電氣控制的基本知識(shí)

1、電氣控制的基本知識(shí)電氣控制的基本知識(shí)常用低壓電器常用低壓電器常用低壓電器常用低壓電器 低壓電器概述低壓電器概述 開(kāi)關(guān)電器及主令電器開(kāi)關(guān)電器及主令電器 接觸器接觸器 繼電器繼電器 熔斷器熔斷器低壓電器概述低壓電器概述 低壓電器的定義 低壓電器的分類(lèi) 低壓電器的基本結(jié)構(gòu)低壓電器的定義 電器：是指能自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開(kāi)電路，以及對(duì)電路或非電路現(xiàn)象能進(jìn)行切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的元件。 低壓電器：通常是指交流1000V及以下與直流1200V及以下電路中起通斷、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備 。低壓電器的分類(lèi) 按控制作用分類(lèi)v 執(zhí)行電器 用來(lái)完成某種動(dòng)作或傳遞功率。例如：電磁鐵。v 控制電器

2、用來(lái)控制電路的通斷。例如：開(kāi)關(guān)、繼電器。v 主令電器 用來(lái)控制其它自動(dòng)電器的動(dòng)作，以發(fā)出控制“指令”。例如：按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。v 保護(hù)電器 用來(lái)保護(hù)電源、電路及用電設(shè)備，使它們不致在短路、過(guò)載狀態(tài)下運(yùn)行，免遭損壞。例如：熔斷器、熱繼電器等。 按動(dòng)作方式分 v 自動(dòng)切換電器 按照信號(hào)或某個(gè)物理量的變化而自動(dòng)動(dòng)作的電器。例如：接觸器、繼電器等。v 非自動(dòng)電器 通過(guò)人力操作而動(dòng)作的電器。例如：開(kāi)關(guān)、按鈕等 。 按動(dòng)作原理分類(lèi) v 電磁式電器 它是根據(jù)電磁鐵的原理工作的。例如：接觸器、繼電器等。v 非電磁式電器 它是依靠外力（人力或機(jī)械力）或某種非電量的變化而動(dòng)作的電器。例如：行程開(kāi)關(guān)、按鈕、速度繼電

3、器、熱繼電器等。 低壓電器的基本結(jié)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)是電器元件的感受部件，它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能并帶動(dòng)觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)。它通常采用電磁鐵的形式，由電磁線(xiàn)圈、靜鐵心（鐵心）、動(dòng)鐵心（銜鐵）等組成，其中動(dòng)鐵心與動(dòng)觸點(diǎn)支架相連。電磁鐵的工作原理:電磁線(xiàn)圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，使動(dòng)、靜鐵心磁化互相吸引，當(dāng)動(dòng)鐵心被吸引向靜鐵心時(shí)，與動(dòng)鐵心相連的動(dòng)觸點(diǎn)也被拉向靜觸點(diǎn)，令其閉合接通電路。電磁線(xiàn)圈斷電后，磁場(chǎng)消失，動(dòng)鐵心在復(fù)位彈簧作用下，回到原位，并牽動(dòng)動(dòng)、靜觸點(diǎn)，分?jǐn)嚯娐贰?觸頭系統(tǒng) 觸頭系統(tǒng)屬于執(zhí)行部件 。它的作用是通過(guò)觸點(diǎn)的開(kāi)、閉來(lái)通、斷電路的 。 按功能分：主觸頭和輔助觸頭。按形狀分：橋式觸頭和

4、指形觸頭 。按操作分：靜觸頭和動(dòng)觸頭 。按位置分：常閉觸頭和常開(kāi)觸頭。 滅弧裝置 電弧：是指觸頭在閉合和斷開(kāi)（包括熔體在熔斷時(shí)）的瞬間，都會(huì)在觸頭間隙中由電子流產(chǎn)生弧狀的火花，這種由電氣原因造成的火花。 使電路仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)，延遲電路的開(kāi)斷。會(huì)燒損觸點(diǎn)，縮短電器的使用壽命。開(kāi)關(guān)電器及主令電器 低壓開(kāi)關(guān) 低壓開(kāi)關(guān)主要用作隔離、轉(zhuǎn)換以及接通和分?jǐn)嚯娐?。常作為機(jī)床電路的電源開(kāi)關(guān)，或用于局部照明電路的控制及小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)控制等。 主令電器 主令電器是指在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中用來(lái)發(fā)出信號(hào)指令的電器。它的信號(hào)指令將通過(guò)繼電器、接觸器和其它電器的動(dòng)作，接通和分?jǐn)啾豢刂齐娐罚詫?shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和

