流大，動作時間短；過載電流小，動作時間長；當電動機的工作電流為額定電流時，熱繼電器應長期不動作。 熱繼電器的結構及工作原理熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸頭3部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感測元件，由兩種線膨脹系數不同的金屬片用機械碾壓而成。線膨脹系數大的稱為主動層，小的稱為被動層。在加熱以前，兩金屬片長度基本一致。當串在電動機定子電路中的熱元件有電流聽過時，熱元件產生的熱量使兩金屬片伸長。由于線膨脹系數不同，且因它們緊密結合在一起。所以，雙金屬片就會發(fā)生彎曲。電動機正常運行時，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動作，當電動機過載時，熱元件中電流增大，加上時間效應，所以雙金屬片接受的熱量就會大大增加，從而使彎曲程度加大，最終使雙金屬片推動導板使熱繼電器的觸頭動作，切斷電動機的控制電路。其結構原理圖如圖32所示。圖32 熱繼電器的型號及選用我國目前生產的熱繼電器主要有JR0、JRJRJR1JR1JR16等系列。按熱元件數量分為兩相結構和三相結構。三相結構中有三相帶斷相保護和不帶斷保護裝置兩種JR16系列熱繼電器的結構示意圖如圖32所示。圖33 JR16系列熱繼電器結構示意圖圖33為帶有差動式斷相保護裝置的熱繼電器動作原理示意圖。圖中(a)為通電前的位置；(b)是三相均通過額定電流時的情況。此時3個雙金屬片受熱相同，同時向左彎曲，內、外導板一起平行左移一段距離，但移動距離尚小，未能使常閉觸頭斷開，電路繼續(xù)保持通電狀態(tài)；(c)為三相均勻過載的情況，此時三相雙金屬片都因過熱向左彎圖34 差動式斷相保護裝置動作原理圖曲，推動內、外導板向左移動較大距離。經補償雙金屬片和推桿，并借助片簧和弓簧使常閉觸頭斷開，從而達到切斷控制回路保護電動機的目的；(d)為電動機發(fā)生一相斷線故障(圖中是右邊的一相)的情況，此時該相雙金屬片逐漸冷卻，向右移動，帶動內導板右移，而其余兩相雙金屬片因繼續(xù)通電受熱而左移，并使外導板仍舊左移，這樣內、外導板產生差動，通過杠桿的發(fā)達作用，使常閉觸點斷開，從而切斷控制回路。選擇熱繼電器的原則為：根據電動機的額定電流確定熱繼電器的型號及熱元件的額定電流等級。對于星形接法的電動機及電源對稱性較好的場合，可選用兩相結構的熱繼電器；對于三角形接法的電動機或電源對稱性不好的場合，可選用三相結構或三相結構帶斷相保護的熱繼電器。熱繼電器熱元件的額定電流原則上按被控制電動機的額定電流選取，即熱元件額定電流應接近或略大于電動機的額定電流。熱繼電器的圖形符號和文字符號如圖35所示。在表34中列出JR16系列熱繼電器熱元件規(guī)格。圖35 熱繼電器的圖形及文字符號表34 JR16系列熱繼電器熱元件規(guī)格 熔斷器熔斷器是一種結構簡單、使用方便、價格低廉而有效的保護電器。使用時串接于被保護電路中。當電路發(fā)生嚴重過載或短路時，熔斷器的熔體熔斷而切斷電路、達到保護的目的。 熔斷器的結構與工作原理熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔管或熔座兩部分組成。熔體由熔點較低的材料如鉛、鋅、錫及錫鉛合金作成絲狀或片狀。熔管是熔體的保護外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙或玻璃纖維制成，在熔斷時兼起滅弧作用。