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熔断器是电气电路常用短路保护元器件之一,熔体具有快速熔断功能,以保证电气线络、用电负载在发生短路时,能够快速熔断,从而切断电源,使线路、用电负载不致于发生损坏、火灾、爆炸。
熔断器电气符号
熔断器有低压与高压等级之分;有螺旋式与嵌入式。以及其它形态及按装方式之分。本文仅讨论低压级且用于机床电气控制电路的。
螺旋式熔芯
螺旋式熔体座
当然熔体的额定电流在选择不恰当时,会发生两种结果。
一,熔体额定电流选大了时
在线路、负载发生短路时,出现了燃烧、爆炸等事故现象,熔体还未熔断,电源还没有切断,使事故进一步扩大,造成重大事故和经济损失。
二,熔体额定电流选小了
在负载、线路工作都正常时,因电网浪涌电压形成的冲击电流或感性、容性负载起动时的冲击电流,导致熔体熔断,切断了电源,影响线路、负载正常运转,从而影响了生产任务。也会带来一定的经济损失。
以下通过一个例子,说明如何正确选择熔体的额定电流。
如一台设备有5台电机,两台3KW;叁台1.5KW,其中一台3KW和一台1.5KW是同时启动并长期工作,另三台是独立且任何时间内,只能有一台工作。在计算时熔体额定电流增加值,按最大的一台计算
单台计算公式:
Ie≥Iq/2.5
Ie:额体额定电流
Iq:电机起动电流,有多台同时启动时为合计起动电流
或Ie=(1.5~2.5)Ide
多台电机情况下
Ie+其余电机的额定电流(同一时间内运行的)
Ide:电机额定电流,有多台同时启动时合计额定电流
3KW电动机额定电流为6A左右,1.5KW电动机额定电流为3A左右
考虑到感性负载冲击电流的影响,
现选择第二个公式便于计算。
Ie=(6+3)×2.5+3=22.5A
考虑到控制电路,最后总电路的熔体的额定电流,选择为30A。
上述为总的熔体的额定电流
对于各分支的熔体额定电流按其电动机的额定电流的1.5倍计算。
3KW:Ie=1.5×6=9A,选10A
1.5KW:Ie=1.5×3,选5~6A
处于频繁起停的电动机熔体额定电流按电动机的额定电流2.5倍计算。
3KW:2.5x6=15A
1.5KW:2.5x3=7.5A,选10A
对于电阻性负载的熔体额定电流按其额定电流的1.1~1.5计算
如12KW的箱式电炉,额定电流约为18.2A
18-2×1.5≈27A,选30A
3P推拉式熔断器
电路中如果没有控制变压器,控制电路短路保护的熔体的额定电流选择同上,所用接触器、继电器等电感类的负载的吸合功率和保持功率是不同的,可查阅相关手册,这里不再叙述。
1P推拉式熔断器座与熔芯
有控制变压器的熔体额定电流选择如下:
假设选用的控制变压器为:
初级:380V200VA
次级:110V150VA/24V50VA
初级熔体额定电流:
Ie=200/380≈0.53A
考虑到冲击电流Ie选择为1A
次级有两咯
110V的Ie=150/110≈1.36A
同样考虑到冲击电流Ie为2~3A
24V的Ie=50/24≈2.08A
同样考虑Ie为3~4A
2P推拉式熔断器
现今机床电气电路中,虽然大多采用了断路器作为电路的过载、短路保护,熔断器已很少使用,但是熔断器快速熔断功能优于同电流级别的断路器,所以在一些重要的且在发生短路、过载故障时要迅速切断电源,以保护设备不受损失的场合,仍然在使用。同时它的性价比高,熔体又便于更换。
1P推拉式熔断器展开图
电子产品仍大量采用微小型熔断器作为短路保护,如数控系统,电源模块、伺服、变频器、PLC……等等。
玻璃管保险丝
微型保险丝一
微型保险丝二
文中提到的控制变压器,对于它的选型可参阅我的文章《机床电气电路设计控制变压器容量VA计算》。
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