5、其它生產(chǎn)機(jī)械的遠(yuǎn)距離控制。 低壓開(kāi)關(guān) 刀開(kāi)關(guān) 組合開(kāi)關(guān) 自動(dòng)開(kāi)關(guān) 漏電保護(hù)器主令電器 按鈕 行程開(kāi)關(guān) 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān) 用途 普通刀開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣泛的手控低壓電器，廣泛用在照明電路和小容量（5.5kW）、不頻繁起動(dòng)的動(dòng)力電路的控制電路中。 結(jié)構(gòu) 符號(hào) 注意事項(xiàng) 刀開(kāi)關(guān)安裝時(shí)，瓷底應(yīng)與地面垂直，手柄向上，易于滅弧，不得倒裝或平裝。倒裝時(shí)手柄可能因自重落下而引起誤合閘，危及人身和設(shè)備安全。 圖1-7 膠蓋瓷底刀開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)1出線(xiàn)盒 2熔絲 3動(dòng)觸頭 4手柄 5靜觸頭 6電源進(jìn)線(xiàn)座 7瓷座 8膠蓋 9接用電器b）雙極 c）三極QS QS a）單極 或 QS 組合開(kāi)關(guān) 定義 它實(shí)質(zhì)上也

6、是一種特殊刀開(kāi)關(guān)，只不過(guò)一般刀開(kāi)關(guān)的操作手柄是在垂直安裝面的平面內(nèi)向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng)，而組合開(kāi)關(guān)的操作手柄則是平行于安裝面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)而已。 用途 多用在機(jī)床電氣控制線(xiàn)路中，作為電源的引入開(kāi)關(guān)，也可以用作不頻繁地接通和斷開(kāi)電路、換接電源和負(fù)載以及控制5KW以下的小容量電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和星三角起動(dòng)等。 結(jié)構(gòu) 符號(hào)a）雙極 b）三極QS QS 組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)a) b)圖1-9組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖a）外形圖 b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)1手柄 2轉(zhuǎn)軸 3彈簧 4凸輪 5絕緣墊板6動(dòng)觸點(diǎn) 7靜觸點(diǎn) 8絕緣方軸 9接線(xiàn)柱自動(dòng)開(kāi)關(guān) 用途 它集控制和多種保護(hù)功能于一身，除能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠?，還能對(duì)電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短

7、路、過(guò)載、失壓等故障進(jìn)行保護(hù)。 原理圖 工作原理 脫扣器是自動(dòng)開(kāi)關(guān)的主要保護(hù)裝置，包括電磁脫扣器（作短路保護(hù)）、熱脫扣器（作過(guò)載保護(hù)）、失壓脫扣器以及由電磁和熱脫扣器組合而成的復(fù)式脫扣器等種類(lèi)。電磁脫扣器的線(xiàn)圈串聯(lián)在主電路中，若電路或設(shè)備短路，主電路電流增大，線(xiàn)圈磁場(chǎng)增強(qiáng)，吸動(dòng)銜鐵，使操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷開(kāi)主觸點(diǎn)，分?jǐn)嘀麟娐范鸬蕉搪繁Ｗo(hù)作用。電磁脫扣器有調(diào)節(jié)螺釘，可以根據(jù)用電設(shè)備容量和使用條件手動(dòng)調(diào)節(jié)脫扣器動(dòng)作電流的大小。 熱脫扣器是一個(gè)雙金屬片熱繼電器。它的發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中。當(dāng)電路過(guò)載時(shí)，過(guò)載電流使發(fā)熱元件溫度升高，雙金屬片受熱彎曲，頂動(dòng)自動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷開(kāi)主觸點(diǎn)，切斷主電路而起過(guò)載保

