第0講-第1章 常用低壓電器

1、1機電學院機電學院 電氣系電氣系 張翠云張翠云20122012年年9 9月月2考核方法及要求課程性質(zhì)課程性質(zhì)：必修、考查課必修、考查課考核方式考核方式： 總成績總成績=（平時考核平時考核+實驗成績）實驗成績）30%+閉卷考閉卷考試成績試成績70% 平時考核平時考核=出勤出勤+作業(yè)作業(yè)+課堂筆記課堂筆記 3 常用低壓電器常用低壓電器 本章主要通過介紹電氣控制領(lǐng)域中常用低壓電器的本章主要通過介紹電氣控制領(lǐng)域中常用低壓電器的工工作原理作原理、用途用途、型號型號、規(guī)格及符號規(guī)格及符號等知識，等知識，電器控制線電器控制線路的基本環(huán)節(jié)路的基本環(huán)節(jié) 學會學會正確選擇和合理使用常用電器正確選擇和合理使用常用電

2、器、學會、學會分析和設(shè)計分析和設(shè)計電氣控制線路的基本方法電氣控制線路的基本方法，為后繼章節(jié)的學習打下基礎(chǔ)。，為后繼章節(jié)的學習打下基礎(chǔ)。 在在PLC出現(xiàn)以前，控制作用由繼電器和接觸器組成的出現(xiàn)以前，控制作用由繼電器和接觸器組成的線路來實現(xiàn)，這常稱為線路來實現(xiàn)，這常稱為，下面介紹，下面介紹繼電接觸器控制系統(tǒng)。繼電接觸器控制系統(tǒng)。4：+ 1.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：固定鐵心，銜鐵，電磁線圈固定鐵心，銜鐵，電磁線圈 。 2.分類：分類：直動式，拍合式。直動式，拍合式。 3.原理：原理：電磁線圈通電后，電磁吸力大于彈性力，電磁線圈通電后，電磁吸力大于彈性力，使銜鐵閉合。使銜鐵閉合。常用低壓電器常用低壓電器5 組成：

3、組成：一般由主觸點及其滅弧裝置組成。一般由主觸點及其滅弧裝置組成。 電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置 電弧的產(chǎn)生：電弧的產(chǎn)生：當斷路器或接觸器觸點切斷電路時，如當斷路器或接觸器觸點切斷電路時，如電路中電壓超過電路中電壓超過10-20V和電流超過和電流超過80-100mA，在拉，在拉開的兩個觸點之間將出現(xiàn)強烈火花，這實際上是一種開的兩個觸點之間將出現(xiàn)強烈火花，這實際上是一種氣體放電的現(xiàn)象，通常稱為氣體放電的現(xiàn)象，通常稱為“電弧電弧”。 電弧種類：電弧種類：交流電弧（交流電弧存在交流過零點，電交流電?。ń涣麟娀〈嬖诮涣鬟^零點，電弧易熄滅）和直流電弧?；∫紫纾┖椭绷麟娀?。6 如何熄滅電?。?/p>

4、如何熄滅電?。焊鶕?jù)上述電弧產(chǎn)生的物理過程可知，欲使電根據(jù)上述電弧產(chǎn)生的物理過程可知，欲使電弧熄滅，應(yīng)設(shè)法降低電弧溫度和電場強度，以加強消電離作弧熄滅，應(yīng)設(shè)法降低電弧溫度和電場強度，以加強消電離作用。當電離速度低于消電離速度，則電弧熄滅。用。當電離速度低于消電離速度，則電弧熄滅。 滅弧裝置用途：滅弧裝置用途：用于熄滅觸頭分斷負載電流時產(chǎn)生的電弧。用于熄滅觸頭分斷負載電流時產(chǎn)生的電弧。 滅弧原理滅弧原理：迅速拉長電??；迅速拉長電弧；冷卻和去游離法。根據(jù)上述冷卻和去游離法。根據(jù)上述滅弧原則，常用的滅弧裝置有如下幾種。滅弧原則，常用的滅弧裝置有如下幾種。 1）磁吹式滅弧裝置）磁吹式滅弧裝置 2）滅弧柵

