第1章電氣與PLC控制常用低壓電器

第一章常用低壓電器本章學習要點熟悉常用低壓電器類型和用途掌握各類電器的圖文符號了解各類電器選用依據(jù)2012.02一電器基本知識定義電器就是根據(jù)外界施加的信號和要求，能手動或自動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調(diào)節(jié)的電氣元件。低壓電器通常指工作在交流1200V、直流1500V以下的電器。采用電磁原理完成上述功能的低壓電器稱為電磁式低壓電器。一、電器的定義和分類2012.02一電器基本知識分類（1）按工作電壓等級高壓電器：交流1200V以上、直流1500V以上。低壓電器：用于交流1200V、直流1500V以下電路起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。例如：低壓斷路器、熔斷器、刀開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)等。一、電器的定義和分類2012.02一電器基本知識2）按操作方式手動電器：刀開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)自動電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器3)按用途

執(zhí)行電器：完成某種機械動作的電器，如電磁鐵、電磁離合器。

控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，如繼電器、接觸器、主令開關(guān)。

輔助電器：用于顯示電路工作狀態(tài)，保證電路正常工作，如熔斷器。2012.02一電器基本知識（一）電磁機構(gòu)電磁機構(gòu)：由吸引線圈、鐵心、銜鐵組成。圖1-1電磁機構(gòu)1-銜鐵2-鐵心3-線圈電磁機構(gòu)觸頭系統(tǒng)二、電磁式低壓電器基本結(jié)構(gòu)2012.02一電器基本知識電磁機構(gòu)的吸力特性（二）電磁機構(gòu)的工作原理吸力特性：電磁機構(gòu)使銜鐵吸合的力與銜鐵氣隙的關(guān)系曲線。電磁機構(gòu)的反力特性反力特性：指電磁機構(gòu)使銜鐵釋放（復位）的力與氣隙的關(guān)系曲線電磁機構(gòu)的反力：作用彈簧、摩擦阻力和銜鐵的重量。交流電磁機構(gòu)的吸力特性：F與δ無關(guān)直流電磁機構(gòu)的吸力特性：F與δ的平方成反比－雙曲線吸力和反力的配合：吸力大于反力2012.02一電器基本知識吸力特性與反力特性的配合圖1-4吸力特性與反力特性的配合

1-直流吸力特性2-交流吸力特性3-反力特性2012.02一電器基本知識單相交流電磁機構(gòu)中短路環(huán)的作用2012.02一電器基本知識圖1-5單相交流電磁機構(gòu)短路環(huán)作用單相交流電磁機構(gòu)中短路環(huán)的作用加短路環(huán)后的合成吸力2012.02一電器基本知識電磁機構(gòu)的輸入/輸出特性：繼電器特性52012.02一電器基本知識1）觸頭（執(zhí)行元件）作用：分斷和接通電路的作用。2）觸頭接觸形式：點接觸、線接觸和面接觸。點接觸：小電流的觸點線接觸：中等容量的觸點面接觸：大容量的觸點圖1-6觸頭的接觸形式

（三）觸頭系統(tǒng)1.觸頭的接觸形式2012.02一電器基本知識圖1-7觸頭的結(jié)構(gòu)形式a-點接觸橋式觸頭b-面接觸橋式觸頭c-線接觸指形觸頭2.觸頭的結(jié)構(gòu)形式2012.02一電器基本知識按觸頭控制電路分：主觸頭，輔助觸頭。按觸頭原始狀態(tài)分：常開觸頭，常閉觸頭。觸頭接觸電阻小。觸頭分類觸頭要求觸頭導電性能好。3.觸頭的分類與要求2012.02一電器基本知識滅弧的方法（1）拉長電弧，從而降低電場強度；（2）用電磁力使電弧在冷卻介質(zhì)中運動，降低弧柱周圍的溫度；（3）將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電??；（4）將電弧分成許多串聯(lián)的短弧，增加維持電弧所需的臨極電壓降。1.電弧的產(chǎn)生2.常用的滅弧方法（四）電弧的產(chǎn)生和常用的滅弧方法2012.02一電器基本知識常用的滅弧裝置（1）雙斷口電動力吹弧圖1-8雙斷口電動力吹弧1-靜觸頭2-動觸頭3-電弧2012.02一電器基本知識（2）磁吹滅弧圖1-9磁吹滅弧原理1-磁吹線圈2-鐵心3-導磁夾板4-引弧角5-滅弧罩6-磁吹線圈磁場7-電弧電流磁場8-動觸頭2012.02一電器基本知識（3）柵片滅弧圖1-10柵片滅弧示意圖1-滅弧柵片2-觸頭3-電弧2012.02二接觸器接觸器是一種用于中遠距離頻繁地接通與斷開交直流主電路及大容量控制電路的一種自動開關(guān)電器。按操作方式分有：●電磁接觸器、氣動接觸器和電磁氣動接觸器；按滅弧介質(zhì)分有：●空氣電磁式接觸器、油浸式接觸器和真空接觸器等；按主觸頭控制的電流性質(zhì)分有：●交流接觸器、直流接觸器；按電磁機構(gòu)的勵磁方式分有：●直流勵磁操作與交流勵磁操作兩種。（一）接觸器的用途和分類2012.02二接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖1-動觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-彈簧5-線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力彈簧（二）接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理1、結(jié)構(gòu):觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭常開觸頭（動合觸頭）常閉觸頭（動斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧2012.02二接觸器復位彈簧動鐵心線圈靜鐵心1231′2′3′主觸點動合(常開)輔助觸頭動斷觸點動合觸點2、交流接觸器的工作原理：2012.02二接觸器交流接觸器線圈通電后的狀態(tài)1231′2′3′動斷觸點斷開動合觸點閉合i主觸點閉合輔助觸頭線圈復位彈簧動鐵心靜鐵心2012.02二接觸器（三）接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1.額定電壓