熔斷器熔體中的電流為熔體的額定電流時，熔體長期不熔斷；當電路發(fā)生嚴重過載時，熔體在比較短時間內熔斷：當電路發(fā)生短路時，熔體能在瞬間熔斷。熔體的這個特性稱為反時限保護特性，即電流為額定時長期不熔斷，過載電流或短路電流越大，熔斷時間越短。電流與熔斷時間的關系曲線稱為安秒特性，如圖36所示。由于熔斷圖36 熔斷器的安秒特性器對過載反應不靈敏，不宜用于過載保護，主要用于短路保護。表35示出某種熔體安秒特性數值關系。表35 常用熔體安秒特性 常用熔斷器(1)RC1A系列瓷插式熔斷器它是由瓷蓋、瓷座、觸頭和熔絲4部分組成。如圖37所示。這類產品主要用作低壓分支電路的短路保護。(2)RL1系列螺旋式熔斷器該系列產品主要由瓷帽、熔管、瓷套、上下接線端及瓷座組成，如圖38所示。多用與機床線路中作短路保護。圖37 RC1A系列瓷插式熔斷器 圖38 螺旋式熔斷器(3)RM10無填料封閉管式熔斷器該系列熔斷器由熔管、熔體和插座等部分組成。在低壓電力網絡、配電設備中作短路保護，也可兼顧過載保護。(4)RT0系列有填料封閉管式熔斷器RT0系列熔斷器裝有填充料(石英砂)，是一種滅弧能力強、分斷能力高的熔斷器。用于具有較大短路電流的電力輸配電網絡中。常用熔斷器技術參數見表36表36 常用低壓熔斷器技術數據 熔斷器的選擇選擇熔斷器的類型時，主要根據線路要求、使用場合、安裝條件、負載要求的保護特性和短路電流的大小等來進行。額定電壓應大于或等與線路的工作電壓。（1）對于電爐、照明等電阻性負載的短路保護，應使熔體的額定電流等于或大于電路的工作電流即（2）保護一臺電動機時，考慮到起動電流的影響，可按下式選擇， 式中電動機額定電流。（3）保護多臺電動機時，可按下式計算：式中容量最大的一臺電動機的額定電流。其余電動機額定電流之和。熔斷器的額定電流必須大雨或等于所裝熔體的額定電流。 熔斷器的圖形符號與文字圖形符號與文字符號如圖39所示。 圖39 熔斷器的圖形和文字符號 交流接觸器交流接觸器用于控制電壓至380V、電流至600A的50Hz交流電路。鐵心為雙E型、由硅鋼片疊成。在靜鐵心端面上嵌入短路環(huán)。對CJ0、CJ10系列交流接觸器，大都采用銜鐵作直線運動的雙E直動式電磁機構。而CJ1CJ12B系列交流接觸器，采用銜鐵軸轉動的拍合式電磁機構。線圈做成短而粗的形狀，線圈與鐵心之間留有空隙以增加鐵心的散熱效果。接觸器的觸頭用于分斷或接通電路。交流接觸器一般有3對主觸頭，2對輔助觸頭。主觸頭用于接通或分斷主電路，輔助觸頭用在控制電路中，具有常閉常開各2對。主觸頭和輔助觸頭一般采用雙斷點的橋式觸頭，電路的接通和分斷由兩個觸頭共同完成。由于這種雙斷點的橋式觸頭具有電動力吹弧的作用，所以10A以下的交流接觸器一般無滅弧裝置，而10A以上的交流接觸器則采用柵片滅弧罩滅弧。圖310為交流接觸器結構示意圖。圖310 CJ020型交流接觸器結構示意圖 工作原理交流接觸器工作時，一般當施加在線圈上的交流電壓大于線圈額定電壓值的85%時，接觸器能夠可靠地吸合。其原理為：在線圈上施加交流電壓后在鐵心中產生磁通，該磁通對銜鐵產生克服復位彈簧拉力的電磁吸力，使銜鐵帶動觸頭動作。觸頭動作時，常閉先斷開，常開后閉合。主觸頭和輔助觸頭是同時動作的。當線圈中的電壓值降到某一數值時（無論是正常控制還是失壓、欠壓故障），鐵心中的磁通下降，吸力減小到不足以克服復位彈簧的反力時，銜鐵就在復位彈簧的反力作用下復位，使主觸頭和輔助觸頭的常開觸頭斷開，常閉觸頭恢復閉合。這個功能正是接觸器的失壓保護功能。所謂觸頭的常開（閉）就是線圈中不通電時
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