8、護(hù)作用。 符號(hào)QF 自動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖圖1-12 自動(dòng)開(kāi)關(guān)的原理圖1、9彈簧 2觸點(diǎn) 3鎖鍵 4搭鉤 5軸 6過(guò)電流脫扣器 7杠桿 8、10銜鐵 11欠電壓脫扣器 12雙金屬片 13電阻絲漏電保護(hù)器 用途 主要用于當(dāng)發(fā)生人身觸電或漏電時(shí)，能迅速切斷電源，保障人身安全，防止觸電事故。有的漏電保護(hù)器還兼有過(guò)載、短路保護(hù)，用于不頻繁起、停的電動(dòng)機(jī)。 原理圖 工作原理 當(dāng)正常工作時(shí)，不論三相負(fù)載是否平衡，通過(guò)零序電流互感器主電路的三相電流相量之和等于零，故其二次繞組中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，漏電保護(hù)器工作于閉合狀態(tài)。如果發(fā)生漏電或觸電事故，三相電流之和便不再等于零，而等于某一電流值Is。Is會(huì)通過(guò)人體、大地、變

9、壓器中性點(diǎn)形成回路，這樣零序電流互感器二次側(cè)產(chǎn)生與Is對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，加到脫扣器上，當(dāng)Is達(dá)到一定值時(shí)，脫扣器動(dòng)作，推動(dòng)主開(kāi)關(guān)的鎖扣，分?jǐn)嘀麟娐?。測(cè)試回路電源變壓器主開(kāi)關(guān)UVW零序電流互感器電磁脫扣器按鈕 用途 按鈕又稱(chēng)控制按鈕或按鈕開(kāi)關(guān)，是一種手動(dòng)控制電器。它只能短時(shí)接通或分?jǐn)?A以下的小電流電路，向其它電器發(fā)出指令性的電信號(hào)，控制其它電器動(dòng)作。由于按鈕載流量小，不能直接用于控制主電路的通斷。 結(jié)構(gòu)及工作原理 符號(hào) 注意事項(xiàng) 選擇使用時(shí)應(yīng)從使用場(chǎng)合、所需觸點(diǎn)數(shù)及按鈕帽的顏色等因素考慮。一般紅色表示停止，綠色表示起動(dòng)，黃色表示干預(yù)。SB SB a）常開(kāi)觸點(diǎn) b）常閉觸點(diǎn) c）復(fù)合觸點(diǎn)SB 按

10、鈕的結(jié)構(gòu)及工作原理 結(jié)構(gòu) 工作原理 在按下按鈕帽令其動(dòng)作時(shí)，首先斷開(kāi)動(dòng)斷觸點(diǎn)，再通過(guò)一定行程后才接通動(dòng)合觸點(diǎn)；松開(kāi)按鈕帽時(shí)，復(fù)位彈簧先將動(dòng)合觸點(diǎn)分?jǐn)?，通過(guò)一定行程后動(dòng)斷觸點(diǎn)才閉合。行程開(kāi)關(guān) 用途 行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)限位開(kāi)關(guān)或位置開(kāi)關(guān)，它利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞，使其內(nèi)部觸點(diǎn)動(dòng)作，分?jǐn)嗷蚯袚Q電路，從而控制生產(chǎn)機(jī)械行程、位置或改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 結(jié)構(gòu) 符號(hào)a）常開(kāi)觸點(diǎn) b）常閉觸點(diǎn)SQ SQ 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 用途 具有更多操作位置和觸點(diǎn)、能夠接多個(gè)電路的一種手動(dòng)控制電器。由于它的檔位多、觸點(diǎn)多，可控制多個(gè)電路，能適應(yīng)復(fù)雜線(xiàn)路的要求。 結(jié)構(gòu)接觸器 用途 接觸器是一種用來(lái)頻繁接通和斷開(kāi)交、直流主電路及大容量控