5、）滅弧柵 3）滅弧罩）滅弧罩 4）多斷點滅?。┒鄶帱c滅弧71.。它可以頻繁地它可以頻繁地接通或分斷交直流電路，并可實現(xiàn)遠距離控制。接通或分斷交直流電路，并可實現(xiàn)遠距離控制。2.具有具有，接觸器具有接觸器具有等特點，是電力等特點，是電力拖動自動控制線路中使用最廣泛的電器元件。拖動自動控制線路中使用最廣泛的電器元件。其主要控制對象是其主要控制對象是，也可用于，也可用于電熱設(shè)備電熱設(shè)備、等其它負載。等其它負載。接觸器可分為接觸器可分為和和兩大類。兩大類。8觸頭系統(tǒng)：觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭主觸頭、輔助觸頭 常開觸頭（動合觸頭）常開觸頭（動合觸頭） 常閉觸頭（動斷觸頭）常閉觸頭（動斷觸頭）電磁系統(tǒng)：

6、電磁系統(tǒng)：動、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧動、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧 滅弧系統(tǒng)：滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧滅弧罩及滅弧柵片滅弧 91011用途：用途：遠距離通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。遠距離通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：工作原理：與交流接觸器基本相同。與交流接觸器基本相同。12KMKM常閉輔助觸點常閉輔助觸點線圈線圈KMKM主觸點主觸點KMKM常開輔助觸點常開輔助觸點KMKM13交流接觸器： 127、220、380、500V 直流接觸器： 110、220、440V 交流接觸器：5、

7、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A 交流接觸器：36、110（127）、220、380V 直流接觸器：24、48、220、440V 14 根據(jù)電路中根據(jù)電路中選擇接觸器的類型；選擇接觸器的類型； 接觸器的接觸器的應(yīng)大于或等于負載回路的額定應(yīng)大于或等于負載回路的額定電壓；電壓； 吸引線圈的吸引線圈的應(yīng)與所接控制電路的額定電應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級一致；壓等級一致； 應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。15根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，根據(jù)某種輸入信號

8、的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護電力裝置的自動電器。實現(xiàn)自動控制和保護電力裝置的自動電器。按用途分按用途分 ：控制和保護繼電器（控制和保護繼電器（） 按動作原理分：按動作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、 機械式機械式 按輸入量分：按輸入量分：電流、電壓、電流、電壓、壓力、壓力按動作時間分：按動作時間分： v 額定電流不大于額定電流不大于5A5A16特點：特點：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。 分類：分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過電流繼電器、欠電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器欠電流

9、繼電器KAI I KAKAKA17特點：特點：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細分類：分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似與電流繼電器類似欠電壓繼電器KAU U KAKAKA18 中間繼電器中間繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸器相同。但它的，在電路中主要是擴展觸點的數(shù)量。在電路中主要是擴展觸點的數(shù)量。另外其另外其。 三）中間繼電器三）中間繼電器19作用：電動機的過載保護作用：電動機的過載保護利用雙金屬片受熱彎曲利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作去推動杠桿使觸頭動作利用電

10、阻值隨溫度變化利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動作合金熔化而使繼電器動作四）熱繼電器四）熱繼電器型式：雙金屬片式型式：雙金屬片式 熱敏電阻式熱敏電阻式易熔合金式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬 片和觸頭及動作機構(gòu)片和觸頭及動作機構(gòu) 等部分組成等部分組成 。201-1.接線端子 2 -主雙金屬片 3 -熱元件 4 -推動導(dǎo)板 5 -補償雙金屬片 6 -常閉觸頭 7 -常開觸頭 8 -復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 9 -動觸頭 10 -復(fù)位按鈕 11 -偏心輪 12 -支撐件 13 -彈簧 四）熱繼電器（續(xù)

11、）四）熱繼電器（續(xù)）雙金屬片式熱繼電器原理示意圖21使用：使用：作為電動機的過載保護，注意與熔斷器的配合。作為電動機的過載保護，注意與熔斷器的配合。選擇：選擇：eReReded eReR：熱繼電器熱元件的額定電流；：熱繼電器熱元件的額定電流； eded：電動機的額定電流。：電動機的額定電流。四）熱繼電器（續(xù)）四）熱繼電器（續(xù)）22空氣阻尼時間繼電器空氣阻尼時間繼電器分類：分類：按構(gòu)成原理分：電磁式按構(gòu)成原理分：電磁式 電動式電動式 空氣阻尼式空氣阻尼式 晶體管式晶體管式 數(shù)字式數(shù)字式 23(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) (a) 線圈一般符號線圈一般符號

12、(b) (b) 通電延時線圈通電延時線圈 (c) (c) 斷電延時線圈斷電延時線圈 (d) (d) 通電延時閉通電延時閉合動合（常開）觸點合動合（常開）觸點 (e) (e) 通電延時斷開動斷（常閉）觸點通電延時斷開動斷（常閉）觸點 （f f）斷電延時斷）斷電延時斷開動合（常開）觸點開動合（常開）觸點 （g g）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（h h）瞬動觸點）瞬動觸點 五）時間繼電器（續(xù)）五）時間繼電器（續(xù)）符號符號24作用：作用：根據(jù)速度的大小通斷電路根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：原理：與異步電動機類似與異步電動機類似參

