電氣控制技術(shù)chap1常用低壓電器2課件

2.2.2主令電器

主令電器是一種專門發(fā)布命令、直接或通過電磁式電器間接作用于控制電路的電器。常用來控制電力拖動系統(tǒng)中電動機的起動、停車、調(diào)速及制動等。2.2.2.1控制按鈕2.2.2.2行程開關(guān)2.2.2.3接近開關(guān)2.2.2.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2.2.2.1控制按鈕

控制按鈕由按鈕帽1、復(fù)位彈簧2、橋式觸頭3、4、5和外殼等組成，通常做成復(fù)合式，即具有動合觸點和動斷觸點，其結(jié)構(gòu)示意圖見下圖所示。2.2.2.1控制按鈕控制銨鈕的種類很多，指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號燈顯示信號；緊急式按鈕裝有蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作；旋鈕式按鈕用于扭動旋鈕來進行操作。常見按鈕的外形如下圖所示：2.2.2.2行程開關(guān)行程開關(guān)實物圖行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖

行程開關(guān)又稱位置開關(guān)或限位開關(guān)。它的作用與按鈕相同，只是其觸點的動作不是靠手動操作，而是利用生產(chǎn)機械某些運動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸頭動作來實現(xiàn)接通或分斷電路的。行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)分為3個部分：操作機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和外殼，行程開關(guān)的外形及結(jié)構(gòu)如下圖所示。2.2.2.2行程開關(guān)行程開關(guān)的型號含義和電氣符號如下圖所示。型號含義電氣符號2.2.2.3接近開關(guān)接近式位置開關(guān)是一種非接觸式的位置開關(guān)，簡稱接近開關(guān)。它由感應(yīng)頭、高頻振蕩器、放大器和外殼組成。當運動部件與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接近時，就使其輸出一個電信號。接近開關(guān)包括電感式和電容式兩種。電感式接近開關(guān)的感應(yīng)頭是一個具有鐵氧體磁心的電感線圈，只能用于檢測金屬體。振蕩器在感應(yīng)頭表面產(chǎn)生一個交變磁場，當金屬塊接近感應(yīng)頭時，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩的能量，使振蕩減弱以至停振，因而存在振蕩和停振兩種信號，經(jīng)整形放大器轉(zhuǎn)換成二進制的開關(guān)信號，從而起到“開”、“關(guān)”的控制作用。2.2.2.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔式，控制多回路的主令電器，一般可作為多種配電裝置的遠距離控制，也可作為電壓表、電流表的換相開關(guān)，還可作為小容量電動機的起動、制動、調(diào)速及正反向轉(zhuǎn)換的控制。其觸頭檔數(shù)多、換接線路多、用途廣泛，故有“萬能”之稱。轉(zhuǎn)換開關(guān)實物圖如下：2.2.2.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要由操作機構(gòu)、面板、手柄及數(shù)個觸點座等部件組成，并用螺栓組裝成為一個整體，如下圖所示。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號及文字符號如下圖所示。圖中水平方向的數(shù)字1~3表示觸點編號，垂直方向的數(shù)字及文字“左”、“0”、“右”表示手柄的操作位置（檔位），虛線表示手柄操作的聯(lián)動線。在不同的操作位置，各對觸點的通、斷狀態(tài)的表示方法為：在觸點的下方與虛線相交位置有黑色圓點表示在對應(yīng)操作位置時觸點接通，沒涂黑色圓點表示在該操作位置不通。2.2.3接觸器2.2.3.1接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號接觸器主要用于頻繁接通或分斷交、直流主電路和大容量的控制電路，可遠距離操作，配合繼電器可以實現(xiàn)定時操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護。2.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號各種接觸器的實物圖1.接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有：（1）額定電壓（2）額定電流（3）吸引線圈額定電壓（4）通斷能力（5）電氣壽命和機械壽命（6）額定操作頻率（次/h）2.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號2.接觸器的型號常見接觸器有CJ20系列、3TH和CJX1(3TB)系列。其中CJ20系列是較新的產(chǎn)品，而3TH和CJX1(3TB)系列是從德國西門子公司引進制造的新型接觸器。接觸器的型號含義及電氣符號如下所示2.2.4繼電器2.2.4.1

電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.2.4.2

電流繼電器

2.2.4.3

電壓繼電器（中間繼電器）2.2.4.4

時間繼電器

2.2.4.5熱繼電器

2.2.4.6速度繼電器

繼電器是根據(jù)一定的信號（如電流、電壓、時間和速度等物理量）的變化來接通或分斷小電流電路和電器的自動控制電器。2.2.4.1電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.繼電特性繼電器的主要特性是輸入－輸出特性，又稱繼電特性，繼電特性曲線如下圖所示。當繼電器輸入量X由零增至Xｏ以前，繼電器輸出量Y為零。當輸入量X增加到Xｏ時，繼電器吸合，輸出量為Yｌ；若X繼續(xù)增大，Y保持不變。當X減小到Xr時，繼電器釋放，輸出量由Yｌ變?yōu)榱?，若X繼續(xù)減小，Y值均為零。2.2.4.2電流繼電器電流繼電器主要用于過載及短路保護。其線圈串聯(lián)接入主電路，線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小，用來感測主電路的電流，觸點接于控制電路，為執(zhí)行元件。它反映的是電流信號，主要有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。

欠電流繼電器用于欠電流保護，在電路正常工作時，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。只有當電流降低到某一整定值時，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時分斷電路。