11、制電路的自動(dòng)切換電器。它具有低壓釋放保護(hù)功能，可進(jìn)行頻繁操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線(xiàn)路中使用最廣泛的電器元件。 分類(lèi)交流接觸器 特點(diǎn)：交流線(xiàn)圈、有短路環(huán)、采用雙斷口觸頭直流接觸器特點(diǎn)：直流線(xiàn)圈、滾動(dòng)指型觸頭 符號(hào)b）常開(kāi)主觸點(diǎn) c）常閉主觸點(diǎn)a）線(xiàn)圈 KM e）常閉輔助觸點(diǎn)d）常開(kāi)輔助觸點(diǎn) KM KM KM KM 交流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu) 交流接觸器的主要部分是電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和滅弧裝置，其外形和結(jié)構(gòu)如圖所示 工作原理 交流接觸器有兩種工作狀態(tài)：得電狀態(tài)（動(dòng)作狀態(tài)）和失電狀態(tài)（釋放狀態(tài)）。接觸器主觸頭的動(dòng)觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸頭則固定在殼體上。當(dāng)線(xiàn)圈得電

12、后，線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)作，使常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合，分?jǐn)嗷蚪油ㄏ嚓P(guān)電路。當(dāng)線(xiàn)圈失電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧的作用下釋放，各觸頭隨之復(fù)位。 a）外形 b）結(jié)構(gòu)示意圖繼電器 定義 繼電器：是一種根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（時(shí)間、速度、溫度、壓力等）的變化自動(dòng)接通和斷開(kāi)控制電路，以完成控制或保護(hù)任務(wù)的電器。 與接觸器的區(qū)別v 繼電器可以對(duì)各種電量或非電量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只有在一定 的電壓信號(hào)下動(dòng)作。v 繼電器用于切換小電流的控制電路，而接觸器則用來(lái)控制大電流電路，因此，繼電器觸頭容量較?。ú淮笥?A），且無(wú)滅弧裝置。 分類(lèi)v 按

13、反應(yīng)的參數(shù)可分為：電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、熱繼電器、時(shí)間繼電器和速度繼電器等。v 按動(dòng)作原理可分為：電磁式、電動(dòng)式、電子式和機(jī)械式等?？諝馐綍r(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)圖a）外形圖 b）結(jié)構(gòu)圖1線(xiàn)圈 2反力彈簧 3銜鐵 4靜鐵心 5彈簧片 6、8微動(dòng)開(kāi)關(guān) 7杠桿 9調(diào)節(jié)螺釘 10推桿 11活塞桿 12寶塔彈簧熱繼電器的結(jié)構(gòu)圖a） 外形 b）結(jié)構(gòu)圖電流整定裝置 2主電路接線(xiàn)柱 3復(fù)位按鈕 4常閉觸頭 5動(dòng)作機(jī)構(gòu) 6熱元件 31常閉觸頭接線(xiàn)柱32公共動(dòng)觸頭接線(xiàn)柱 33常開(kāi)觸頭接線(xiàn)柱 1主觸頭 2主雙金屬片 3熱元件 4推動(dòng)導(dǎo)板 5補(bǔ)償雙金屬片 6常閉觸頭 7常開(kāi)觸頭 8復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 9動(dòng)觸頭 10復(fù)位按鈕 11偏心輪 12支撐件 13彈簧主雙金屬片與加熱元件串接在接觸器負(fù)載端，（電動(dòng)機(jī)電源端）的主回路中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使繼電器動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，流過(guò)熱元件的電流增大，熱元件產(chǎn)生的熱量增加，使雙金屬片產(chǎn)生的彎曲位移增大，主雙金屬片推動(dòng)導(dǎo)板，并通過(guò)補(bǔ)償雙金屬片與推桿將觸點(diǎn)（即串接在接觸器線(xiàn)圈回路的熱繼電器常閉觸點(diǎn)）分開(kāi)，以切斷電路保護(hù)電動(dòng)機(jī)。速度繼電器結(jié)構(gòu)圖a）外形 b）結(jié)構(gòu)圖熔斷器 用途 主要用作短路保護(hù)。 結(jié)構(gòu) 熔斷器主要由熔體（俗稱(chēng)保險(xiǎn)絲）和安裝熔體的熔管