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最近有朋友向筆者請教一些有關低壓電器的知識,那筆者就以今天這篇文章為引,和大家一起了解下吧!
文章開始之前,我們要先明白低壓電器的含義是什麼、主要包括哪些設備。
百度百科給出的定義是:低壓電器是一種能根據外界的信号和要求,手動或自動地接通、斷開電路,以實現對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節的元件或設備。控制電器按其工作電壓的高低,以交流1200V、直流1500V為界,可劃分為高壓控制電器和低壓控制電器兩大類。總的來說,低壓電器可以分為配電電器和控制電器兩大類,是成套電氣設備的基本組成元件。
配電櫃電子元器件(圖片來源:攝圖網)
了解了低壓電器的含義,我們就可以知道平時有哪些設備屬于低壓電器設備。諸如斷路器、控制器、接觸器、起動器、主令電器、電阻器、變阻器、電壓調整器、電磁鐵,都屬于低壓電器“大家族”的一員。
以下我們就來講講其中一些設備:起動器、主令電器、斷路器、電阻器。
一、起動器起動器,是用在三相異步電動機上的。大功率的三相異步電動機,一般情況下不能直接起動,這時候就要用到起動器。可以手動也可以自動操作。
以交流電動機的手動起動器為例,比較常用的方法是星-三角起動器(QX型起動器)。實際上就是一個降壓起動器。起動時,要先将交流三相電動機的繞組接成星形,使每相繞組的外加電壓降低為相電壓,這樣可以減小起動電流的沖擊。
其他兩種分類,QC型電磁起動器,用于遠距離直接控制三相籠型異步電動機的起動、停止及正反轉控制,主要由接觸器和熱繼電器組成;QJ型減壓起動器則是采用自耦變壓器降壓,用于控制三相籠型異步電動機的不頻繁減壓起動控制。
二、主令電器之所以起名叫“主令電器”,顧名思義就是它可以“發号施令”。它是可以閉合或斷開控制電路,以發出指令或作程序控制的開關電器。包括按鈕、行程開關、接近開關、萬能轉換開關、選擇開關、足踏開關、主令控制器等。
下面我們就來簡單看看:
1. 按鈕
按鈕,相信大家都不陌生吧!這是最為常見的一種主令電器。它由按鈕帽、複位彈簧、橋式觸點和外殼等組成。觸點采用橋式觸點,分常開觸點(動斷觸點)和常閉觸點(動合觸點)兩種。額定電流在5A以下。其結構示意圖及圖形符号如下圖所示。
從外形和操作方式上,按鈕可以分為平鈕按鈕和急停按鈕,急停按鈕也叫蘑菇頭按鈕,如下圖(c)所示,除此之外還有鑰匙鈕、旋鈕、拉式鈕、萬向操縱杆式、帶燈式等多種類型。
按鈕結構示意圖及圖形符号(圖片來源:網絡)
從按鈕的觸點動作方式可以分為直動式按鈕和微動式按鈕兩種,上圖所示的按鈕均為直動式,其觸點動作速度和手按下的速度有關。
而微動式按鈕的觸點動作變換速度快,和手按下的速度無關,其動作原理如下圖所示。
動觸點由變形簧片組成,當彎形簧片受壓向下運動低于平形簧片時,彎形簧片迅速變形,将平形簧片觸點彈向上方,實現觸點瞬間動作。
微動式按鈕動作原理圖(圖片來源:網絡)
而關于按鈕的顔色,一般有這麼幾種:紅色、綠色、黃色、藍色、黑色、白色、灰色。
和信号燈類似,紅色按鈕表示“停止”,用在電力行業裡面還有“斷電”、“事故”的含義。
綠色按鈕與之含義相反,就是“通電”、“起動”的意思。但是也允許用黑、白或者灰色按鈕來表示這個含義。
黃色按鈕的含義是參與。防止電器設備的意外情況;避免不需要的變化(事故)。
電開關器櫃按鈕(圖片來源:攝圖網)
黑色按鈕、白色按鈕和灰色按鈕,是用在那種一紐雙用的地方(也就是交替按壓後改變功能的,比如“起動”、“停止”;“通電”、“斷電”)。這時候不能用紅色按鈕,也不能用綠色按鈕。
藍色按鈕、黑色按鈕、白色按鈕、灰色按鈕,這四種按鈕可以用在單一複位的場合。
同時有“複位”、“停止”與“斷電”功能的,使用紅色按鈕。
綠色圓形電器按鈕(圖片來源:攝圖網)
2. 行程開關
開個玩笑,筆者在看到“行程”這個詞的時候,還下意識以為是行程卡呢!畢竟疫情搞得是太厲害了。
不過,行程開關可是和行程卡沒半毛錢關系!行程開關是利用生産機械運動部件的碰撞使其觸頭動作,來實現接通或分斷控制電路,達到一定的控制目的。又叫做限位開關。
行程開關(圖片來源:網絡)
行程開關的種類很多,按照觸點的性質可以分為有觸點式和無觸點式。
有觸點式的行程開關,又稱為行程開關。和我們上文中提到的微動式按鈕類似,不是靠手的按壓,而是用生産機械運動的部件碰壓而産生觸點動作,來發出控制指令的主令電器。
行程開關的主要參數,有型式、動作行程、工作電壓及觸頭的電流容量。目前國内生産的行程開關有LXK3、3SE3、LX19、LXW和LX等系列。常用的行程開關有LX19、LXW5、LXK3、LX32和LX33等系列。
有觸點行程開關的選擇,應注意以下幾點:
(1)應用場合及控制對象選擇。