13、數(shù)：參數(shù)：25定子定子-由硅鋼片迭成由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞上，裝有鼠籠型短路繞組。組。符號符號六）速度繼電器（續(xù)）六）速度繼電器（續(xù)）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子-圓柱形永久磁圓柱形永久磁鐵，與電動機同軸連鐵，與電動機同軸連接。接。26壓力繼電器壓力繼電器光電繼電器光電繼電器溫度繼電器溫度繼電器七）其它繼電器七）其它繼電器27 作用：隔離電源，不頻繁通斷電路作用：隔離電源，不頻繁通斷電路 1.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)） 作用：作用：不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。 結(jié)構(gòu)圖

14、和符號結(jié)構(gòu)圖和符號 ： QS282.2.帶熔斷器式刀開關(guān)帶熔斷器式刀開關(guān)用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護用。和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護用。293.3.負荷開關(guān)負荷開關(guān)用途：作不頻繁帶負荷操作和短路保護用。用途：作不頻繁帶負荷操作和短路保護用。30 低壓斷路器也稱為自動空氣開關(guān)，可用來接通和分斷負載電低壓斷路器也稱為自動空氣開關(guān)，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當于閘刀開關(guān)、路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保

15、護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護電器?；蛉康墓δ芸偤?，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護電器。 低壓斷路器具有多種保護功能低壓斷路器具有多種保護功能( (過載、短路、欠電壓保護等過載、短路、欠電壓保護等) )、動作值可調(diào)、分斷能力高、操作方便、安全等優(yōu)點，所以目前被動作值可調(diào)、分斷能力高、操作方便、安全等優(yōu)點，所以目前被廣泛應(yīng)用。廣泛應(yīng)用。v 操作安全，分斷能力較高。操作安全，分斷能力較高。v 框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）v 觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。313212345671-

16、主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕塑殼式低壓斷路器原理圖塑殼式低壓斷路器原理圖1主觸頭主觸頭 7按鈕按鈕線路短路線路短路或嚴重過或嚴重過載保護載保護遠距離跳遠距離跳閘，對電閘，對電路不起保路不起保護作用護作用線路過載線路過載保護保護電動機的電動機的失壓保護失壓保護33v 作用：作用：短路和嚴重過載保護短路和嚴重過載保護v 應(yīng)用：應(yīng)用：串接于被保護電路的首端串接于被保護電路的首端v 優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，價格便宜，體小量輕結(jié)構(gòu)簡

17、單，維護方便，價格便宜，體小量輕v 分類：分類： 瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT無填料密封式無填料密封式RMRM快速熔斷器快速熔斷器RSRS自恢復(fù)熔斷器自恢復(fù)熔斷器34瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器35有填料式熔斷器有填料式熔斷器無填料密封式熔斷器無填料密封式熔斷器36快速熔斷器快速熔斷器自恢復(fù)熔斷器自恢復(fù)熔斷器37v 作用：發(fā)送控制命令或信號的電器作用：發(fā)送控制命令或信號的電器 v 分類：控制按鈕分類：控制按鈕 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器主令控制器 接近開關(guān)接近開關(guān)3839404142電氣控制的基本線路電氣控制的基本線路u任何復(fù)雜

18、的電器控制線路都是按照一定的任何復(fù)雜的電器控制線路都是按照一定的，由，由組成的。組成的。是是。：電氣原理圖、電氣接線圖、電電氣原理圖、電氣接線圖、電器布置圖。器布置圖。是根據(jù)工作原理而繪制的，具有是根據(jù)工作原理而繪制的，具有、和和的工作原理等優(yōu)點。的工作原理等優(yōu)點。l 電器控制線路常用的圖形、文字符號電器控制線路常用的圖形、文字符號。43 根據(jù)電路通過的電流大小可分為根據(jù)電路通過的電流大小可分為和和。 包括從電源到電動機的電路，是包括從電源到電動機的電路，是通過的部通過的部分，用分，用畫在原理圖的畫在原理圖的。 是通過是通過的電路，一般由按鈕、電器元件的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器