交流接觸器：220、380、660、1140V直流接觸器：110、220、440V交流接觸器：10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、160、250、400、600A2.額定電流

3.吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、127、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V主觸頭額定電壓主觸頭額定電流2012.02二接觸器4.機械壽命和電氣壽命（三）接觸器的主要技術(shù)參數(shù)5.額定操作頻率6.動作值2012.02二接觸器KM常閉輔助觸點線圈KM主觸點KM常開輔助觸點KM（四）接觸器的圖文符號2012.02二接觸器（五）接觸器型號簡介2012.02二接觸器（六）常用交流接觸器CJTI系列交流接觸器2012.02二接觸器CJ12系列交流接觸器2012.02二接觸器CJ20系列交流接觸器2012.02二接觸器（七）接觸器的選用原則

根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的類型；接觸器的額定電壓應大于或等于負載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應與所接控制電路的額定電壓等級一致；額定電流應大于或等于被控主回路的額定電流。？接觸器安裝在敞開控制屏觸頭溫度不超過額定溫度負載為間歇工作制2012.02二接觸器電動機負載時交流接觸器的選用：

交流接觸器吸引線困電壓由控制電路電壓而定。主觸頭額定電流由下面經(jīng)驗公式計算：

式中Imc——主觸頭額定電流；

PN——被控制的電動機額定功率；

K——常數(shù)，一般取1—1.4；

UN——電動機的額定電壓。

實際選擇時，接觸器的主觸頭額定電流大于上式計算值。2012.02三繼電器（一）繼電器的定義和分類定義

繼電器是一種根據(jù)電氣量（電壓、電流等）或非電氣量（溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、時間等）的變化接通或斷開控制電路的自動切換電器。分類1.按輸入信號的性質(zhì)分為：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。2.按工作原理分為：電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等。3.按輸出形式分為：有觸點和無觸點兩類。按用途分為：控制用和保護用繼電器等。

2012.02二常用低壓電器（二）電磁式繼電器1．電磁機構(gòu)2．觸頭系統(tǒng)3．調(diào)節(jié)裝置電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)1-底座2-鐵心3-釋放彈簧4-調(diào)節(jié)螺母5-調(diào)節(jié)螺母6-銜鐵7-非磁性墊片8-極靴9-觸頭系統(tǒng)10-線圈2012.02二常用低壓電器（二）電磁式繼電器電壓繼電器(KV)：過電壓和欠電壓繼電器電流繼電器(KI)：過電流和欠電流繼電器中間繼電器(KA)：是一種電壓繼電器表示符號2012.02二常用低壓電器電流繼電器電流繼電器：根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動作的繼電器特點：線圈串接于電路中，導線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類：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2012.02二常用低壓電器過電流繼電器：當電路發(fā)生短路及過流時立即將電路切斷電路正常時,過電流繼電器不動作,當線圈電流超過整定電流時，繼電器才動作動作電流整定范圍：交流為(110％～350％)IN，直流為(70％～300％)IN

欠電流繼電器：當電路電流過低時立即將電路切斷電路正常時,欠電流繼電器吸合,當線圈電流低于整定電流時，繼電器釋放動作電流整定范圍：吸合電流為(30％～50％)IN，釋放電流為(10％～20％)IN