(2)安裝環境選擇防護形式,如開啟式或保護式。
(3)控制回路的電壓和電流。
(4)機械與行程開關的傳力與位移關系選擇合适的頭部形式。
下圖所示為幾種操作類型的行程開關動作原理圖以及圖形符号:
行程開關結構示意圖及圖形符号(圖片來源:網絡)
3. 接近開關
無觸點式的行程開關,又稱為接近開關。它可以代替有觸頭的行程開關來完成行程控制和限位保護,還可用于高頻計數、測速、液位控制、零件尺寸檢測、加工程序的自動銜接等的非接觸式開關。
無觸點式的行程開關,可分為有源型和無源型兩種。多數無觸點行程開關為有源型,主要包括檢測元件、放大電路、輸出驅動電路3部分,一般采用5V~24V的直流電流,或220V交流電源等。
常用的國産接近開關,有LJ、3SG、LXJ18等多種系列。另外也有一些國外進口的接近開關。
渦流式接近開關(圖片來源:網絡)
按照檢測元件的工作原理,可分為高頻振蕩型、超聲波型、電容型、電磁感應型、永磁型、霍爾元件型、磁敏元件型等接近開關。
筆者簡單地來說說其中一種 ---- 霍爾元件型接近開關。
霍爾,是美國的一位物理學家。他發現了非常有名的霍爾效應,即當電流通過一個位于磁場中的導體時,磁場會對導體中的電子産生一個垂直于電子運動方向上的作用力,從而在垂直于導體與磁感線的兩個方向上産生電勢差。
而霍爾元件型接近開關,也和電磁密不可分,是用來檢測磁場的。一般用磁鋼作為被檢測體。其内部的磁敏感器件僅對垂直于傳感器端面的磁場敏感,當磁極S極正對接近開關時,接近開關的輸出産生正跳變,輸出為高電平;若磁極N極正對接近開關時,輸出為低電平。
霍爾元件(圖片來源:網絡)
接近開關的選擇,則應注意以下幾點:
(1)工作頻率、可靠性及精度。
(2)檢測距離、安裝尺寸。
(3)觸點形式(有觸點、無觸點)、觸點數量及輸出形式(NPN型、PNP型)。
(4)電源類型(直流、交流)、電壓等級。
4. 轉換開關
轉換開關,是一種切換多回路的低壓開關。多檔位、多觸點、能夠控制多回路。用于各種控制設備中線路的換接、遙控和電流表、電壓表的換相測量等,也可用于控制小容量電動機的起動、換向、調速。
其工作原理和凸輪控制器一樣,區别在于凸輪控制器主要用于主電路,直接對電動機等電氣設備進行控制;而轉換開關主要用于控制電路,通過繼電器和接觸器間接控制電動機。
轉換開關(圖片來源:網絡)
常用的轉換開關有LW2、LW5、LW6、LW8、LW9、LW12、LW16、VK、3LB和HZ等系列。其中LW2系列用于高壓斷路器操作回路的控制,LW5、LW6系列多用于電力拖動系統中對線路或電動機實行控制,LW6系列還可裝成雙列型式,列與列之間用齒輪齧合,并由同一手柄操作,此種開關最多可裝60對觸點。
三、斷路器斷路器大家不陌生吧!這個小家夥也叫自動開關或者是空氣開關。分為高壓斷路器和低壓斷路器,本文重點讨論下低壓斷路器。
無論是高壓斷路器還是低壓斷路器,其作用都是對電源線路、電動機等做保護,當其發生嚴重的過載或者短路欠壓等故障時能自動切斷電路,從而避免更大的事故發生。
家用漏電斷路器(圖片來源:網絡)
以塑殼斷路器為例,其由3個部分構成:觸頭、滅弧系統、脫扣器。脫扣器又包括過電流脫扣器、失壓(欠電壓)脫扣器、熱脫扣器、分勵脫扣器、自由脫扣器。
過電流脫扣器是用在線路的過電流保護上的。當線路的電流大于整定的電流值時,過電流脫扣器所産生的電磁力,會使挂鈎脫扣,動觸點在彈簧的拉力下迅速斷開,短路器就可以成功跳閘。
過電流脫扣器(圖片來源:網絡)
失壓(欠電壓)脫扣器則用于失壓保護,平時失壓脫扣器的線圈直接接在電源上,處于吸合狀态,斷路器可以正常合閘;當停電或電壓很低時,此時失壓脫扣器的吸力小于彈簧的反力,彈簧拉動鐵心向上使挂鈎脫扣,實現短路器的跳閘功能。
分勵脫扣器則用于遠方跳閘,當在遠方按下按鈕時,分勵脫扣器來電,産生電磁力,使其脫扣跳閘。
分勵脫扣器(圖片來源:網絡)
四、電阻器電阻我們都知道,是電力電氣設備不可或缺的重要元件之一。那麼電阻器,就是電阻的其中一種分類 ---- 工業用電阻器件(簡稱電阻器)。另外一種是電阻元件,是用在弱電電子産品裡面的。
常用的電阻器有ZB型闆形電阻器和ZG型管形電阻器,用于低壓電路中的電流調節。ZX型電阻器,則主要用于交直流電動機的起動、制動和調速等。
繞線版型電阻器(圖片來源:網絡)
而關于電阻器的主要技術參數,則有額定電壓、發熱功率、電阻值、允許電流、發熱時間常數、電阻誤差及外形尺寸等。
電阻器的圖形符号如下圖所示:
電阻器和變阻器圖形符号(圖片來源:網絡)
好的朋友們,因篇幅所限,筆者沒有向朋友們介紹全部的低壓電器,本文的大緻内容就是這些,筆者将在以後的文章中為大家詳細講述其他種類的低壓電器,歡迎您持續關注!
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