19、的輔助觸點、繼電器的觸點等組成，用的線圈、接觸器的輔助觸點、繼電器的觸點等組成，用畫在原理圖的畫在原理圖的。 同一電器元件的各部件可以同一電器元件的各部件可以不畫在一起，但需用同一文字符號標出。若有多個同類電器，不畫在一起，但需用同一文字符號標出。若有多個同類電器，可在文字符號后加上數(shù)字序號，如可在文字符號后加上數(shù)字序號，如KM1、KM2等。等。 注意注意：所有按鈕、觸點均按所有按鈕、觸點均按?？刂齐娐返姆种Ь€路，原則上按照動作?？刂齐娐返姆种Ь€路，原則上按照動作，兩線交叉連接時的電氣連接點須用，兩線交叉連接時的電氣連接點須用。44基本電氣控制線路基本電氣控制線路：在：在時時，小容量籠型電動機

20、，小容量籠型電動機可直可直接起動。接起動。 ：是電氣設(shè)備少，線路簡單。是電氣設(shè)備少，線路簡單。 ：是起動電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動，干擾其它用電是起動電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動，干擾其它用電設(shè)備的正常工作。設(shè)備的正常工作。 ： ：由由、組成；組成； ：由起動由起動和和組成。組成。45圖圖2-4 實現(xiàn)點動的控制線路實現(xiàn)點動的控制線路46：在實際生產(chǎn)中往往要求電動機實現(xiàn)長時間連續(xù)轉(zhuǎn)在實際生產(chǎn)中往往要求電動機實現(xiàn)長時間連續(xù)轉(zhuǎn)動，即所謂長動控制。動，即所謂長動控制。：由由刀開關(guān)刀開關(guān)QS、熔斷器熔斷器FU、接觸器的主觸點接觸器的主觸點KM 、熱繼電器發(fā)熱元件熱繼電器發(fā)熱元件FR、電動機電動機M接地

21、保護接地保護PEPE組成；組成；：由由停止按鈕停止按鈕SB2、起動按鈕起動按鈕SB1、接觸器的常開接觸器的常開輔助觸點輔助觸點和和線圈線圈KM 、熱繼電器的常閉觸點熱繼電器的常閉觸點FR組成。組成。47：合上刀開關(guān)合上刀開關(guān)QS按下起動按下起動按鈕按鈕SB2接觸器線圈接觸器線圈KM通電通電接觸接觸器主觸點器主觸點KM閉合和常開輔助觸點閉合閉合和常開輔助觸點閉合電動機電動機M接通電源運轉(zhuǎn)；松開起動接通電源運轉(zhuǎn)；松開起動按鈕按鈕SB2，利用接通的接觸器常開輔，利用接通的接觸器常開輔助觸點助觸點KM自鎖、電動機自鎖、電動機M連續(xù)運轉(zhuǎn)。連續(xù)運轉(zhuǎn)。：這種依靠接觸器自身輔助常這種依靠接觸器自身輔助常開觸點

22、的閉合而使線圈保持通電的控制開觸點的閉合而使線圈保持通電的控制方式，稱自鎖或自保。方式，稱自鎖或自保。：按下停止按鈕按下停止按鈕SB1接觸接觸器線圈器線圈KM斷電斷電接觸器主觸點接觸器主觸點KM和和輔助常開觸點輔助常開觸點KM斷開斷開電動機電動機M斷電斷電停轉(zhuǎn)。停轉(zhuǎn)。：圖圖2-5 長動控制線路長動控制線路4849 在生產(chǎn)實踐中，機床調(diào)整完畢后，需要連續(xù)進行切削加工，則要在生產(chǎn)實踐中，機床調(diào)整完畢后，需要連續(xù)進行切削加工，則要求電動機既能實現(xiàn)點動又能實現(xiàn)長動。求電動機既能實現(xiàn)點動又能實現(xiàn)長動。 圖圖2-6 點動和長動結(jié)合的控制線路點動和長動結(jié)合的控制線路50開關(guān)切換開關(guān)切換點動控制：點動控制：SA斷開斷開FU1KMM3FRQL1L3L2主電路主電路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制電路控制電路圖圖2-6a的線路比較簡單，采用鈕子開關(guān)的線路比較簡單，采用鈕子開關(guān)SA實現(xiàn)點動和長動控制。實現(xiàn)點動和長動控制。連續(xù)控制：連續(xù)控制：SA閉合閉合 51采用鈕子開關(guān)采用鈕子開關(guān)SASA實現(xiàn)點動和長動控制實現(xiàn)點動和長動控制52按鈕切換按鈕切換工作原理：工作原理： 連續(xù)控制：按下連續(xù)控制：按下按鈕按鈕SB1 點動控制：按下按鈕點動控制：按下按鈕SB3FU1KMM3FRQL1L3L2主電路主電路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制電路控制電路圖圖2-6b的線路采用復(fù)合按鈕的線路