一般自動復位2012.02二常用低壓電器欠電流繼電器KII

<KIKI過電流繼電器>I

KIKIKI2012.02二常用低壓電器電壓繼電器：根據(jù)輸入（線圈）電壓大小而動作的繼電器特點：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導線細分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KVU<KVKV過電壓繼電器>UKVKVKV電壓繼電器2012.02二常用低壓電器過電壓繼電器：動作電壓整定范圍為(105％～120％)UN

欠電壓繼電器：吸合電壓調(diào)整范圍為(30％～50％)UN釋放電壓調(diào)整范圍為(7％～20％)UN

2012.02二常用低壓電器本質(zhì)上是一種電壓繼電器，工作原理與接觸器相同，觸頭數(shù)目比較多。觸點系統(tǒng)中沒有主、輔觸點之分，觸點容量相同。中間繼電器2012.02二常用低壓電器中間繼電器和接觸器的區(qū)別：相同點：輸入信號都是電壓，都是利用電磁機構(gòu)的工作原理進行工作的。不同點：中間繼電器用于小電流的控制電路，在控制電路中起信號傳遞、放大、翻轉(zhuǎn)和分路等作用，主要用來擴展觸點數(shù)量，實現(xiàn)邏輯控制。接觸器用于頻繁地、遠距離地接通或分斷電動機主電路或其他負載電路。它是一種執(zhí)行電器。它的觸點分為主觸點和輔助觸點，大部分情況下它還帶有滅弧裝置。2012.02（三）熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應原理來切斷電路的保護電器。作用：用來對連續(xù)運行的電動機進行過載及斷相保護，防止電動機過熱而燒毀的保護電器。分類：單相、兩相和三相式三種類型。其中三相式熱繼電器用于三相交流電動機做過載保護。按功能來分，三相式熱繼電器又有不帶斷相保護和帶斷相保護兩種類型。2012.02電動機的過載特性和熱繼電器的保護特性反時限特性過載特性保護特性（三）熱繼電器2012.02工作原理熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、觸頭系統(tǒng)等組成。2012.02表示符號控制電路中最常用的是熱繼電器的常閉觸點，熱繼電器是怎樣保護電機的？2012.02（四）時間繼電器時間繼電器是一種根據(jù)電磁原理或機械動作原理來實現(xiàn)觸點系統(tǒng)延時接通或斷開的自動切換電器。作用：按整定時間長短通斷電路分類：按構(gòu)成原理分：電磁式、電動式空氣阻尼式晶體管式、數(shù)字式按延時方式分：通電延時型

斷電延時型

2012.02文字符號：KT2012.02（五）速度繼電器●常用低壓電器作用：主要應用于三相籠型異步電動機的反接制動中，因此又稱為反接制動控制器。組成：主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸點三部分組成。工作原理：感生電流產(chǎn)生力矩表示符號參數(shù)：動作轉(zhuǎn)速：>120r/min復位轉(zhuǎn)速：<100r/min2012.02壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器（六）其他繼電器2012.022012.02二常用低壓電器作用：隔離電源，不頻繁通斷電路分類：按刀的級數(shù)分:單極、雙極和三極按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：單擲和雙擲按接線方式分為：板前接線和板后接線按操作方式分為：手柄操作和遠距離聯(lián)桿操作按有無熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器一、開關(guān)電器用于配電線路，用于電源的隔離、通斷控制（一）刀開關(guān)2012.02二常用低壓電器常用的刀開關(guān)種類：（1）開關(guān)板用刀開關(guān)：不帶熔斷器式刀開關(guān)（2）膠蓋閘刀開關(guān)：膠蓋閘刀開關(guān)又稱為開啟式負荷開關(guān)。（3）鐵殼開關(guān)：鐵殼開關(guān)又稱為封閉式負荷開關(guān)。一般應用于不頻繁地接通和分斷負荷電路，也可以用作15KW以下的電動機的不頻繁啟動的控制開關(guān)。（4）熔斷器式刀開關(guān)：熔斷器式刀開關(guān)即熔斷器式隔離開關(guān)。是一種以熔斷體或帶有熔斷體的載融件作為動觸點的隔離開關(guān)。2012.021.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）作用：不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。結(jié)構(gòu)圖和符號：