過電流繼電器在電路正常工作時不動作，整定范圍通常為額定電流的1.1～3.5倍。當被保護線路的電流高于額定值，并達到過電流繼電器的整定值時，銜鐵吸合，觸點機構(gòu)動作，控制電路失電，從而控制接觸器及時分斷電路，對電路起過流保護作用。2.2.4.2電流繼電器過電流繼電器實物圖欠電流繼電器實物圖2.2.4.3中間繼電器中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點是觸點數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大(觸點數(shù)目和電流容量)的作用。型號含義電氣符號中間繼電器實物圖2.2.4.4時間繼電器在自動控制系統(tǒng)中，有時需要繼電器得到信號后不立即動作，而是順延一段時間后再動作并輸出控制信號，以達到按時間順序進行控制的目的。時間繼電器按工作原理分可分為：電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、單片機控制式等。2.2.4.4時間繼電器按延時方式可分為通電延時型時間繼電器和斷電延時型時間繼電器。通電延時型在線圈得電時，延時動合觸點延時一段時間才閉合，延時動斷觸點延時一段時間才斷開。在線圈失電時，其延時動合觸點迅速斷開，延時動斷觸點迅速閉合。斷電延時型在線圈得電時，延時動合觸點迅速閉合，延時動斷觸點迅速斷開。在線圈失電時，延時動合觸點延時一段時間再斷開，延時動斷觸點延時一段時間再閉合。時間繼電器的圖形符號及文字符號2.2.4.5熱繼電器熱繼電器的形式有多種，其中以雙金屬片式應(yīng)用最多。雙金屬片式熱繼電器主要由發(fā)熱元件、主雙金屬片和觸點三部分組成。主雙金屬片是熱繼電器的感測元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片輾壓而成。當串聯(lián)在電動機定子繞組中的熱元件有電流流過時，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片伸長，由于膨脹系數(shù)不同，致使雙金屬片發(fā)生彎曲。電動機正常運行時，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動作。但是當電動機過載時，流過熱元件的電流增大，加上時間效應(yīng)，就會加大雙金屬片的彎曲程度，最終使雙金屬片推動導(dǎo)板使熱繼電器的觸點動作，切斷電動機的控制電路。熱繼電器主要用于過載、缺相及三相電流不平衡的保護。2.2.4.5熱繼電器JR0、JRl、JR2和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu)，是雙熱元件熱繼電器，可用作三相異步電動機的均衡過載保護和定子繞組為Y聯(lián)結(jié)的三相異步電動機的斷相保護，但不能用作定子繞組為△聯(lián)結(jié)的三相異步電動機的斷相保護。2.2.4.5熱繼電器JRl6和JR20系列熱繼電器均為帶斷相保護的熱繼電器，具有差動式斷相保護機構(gòu)。選擇時主要根據(jù)電動機定子繞組的聯(lián)結(jié)方式來確定熱繼電器的型號，在三相異步電動機電路中，對Y聯(lián)結(jié)的電動機可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，一般采用兩相結(jié)構(gòu)，即在兩相主電路中串接熱元件。但對于定子繞組為△聯(lián)結(jié)的電動機必須采用帶斷相保護的熱繼電器。2.2.5其他電器2.2.5.1刀開關(guān)2.2.5.2熔斷器2.2.5.3斷路器2.2.5.1刀開關(guān)1.刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和安裝

刀開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)較為簡單的手動電器，主要由手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板等組成。刀開關(guān)在切斷電源時會產(chǎn)生電弧，因此在安裝刀開關(guān)時手柄必須朝上，不得倒裝或平裝。

線時應(yīng)將電源線接在上端，負載接在下端，這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外發(fā)生刀開關(guān)是一種手動電器，在低壓電路中用于不頻繁地接通和分斷電路，或用于隔離電源，故又稱“隔離開關(guān)”。2.2.5.1刀開關(guān)2.常用刀開關(guān)

常用刀開關(guān)有HD系列及HS系列板用刀開關(guān)、HK系列開啟式負荷開關(guān)和HH系列封閉式負荷開關(guān)。

（１）HD系列及HS系列刀開關(guān)

（2）HK系列開啟式負荷開關(guān)

（3）HH系列封閉式負荷開關(guān)2.2.5.1刀開關(guān)3.刀開關(guān)的型號含義和電氣符號2.2.5.2熔斷器1.熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理

熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。

熔斷器的熔體與被保護的電路串聯(lián)，當電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當電流產(chǎn)生的熱量使熔體溫度升高達到熔點時，熔體熔斷并切斷電路，從而達到保護的目的。熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉、控制有效的短路保護電器。2.2.5.2熔斷器螺旋式熔斷器

圓筒形帽熔斷器螺栓連接熔斷器2.熔斷器的分類

熔斷器的類型很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復(fù)式熔斷器等。

熔斷器的外形如右圖所示。2.2.5.2熔斷器3.熔斷器的型號含義和電氣符號如下圖所示。型號含義電氣符號2.2.5.3斷路器1.結(jié)構(gòu)和工作原理

低壓斷路器主要由觸頭、滅弧裝置、操動機構(gòu)和保護裝置等組成。斷路器的保護裝置由各種脫扣器來實現(xiàn)。斷路器的脫扣器形式有：欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵脫扣器等。低壓斷路器(也稱自動開關(guān))是一種既可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流，又可以接通和分斷短路電流的開關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護功能，如過負荷、短路、過載、欠壓和漏電保護等。2.2.5.3斷路器2.斷路器的分類

低壓斷路器的分類方式很多，按結(jié)構(gòu)形式分有DW15、DW16、CW系列萬能式(又稱框架式)和DZ5系列、DZ15系列、DZ20系列、DZ25系列塑殼式斷路器；

按滅弧介質(zhì)分有空氣式和真空式(目前國產(chǎn)多為空氣式)；

按操作方式分有手動操作