QSFUM3～QS2012.02二常用低壓電器膠蓋閘刀開關(guān)外形結(jié)構(gòu)：圖形文字符號：HK系列膠蓋閘刀開關(guān)型號的含義:2.膠蓋閘刀開關(guān)——用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應急開關(guān)，并作電路保護用。2012.02二常用低壓電器2012.02二常用低壓電器3.封閉式鐵殼閘刀開關(guān)圖形文字符號：鐵殼開關(guān)外形結(jié)構(gòu)封閉式鐵殼閘刀開關(guān)型號的含義:2012.02二常用低壓電器4.熔斷器式刀開關(guān)熔斷器式刀開關(guān)外形結(jié)構(gòu)：HR6型系列HR5系列2012.02二常用低壓電器使用刀開關(guān)注意事項：1、安裝時應使手柄向上，不得倒裝或平裝；2、接線時電源線應接在上端，負載線接在下端。2012.02二常用低壓電器（二）轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)）：多節(jié)觸點組合而成的一種手動控制電器結(jié)構(gòu)：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸出盒外，與電源或負載相連。動觸片套在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作90°正或反方向的轉(zhuǎn)動，帶動靜觸頭通。特點：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。用途：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路；控制５ＫＷ以下電動機。2012.02二常用低壓電器2012.02二常用低壓電器2012.02二常用低壓電器HZ系列組合開關(guān)型號的含義：2012.02二常用低壓電器（三）斷路器

功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時自動分斷電路。特點：操作安全，分斷能力較高。分類：框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）。結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。2012.02二常用低壓電器萬能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖2012.02二常用低壓電器2012.022012.02二常用低壓電器一旦發(fā)生過載或短路時,過流脫鉤器將吸合而頂開鎖鉤，將主觸頭斷開，從而起到短路保護作用。M3~主觸點彈簧連桿裝置鎖鉤斷路器原理2012.02二常用低壓電器M3~主觸點彈簧連桿裝置鎖鉤2012.02二常用低壓電器M3~主觸點彈簧連桿裝置一旦電壓嚴重下降或斷電時，銜鐵就被釋放而使主觸頭斷開，實現(xiàn)欠壓保護作用。斷路器原理2012.02二常用低壓電器M3~主觸點彈簧連桿裝置2012.02自動開關(guān)的型號及其含義自動開關(guān)的圖形、文字符號2012.02二常用低壓電器斷路器電氣參數(shù)選擇的一般原則：

①根據(jù)線路對保護的要求確定自動開關(guān)的類型和保護形式；②自動開關(guān)的額定電壓應等于或大于被保護線路的額定電壓；③自動開關(guān)欠壓脫扣器額定電壓應等于被保護線路的額定電壓；④自動開關(guān)的額定電流及過流脫扣器的額定電流應大于或等于被保護線路的計算電流；2012.02二常用低壓電器斷路器電氣參數(shù)選擇的一般原則：

⑤自動開關(guān)的極限分斷能力應大于線路的最大短路電流的有效值。⑥配電線路中的上、下級自動開關(guān)的保護特性應協(xié)調(diào)配合，下級的保護特性應位于上級保護特性的下方且不相交。⑦自動開關(guān)的長延時脫扣電流應小于導線允許的持續(xù)電流。⑧瞬時整定電流：對保護籠型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為8~15倍電動機額定電流；對于保護繞線型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為3~6倍電動機額定電流。2012.02二常用低壓電器

漏電斷路器除具有低壓斷路器的作用外，還具有漏電保護的功能。漏電斷路器由操作機構(gòu)、電磁脫扣器、觸頭系統(tǒng)、滅弧室、零序電流互感器、漏電脫扣器、試驗裝置等組成。（四）漏電斷路器2012.02二常用低壓電器電磁式電流動作型漏電斷路器工作原理圖2012.02二常用低壓電器（二）漏電斷路器典型產(chǎn)品漏電斷路器典型產(chǎn)品有DZ15LE、DZL16、DZL18、DZ20L、DZL25、JC等系列。（三）漏電斷路器的選用1）額定漏電不動作電流的選擇。2）額定漏電動作電流的選擇。3）漏電保護特性的選擇。2012.02二常用低壓電器二、熔斷器作用：熔斷器是一種用于嚴重過載和短路保護的電器。類型及結(jié)構(gòu)：熔體和安裝熔體的熔座兩部分RLRCRT2012.02二常用低壓電器熔斷器保護特性圖1-19熔斷器的保護特性熔化系數(shù)：FU表示符號圖1-20圖文符號2012.02二常用低壓電器熔斷器主要技術(shù)參數(shù)1．額定電壓：熔斷器長期工作時和分斷后能夠承受的電壓2．額定電流：熔斷器長期工作時，設(shè)備部件溫升不超過規(guī)定值時所能承受的電流3．熔體額定電流：熔體正常工作而不熔斷時所能承受的最大電流。一個額定電流等級的熔斷器可以分裝若干個額定電流等級的熔體4．極限分斷電流：在規(guī)定的額定電壓和功率因數(shù)的條件下，能分斷的最大電流值（為額定電流的幾十倍）。若短路電流大于極限分斷電流，則電弧不能熄滅，從而不能真正分斷電路。

2012